RU2011146379A -
METHOD FOR GENERATION AND FREQUENCY MODULATION OF HIGH FREQUENCY SIGNALS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
- Google Patents
METHOD FOR GENERATION AND FREQUENCY MODULATION OF HIGH FREQUENCY SIGNALS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
Download PDF
Info
Publication number
RU2011146379A
RU2011146379ARU2011146379/08ARU2011146379ARU2011146379ARU 2011146379 ARU2011146379 ARU 2011146379ARU 2011146379/08 ARU2011146379/08 ARU 2011146379/08ARU 2011146379 ARU2011146379 ARU 2011146379ARU 2011146379 ARU2011146379 ARU 2011146379A
Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской ФедерацииfiledCriticalФедеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Publication of RU2011146379ApublicationCriticalpatent/RU2011146379A/en
1. Способ генерации и частотной модуляции 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, изменении частоты генерируемого высокочастотного сигнала по закону изменения амплитуды низкочастотного управляющего сигнала путем соответствующего изменения баланса фаз, отличающийся тем, что изменяют частоту генерируемого высокочастотного сигнала и реализуют условия согласования за счет изменения проводимости двухполюсного нелинейного элемента, включенного параллельно нагрузке, выполненной в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, с другой стороны активного двухполюсного нелинейного элемента параллельно подключают второй двухполюсник с комплексным сопротивлением, имитирующим сопротивление источника сигнала генератора и частотного модулятора в режиме усиления, условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз и условия согласования выполняют за счет выбора зависимостей мнимых составляющих сопротивлений первого xn и второго x0 двухполюсников от частоты из условия обеспечения стационарного режима генерации в виде равенства нулю знаменателя коэффициента передачи в режиме усиления последовательно на всем заданном диапазоне изменения частоты генерируемых высокочастотных сигналов по закону изменения амплитуды низкочастотного управляющего сигнала в соответствии со следующими математическими выражениями:1. A method for generating and frequency modulating a high-frequency signal, based on converting the energy of a constant voltage source into the energy of a high-frequency signal, organizing internal feedback in a non-linear element by using a bipolar non-linear element with negative differential resistance, 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 conditions agreed I am a nonlinear element with a load, changing the frequency of the generated high-frequency signal according to the law of changing the amplitude of the low-frequency control signal by correspondingly changing the phase balance, characterized in that they change the frequency of the generated high-frequency signal and implement matching conditions by changing the conductivity of the bipolar non-linear element connected in parallel with the load in the form of a first bipolar with complex resistance, on the other hand an active bipolar of a linear element, a second two-terminal with a complex resistance simulating the resistance of the signal source of the generator and the frequency modulator in the amplification mode is connected in parallel, the excitation conditions in the form of a balance of amplitudes and phase balance and matching conditions are performed by choosing the dependences of the imaginary components of the resistance of the first x n and second x 0 two-terminal on the frequency from the condition for providing a stationary generation mode in the form of equality to zero of the denominator of the transmission coefficient in the mode of gain But over the entire specified range of changes in the frequency of the generated high-frequency signals, according to the law of change in the amplitude of the low-frequency control signal in accordance with the following mathematical expressions:
; r0, x0 - заданные зависимости действительной составляющей и оптимальные зависимости мнимой составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора и частотного модулятора в режиме усиления от частоты в заданной полосе частот; rн, xн - заданные зависимости действительной составляющей и оптимальные зависимости мнимой составляющей сопротивления нагрузки от частоты в заданной полосе частот; g,b - заданные зависимости действительных и мнимых составляющих проводимости активного двухполюсного нелинейного элемента от частоты в заданной полосе частот при соответствующем изменении амплитуды низкочастотного управляющего сигнала.where A = -br 0 ; B = r n (1 + gr 0 ) + r 0 ; C = g; D = br n ; X = r 0 (g 2 + b 2 ) + g; Y = -2br 0 ;
; r 0 , x 0 are the given dependences of the real component and the optimal dependences of the imaginary component of the resistance of the source of the input high-frequency signal of the generator and the frequency modulator in the amplification mode on the frequency in a given frequency band; r n , x n - the given dependences of the real component and the optimal dependence of the imaginary component of the load resistance on the frequency in a given frequency band; g, b are the given dependences of the real and imaginary components of the conductivity of the active bipolar nonlinear element on the frequency in a given frequency band with a corresponding change in the amplitude of the low-frequency control signal.2. Устройство генерации и частотной модуляции высокочастотных сигналов, состоящее из источника постоянного напряжения и низкочастотного управляющего сигнала, активного двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением и нагрузки, отличающееся тем, что активный двухполюсный нелинейный элемент включен параллельно нагрузке, выполненной в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, с другой стороны активного двухполюсного нелинейного элемента параллельно включен второй двухполюсник с комплексным сопротивлением, которое имитирует сопротивление источника входного высокочастотного сигнала генератора и частотного модулятора в режиме усиления, мнимая составляющая сопротивления нагрузки и мнимая составляющая сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления реализованы из двух последовательно соединенных параллельных контуров с параметрами L1k, C1k, L2k, C2k, причем значения параметров определены из условия обеспечения стационарного режима генерации на четырех частотах заданной полосы частот и соответствующих четырех значениях амплитуды низкочастотного управляющего сигнала с помощью следующих математических выражений:2. Device for generating and frequency modulating high-frequency signals, consisting of a constant voltage source and a low-frequency control signal, an active bipolar nonlinear element with negative differential resistance and a load, characterized in that the active bipolar nonlinear element is connected in parallel with the load, made in the form of the first bipolar with a complex resistance, on the other hand of the active bipolar nonlinear element, a second bipolar with mpleksnym resistance that mimics source impedance of the input high-frequency signal generator and a frequency modulator in the amplification mode, the imaginary component of the load resistance and the imaginary component of the input high-frequency signal generator source impedance in the amplification mode implemented of two series-connected parallel circuit with parameters L 1k, C 1k, L 2k , C 2k , moreover, the parameter values are determined from the condition of providing a stationary generation mode at four frequencies of a given frequency bands and the corresponding four values of the amplitude of the low-frequency control signal using the following mathematical expressions:
;
;
;
,
;
;
;
,где
Where
x=a2c1-a1c2; y=a2d1+b2c1-a1d2-b1c2; z=b2d1-b1d2;x = a2 c 1 - a1 c 2 ; y = a2 d 1 + b 2 c 1 - a1 d 2 -b 1c2 ; z = b 2 d 1 -b 1 d 2 ;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
,
;
,где A=-bmr0m; B=rнm(1+gmr0m)+r0m; C=gm; D=bmrнm;
; Y=-2bmr0m;
; x0m; xнm - оптимальные значения мнимых составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора и частотного модулятора в режиме усиления и нагрузки на заданных четырех частотах ωm=2πfm; m=1, 2, 3, 4 - номер частоты; r0m - заданные значения действительной составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления на четырех частотах; rnm - заданные значения действительной составляющей сопротивления нагрузки на четырех частотах; gm, bm - заданные значения действительных и мнимых составляющих проводимости активного двухполюсного нелинейного элемента на заданных четырех частотах и соответствующих четырех значениях амплитуды низкочастотного управляющего сигнала; k=0, н - индекс, характеризующий мнимые составляющие сопротивления нагрузки и источника сигнала в режиме усиления.
where A = -b m r 0m ; B = r nm (1 + g m r 0m ) + r 0m ; C = g m ; D = b m r nm ;
; Y = -2b m r 0m ;
; x 0m ; x nm - the optimal values of the imaginary components of the resistances of the source of the input high-frequency signal of the generator and the frequency modulator in the amplification and load conditions for the given four frequencies ω m = 2πf m ; m = 1, 2, 3, 4 - frequency number; r 0m - set values of the real component of the resistance of the source of the input high-frequency signal of the generator in the amplification mode at four frequencies; r nm - set values of the real component of the load resistance at four frequencies; g m , b m - set values of the real and imaginary components of the conductivity of the active bipolar nonlinear element at the specified four frequencies and the corresponding four values of the amplitude of the low-frequency control signal; k = 0, n is the index characterizing the imaginary components of the load resistance and the signal source in the amplification mode.
RU2011146379/08A2011-11-15
METHOD FOR GENERATION AND FREQUENCY MODULATION OF HIGH FREQUENCY SIGNALS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2011146379A
(en)
