Способ генерации высокочастотных сигналов и устройство для его реализации



Способ генерации высокочастотных сигналов и устройство для его реализации
Способ генерации высокочастотных сигналов и устройство для его реализации
Способ генерации высокочастотных сигналов и устройство для его реализации
Способ генерации высокочастотных сигналов и устройство для его реализации
Способ генерации высокочастотных сигналов и устройство для его реализации
Способ генерации высокочастотных сигналов и устройство для его реализации
Способ генерации высокочастотных сигналов и устройство для его реализации

 


Владельцы патента RU 2461952:

Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" (RU)

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для создания устройств генерации высокочастотных сигналов на заданном количестве частот. Достигаемый технический результат - повышение диапазона генерируемых колебаний, генерация высокочастотных сигналов на заданном количестве частот. В способе генерации высокочастотных сигналов условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз одновременно выполняют на заданном количестве частот за счет взаимодействия высокочастотных сигналов с радиотехнической цепью в виде двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Устройство содержит дополнительный двухполюсник (5), четырехполюсник (3), двухполюсный нелинейный элемент (1) с отрицательным дифференциальным сопротивлением, нагрузку (4), четырехполюсник (3) выполнен в виде Т-образного соединения четырех резистивных двухполюсников (6), (7), (8), (9), мнимые составляющие сопротивлений дополнительного двухполюсника (5) и нагрузки (4) реализованы в виде реактивных двухполюсников, выполненных в виде последовательно соединенных параллельного контура из элементов с параметрами L1k, C1k и последовательного контура из элементов с параметрами L2k, C2k. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для создания устройств генерации высокочастотных сигналов на заданном количестве частот, что позволяет формировать сложные сигналы и создавать эффективные средства радиосвязи с заданным количеством радиоканалов.

Известен способ генерации высокочастотного сигнала, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, организации внешней положительной обратной связи между нагрузкой и управляющим электродом трехполюсного нелинейного элемента, выполнении условий возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемого высокочастотного сигнала, и условий согласования нелинейного элемента с нагрузкой (см. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: «Дрофа», - 2006, с.383-401).

Известно устройство генерации высокочастотного сигнала, состоящее из источника постоянного напряжения, устанавливающего рабочую точку на середине квазилинейного участка проходной вольт-амперной характеристики (ВАХ) транзистора, реактивного четырехполюсника, нагрузки в виде параллельного колебательного контура, RC-цепи внешней положительной обратной связи между нагрузкой и управляющим электродом транзистора, при этом параметры контура, транзистора и варикапа выбраны из условия обеспечения заданных амплитуды и частоты генерируемого высокочастотного сигнала (см. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: «Дрофа», - 2006, с.383-401).

Недостатком указанных способа и устройства является генерация высокочастотного сигнала только на одной частоте. Кроме того, не указывается, каким образом необходимо выбирать значения параметров реактивного четырехполюсника, при которых наступает режим возбуждения и стационарный режим.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) к предлагаемому является способ генерации высокочастотного сигнала, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, организации внутренней обратной связи в нелинейном элементе путем использования в качестве него двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, выполнении условий возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемого высокочастотного сигнала, и условий согласования нелинейного элемента с нагрузкой (см. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: «Дрофа», - 2006, с.414-417).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) к предлагаемому является устройство генерации высокочастотного сигнала, состоящее из источника постоянного напряжения, устанавливающего рабочую точку на середине падающего участка ВАХ двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, реактивного четырехполюсника, нагрузки в виде параллельного колебательного контура, при этом параметры контура, двухполюсного нелинейного элемента и варикапа выбраны из условия обеспечения заданных амплитуды и частоты генерируемого высокочастотного сигнала (см. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: «Дрофа», - 2006, с.414-417).

На фиг.1 показана схема устройства-прототипа.

Устройство-прототип содержит нелинейный элемент 1 с отрицательным дифференциальным сопротивлением, подключенный к источнику напряжения 2 с малым внутренним сопротивлением, реактивный четырехполюсник 3 (согласующе-фильтрующее устройство или согласующий четырехполюсник), колебательный контур на элементах L, R, С, который является нагрузкой 4.

Принцип действия устройства-прототипа состоит в следующем.

При включении источника постоянного напряжения 2 в силу скачкообразного изменения амплитуды во всей цепи возникают колебания, спектр которых занимает весь частотный радиодиапазон. Амплитуды этих колебаний быстро затухают. Однако, благодаря наличию внутренней обратной связи, в двухполюсном нелинейном элементе 1, например туннельном диоде, на участке с падающей ВАХ возникает отрицательное дифференциальное сопротивление, которое в силу согласования с помощью реактивного четырехполюсника 3 компенсирует потери в контуре L, R, С. Благодаря этому колебание с частотой, равной резонансной частоте колебательного контура, усиливается до момента увеличения амплитуды этого колебания до уровня, при котором амплитуда выходит за пределы падающего участка ВАХ. Наступает стационарный режим.

Недостатком указанных способа и устройства является генерация высокочастотного сигнала только на одной частоте. Кроме того, не указывается, каким образом необходимо выбирать значения параметров реактивного четырехполюсника, при которых наступает режим возбуждения и стационарный режим. Особенно остро возникает этот вопрос при проектировании устройств генерации в диапазонах ВЧ и УВЧ, на которых обязательно нужно учитывать реактивные составляющие параметров нелинейных элементов. В настоящее время классическая теория радиотехнических цепей это не учитывает. С другой стороны, в четырехполюснике не обязательно использовать реактивные элементы, возможно применение резистивных элементов, которые в широком диапазоне частот обладают независимостью своих параметров от частоты и могут значительно расширить диапазон частот генерируемых сигналов (точнее - количество частот генерируемых сигналов). Поскольку в качестве нелинейных элементов используются диоды с отрицательным сопротивлением, то вносимые резистивными элементами дополнительные потери могут быть при определенных условиях компенсированы.

Задачей предлагаемых способа и устройства является формирование заданного количества частот генерируемых сигналов.

Для решения поставленной задачи в известном способе генерации высокочастотных сигналов, основанном на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, организации внутренней обратной связи в нелинейном элементе путем использования в качестве него двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, выполнении условий возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемого высокочастотного сигнала, и условий согласования нелинейного элемента с нагрузкой, дополнительно условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз одновременно выполняют на заданном количестве частот за счет взаимодействия высокочастотных сигналов с радиотехнической цепью в виде двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, включенного между источником входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления с комплексным сопротивлением, и четырехполюсником, выполненным из резистивных двухполюсников, в продольную цепь, и за счет выбора значений мнимых составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления хm0 и нагрузки хmn из условия обеспечения стационарного режима генерации в виде равенства нулю знаменателя коэффициента передачи в режиме усиления одновременно на всех заданных частотах генерируемых высокочастотных сигналов при неизменной амплитуде источника постоянного напряжения в соответствии со следующими математическими выражениями

где

q=(r+rm0)(α+γrmn)2+(β+rmn)(α+γrmn);

a, b, c, d - заданные значения элементов классической матрицы передачи четырехполюсника;

rm0, xm0 - заданные значения действительной составляющей и оптимальные значения мнимой составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления на заданном количестве частот;

rmn, xmn - заданные из условия обеспечения положительности подкоренных выражений значения действительной составляющей и оптимальные значения мнимой составляющей сопротивления нагрузки на заданном количестве частот;

rm, хm - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления двухполюсного нелинейного элемента на заданном количестве частот при заданной амплитуде постоянного напряжения;

m=1, 2…N - номера частот.

Для решения поставленн

ой задачи в устройство генерации высокочастотных сигналов, содержащее двухполюсный нелинейный элемент с отрицательным дифференциальным сопротивлением, к выводам которого параллельно подключен источник постоянного напряжения, четырехполюсник, к входным выводам которого подключен двухполюсный нелинейный элемент, а к выходным выводам - нагрузка, согласно изобретению введен дополнительный двухполюсник, включенный между источником входного высокочастотного сигнала с комплексным сопротивлением в режиме усиления и четырехполюсником в продольную цепь, четырехполюсник выполнен в виде Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, параллельно двум последовательно соединенным из которых подключен четвертый резистивный двухполюсник, мнимые составляющие сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала в режиме усиления и нагрузки реализованы в виде реактивных двухполюсников, выполненных в виде последовательно соединенных параллельного контура из элементов с параметрами L1k, C1k и последовательного контура из элементов с параметрами L2k, С2k, причем значения параметров параллельного контура определены из условия обеспечения стационарного режима генерации на двух частотах с помощью следующих математических выражений:

;

,

где

;

;

q=(r+r0)(α+γrn)2+(β+rn)(α+γrn);

;

;

;

Xmk; X1k, X2k; Xm0, Xmn - оптимальные значения мнимых составляющих сопротивлений дополнительного двухполюсника (k=0) и нагрузки (k=n) на заданных двух частотах ωm=2πfm;

m=1, 2 - номер частоты;

- отношения соответствующих элементов классической матрицы передачи а, b, с, d четырехполюсника;

R1, R2, R3, R4 - заданные значения сопротивлений двухполюсников перекрытого Т-образного звена;

r0 - заданное постоянное значение действительной составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления;

rn - заданное постоянное значение действительной составляющей сопротивления нагрузки;

rm, xm - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления активного двухполюсного нелинейного элемента на заданных двух частотах при заданной амплитуде постоянного напряжения.

На фиг.2 показана схема предлагаемого устройства. На фиг.3 приведена схема четырехполюсника, входящего в предлагаемое устройство. На фиг.4 приведена схема реактивных двухполюсников, реализующих мнимые составляющие сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления z0 и нагрузки zn.

Предлагаемое устройство содержит нелинейный элемент 1 с известным отрицательным дифференциальным сопротивлением zm=rm+jxm на двух заданных частотах генерируемых сигналов, источник постоянного напряжения 2, четырехполюсник 3, к входным выводам которого подключены последовательно соединенные дополнительный двухполюсник 5 и нелинейный элемент 1, к которому параллельно подключен источник постоянного напряжения 2, к выходным выводам четырехполюсника 3 подключена нагрузка 4 с сопротивлениями zmn=rm+jxmn на заданных двух частотах. Четырехполюсник (фиг.3) выполнен в виде Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников 6, 7, 8 с заданными сопротивлениями R1, R2, R3, при этом параллельно двум последовательно соединенным резистивным двухполюсникам 6, 8 подключен четвертый резистивный двухполюсник 9 с сопротивлением R4. Синтез генератора (выбор значений мнимых составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и нагрузки на двух заданных частотах (m=1, 2 - номер частоты), схемы формирования этих двухполюсников в виде последовательно соединенных параллельного контура из элементов с параметрами L1k, С1k и последовательного контура из элементов с параметрами L2k, C2k и значений параметров параллельного контура) осуществлен по критерию обеспечения баланса амплитуд и баланса фаз путем реализации равенства нулю знаменателя коэффициента передачи устройства генерации в режиме усиления одновременно на двух заданных частотах генерируемых сигналов при постоянной амплитуде постоянного напряжения. Выбор сопротивлений четырехполюсника 3 можно осуществлять произвольно или исходя из каких-либо других физических соображений. В данном изобретении значения сопротивлений резистивных двухполюсников выбираются из условий физической реализуемости увеличенного квазилинейного участка частотно-модуляционной характеристики.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.

При включении источника постоянного напряжения 2 в силу скачкообразного изменения амплитуды во всей цепи возникают колебания, спектр которых занимает весь частотный радиодиапазон. Амплитуды этих колебаний быстро затухают. Однако благодаря наличию внутренней обратной связи в двухполюсном нелинейном элементе 1, например туннельном диоде, на участке с падающей вольт-амперной характеристикой возникает отрицательное дифференциальное сопротивление, которое в силу указанного выбора значений мнимых составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и нагрузки компенсирует потери во всей цепи одновременно на двух заданных частотах. Амплитуды колебаний с заданными частотами усиливаются до определенных уровней и затем ограничиваются. Благодаря этому колебания с заданными двумя частотами усиливаются до момента увеличения амплитуд этих колебаний до уровня, при котором амплитуда выходит за пределы падающего участка вольт-амперной характеристики. Наступает стационарный режим. Учитывая нелинейный характер вольт-амперной характеристики активного диода, на выходе генератора будут сформированы продукты нелинейного взаимодействия в виде сетки частот ωm=Iω1+Кω2; где I=0, ±1, ±2, …, К=0, ±1, ±2, …

Докажем возможность реализации указанных свойств.

Введем обозначения искомых зависимостей сопротивления источника сигнала в режиме усиления z0=r0+jx0, нагрузки zn=rn+jxn и известных зависимостей сопротивления нелинейного элемента z=r+jx от частоты. В режиме генерации вместо источника входного высокочастотного сигнала включается короткозамыкающая перемычка. На первом этапе синтеза требуется определить частотные зависимости сопротивлений х0, хn (аппроксимирующие функции), оптимальные по критерию обеспечения условий стационарного режима генерации на заданном количестве частот при неизменной амплитуде постоянного напряжения на нелинейном элементе.

Нелинейный элемент описывается классической матрицей передачи:

Резистивный четырехполюсник (РЧ) характеризуется матрицей передачи:

где a, b, c, d - элементы классической матрицы передачи.

Общая нормированная классическая матрица передачи генератора/модулятора получается путем перемножения матриц (1) и (2) с учетом условий нормировки

Используя известную связь элементов матрицы рассеяния с элементами классической матрицы передачи [Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1971, с.34-36] и матрицу (3), получим выражение для коэффициента передачи генератора в режиме усиления

Входящий в (4) корень можно представить в виде комплексного числа а+jb, где

x=r0rn-x0xn;

y=r0xn+x0rn.

После денормировки коэффициента передачи (4) путем умножения на последнее выражение изменяется

a=rn;

b=xn.

Денормированный коэффициент передачи связан с физически реализуемой передаточной функцией следующим образом

.

В соответствии с иммитансным критерием устойчивости [Куликовский А.А. Устойчивость активных линеаризованных цепей с усилительными приборами нового типа. М. - Л.: ГЭИ, 1962, 192 с.] сумма действительных составляющих сопротивлений активной и пассивной частей при стационарном режиме генерации должна быть равна нулю. При этом сумма мнимых составляющих сопротивлений активной и пассивной частей тоже должна быть равна нулю. Первое равенство определяет амплитуду, а второе - частоту генерируемого колебания. Эти равенства, по существу, означают равенство нулю знаменателя коэффициента передачи генератора в режиме усиления.

Приравняем знаменатель коэффициента передачи нулю

Разделим в (5) между собой действительную и мнимую части и получим систему двух алгебраических уравнений

Систему уравнений (6) можно решить относительно любых двух параметров, например, относительно параметров x0, хn:

где

q=(r+r0)(α+γrn)2+(β+rn)(α+γrn).

Подкоренные выражения в (7) всегда положительны при выборе частотной характеристики действительной составляющей сопротивления источника сигнала в режиме усиления либо внутри, либо за пределами следующих частотных зависимостей

Корни (8) уравнения, полученного приравниванием нулю подкоренного выражения xn в (7), могут определить диапазон изменения действительной составляющей сопротивления нагрузки, в котором она принимает отрицательные значения. Для получения положительных значений необходимо изменять величины α, β, γ, которые определяются значениями резистивных двухполюсников РЧ. Например, для варианта выполнения РЧ в виде перекрытого Т-образного соединения четырех резистивных двухполюсников (фиг.3) отношения элементов известной классической матрицы передачи определяются следующим образом:

;

На втором этапе синтеза для реализации оптимальных аппроксимаций (7) методом интерполяции необходимо сформировать двухполюсники с сопротивлениями x0, xn из не менее чем N (числа частот интерполяции) реактивных элементов, найти выражения для их сопротивлений, приравнять их оптимальным значениям сопротивлений двухполюсников на заданных частотах, определенным по формулам (7), и решить сформированную таким образом систему N уравнений относительно N выбранных параметров реактивных элементов. Значения параметров остальных элементов могут быть выбраны произвольно или исходя из каких-либо других физических соображений, например, из условия физической реализуемости.

В соответствии с этим алгоритмом получены математические выражения для определения значений параметров реактивного двухполюсника в виде последовательно соединенных параллельного L1k, С1k и последовательного L2k, C2k контуров (фиг.4), оптимальных по критерию обеспечения условий стационарного режима генерации на двух частотах ωm=2πfm.

Исходная система уравнений

k=0, n; m=1, 2.

Решение для двух частот следующее

;

Учитывая нелинейный характер вольт-амперной характеристики активного диода на выходе генератора, будет сформирована сетка частот ωm=Iω1+Kω2, I=0, ±1, ±2, …, К=0, ±1, ±2, …

Значения параметров L1k, C1k могут быть выбраны произвольно или исходя из каких-либо других физических соображений, например, из условия физической реализуемости L1k, С1k. Обобщенный индекс k введен для определения мнимой составляющей сопротивления дополнительного двухполюсника при k=0 (при этом ) и мнимой составляющей сопротивления нагрузки при k=n, (при этом ), m=1, 2 - номера частот. Индекс m надо ввести и для остальных параметров, зависящих от частоты. На практике параметры α, β, γ, r0, rn не зависят от частоты в диапазоне от самых низких частот до 600-800 МГц.

Реализация оптимальных аппроксимаций частотных характеристик мнимой составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и мнимой составляющей сопротивления нагрузки (7) с помощью (10), (11) обеспечивает реализацию условия баланса амплитуд и баланса фаз одновременно на двух заданных частотах, а с учетом нелинейности ВАХ - на сетке частот.

Предлагаемые технические решения имеют изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявленная последовательность операций (подключение источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления к входу четырехполюсника, выполнение четырехполюсника резистивным в виде указанным выше способом соединенных между собой четырех двухполюсников, выбор частотных характеристик мнимой составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и мнимой составляющей сопротивления нагрузки, их формирование в виде двухполюсников из последовательно соединенных параллельного и последовательного контуров, выбор значений их параметров из условия обеспечения стационарного режима генерации на двух частотах (на сетке частот) при неизменном состоянии нелинейного двухполюсного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, включенного между источником входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и входом резистивного четырехполюсника в продольную цепь) обеспечивает одновременно формирование высокочастотных сигналов на заданных частотах при постоянной амплитуде источника постоянного напряжения в режиме генерации (вместо источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления включается короткозамыкающая перемычка).

Предлагаемые технические решения практически применимы, так как для их реализации могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью активные полупроводниковые диоды (диоды Ганна, туннельные диоды, лавинно-пролетные диоды и т.д.) и резистивные элементы, включенные в заявленную схему резистивного четырехполюсника. Значения параметров индуктивностей и емкостей колебательных контуров могут быть однозначно определены с помощью математических выражений, приведенных в описании изобретения.

Технический результат предлагаемого устройства заключается в одновременном обеспечении генерации высокочастотного сигнала на двух заданных частотах (на сетке частот) за счет выбора схемы и значений параметров реактивных элементов по критерию обеспечения условий баланса фаз и амплитуд на этих частотах при неизменном состоянии нелинейного двухполюсного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, что позволяет формировать сложные сигналы и создавать средства радиосвязи, функционирующие на двух (на заданном количестве) радиоканалах.

1. Способ генерации высокочастотных сигналов, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, организации внутренней обратной связи в нелинейном элементе путем использования в качестве него двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, выполнении условий возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемого высокочастотного сигнала, и условий согласования нелинейного элемента с нагрузкой, отличающийся тем, что условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз одновременно выполняют на заданном количестве частот за счет взаимодействия высокочастотных сигналов с радиотехнической цепью в виде двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, включенного между источником входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления с комплексным сопротивлением, и четырехполюсником, выполненным из резистивных двухполюсников, в продольную цепь, и за счет выбора значений мнимых составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления xm0 и нагрузки xmn из условия обеспечения стационарного режима генерации в виде равенства нулю знаменателя коэффициента передачи в режиме усиления одновременно на всех заданных частотах генерируемых высокочастотных сигналов при неизменной амплитуде источника постоянного напряжения в соответствии со следующими математическими выражениями:
;
,
где
q=(r+rm0)(α+γrmn)2+(β+rmn)(α+γrmn);
a, b, c, d - заданные значения элементов классической матрицы передачи четырехполюсника;
rm0 xm0 - заданные значения действительной составляющей и оптимальные значения мнимой составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления на заданном количестве частот;
rmn, xmn - заданные из условия обеспечения положительности подкоренных выражений значения действительной составляющей и оптимальные значения мнимой составляющей сопротивления нагрузки на заданном количестве частот;
rm, xm - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления двухполюсного нелинейного элемента на заданном количестве частот при заданной амплитуде постоянного напряжения;
m=1, 2… N - номера частот.

2. Устройство генерации высокочастотных сигналов, содержащее двухполюсный нелинейный элемент с отрицательным дифференциальным сопротивлением, к выводам которого параллельно подключен источник постоянного напряжения, четырехполюсник, к входным выводам которого подключен двухполюсный нелинейный элемент, а к выходным выводам - нагрузка, отличающееся тем, что введен дополнительный двухполюсник, включенный в продольную цепь между источником входного высокочастотного сигнала с комплексным сопротивлением в режиме усиления и четырехполюсником, четырехполюсник выполнен в виде Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, параллельно двум последовательно соединенным из которых подключен четвертый резистивный двухполюсник, мнимые составляющие сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала в режиме усиления и нагрузки реализованы в виде реактивных двухполюсников, выполненных в виде последовательно соединенных параллельного контура из элементов с параметрами L1k, C1k и последовательного контура из элементов с параметрами L2k, C2k, причем значения параметров параллельного контура определены из условия обеспечения стационарного режима генерации на двух частотах с помощью следующих математических выражений:
;
,
где
;

q=(r+r0)(α+γrn)2+(β+rn)(α+γrn);
;
;
;
Xmk; X1k, X2k, Xm0, Xmn - оптимальные значения мнимых составляющих сопротивлений дополнительного двухполюсника (k=0) и нагрузки (k=n) на заданных двух частотах ωm=2πfm; m=1, 2 - номер частоты;
- отношения соответствующих элементов классической матрицы передачи а, b, с, d перекрытого Т-образного звена;
R1, R2, R3, R4 - заданные значения сопротивлений двухполюсников перекрытого Т-образного звена;
r0 - заданное постоянное значение действительной составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления;
rn - заданное постоянное значение действительной составляющей сопротивления нагрузки;
rm, xm - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления активного двухполюсного нелинейного элемента на заданных двух частотах при заданной амплитуде постоянного напряжения.



 

Похожие патенты:

Генератор // 1610593
Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в приемно-передающих устройствах. .

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для создания устройств генерации высокочастотных сигналов на заданном количестве частот

Изобретение относится к генератору на основе инжекции тока
Наверх