RU2014151322A

RU2014151322A - Способ генерации высокочастотных сигналов и устройство его реализации

Info

Publication number: RU2014151322A
Application number: RU2014151322A
Authority: RU
Inventors: Александр Афанасьевич Головков; Виталий Николаевич Димитренко; Александр Александрович Чаплыгин; Александр Германович Волобуев
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2016-07-10
Also published as: RU2592403C2

Abstract

1. Способ генерации высокочастотных сигналов, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, взаимодействии высокочастотного сигнала с цепью прямой передачи, трехполюсным нелинейным элементом, реактивным четырехполюсником, 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, отличающийся тем, что в качестве цепи внешней обратной связи используют произвольный четырехполюсник, последовательно подключенный к трехполюсному нелинейному элементу, трехполюсный нелинейный элемент и цепь обратной связи как единый узел каскадно включают между выходом реактивного четырехполюсника и нагрузкой, нагрузку выполняют в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, к входу реактивного четырехполюсника в поперечную цепь подключают второй двухполюсник с комплексным сопротивлением, имитирующим сопротивление источника сигнала генератора в режиме усиления, условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз и условия согласования одновременно выполняют на заданном количестве частот за счет выбора значений параметров реактивного четырехполюсника из условия обеспечения стационарного режима генерации в виде равенства нулю знаменателя коэффициента передачи в режиме усиления одновременно на всех заданных частотах генерируемых высокочастотн

Claims

1. Способ генерации высокочастотных сигналов, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, взаимодействии высокочастотного сигнала с цепью прямой передачи, трехполюсным нелинейным элементом, реактивным четырехполюсником, 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, отличающийся тем, что в качестве цепи внешней обратной связи используют произвольный четырехполюсник, последовательно подключенный к трехполюсному нелинейному элементу, трехполюсный нелинейный элемент и цепь обратной связи как единый узел каскадно включают между выходом реактивного четырехполюсника и нагрузкой, нагрузку выполняют в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, к входу реактивного четырехполюсника в поперечную цепь подключают второй двухполюсник с комплексным сопротивлением, имитирующим сопротивление источника сигнала генератора в режиме усиления, условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз и условия согласования одновременно выполняют на заданном количестве частот за счет выбора значений параметров реактивного четырехполюсника из условия обеспечения стационарного режима генерации в виде равенства нулю знаменателя коэффициента передачи в режиме усиления одновременно на всех заданных частотах генерируемых высокочастотных сигналов при неизменной амплитуде источника постоянного напряжения в соответствии со следующими математическими выражениями:

α=(-E+x_0m)γ-D; β=Fγ-E-x_0m,

где

r_22нm=r_нm-r_22m; r_11нm=r_11mr_22m-r_12mr_21m+x_12mx_21m-x_11mx_22m-x_11mx_нm-r_11mr_нm; x_22нm=x_нm-x_22m; x_11нm=r_11mx_22m-x_12mr_21m-r_12mx_21m+x_11mr_22m-x_11mr_нm-r_11mx_нm;

;

- оптимальные значения отношений соответствующих элементов классической матрицы передачи на заданных частотах;

- заданные отношения соответствующих элементов классической матрицы передачи на заданных частотах; а, b, с, d - элементы классической матрицы передачи; r_0m, х_0m - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления на заданном количестве частот; r_нm, x_нm - заданные значения действительной мнимой составляющей сопротивления нагрузки на заданном количестве частот; r_11m, x_11m, r_12m, x_12m, r_21m, x_21m, r_22m, x_22m - заданные суммарные значения действительных и мнимых составляющих элементов матрицы сопротивлений трехполюсного нелинейного элемента при заданной амплитуде постоянного напряжения и соответствующих действительных и мнимых составляющих элементов матрицы сопротивлений цепи внешней обратной связи на заданных частотах; m=1,2…N - номера частот.

2. Устройство генерации высокочастотных сигналов, состоящее из источника постоянного напряжения, цепи прямой передачи из трехполюсного нелинейного элемента и реактивного четырехполюсника, нагрузки и цепи внешней обратной связи, отличающееся тем, что цепь внешней обратной связи выполнена в виде произвольного четырехполюсника, последовательно соединенного с трехполюсным нелинейным элементом, трехполюсный нелинейный элемент и цепь обратной связи как единый узел каскадно включены между выходом реактивного четырехполюсника и нагрузкой, нагрузка выполнена в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, к входу реактивного четырехполюсника в поперечную цепь подключен второй двухполюсник с комплексным сопротивлением, которое имитирует сопротивление источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления, реактивный четырехполюсник выполнен в виде П-образного соединения трех реактивных двухполюсников с сопротивлениями X_1m, X_2m, X_3m, причем двухполюсники с сопротивлениями X_2m, X_3m сформированы из последовательного колебательного контура из элементов с параметрами L_1k, C_1k, параллельно соединенного с произвольным реактивным двухполюсником с сопротивлением x_km, а значения параметров определены из условия согласования по критерию обеспечения стационарного режима генерации на двух частотах с помощью следующих математических выражений:

где

r_22нm=r_нm-r_22m; r_11нm=r_11mr_22m-r_12mr_21m+x_12mx_21m-x_11mx_22m-x_11mx_нm-r_11mr_нm; x_22нm=x_нm-x_22m; x_11нm=r_11mx_22m-x_12mr_21m-r_12mx_21m+x_11mr_22m-x_11mr_нm-r_11mx_нm; r_0m., x_0m - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления на двух частотах ω_m=2πf_m; m=1,2 - номер частоты; r_nm, х_нm - заданные значения действительной составляющей сопротивления нагрузки на двух частотах; r_11m, x_11m, r_12m, х_12m, r_21m, x_21m, r_22m, x_22m - заданные суммарные значения действительных и мнимых составляющих элементов матрицы сопротивлений трехполюсного нелинейного элемента при заданной амплитуде постоянного напряжения и соответствующих действительных и мнимых составляющих элементов матрицы сопротивлений цепи внешней обратной связи на заданных частотах; k=2,3 - индекс, характеризующий соответствующие номера реактивных двухполюсников с сопротивлениями X_2m, X_3m; X_1m - заданные значения сопротивлений первого двухполюсника П-образной схемы на заданных частотах.