RU2595571C2 - Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device - Google Patents

Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device Download PDF

Info

Publication number
RU2595571C2
RU2595571C2 RU2014154420/08A RU2014154420A RU2595571C2 RU 2595571 C2 RU2595571 C2 RU 2595571C2 RU 2014154420/08 A RU2014154420/08 A RU 2014154420/08A RU 2014154420 A RU2014154420 A RU 2014154420A RU 2595571 C2 RU2595571 C2 RU 2595571C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
terminal
load
given
amplitude
Prior art date
Application number
RU2014154420/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014154420A (en
Inventor
Александр Афанасьевич Головков
Александр Владиславович Рагозин
Александр Александрович Чаплыгин
Александр Германович Волобуев
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2014154420/08A priority Critical patent/RU2595571C2/en
Publication of RU2014154420A publication Critical patent/RU2014154420A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2595571C2 publication Critical patent/RU2595571C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: wireless communications.
SUBSTANCE: invention relates to radio communication. Method for generation and frequency modulation of high-frequency signals four-terminal element is resistive, load is made in the form of first bipolar with complex resistance, external feedback circuit used is four-terminal element, in parallel connected to three-polar nonlinear element with feedback circuit as integral unit cascade include between introduced second terminal device and input of resistive four-terminal element to output of which is connected load, excitation conditions and matching conditions are made at quasi-linear dependence of generation frequency of amplitude of control signal to ensure excitation mode generation.
EFFECT: technical result consists in generation and frequency modulation device efficiency due to increased linear section of frequency modulation characteristic at arbitrary characteristics of the nonlinear element, external feedback circuit and parameters of resistive four-terminal element.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретения относятся к областям радиосвязи, радиолокации, радионавигации и радиоэлектронной борьбы и могут быть использованы для создания устройств генерации и частотной модуляции с увеличенным линейным участком частотной модуляционной характеристики при произвольных характеристиках нелинейного элемента, цепи внешней обратной связи и параметрах резистивного четырехполюсника.The invention relates to the fields of radio communication, radar, radio navigation and electronic warfare and can be used to create devices for generating and frequency modulation with an increased linear portion of the frequency modulation characteristic for arbitrary characteristics of a nonlinear element, an external feedback circuit, and parameters of a resistive four-terminal device.

Известен способ генерации и частотной модуляции высокочастотного сигнала, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, организации внутренней обратной связи в первом 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 первого нелинейного элемента с нагрузкой, изменении частоты генерируемого высокочастотного сигнала путем изменения баланса фаз за счет изменения параметра второго нелинейного элемента, включенного в избирательную нагрузку, по закону изменения амплитуды низкочастотного управляющего (первичного, информационного) сигнала [Гоноровский И.С.Радиотехнические цепи и сигналы - М.: «Дрофа»., 2006, с. 414-417, 434-437].A known method of generating and frequency modulating a high-frequency signal, based on the conversion of the energy of a constant voltage source into the energy of a high-frequency signal, organizing internal feedback in the first non-linear element by using a bipolar non-linear element with negative differential resistance as it, fulfilling the excitation conditions in the form of a balance of amplitudes and phase balance, respectively determining the amplitude and frequency of the generated high-frequency signal, and matching the first non-linear element with the load, changing the frequency of the generated high-frequency signal by changing the phase balance by changing the parameter of the second non-linear element included in the selective load, according to the law of changing the amplitude of the low-frequency control (primary, information) signal [Gonorovsky IS Radiotechnical circuits and signals - M .: “Bustard.”, 2006, p. 414-417, 434-437].

Известно устройство генерации и частотной модуляции высокочастотного сигнала, состоящее из источника постоянного напряжения, устанавливающего рабочую точку на середине падающего участка вольтамперной характеристики двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, реактивного четырехполюсника, нагрузки в виде параллельного колебательного контура с включенным варикапом, подключенным к источнику управляющего сигнала, при этом параметры контура, двухполюсного нелинейного элемента и варикапа выбраны из условия обеспечения заданных амплитуды и диапазона изменения частоты генерируемого высокочастотного сигнала по закону изменения амплитуды низкочастотного управляющего (первичного, информационного) сигнала [Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы - М.:«Дрофа»., 2006, с. 414-417, 434-437].A device for generating and frequency modulating a high-frequency signal, consisting of a constant voltage source that sets the operating point in the middle of the falling section of the current-voltage characteristics of a bipolar nonlinear element with negative differential resistance, a reactive four-terminal, load in the form of a parallel oscillatory circuit with a varicap connected to the control signal source , while the parameters of the circuit, bipolar nonlinear element and varicap selected anes conditions of maintenance of the set amplitude and frequency change range generated by the high frequency signal by the low frequency control law of the amplitude change (primary, informational) signals [IS Gonorovsky Radio engineering circuits and signals - M.: “Bustard.”, 2006, p. 414-417, 434-437].

Принцип действия этого устройства состоит в следующем. При включении источника постоянного напряжения (тока) 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 на участке с падающей вольтамперной характеристикой возникает отрицательное дифференциальное сопротивление, которое в силу согласования с помощью реактивного четырехполюсника компенсирует потери в контуре. 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 вольтамперной характеристики. Наступает стационарный режим. В этом режиме изменение емкости варикапа под действием управляющего сигнала приводит к изменению частоты генерируемого сигнала по закону изменения амплитуды низкочастотного сигнала.The principle of operation of this device is as follows. When a constant voltage (current) source is turned on, due to an abrupt change in the amplitude, oscillations arise in the entire circuit, the spectrum of which occupies the entire frequency radio range. The amplitudes of these oscillations decay quickly. However, due to the presence of internal feedback in a bipolar nonlinear element, a negative differential resistance arises in the section with a falling current-voltage characteristic, which, by matching with a reactive four-terminal, compensates for losses in the circuit. Due to this, the oscillation with a frequency equal to the resonant frequency of the oscillatory circuit is amplified until the amplitude of this oscillation increases to a level at which the amplitude goes beyond the falling section of the current-voltage characteristic. There is a stationary mode. In this mode, a change in the capacitance of a varicap under the action of a control signal leads to a change in the frequency of the generated signal according to the law of change in the amplitude of the low-frequency signal.

Недостатком способа и устройства является наличие двух нелинейных элементов, один из которых работает в качестве усилителя и ограничителя, а второй используется для изменения частоты генерируемого высокочастотного сигнала.The disadvantage of this method and device is the presence of two non-linear elements, one of which works as an amplifier and limiter, and the second is used to change the frequency of the generated high-frequency signal.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ генерации и частотной модуляции высокочастотного сигнала, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, построении цепи прямой передачи между выходным электродом трехполюсного нелинейного элемента и нагрузкой, 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 трехполюсного нелинейного элемента с нагрузкой, изменении частоты генерируемого высокочастотного сигнала путем изменения баланса фаз за счет изменения параметра двухполюсного нелинейного элемента, включенного в избирательную нагрузку, по закону изменения амплитуды низкочастотного управляющего (первичного, информационного) сигнала [Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы - М.: «Дрофа»., 2006, с. 434-437].The closest in technical essence and the achieved result (prototype) is a method for generating and frequency modulating a high-frequency signal, based on converting the energy of a constant voltage source into energy of a high-frequency signal, building a direct transfer circuit between the output electrode of a three-pole nonlinear element and the load, organizing external positive feedback between the load and the control electrode of a three-pole nonlinear element, the fulfillment of the excitation conditions in the form of ba the amplitude balance and the phase balance, which respectively determine the amplitude and frequency of the generated high-frequency signal, and the conditions for matching the three-pole nonlinear element with the load, change the frequency of the generated high-frequency signal by changing the phase balance by changing the parameter of the two-pole nonlinear element included in the selective load, according to the law of amplitude change low-frequency control (primary, informational) signal [Gonorovsky I.S. Radio engineering circuits and signals - M.: “Bustard.”, 2006, p. 434-437].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство генерации и частотной модуляции высокочастотного сигнала, состоящее из источника постоянного напряжения, устанавливающего рабочую точку на середине квазилинейного участка проходной вольтамперной характеристики транзистора, цепи прямой передачи в виде первого четырехполюсника для согласования выходного электрода транзистора и нагрузки, нагрузки в виде параллельного колебательного контура, в который включен варикап, подключенный к источнику управляющего сигнала, RC- цепи внешней положительной обратной связи (в общем виде - второго четырехполюсника для согласования управляющего электрода транзистора и нагрузки) между нагрузкой и управляющим электродом транзистора, при этом параметры контура, цепи прямой передачи, цепи обратной связи, транзистора и варикапа выбраны из условия обеспечения заданных амплитуды и диапазона изменения частоты генерируемого высокочастотного сигнала по закону изменения амплитуды низкочастотного управляющего (первичного, информационного) сигнала [Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы - М.: «Дрофа»., 2006, с. 434-437].The closest in technical essence and the achieved result (prototype) is a device for generating and frequency modulating a high-frequency signal, consisting of a constant voltage source that sets an operating point in the middle of the quasilinear section of the transient current-voltage characteristic of the transistor, a direct transmission circuit in the form of a first four-terminal device for matching the output transistor electrode and loads, loads in the form of a parallel oscillatory circuit, which includes a varicap connected to the source of the control signal, the RC-circuit of the external positive feedback (in general, the second four-terminal network for matching the control electrode of the transistor and the load) between the load and the control electrode of the transistor, while the parameters of the circuit, direct transfer circuit, feedback circuit, transistor and varicap are selected from the condition of providing the specified amplitude and frequency range of the generated high-frequency signal according to the law of changing the amplitude of the low-frequency control (primary, information) signal [Honorovsky I.S. Radio engineering circuits and signals - M.: “Bustard.”, 2006, p. 434-437].

Принцип действия этого устройства состоит в следующем. При включении источника постоянного напряжения (тока) в силу скачкообразного изменения амплитуды во всей цепи возникают колебания, спектр которых занимает весь частотный радиодиапазон. Амплитуды этих колебаний быстро затухают. Однако, благодаря наличию цепи внешней положительной обратной связи, колебание с частотой, равной резонансной частоте колебательного контура, поступает на управляющий электрод транзистора, который в силу согласования с помощью двух четырехполюсников начинает работать в режиме усиления до момента увеличения амплитуды этого колебания до уровня, при котором наступает режим насыщения (ограничения амплитуды). Наступает стационарный режим. В этом режиме изменение емкости варикапа под действием управляющего сигнала приводит к изменению частоты генерируемого сигнала по закону изменения амплитуды низкочастотного сигнала.The principle of operation of this device is as follows. When a constant voltage (current) source is turned on, due to an abrupt change in the amplitude, oscillations arise in the entire circuit, the spectrum of which occupies the entire frequency radio range. The amplitudes of these oscillations decay quickly. However, due to the presence of an external positive feedback circuit, the oscillation with a frequency equal to the resonant frequency of the oscillating circuit is supplied to the control electrode of the transistor, which, by matching with the help of two four-terminal devices, starts to operate in the amplification mode until the amplitude of this oscillation increases to a level at which saturation mode occurs (amplitude limits). There is a stationary mode. In this mode, a change in the capacitance of a varicap under the action of a control signal leads to a change in the frequency of the generated signal according to the law of change in the amplitude of the low-frequency signal.

Недостатки этих способа и устройства состоят в необходимости использования двух нелинейных элементов (одного для усиления и ограничения амплитуды, второго для изменения частоты) и малом линейном участке модуляционной характеристики в силу малости линейного участка вольт-фарадной характеристики варикапа. Кроме того, не указывается, каким образом необходимо выбирать значения параметров согласующих устройств, при которых наступает режим возбуждения и стационарный режим. Особенно остро возникает этот вопрос при проектировании устройств генерации и частотной модуляции в диапазонах ВЧ и УВЧ, на которых, кроме того, обязательно нужно учитывать реактивные составляющие параметров нелинейных элементов. В настоящее время классическая теория радиотехнических цепей это не учитывает. Кроме того, частотную модуляцию можно обеспечить при наличии резистивных четырехполюсников, параметры которых не зависят от частоты в достаточно большом диапазоне частот, что позволяет увеличить квазилинейный участок частотной модуляционной характеристики.The disadvantages of this method and device are the need to use two nonlinear elements (one to enhance and limit the amplitude, the second to change the frequency) and a small linear section of the modulation characteristic due to the smallness of the linear section of the capacitance-voltage characteristic of the varicap. In addition, it does not indicate how it is necessary to select the values of the parameters of the matching devices at which the excitation mode and the stationary mode occur. This question arises especially sharply when designing generation and frequency modulation devices in the HF and UHF bands, on which, in addition, it is necessary to take into account the reactive components of the parameters of nonlinear elements. Currently, the classical theory of radio circuits does not take this into account. In addition, frequency modulation can be achieved with resistive four-terminal devices whose parameters are independent of the frequency in a sufficiently large frequency range, which makes it possible to increase the quasilinear portion of the frequency modulation characteristic.

Техническим результатом изобретения является генерация и частотная модуляция высокочастотного сигнала с помощью устройства с увеличенным квазилинейным участком частотной модуляционной характеристики при использовании одного нелинейного элемента и цепи внешней обратной связи и благодаря наличию резистивного четырехполюсника и согласования с помощью мнимых составляющих сопротивлений нагрузки и источника сигнала генератора и модулятора в режиме усиления, что позволяет создавать эффективные устройства генерации и частотной модуляции. Возможность использования различных вариантов включения трехполюсного нелинейного элемента относительно резистивного четырехполюсника и различных видов обратной связи расширяет возможности физической реализуемости этого результата.The technical result of the invention is the generation and frequency modulation of a high-frequency signal using a device with an enlarged quasilinear portion of the frequency modulation characteristic when using one nonlinear element and an external feedback circuit and due to the presence of a resistive four-terminal network and matching with the imaginary components of the load resistances and the signal source of the generator and modulator in gain mode, which allows you to create efficient generation devices and a frequency module tion. The possibility of using various options for including a three-pole nonlinear element with respect to a resistive four-terminal and various types of feedback expands the possibilities of the physical feasibility of this result.

1. Указанный результат достигается тем, что в известном способе генерации и частотной модуляции высокочастотных сигналов, основанном на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, взаимодействии высокочастотного сигнала с цепью прямой передачи, выполненной из трехполюсного нелинейного элемента и четырехполюсника, нагрузкой и цепью внешней обратной связи, выполнении условий возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемых высокочастотных сигналов, условий согласования цепи прямой передачи с нагрузкой и условий согласования нагрузки с управляющим электродом трехполюсного нелинейного элемента, изменении частоты генерируемых колебаний по закону изменения амплитуды низкочастотного управляющего сигнала путем соответствующего изменения баланса фаз, дополнительно четырехполюсник выполняют резистивным, нагрузку выполняют в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, в качестве цепи внешней обратной связи используют произвольный четырехполюсник, параллельно подключенный к трехполюсному нелинейному элементу, трехполюсный нелинейный элемент и цепь обратной связи как единый узел каскадно включают между введенным вторым двухполюсником с комплексным сопротивлением, имитирующим сопротивление источника сигнала генератора в режиме усиления, и входом резистивного четырехполюсника, к выходу которого подключают нагрузку, условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз и условия согласования выполняют при квазилинейной зависимости частоты генерации от амплитуды управляющего сигнала за счет выбора частотных зависимостей мнимых составляющих сопротивлений источника сигнала в режиме усиления х0 и нагрузки хн из условия обеспечения режима возбуждения генерации в виде равенства нулю мнимой составляющей и равенства неположительному числу δ≤0 действительной составляющей знаменателя коэффициента передачи в режиме усиления в заданной полосе изменения частоты и заданном диапазоне изменения амплитуды низкочастотного управляющего сигнала в соответствии со следующими математическими выражениями:1. The specified result is achieved by the fact that in the known method of generating and frequency modulating high-frequency signals, based on the conversion of the energy of a constant voltage source into the energy of a high-frequency signal, the interaction of a high-frequency signal with a direct transmission circuit made of a three-pole nonlinear element and a four-pole, load and external circuit feedback, the fulfillment of the excitation conditions in the form of a balance of amplitudes and a balance of phases, which determine respectively the amplitude and frequency of the generated high-frequency signals, conditions for matching a direct transmission circuit with a load and conditions for matching a load with a control electrode of a three-pole nonlinear element, changing the frequency of the generated oscillations according to the law of changing the amplitude of the low-frequency control signal by correspondingly changing the phase balance, in addition, the four-terminal is made resistive, the load is made in the form of the first two-terminal with complex resistance, as an external feedback circuit use an arbitrary four a gangway, connected in parallel to a three-pole nonlinear element, a three-pole nonlinear element and a feedback circuit as a single node are cascaded between the introduced second two-terminal with complex resistance simulating the resistance of the generator signal source in amplification mode and the input of the resistive four-terminal, to the output of which the load is connected, conditions excitations in the form of a balance of amplitudes and phase balances and matching conditions are fulfilled with a quasilinear dependence of the generation frequency on the amplitude ulation signal by choosing the frequency dependences of the imaginary components of the signal source resistance mode gain x 0 and x n of load conditions to ensure generation of excitation modes as equal to zero and an imaginary component equal to the number of nonpositive δ≤0 real part of the denominator in the amplification gain in a predetermined mode, frequency variation band and a given amplitude variation range of the low-frequency control signal in accordance with the following mathematical expressions:

Figure 00000001
;
Figure 00000002
,
Figure 00000001
;
Figure 00000002
,

где X=AB0-BA0; Y=AD0+CB0-(D-δ)A0-BC0; Z=CD0-(D-δ)C0;where X = AB 0 -BA 0 ; Y = AD 0 + CB 0 - (D-δ) A 0 -BC 0 ; Z = CD 0 - (D-δ) C 0 ;

A0=B1-b11γ; B0=γ(1+g11r0)-g22-A1r0; C0=-(rн+β)A1+(α+γrн)g11;A 0 = B 1 -b 11 γ; B 0 = γ (1 + g 11 r 0 ) -g 22 -A 1 r 0 ; C 0 = - (r n + β) A 1 + (α + γr n ) g 11 ;

D0=-(b22+r0B1)(rн+β)+(α+γrн)b11r0; A=A1-γg11; В=b22+r0(B1-b11γ);D 0 = - (b 22 + r 0 B 1 ) (r n + β) + (α + γr n ) b 11 r 0 ; A = A 1 -γg 11 ; B = b 22 + r 0 (B 1 -b 11 γ);

C=(rн+β)B1-(α+γrн)b11,; D=-(g22+r0A1)(rн+β)+(α+γrн)(1+g11r0);C = (r n + β) B 1 - (α + γr n ) b 11 ,; D = - (g 22 + r 0 A 1 ) (r n + β) + (α + γr n ) (1 + g 11 r 0 );

A1=g11g22-b11b22-g12g21+b12b21; B1=g11b22+b11g22-g12b21-b12g21;A 1 = g 11 g 22 -b 11 b 22 -g 12 g 21 + b 12 b 21 ; B 1 = g 11 b 22 + b 11 g 22 -g 12 b 21 -b 12 g 21 ;

Figure 00000003
,
Figure 00000004
;
Figure 00000005
- заданные зависимости отношений соответствующих элементов классической матрицы передачи от частоты в заданной полосе частот; a, b, c, d - элементы классической матрицы передачи резистивного четырехполюсника; r0, rн - заданные зависимости действительных составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и нагрузки от частоты в заданной полосе частот; х0, хн - оптимальные зависимости мнимых составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и нагрузки от частоты в заданной полосе частот; g11, b11, g12, b12, g21, b21, g22, b22 - заданные суммарные зависимости действительных и мнимых составляющих элементов матрицы проводимостей трехполюсного нелинейного элемента от частоты в заданной полосе частот при соответствующем изменении амплитуды низкочастотного управляющего сигнала и соответствующих действительных и мнимых составляющих элементов матрицы проводимостей цепи внешней обратной связи от частоты в заданной полосе частот.
Figure 00000003
,
Figure 00000004
;
Figure 00000005
- given dependencies of the relations of the corresponding elements of the classical transmission matrix on the frequency in a given frequency band; a , b, c, d - elements of the classical transmission matrix of a resistive four-terminal network; r 0 , r n are the given dependences of the actual components of the resistance of the source of the input high-frequency signal of the generator in the amplification and load mode on the frequency in a given frequency band; x 0 , x n are the optimal dependences of the imaginary components of the resistance of the source of the input high-frequency signal of the generator in the amplification and load mode on the frequency in a given frequency band; g 11 , b 11 , g 12 , b 12 , g 21 , b 21, g 22 , b 22 - given total dependences of the real and imaginary components of the conductivity matrix elements of a three-pole nonlinear element on the frequency in a given frequency band with a corresponding change in the amplitude of the low-frequency control signal and the corresponding real and imaginary components of the conductivity matrix of the external feedback circuit of the frequency in a given frequency band.

2. Указанный результат достигается тем, что в устройстве генерации высокочастотных сигналов, состоящем из источника постоянного напряжения, источника низкочастотного управляющего сигнала, цепи прямой передачи из трехполюсного нелинейного элемента и четырехполюсника, нагрузки и цепи внешней обратной связи, дополнительно четырехполюсник выполнен резистивным в виде произвольного соединения резистивных двухполюсников, нагрузка выполнена в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, цепь внешней обратной связи выполнена в виде произвольного четырехполюсника из комплексных двухполюсников, параллельно подключенного к трехполюсному нелинейному элементу, трехполюсный нелинейный элемент и цепь обратной связи как единый узел каскадно включены между введенным вторым двухполюсником с комплексным сопротивлением, имитирующим сопротивление источника сигнала генератора в режиме усиления, и входом резистивного четырехполюсника, к выходу которого подключена нагрузка, мнимые составляющие сопротивления источника сигнала в режиме усиления х0 и сопротивления нагрузки хн 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 этих параметров определены из условия обеспечения стационарного режима генерации на четырех частотах генерируемого сигнала и соответствующих четырех значениях амплитуды низкочастотного управляющего сигнала с помощью следующих математических выражений:2. This result is achieved by the fact that in the device for generating high-frequency signals, consisting of a constant voltage source, a source of a low-frequency control signal, a direct transmission circuit of a three-pole nonlinear element and a four-terminal, load and external feedback circuit, an additional four-terminal is made resistive in the form of an arbitrary connection resistive two-terminal, the load is made in the form of the first two-terminal with complex resistance, the external feedback circuit is made in the form of an arbitrary four-terminal from complex two-terminal, connected in parallel to a three-pole non-linear element, a three-pole non-linear element and a feedback circuit as a single node are cascaded between the input of the second two-terminal with complex resistance, simulating the resistance of the generator signal source in amplification mode, and the input of the resistive four-terminal, to the output which load is connected, the imaginary components of the signal source impedance mode gain x 0 and resistance to manual ultrasonic inspection x n are implemented as reactive two-terminal, performed in a series-connected parallel circuit of elements with parameters L 1k, C 1k and sequential circuit element with the parameters L 2k, C 2k, where the values of these parameters are determined from the condition of providing a stationary lasing at four frequencies of the generated signal and the corresponding four values of the amplitude of the low-frequency control signal using the following mathematical expressions:

Figure 00000006
;
Figure 00000006
;

Figure 00000007
,
Figure 00000007
,

где А3=А2С4-А4С2; В3=A2D4+В2С4-A4D2-В4С2; С3=B2D4-B4D2;where A 3 = A 2 C 4 -A 4 C 2 ; B 3 = A 2 D 4 + B 2 C 4 -A 4 D 2 -B 4 C 2 ; C 3 = B 2 D 4 -B 4 D 2 ;

Figure 00000008
;
Figure 00000008
;

Figure 00000009
;
Figure 00000009
;

Figure 00000010
;
Figure 00000010
;

Figure 00000011
;
Figure 00000011
;

Figure 00000012
;
Figure 00000012
;

Figure 00000013
;
Figure 00000013
;

Figure 00000014
;
Figure 00000014
;

Figure 00000015
;
Figure 00000015
;

Figure 00000016
;
Figure 00000017
; Xmk=xmk;
Figure 00000016
;
Figure 00000017
; X mk = x mk ;

Х=АВ0-ВА0; Y=AD0+СВ0-(D-δ)A0-ВС0; Z=CD0-(D-δ)C0;X = AB 0 -BA 0 ; Y = AD + CB 0 0 - (D-δ) A 0 0 -BC; Z = CD 0 - (D-δ) C 0 ;

А0=В1-b11mγ; В0=γ(1+g11mr0m)-g22m-A1r0m; C0=-(rнm+β)A1+(α+γrнm)g11m;A 0 = B 1 -b 11m γ; B 0 = γ (1 + g 11m r 0m ) -g 22m -A 1 r 0m ; C 0 = - (r nm + β) A 1 + (α + γr nm ) g 11m ;

D0=-(b22m+r0mВ1)(rнm+β)+(α+γrнm)b11mr0m; A=A1-γg11m; B=b22m+r0m(B1-b11mγ);D 0 = - (b 22m + r 0m B 1 ) (r nm + β) + (α + γr nm ) b 11m r 0m ; A = A 1 -γg 11m ; B = b 22m + r 0m (B 1 -b 11m γ);

С=(rнm+β)B1-(α+γrнm)b11m; D=-(g22m+r0mA1)(rнm+β)+(α+γrнm)(1+g11mr0m);C = (r nm + β) B 1 - (α + γr nm ) b 11m ; D = - (g 22m + r 0m A 1 ) (r nm + β) + (α + γr nm ) (1 + g 11m r 0m );

A1=g11mg22m-b11mb22m-g12mg21m+b12mb21m; B1=g11mb22m+b11mg22m-g12mb21m-b12mg21m;A 1 = g 11m g 22m -b 11m b 22m -g 12m g 21m + b 12m b 21m ; B 1 = g 11m b 22m + b 11m g 22m -g 12m b 21m -b 12m g 21m ;

Figure 00000018
,
Figure 00000019
;
Figure 00000020
- заданные значения отношений соответствующих элементов классической матрицы передачи на заданных частотах; a, b, с, d - элементы классической матрицы передачи выбранного типового резистивного четырехполюсника; r0m, rнm - заданные значения действительных составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и нагрузки на заданном количестве частот; хm0, хmн - оптимальные значения мнимых составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и нагрузки на заданном количестве частот; g11m, b11m, g12m, b12m, g21m, b21m, g22m, b22m - заданные суммарные значения действительных и мнимых составляющих элементов матрицы проводимостей трехполюсного нелинейного элемента при заданных четырех значениях амплитуды управляющего сигнала и соответствующих действительных и мнимых составляющих элементов матрицы проводимостей цепи внешней обратной связи на заданных частотах; m=1,2,3,4 - номера частот; δ≤0 - условие возбуждения колебаний; ω1,2,3,4=2πf1,2,3,4; f1,2,3,4 - заданные частоты; k=0, н - индекс, характеризующий принадлежность параметров к формированию двухполюсников с сопротивлениями Хmk=хmk.
Figure 00000018
,
Figure 00000019
;
Figure 00000020
- the set values of the relations of the corresponding elements of the classical transmission matrix at the given frequencies; a , b, c, d - elements of the classical transmission matrix of the selected typical resistive four-terminal network; r 0m , r nm - set values of the actual components of the resistance of the source of the input high-frequency signal of the generator in the amplification and load mode for a given number of frequencies; x m0 , x mn are the optimal values of the imaginary components of the resistance of the source of the input high-frequency signal of the generator in the amplification and load mode for a given number of frequencies; g 11m , b 11m , g 12m , b 12m , g 21m , b 21m , g 22m , b 22m - given total values of the real and imaginary components of the conductivity matrix of a three-pole nonlinear element for four given values of the amplitude of the control signal and the corresponding real and imaginary components elements of the conductivity matrix of the external feedback circuit at given frequencies; m = 1,2,3,4 - frequency numbers; δ≤0 - condition for the excitation of oscillations; ω 1,2,3,4 = 2πf 1,2,3,4 ; f 1,2,3,4 - set frequencies; k = 0, n is the index characterizing the belonging of the parameters to the formation of two-terminal networks with resistances X mk = x mk .

На фиг. 1 показана схема устройства генерации высокочастотных сигналов (прототип), реализующего способ-прототип.In FIG. 1 shows a diagram of a device for generating high-frequency signals (prototype) that implements the prototype method.

На фиг. 2 показана структурная схема предлагаемого устройства по п. 2., реализующая предлагаемый способ генерации по п. 1 в режиме усиления.In FIG. 2 shows a structural diagram of the proposed device according to claim 2., which implements the proposed method of generation according to claim 1 in amplification mode.

На фиг. 3. приведена схема реактивного двухполюсника, реализующего мнимую составляющую сопротивления источника сигнала в режиме усиления х0 и нагрузки хн предлагаемого устройства (фиг. 2).In FIG. 3. shows a diagram of a reactive two-terminal device that implements the imaginary component of the resistance of the signal source in the amplification mode x 0 and load x n of the proposed device (Fig. 2).

Устройство-прототип (Фиг. 1), реализующее способ-прототип, содержит цепь прямой передачи в виде трехполюсного нелинейного элемента VT-1, подключенного к источнику постоянного напряжения-2, первого согласующе-фильтрующего устройства СФУ-3 (первого реактивного четырехполюсника или первого согласующего четырехполюсника) и нагрузки в виде колебательного контура на элементах L - 4, R - 5, C(t) - 6. Первое СФУ-3 включено между выходным электродом трехполюсного нелинейного элемента и нагрузкой. Управляемая емкость С(t), реализуемая варикапом-6, подключена к источнику низкочастотного управляющего (информационного) сигнала-7. Между нагрузкой и управляющим электродом трехполюсного нелинейного элемента включено второе СФУ-9 (второй реактивный четырехполюсник или второй согласующий четырехполюсник) с подключенными к ее входу первым двухполюсником-8 и к выходу вторым двухпоюсником-10 с комплексными сопротивлениями в поперечные цепи. Все это вместе образует цепь внешней обратной связи. Первый двухполюсник-8 подключен к нагрузке. Второй двухполюсник-10 подключен к управляющему электроду трехполюсного нелинейного элемента.The prototype device (Fig. 1), which implements the prototype method, contains a direct transmission circuit in the form of a three-pole non-linear element VT-1 connected to a constant voltage source-2, the first matching filtering device SFU-3 (first reactive four-terminal or first matching four-terminal) and loads in the form of an oscillatory circuit on the elements L - 4, R - 5, C (t) - 6. The first SFU-3 is connected between the output electrode of the three-pole nonlinear element and the load. The controlled capacitance C (t), implemented by varicap-6, is connected to the source of the low-frequency control (information) signal-7. Between the load and the control electrode of the three-pole nonlinear element, the second SFU-9 (second reactive four-terminal or second matching four-terminal) is connected with the first two-terminal-8 connected to its input and to the second two-terminal-10 output with complex resistances in the transverse circuits. All this together forms an external feedback circuit. The first two-terminal-8 is connected to the load. The second two-terminal-10 is connected to the control electrode of a three-pole nonlinear element.

Принцип действия устройства генерации и модуляции высокочастотных сигналов (прототипа), реализующего способ-прототип, состоит в следующем.The principle of operation of the device for generating and modulating high-frequency signals (prototype) that implements the prototype method is as follows.

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 внешней обратной связи, согласования с помощью первого реактивного четырехполюсника-3 выходного электрода трехполюсного нелинейного элемента и нагрузки (цепи прямой передачи), согласования с помощью цепи обратной связи (первого двухполюсника-8 с комплексным сопротивлением, второго реактивного четырехполюсника-9 и второго двухполюсника-10 с комплексным сопротивлением) нагрузки и управляющего электрода трехполюсного нелинейного элемента компенсируются потери в контуре L - 4, R - 5, C(t) - 6. Благодаря этому обратная связь становится положительной и реализуются условия баланса фаз и амплитуд - условия возбуждения электромагнитных колебаний. В результате колебание с частотой, равной резонансной частоте колебательного контура, подается на управляющий электрод трехполюсного нелинейного элемента, который на начальном этапе работает в режиме усиления. Амплитуда этого колебания усиливается до момента ее увеличения до уровня, при котором наступает режим ограничения трехполюсного нелинейного элемента. Наступает стационарный режим генерации. В этом режиме изменение емкости варикапа C(t) - 6 под действием управляющего сигнала источника-7 приводит к изменению частоты генерируемого сигнала по закону изменения амплитуды этого сигнала.When a constant voltage source-2 is turned on, due to an abrupt change in the amplitude, oscillations occur in the entire circuit, the spectrum of which occupies the entire frequency radio range. The amplitudes of these oscillations decay quickly. However, due to the presence of external feedback, matching the output electrode of the three-pole nonlinear element and load (direct transmission circuit) with the first reactive four-terminal-3, matching with the feedback circuit (the first two-terminal-8 with complex resistance, the second reactive four-terminal-9 and the second bipolar-10 with complex resistance) of the load and the control electrode of a three-pole nonlinear element compensates for losses in the circuit L - 4, R - 5, C (t) - 6. Due to this, the inverse bond and becomes positive balance conditions are realized phases and amplitudes - the conditions of excitation of electromagnetic waves. As a result, the oscillation with a frequency equal to the resonant frequency of the oscillatory circuit is supplied to the control electrode of a three-pole nonlinear element, which at the initial stage operates in amplification mode. The amplitude of this oscillation is amplified until it increases to a level at which the limiting state of a three-pole nonlinear element occurs. The stationary mode of generation sets in. In this mode, a change in the capacitance of the varicap C (t) - 6 under the action of the control signal of the source-7 leads to a change in the frequency of the generated signal according to the law of the amplitude of this signal.

Недостатки способа-прототипа и устройства его реализации описаны выше. Предлагаемое устройство по п. 2 (фиг. 2), реализующее предлагаемый способ по п. 1, содержит трехполюсный нелинейный элемент-1 с известными элементами матрицы проводимостей нелинейного элемента (VT)

Figure 00000021
,
Figure 00000022
,
Figure 00000023
,
Figure 00000024
на заданных частотах генерируемых сигналов, подключенный к источнику постоянного напряжения и низкочастотного управляющего сигнала-2 и параллельно соединенный по высокой частоте с цепью внешней обратной связи (входы соединены параллельно и выходы - параллельно), выполненной в виде произвольного четырехполюсника-14, сформированного в общем случае на двухполюсниках с комплексными сопротивлениями. Нелинейный элемент-1 и четырехполюсник-14 как единый узел каскадно включены по высокой частоте между источником входного высокочастотного сигнала в режиме усиления с сопротивлением z0m=r0m+jx0m-11 на заданных частотах, имитирующим сопротивление источника высокочастотных колебаний, возникающих при включении источника постоянного напряжения-2 в момент скачкообразного изменения амплитуды его напряжения в режиме генерации, и резистивным четырехполюсником-12, к выходу которого подключена нагрузка-13 с заданными сопротивлениями zнm=rнm+jxнm на заданных частотах. Произвольный четырехполюсник-14 тоже характеризуется известными значениями элементов матрицы сопротивлений
Figure 00000025
,
Figure 00000026
,
Figure 00000027
на заданных частотах (m=1,2 - номер частоты). Четырехполюсник-12 также может быть выполнен в виде произвольного соединения произвольного количества резистивных двухполюсников. Этот четырехполюсник описывается известными элементами классической матрицы передачи a, b, c, d. Синтез генератора (выбор оптимальных частотных зависимостей мнимых составляющих сопротивлений источника сигнала в режиме усиления х0 и нагрузки хн) осуществлен по критерию обеспечения режима возбуждения генерации в виде равенства нулю мнимой составляющей и равенства неположительному числу δ≤0 действительной составляющей знаменателя коэффициента передачи в режиме усиления в заданной полосе изменения частоты и заданном диапазоне изменении амплитуды низкочастотного управляющего сигнала. Реализация этих частотных характеристик осуществлена путем выбора схем формирования этих двухполюсников (фиг. 3) и значений параметров их элементов по критерию совпадения их частотных характеристик и оптимальных на четырех заданных частотах. В результате реализуется увеличенный квазилинейный участок частотной модуляционной характеристики. В режиме генерации и частотной модуляции источник входного высокочастотного сигнала отключается и вместо него устанавливается короткозамыкающая перемычка.The disadvantages of the prototype method and device for its implementation are described above. The proposed device according to p. 2 (Fig. 2), which implements the proposed method according to p. 1, contains a three-pole non-linear element-1 with known elements of the conductivity matrix of a non-linear element (VT)
Figure 00000021
,
Figure 00000022
,
Figure 00000023
,
Figure 00000024
at given frequencies of the generated signals, connected to a constant voltage source and a low-frequency control signal-2 and connected in parallel at a high frequency to an external feedback circuit (inputs are connected in parallel and outputs are in parallel), made in the form of an arbitrary four-terminal-14, formed in the general case on bipolar with complex resistances. Nonlinear element-1 and four-terminal-14 as a single unit are cascaded at a high frequency between the source of the input high-frequency signal in the amplification mode with the resistance z 0m = r 0m + jx 0m -11 at given frequencies, simulating the resistance of the source of high-frequency oscillations that occur when the source is turned on constant voltage-2 at the time of an abrupt change in the amplitude of its voltage in the generation mode, and a resistive four-terminal-12, the output of which is connected to a load-13 with the given resistances z nm = r nm + jx nm at given frequencies. An arbitrary four-terminal-14 is also characterized by the known values of the elements of the resistance matrix
Figure 00000025
,
Figure 00000026
,
Figure 00000027
at given frequencies (m = 1,2 - frequency number). The four-terminal-12 can also be made in the form of an arbitrary connection of an arbitrary number of resistive two-terminal devices. This quadrupole is described by the well-known elements of the classical transfer matrix a , b, c, d. The synthesis of the generator (the choice of the optimal frequency dependences of the imaginary components of the resistance of the signal source in the gain mode x 0 and load x n ) was carried out according to the criterion for ensuring the excitation mode of generation in the form of equal to zero the imaginary component and equality to the nonpositive number δ≤0 of the real component of the denominator of the transmission coefficient in gain mode in a given band of frequency change and a given range of change in the amplitude of the low-frequency control signal. The implementation of these frequency characteristics is carried out by selecting the schemes for the formation of these two-terminal networks (Fig. 3) and the values of the parameters of their elements according to the criterion for the coincidence of their frequency characteristics and optimal at four given frequencies. As a result, an enlarged quasilinear section of the frequency modulation characteristic is realized. In the generation and frequency modulation mode, the input source of the high-frequency signal is turned off and a short-circuit jumper is installed instead.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.The proposed device operates as follows.

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 внешней обратной связи и в силу указанного выбора значений мнимых составляющих сопротивлений источника сигнала в режиме усиления х0 и нагрузки хн и схем их формирования обратная связь становится положительной что эквивалентно возникновению в цепи отрицательной проводимости (g21 или g12), которое компенсирует потери во всей цепи на заданной частоте. Поэтому амплитуда колебаний с заданной начальной частотой усиливаются до определенного уровня и затем ограничивается. При этом амплитуда выходит за пределы квазилинейного участка проходной вольтамперной характеристики. Наступает стационарный режим. В этом режиме изменение рабочей точки нелинейного элемента под действием низкочастотного сигнала приводит к изменению частоты генерируемого сигнала по закону изменения амплитуды управляющего сигнала.When a constant voltage source-2 is turned on, due to an abrupt change in the amplitude, oscillations occur in the entire circuit, the spectrum of which occupies the entire frequency radio range. The amplitudes of these oscillations decay quickly. However, due to the presence of external feedback and due to the indicated choice of the values of the imaginary components of the resistance of the signal source in the amplification mode x 0 and load x n and the schemes of their formation, the feedback becomes positive, which is equivalent to the occurrence of negative conductivity in the circuit (g 21 or g 12 ), which compensates for losses in the entire circuit at a given frequency. Therefore, the amplitude of the oscillations with a given initial frequency is amplified to a certain level and then limited. In this case, the amplitude goes beyond the quasilinear section of the current-voltage characteristic. There is a stationary mode. In this mode, a change in the operating point of a nonlinear element under the influence of a low-frequency signal leads to a change in the frequency of the generated signal according to the law of change in the amplitude of the control signal.

Докажем возможность реализации указанных свойств. Let us prove the feasibility of implementing these properties.

Введем обозначения искомых зависимостей сопротивления источника сигнала в режиме усиления z0=r0+jx0, нагрузки zn=rn+jxn и известных зависимостей элементов матрицы проводимостей нелинейного элемента (VT)

Figure 00000028
,
Figure 00000029
,
Figure 00000030
,
Figure 00000031
и цепи внешней обратной связи (ОС)
Figure 00000032
,
Figure 00000033
,
Figure 00000034
,
Figure 00000035
от частоты. При параллельном соединении четырехполюсников их матрицы проводимостей складываются. Суммарные зависимости элементов матриц проводимостей VT и цепи ОС от частоты: γ11=g11+jb11, γ12=g12+jb12, γ21=g21+jb21, y22=g22+jb22. При синтезе частотного модулятора параметры нелинейного элемента зависит, кроме того, от амплитуды низкочастотного управляющего сигнала. Таким образом, каждому значению амплитуды низкочастотного управляющего сигнала соответствует определенная частота генерируемого сигнала. Для простоты аргументы (амплитуда и частота) опущены. На первом этапе синтеза требуется определить частотные зависимости сопротивлений х0, хn (аппроксимирующие функции), оптимальные по критерию обеспечения условий стационарного режима генерации в заданных диапазонах изменения частоты и амплитуды низкочастотного управляющего сигнала на нелинейном элементе. При изменении амплитуды управляющего сигнала и таких частотных зависимостях сопротивлений х0, хn будет теоретически реализована линейная частотная модуляционная характеристика. Реализация оптимальных частотных зависимостей сопротивлений х0,хп обеспечивает квазилинейную частотную модуляционную характеристику.Let us introduce the designations of the desired dependences of the resistance of the signal source in the amplification mode z 0 = r 0 + jx 0 , the load z n = r n + jx n and the known dependences of the elements of the conductivity matrix of the nonlinear element (VT)
Figure 00000028
,
Figure 00000029
,
Figure 00000030
,
Figure 00000031
and external feedback (OS) circuits
Figure 00000032
,
Figure 00000033
,
Figure 00000034
,
Figure 00000035
from frequency. With a parallel connection of the four-terminal networks, their conductivity matrices add up. The total dependences of the elements of the conductivity matrices VT and the OS circuit on the frequency: γ 11 = g 11 + jb 11 , γ 12 = g 12 + jb 12 , γ 21 = g 21 + jb 21 , y 22 = g 22 + jb 22 . In the synthesis of a frequency modulator, the parameters of the nonlinear element depend, in addition, on the amplitude of the low-frequency control signal. Thus, each value of the amplitude of the low-frequency control signal corresponds to a certain frequency of the generated signal. For simplicity, the arguments (amplitude and frequency) are omitted. At the first stage of the synthesis, it is necessary to determine the frequency dependences of the resistances x 0 , x n (approximating functions) that are optimal according to the criterion for ensuring the conditions of the stationary generation mode in the given ranges of changes in the frequency and amplitude of the low-frequency control signal on a nonlinear element. When changing the control signal of such amplitude and frequency dependent impedance x 0, x n be theoretically realized a linear frequency modulation characteristic. The implementation of the optimal frequency dependences of the resistances x 0 , x p provides a quasilinear frequency modulation characteristic.

VT и цепь ОС описываются матрицей проводимостей и матрицей передачи:VT and the OS circuit are described by the conductivity matrix and the transfer matrix:

Figure 00000036
Figure 00000036

где |γ|=γ11γ22-γ12γ21. Резистивный четырехполюсник (РЧ) характеризуется матрицей передачи:where | γ | = γ 11 γ 22 -γ 12 γ 21 . Resistive four-terminal (RF) is characterized by a transmission matrix:

Figure 00000037
Figure 00000037

где

Figure 00000038
;
Figure 00000039
;
Figure 00000040
; a, b, с, d - элементы классической матрицы передачи.Where
Figure 00000038
;
Figure 00000039
;
Figure 00000040
; a , b, c, d - elements of the classical transmission matrix.

Общая нормированная классическая матрица передачи получается путем перемножения матриц передачи (1) и (2) (перемножение матриц производится в порядке следования соответствующих четырехполюсников) с учетом условий нормировки:The general normalized classical transfer matrix is obtained by multiplying the transfer matrices (1) and (2) (the matrices are multiplied in the order of the corresponding quadrupoles) taking into account the normalization conditions:

Figure 00000041
Figure 00000041

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 передачи (3), с учетом условий нормировки получим выражение для коэффициента передачи генератора в режиме усиления:Using the well-known connection of the elements of the scattering matrix with the elements of the classical transmission matrix (Feldstein A.L., Yavich L.R. Synthesis of four-terminal and eight-terminal devices on a microwave. M .: Communication, 1971. p. 34-36) and a transmission matrix (3), taking into account the normalization conditions, we obtain the expression for the gain of the generator in amplification mode:

Figure 00000042
Figure 00000042

где g110=1+g11r0-b11x0; b110=-(g11x0+b11r0); g220=-g22-r0А1+x0В1; b220=-b22-r0B1-х0А1;where g 110 = 1 + g 11 r 0 -b 11 x 0 ; b 110 = - (g 11 x 0 + b 11 r 0 ); g 220 = -g 22 -r 0 A 1 + x 0 B 1 ; b 220 = -b 22 -r 0 B 1 -x 0 A 1 ;

А1=g11g22-b11b22-g12g21+b12b21; B1=g11b22+b11g22-g12b21-b12g21.A 1 = g 11 g 22 -b 11 b 22 -g 12 g 21 + b 12 b 21 ; B 1 = g 11 b 22 + b 11 g 22 -g 12 b 21 -b 12 g 21 .

Знаменатель коэффициента передачи в режиме усиления представим в виде, соответствующем условию возникновения стационарного режима генерации (Куликовский А.А. Устойчивость активных линеаризованных цепей с усилительными приборами нового типа. М-Л.: ГЭИ, 1962. 192 с):

Figure 00000043
.
Figure 00000044
- условие баланса амплитуд и баланса фаз 1-КВ=0 (Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы - М.: «Дрофа»., - 2006, с. 383-401) для эквивалентной цепи с внешней положительной ОС. Коэффициент передачи цепи ОС:
Figure 00000045
. Коэффициент усиления цепи прямой передачи:
Figure 00000046
. Возможны и другие варианты представления этих коэффициентов, но для данного изобретения это не имеет значения. В соответствии с иммитансным критерием устойчивости (Куликовский А.А. Устойчивость активных линеаризованных цепей с усилительными приборами нового типа. М-Л.: ГЭИ, 1962. 192 с) запишем условие возбуждения и разделим между собой действительную и мнимую части. Получим систему уравнений:The denominator of the transfer coefficient in the amplification mode is represented in the form corresponding to the condition for the emergence of a stationary generation mode (Kulikovsky A.A. Stability of active linearized circuits with amplifiers of a new type. M-L .: GEI, 1962. 192 s):
Figure 00000043
.
Figure 00000044
- the condition of the balance of amplitudes and phase balance 1-KV = 0 (Gonorovsky IS Radio engineering circuits and signals - M .: "Bustard.", - 2006, S. 383-401) for the equivalent circuit with an external positive OS. OS chain transfer ratio:
Figure 00000045
. Direct Transmission Gain:
Figure 00000046
. Other representations of these coefficients are possible, but this does not matter for the present invention. In accordance with the immitance stability criterion (Kulikovsky A.A. Stability of active linearized circuits with amplifiers of a new type. M-L .: SEI, 1962.192 s), we write down the excitation condition and separate the real and imaginary parts. We get the system of equations:

Figure 00000047
Figure 00000047

Решение (5) представляет собой зависимости величин х0, хn от частоты, оптимальные по критерию обеспечения генерации сигнала во всем спектре частот:Solution (5) is the dependence of the values of x 0 , x n on the frequency, optimal according to the criterion of ensuring signal generation in the entire frequency spectrum:

Figure 00000048
Figure 00000048

где X=AB0-BA0; Y=AD0+CB0-(D-δ)A0-BC0; Z=CD0-(D-δ)C0;where X = AB 0 -BA 0 ; Y = AD 0 + CB 0 - (D-δ) A 0 -BC 0 ; Z = CD 0 - (D-δ) C 0 ;

A0=B1-b11γ; B0=γ(1+g11r0)-g22-A1r0; C0=-(rн+β)A1+(α+γrн)g11;A 0 = B 1 -b 11 γ; B 0 = γ (1 + g 11 r 0 ) -g 22 -A 1 r 0 ; C 0 = - (r n + β) A 1 + (α + γr n ) g 11 ;

D0=-(b22+r0B1)(rн+β)+(α+γrн)b11r0; A=A1-γg11; В=b22+r0(B1-b11γ);D 0 = - (b 22 + r 0 B 1 ) (r n + β) + (α + γr n ) b 11 r 0 ; A = A 1 -γg 11 ; B = b 22 + r 0 (B 1 -b 11 γ);

C=(rн+β)B1-(α+γrн)b11,; D=-(g22+r0A1)(rн+β)+(α+γrн)(1+g11r0). δ≤0 - условие возбуждения колебаний.C = (r n + β) B 1 - (α + γr n ) b 11 ,; D = - (g 22 + r 0 A 1 ) (r n + β) + (α + γr n ) (1 + g 11 r 0 ). δ≤0 - condition for the excitation of oscillations.

На втором этапе синтеза для реализации оптимальных аппроксимаций (7) методом интерполяции необходимо сформировать двухполюсники с сопротивлениями х0, хn 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.At the second stage of the synthesis, for the implementation of optimal approximations (7) by the interpolation method, it is necessary to form two-terminal networks with resistances x 0 , x n of at least N (the number of interpolation frequencies) of the reactive elements, find expressions for their resistances, equate them with the optimal values of the two-terminal resistances by given frequencies determined by formulas (7) and solve the system of N equations formed in this way with respect to N selected parameters of reactive elements. The parameter values of the remaining elements can be chosen arbitrarily or on the basis of any other physical considerations, for example, from the condition of physical realizability.

В соответствии с этим алгоритмом получены математические выражения для определения значений параметров реактивного двухполюсника в виде последовательно соединенных параллельного L1k, C1k и последовательного L2k, С2k контуров (фиг. 3), оптимальных по критерию обеспечения условий стационарного режима генерации на четырех частотах ωm=2πfm. Исходная система уравнений:In accordance with this algorithm, mathematical expressions are obtained for determining the parameters of a reactive two-terminal device in the form of series-connected parallel L 1k , C 1k and serial L 2k , C 2k circuits (Fig. 3), optimal by the criterion for ensuring the conditions of the stationary generation mode at four frequencies ω m = 2πf m . The original system of equations:

Figure 00000049
Figure 00000049

Решение для четырех частот:Solution for four frequencies:

Figure 00000050
;
Figure 00000050
;

Figure 00000051
Figure 00000051

где A3=А2С4-А4С2; В3=A2D4+В2С4-A4D2-В4С2; C3=B2D4-B4D2;where A 3 = A 2 C 4 -A 4 C 2 ; B 3 = A 2 D 4 + B 2 C 4 -A 4 D 2 -B 4 C 2 ; C 3 = B 2 D 4 -B 4 D 2 ;

Figure 00000052
;
Figure 00000052
;

Figure 00000053
;
Figure 00000053
;

Figure 00000054
;
Figure 00000054
;

Figure 00000055
;
Figure 00000055
;

Figure 00000056
;
Figure 00000056
;

Figure 00000057
;
Figure 00000057
;

Figure 00000058
;
Figure 00000058
;

Figure 00000059
;
Figure 00000059
;

Обобщенный индекс к введен для определения мнимой составляющей сопротивления двухполюсника мнимой составляющей источника сигнала в режимеусиления при k=0 (при этом Xmk=xm0 (6)) и мнимой составляющей сопротивления нагрузки при k=н, (при этом Xmk=xmн(6)), m=1,2,3,4 - номера частот. Индекс m надо ввести и для остальных параметров, зависящих от частоты.The generalized index k was introduced to determine the imaginary component of the two-terminal resistance of the imaginary component of the signal source in the amplification mode at k = 0 (in this case, X mk = x m0 (6)) and the imaginary component of the load resistance at k = n, (while X mk = x mн (6)), m = 1,2,3,4 - frequency numbers. The index m must also be introduced for the remaining parameters depending on the frequency.

Реализация оптимальных аппроксимаций частотных характеристик параметры x0, хn (6) с помощью (7), (8) обеспечивает увеличение диапазона изменения частоты генерируемого сигнала, поскольку реализует условие баланса амплитуд и баланса фаз на четырех частотах заданной модуляционной характеристики или заданного диапазона изменения частоты, соответствующих четырем заданным значениям или заданному диапазону изменения амплитуды низкочастотного управляющего сигнала на нелинейном элементе. Это позволяет при разумном выборе положений заданных частот относительно друг друга ω1-ω2, ω1-ω3, ω1-ω4, ω2-ω3, ω2-ω4, ω3-ω4 расширить квазилинейный участок частотной модуляционной характеристики.The implementation of optimal approximations of the frequency characteristics parameters x 0 , x n (6) using (7), (8) provides an increase in the frequency range of the generated signal, since it implements the condition of the balance of amplitudes and phase balance at four frequencies of a given modulation characteristic or a given frequency range corresponding to four predetermined values or a predetermined range of variation in the amplitude of the low-frequency control signal on a non-linear element. This allows for a reasonable choice of the positions of the given frequencies relative to each other ω 1 -ω 2 , ω 1 -ω 3 , ω 1 -ω 4 , ω 2 -ω 3 , ω 2 -ω 4 , ω 3 -ω 4 to expand the quasilinear section of the frequency modulation characteristics.

Предлагаемые технические решения имеют изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявленная последовательность операций (выполнение нагрузки в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, использование в качестве цепи внешней обратной связи произвольного четырехполюсника, параллельно подключенного к трехполюсному нелинейному элементу, включение трехполюсного нелинейного элемента и цепи обратной связи как единого узла между введенным вторым двухполюсником с комплексным сопротивлением, имитирующим сопротивление источника сигнала генератора в режиме усиления, и входом резистивного четырехполюсника, к выходу которого подключена нагрузка (фиг. 2), выбор частотных характеристик мнимых составляющих сопротивлений источника сигнала в режиме усиления х0 и нагрузки хн, формирование их схем в указанном виде (фиг. 3), выбор значений их параметров из условия обеспечения режима возбуждения генерации в виде равенства нулю мнимой составляющей и равенства неположительному числу δ≤0 действительной составляющей знаменателя коэффициента передачи в режиме усиления в заданной полосе изменения частоты и заданном диапазоне изменении амплитуды низкочастотного управляющего сигнала) обеспечивает модуляцию частоты генерируемого сигнала по закону изменения амплитуды низкочастотного управляющего сигнала с увеличенной девиацией частоты.The proposed technical solutions have an inventive step, since it does not explicitly follow from the published scientific data and the known technical solutions that the declared sequence of operations (performing the load in the form of the first two-terminal with complex resistance, using an arbitrary four-terminal as an external feedback circuit connected in parallel to the three-pole nonlinear element, the inclusion of a three-pole nonlinear element and a feedback circuit as a single node between the input nnym second two-pole with a complex impedance simulating a source signal generator resistance in amplification mode, and entrance resistive quadripole to the output of which is connected to the load (FIG. 2), the selection of the frequency characteristics of the imaginary signal source impedance is in an amplification regime x 0 and loads x n, the formation of their circuits in the indicated form (Fig. 3), the choice of the values of their parameters from the conditions for ensuring the excitation mode of generation in the form of equality to zero of the imaginary component and equality to non-positive If δ≤0 is the real component of the denominator of the transmission coefficient in the gain mode in a given frequency change band and a specified range of the amplitude of the low-frequency control signal), the frequency of the generated signal is modulated according to the law of the amplitude of the low-frequency control signal with increased frequency deviation.

Предлагаемые технические решения практически применимы, так как для их реализации могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью трехполюсные нелинейные элементы (транзисторы или лампы), реактивные элементы, сформированные в заявленные схемы реактивных двухполюсников (фиг. 3). Значения параметров индуктивностей и емкостей этих схем могут быть однозначно определены с помощью математических выражений, приведенных в формуле изобретения.The proposed technical solutions are practically applicable, since for their implementation three-pole non-linear elements (transistors or lamps) commercially available by the industry, reactive elements formed in the declared schemes of reactive two-terminal circuits (Fig. 3) can be used. The values of the parameters of the inductances and capacitances of these circuits can be uniquely determined using mathematical expressions given in the claims.

Технико-экономическая эффективность предложенного устройства заключается в одновременном обеспечении генерации и частотной модуляции высокочастотного сигнала за счет выбора схемы и значений параметров реактивных элементов колебательных контуров по критерию обеспечения изменения частоты генерируемого сигнала по закону изменения амплитуды низкочастотного сигнала, что упрощает устройство, увеличивает квазилинейный участок частотной модуляционной характеристики и девиацию частоты.The technical and economic efficiency of the proposed device consists in simultaneously providing generation and frequency modulation of a high-frequency signal by selecting a circuit and parameters of the reactive elements of the oscillatory circuits according to the criterion of ensuring a change in the frequency of the generated signal according to the law of the amplitude of the low-frequency signal, which simplifies the device, increases the quasilinear frequency modulation section characteristics and frequency deviation.

Claims (2)

1. Способ генерации и частотной модуляции высокочастотных сигналов, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, взаимодействии высокочастотного сигнала с цепью прямой передачи, выполненной из трехполюсного нелинейного элемента и четырехполюсника, нагрузкой и цепью внешней обратной связи, выполнении условий возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемых высокочастотных сигналов, условий согласования цепи прямой передачи с нагрузкой и условий согласования нагрузки с управляющим электродом трехполюсного нелинейного элемента, изменении частоты генерируемых колебаний по закону изменения амплитуды низкочастотного управляющего сигнала путем соответствующего изменения баланса фаз, отличающийся тем, что четырехполюсник выполняют резистивным, нагрузку выполняют в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, в качестве цепи внешней обратной связи используют произвольный четырехполюсник, параллельно подключенный к трехполюсному нелинейному элементу, трехполюсный нелинейный элемент и цепь обратной связи как единый узел каскадно включают между введенным вторым двухполюсником с комплексным сопротивлением, имитирующим сопротивление источника сигнала генератора в режиме усиления, и входом резистивного четырехполюсника, к выходу которого подключают нагрузку, условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз и условия согласования выполняют при квазилинейной зависимости частоты генерации от амплитуды управляющего сигнала за счет выбора частотных зависимостей мнимых составляющих сопротивлений источника сигнала в режиме усиления x0 и нагрузки xн из условия обеспечения режима возбуждения генерации в виде равенства нулю мнимой составляющей и равенства неположительному числу δ≤0 действительной составляющей знаменателя коэффициента передачи в режиме усиления в заданной полосе изменения частоты и заданном диапазоне изменения амплитуды низкочастотного управляющего сигнала в соответствии со следующими математическими выражениями:
Figure 00000060

где X=AB0-BA0; Y=AD0+CB0-(D-δ)A0-BC0; Z=CD0-(D-δ)C0;
A0=Bl-b11γ; B0=γ(1+g11r0)-g22-A1r0; C0=-(rн+β)A1+(α+γrн)g11;
D0=-(b22+r0B1)(rн+β)+(α+γrн)b11r0; A=A1-γg11; B=b22+r0(B1-b11γ);
C=(rн+β)B1-(α+γrн)b11; D=-(g22+r0A1)(rн+β)+(α+γrн)(1+g11r0);
A1=g11g22-b11b22-g12g21+b12b21; B1=g11b22+b11g22-g12b21-b12g21;
Figure 00000061
,
Figure 00000062
;
Figure 00000063
- заданные зависимости отношений соответствующих элементов классической матрицы передачи от частоты в заданной полосе частот; a, b, c, d - элементы классической матрицы передачи резистивного четырехполюсника; r0,rн - заданные зависимости действительных составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и нагрузки от частоты в заданной полосе частот; x0,xн - оптимальные зависимости мнимых составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и нагрузки от частоты в заданной полосе частот; g11,b11, g12,b12, g21,b21, g22,b22 - заданные суммарные зависимости действительных и мнимых составляющих элементов матрицы проводимостей трехполюсного нелинейного элемента от частоты в заданной полосе частот при соответствующем изменении амплитуды низкочастотного управляющего сигнала и соответствующих действительных и мнимых составляющих элементов матрицы проводимостей цепи внешней обратной связи от частоты в заданной полосе частот.1. The method of generation and frequency modulation of high-frequency signals, based on the conversion of the energy of a constant voltage source into the energy of a high-frequency signal, the interaction of a high-frequency signal with a direct transmission circuit made of a three-pole nonlinear element and a four-terminal, load and external feedback circuit, the fulfillment of the excitation conditions in the form amplitude balance and phase balance, respectively determining the amplitude and frequency of the generated high-frequency signals, matching conditions of the circuit direct transmission with the load and conditions for matching the load with the control electrode of a three-pole nonlinear element, changing the frequency of the generated oscillations according to the law of changing the amplitude of the low-frequency control signal by correspondingly changing the phase balance, characterized in that the four-terminal is resistive, the load is made in the form of the first two-terminal with complex resistance, as an external feedback circuit, use an arbitrary four-terminal connected in parallel to a three-pole a non-linear element, a three-pole non-linear element and a feedback circuit as a single node cascade between the introduced second two-terminal with complex resistance, simulating the resistance of the generator signal source in the amplification mode, and the input of the resistive four-terminal, to the output of which the load is connected, excitation conditions in the form of an amplitude balance and phase balance and matching conditions are performed with a quasilinear dependence of the generation frequency on the amplitude of the control signal by selecting frequency the dependences of the imaginary components of the resistance of the signal source in the amplification mode x 0 and the load x n from the condition of providing the excitation mode of generation in the form of equal to zero the imaginary component and equality to the non-positive number δ≤0 of the real component of the denominator of the transmission coefficient in the amplification mode in a given frequency variation band and a given range changes in the amplitude of the low-frequency control signal in accordance with the following mathematical expressions:
Figure 00000060

where X = AB 0 -BA 0 ; Y = AD 0 + CB 0 - (D-δ) A 0 -BC 0 ; Z = CD 0 - (D-δ) C 0 ;
A 0 = B l -b 11 γ; B 0 = γ (1 + g 11 r 0 ) -g 22 -A 1 r 0 ; C 0 = - (r n + β) A 1 + (α + γr n ) g 11 ;
D 0 = - (b 22 + r 0 B 1 ) (r n + β) + (α + γr n ) b 11 r 0 ; A = A 1 -γg 11 ; B = b 22 + r 0 (B 1 -b 11 γ);
C = (r n + β) B 1 - (α + γr n ) b 11 ; D = - (g 22 + r 0 A 1 ) (r n + β) + (α + γr n ) (1 + g 11 r 0 );
A 1 = g 11 g 22 -b 11 b 22 -g 12 g 21 + b 12 b 21 ; B 1 = g 11 b 22 + b 11 g 22 -g 12 b 21 -b 12 g 21 ;
Figure 00000061
,
Figure 00000062
;
Figure 00000063
- given dependencies of the relations of the corresponding elements of the classical transmission matrix on the frequency in a given frequency band; a , b, c, d - elements of the classical transmission matrix of a resistive four-terminal network; r 0 , r n are the given dependences of the actual components of the resistance of the source of the input high-frequency signal of the generator in the amplification and load mode on the frequency in a given frequency band; x 0 , x n are the optimal dependences of the imaginary components of the resistance of the source of the input high-frequency signal of the generator in the amplification and load conditions on the frequency in a given frequency band; g 11 , b 11 , g 12 , b 12 , g 21 , b 21 , g 22 , b 22 - given total dependences of the real and imaginary components of the conductivity matrix elements of a three-pole nonlinear element on the frequency in a given frequency band with a corresponding change in the amplitude of the low-frequency control signal and the corresponding real and imaginary components of the conductivity matrix of the external feedback circuit of the frequency in a given frequency band. 2. Устройство генерации высокочастотных сигналов, состоящее из источника постоянного напряжения, источника низкочастотного управляющего сигнала, цепи прямой передачи из трехполюсного нелинейного элемента и четырехполюсника, нагрузки и цепи внешней обратной связи, отличающееся тем, что четырехполюсник выполнен резистивным в виде произвольного соединения резистивных двухполюсников, нагрузка выполнена в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, цепь внешней обратной связи выполнена в виде произвольного четырехполюсника из комплексных двухполюсников, параллельно подключенного к трехполюсному нелинейному элементу, трехполюсный нелинейный элемент и цепь обратной связи как единый узел каскадно включены между введенным вторым двухполюсником с комплексным сопротивлением, имитирующим сопротивление источника сигнала генератора в режиме усиления, и входом резистивного четырехполюсника, к выходу которого подключена нагрузка, мнимые составляющие сопротивления источника сигнала в режиме усиления x0 и сопротивления нагрузки xн 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 этих параметров определены из условия обеспечения стационарного режима генерации на четырех частотах генерируемого сигнала и соответствующих четырех значениях амплитуды низкочастотного управляющего сигнала с помощью следующих математических выражений:
Figure 00000064

Figure 00000065

где A3=A2C4-A4C2; B3=A2D4+B2C4-A4D2-В4С2; C3=B2D4-B4D2;
Figure 00000066

Figure 00000067

Figure 00000068

Figure 00000069

Figure 00000070

Figure 00000071

Figure 00000072

Figure 00000073

Figure 00000074

Х=АВ0-ВА0; Y=AD0+СВ0-(D-δ)A0-BC0; Z=CD0-(D-δ)C0;
А0=B1-b11mγ; B0=γ(1+g11mr0m)-g22m-A1r0m; C0=-(rнm+β)A1+(α+γrнm)g11m;
D0=-(b22m+r0mB1)(rнm+β)+(α+γrнm)b11mr0m; A=A1-γg11m; B=b22m+r0m(Bl-b11mγ);
C=(rнm+β)B1-(α+γнm)b11m; D=-(g22m+r0mA1)(rнm+β)+(α+γrнm)(1+g11mr0m);
A1=g11mg22m-b11mb22m-g12mg21m+b12mb21m; B1=g11mb22m+b11mg22m-g12mb21m-b12mg21m;
Figure 00000075
,
Figure 00000062
;
Figure 00000063
- заданные значения отношений соответствующих элементов классической матрицы передачи на заданных частотах; a, b, c, d - элементы классической матрицы передачи выбранного типового резистивного четырехполюсника; r0m,rнm - заданные значения действительных составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и нагрузки на заданном количестве частот; xm0,xmн - оптимальные значения мнимых составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и нагрузки на заданном количестве частот; g11m,b11m, g12m,b12m, g21m,b21m, g22m,b22m - заданные суммарные значения действительных и мнимых составляющих элементов матрицы проводимостей трехполюсного нелинейного элемента при заданных четырех значениях амплитуды управляющего сигнала и соответствующих действительных и мнимых составляющих элементов матрицы проводимостей цепи внешней обратной связи на заданных частотах; m=1,2,3,4 - номера частот; δ≤0 - условие возбуждения колебаний; ω1,2,3,4=2πƒ1,2,3,4; ƒ1,2,3,4 - заданные частоты; k=0, н - индекс, характеризующий принадлежность параметров к формированию двухполюсников с сопротивлениями Xmk=xmk. 2. A device for generating high-frequency signals, consisting of a constant voltage source, a source of low-frequency control signal, a direct transmission circuit of a three-pole nonlinear element and a four-terminal, load and external feedback circuit, characterized in that the four-terminal is made resistive in the form of an arbitrary connection of resistive two-terminal devices, load made in the form of the first two-terminal with complex resistance, the external feedback circuit is made in the form of an arbitrary four-terminal of a complex two-terminal network connected in parallel to a three-pole nonlinear element, a three-pole nonlinear element and a feedback circuit as a single unit are cascaded between the second integrated two-terminal terminal with complex resistance imitating the resistance of the generator signal source in amplification mode and the input of a resistive four-terminal network connected to its output load imaginary components of the signal source impedance mode gain x 0 and x n load impedance implemented as reagent s two-poles formed in a series-connected parallel circuit of elements with parameters L 1k, C 1k and sequential circuit element with the parameters L 2k, C 2k, where the values of these parameters are determined from the condition of ensuring steady state lasing at four frequencies of the generated signal and corresponding four values of the amplitude of the low-frequency control signal using the following mathematical expressions:
Figure 00000064

Figure 00000065

where A 3 = A 2 C 4 -A 4 C 2 ; B 3 = A 2 D 4 + B 2 C 4 -A 4 D 2 -B 4 C 2 ; C 3 = B 2 D 4 -B 4 D 2 ;
Figure 00000066

Figure 00000067

Figure 00000068

Figure 00000069

Figure 00000070

Figure 00000071

Figure 00000072

Figure 00000073

Figure 00000074

X = AB 0 -BA 0 ; Y = AD 0 + CB 0 - (D-δ) A 0 -BC 0 ; Z = CD 0 - (D-δ) C 0 ;
A 0 = B 1 -b 11m γ; B 0 = γ (1 + g 11m r 0m ) -g 22m -A 1 r 0m ; C 0 = - (r nm + β) A 1 + (α + γr nm ) g 11m ;
D 0 = - (b 22m + r 0m B 1 ) (r nm + β) + (α + γr nm ) b 11m r 0m ; A = A 1 -γg 11m ; B = b 22m + r 0m (B l -b 11m γ);
C = (r nm + β) B 1 - (α + γ nm ) b 11m ; D = - (g 22m + r 0m A 1 ) (r nm + β) + (α + γr nm ) (1 + g 11m r 0m );
A 1 = g 11m g 22m -b 11m b 22m -g 12m g 21m + b 12m b 21m ; B 1 = g 11m b 22m + b 11m g 22m -g 12m b 21m -b 12m g 21m ;
Figure 00000075
,
Figure 00000062
;
Figure 00000063
- the set values of the relations of the corresponding elements of the classical transmission matrix at the given frequencies; a , b, c, d - elements of the classical transmission matrix of the selected typical resistive four-terminal network; r 0m, r nM - setpoints real components of the input resistance RF generator source mode gain and a load at a predetermined number of frequencies; x m0 , x mn are the optimal values of the imaginary components of the resistance of the source of the input high-frequency signal of the generator in the amplification and load mode for a given number of frequencies; g 11m , b 11m , g 12m , b 12m , g 21m , b 21m , g 22m , b 22m - given total values of the real and imaginary components of the conductivity matrix of a three-pole nonlinear element for four given values of the amplitude of the control signal and the corresponding real and imaginary components elements of the conductivity matrix of the external feedback circuit at given frequencies; m = 1,2,3,4 - frequency numbers; δ≤0 - condition for the excitation of oscillations; ω 1,2,3,4 = 2πƒ 1,2,3,4 ; ƒ 1,2,3,4 - set frequencies; k = 0, n is the index characterizing the belonging of the parameters to the formation of two-terminal networks with resistances X mk = x mk .
RU2014154420/08A 2014-12-30 2014-12-30 Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device RU2595571C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014154420/08A RU2595571C2 (en) 2014-12-30 2014-12-30 Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014154420/08A RU2595571C2 (en) 2014-12-30 2014-12-30 Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014154420A RU2014154420A (en) 2016-07-27
RU2595571C2 true RU2595571C2 (en) 2016-08-27

Family

ID=56556762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014154420/08A RU2595571C2 (en) 2014-12-30 2014-12-30 Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2595571C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2698543C1 (en) * 2018-11-13 2019-08-28 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for generation of high-frequency signals and device for its implementation
RU2709602C1 (en) * 2018-11-13 2019-12-18 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for generation of high-frequency signals and device for its implementation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1211800A2 (en) * 2000-11-08 2002-06-05 Marconi Communications SPA Amplitude modulator using a bipolar transistor
RU120515U1 (en) * 2011-10-07 2012-09-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" HIGH-FREQUENCY SIGNAL GENERATOR
RU2496192C2 (en) * 2011-11-21 2013-10-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for generation and frequency-modulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2496222C2 (en) * 2011-11-17 2013-10-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for generation and frequency-modulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1211800A2 (en) * 2000-11-08 2002-06-05 Marconi Communications SPA Amplitude modulator using a bipolar transistor
RU120515U1 (en) * 2011-10-07 2012-09-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" HIGH-FREQUENCY SIGNAL GENERATOR
RU2496222C2 (en) * 2011-11-17 2013-10-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for generation and frequency-modulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2496192C2 (en) * 2011-11-21 2013-10-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for generation and frequency-modulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы - М: "Дрофа"., - 2006, с. 414-417, 434-437. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2698543C1 (en) * 2018-11-13 2019-08-28 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for generation of high-frequency signals and device for its implementation
RU2709602C1 (en) * 2018-11-13 2019-12-18 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for generation of high-frequency signals and device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014154420A (en) 2016-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU120515U1 (en) HIGH-FREQUENCY SIGNAL GENERATOR
RU2496222C2 (en) Method for generation and frequency-modulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2486638C1 (en) Method of generating high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2486639C1 (en) Method for generation and frequency-modulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2496192C2 (en) Method for generation and frequency-modulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2599531C2 (en) Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device
RU2462811C2 (en) High-frequency signal generation method, and device for its implementation
RU2486637C1 (en) Method for generation and frequency-modulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2595571C2 (en) Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device
RU117236U1 (en) DEVICE FOR GENERATION AND FREQUENCY MODULATION OF HIGH FREQUENCY SIGNALS
RU2494527C2 (en) Method to generate high-frequency signals and device for its realisation
RU2500066C2 (en) Method for generation and frequency-modulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2599352C2 (en) Method of generating high-frequency signals and device therefor
RU2595567C2 (en) Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device
RU2599534C2 (en) Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device
RU2475934C1 (en) Method to generate high-frequency signals
RU2595930C1 (en) Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device
RU2599533C2 (en) Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device
RU2568375C1 (en) Method for generation and frequency modulation of high-frequency signals and apparatus therefor
RU2599963C2 (en) Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device
RU2592463C1 (en) Method for generation and frequency modulation of high-frequency signals and apparatus therefor
RU2777750C1 (en) Method for generating and frequency modulation of high-frequency signals and a device for its implementation
RU2589305C1 (en) High-frequency signal generation method and device for its implementation
RU2777749C1 (en) Method for generating and frequency modulation of high-frequency signals and a device for its implementation
RU2461952C1 (en) Method for generating high-frequency signals and device for its realisation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161231