RU2568374C1 - Method of generating high-frequency signals and apparatus therefor - Google Patents

Method of generating high-frequency signals and apparatus therefor Download PDF

Info

Publication number
RU2568374C1
RU2568374C1 RU2014142400/08A RU2014142400A RU2568374C1 RU 2568374 C1 RU2568374 C1 RU 2568374C1 RU 2014142400/08 A RU2014142400/08 A RU 2014142400/08A RU 2014142400 A RU2014142400 A RU 2014142400A RU 2568374 C1 RU2568374 C1 RU 2568374C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
terminal
complex
frequencies
resistance
amplitude
Prior art date
Application number
RU2014142400/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Афанасьевич Головков
Владимир Александрович Головков
Николай Михайлович Тихомиров
Дмитрий Николаевич Рахманин
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 RU2014142400/08A priority Critical patent/RU2568374C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2568374C1 publication Critical patent/RU2568374C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.SUBSTANCE: method includes converting the energy of a dc voltage source into the energy of a high-frequency signal by discontinuous variation of the amplitude of the dc voltage source when said source is turned on, amplifying and limiting the amplitude of the high-frequency signal by setting up internal feedback in a nonlinear element in the form of an active two-terminal nonlinear element with a negative differential resistance. Further, the method includes satisfying excitation conditions in the form of an amplitude balance and a phase balance, which respectively determine the amplitude and frequency of the generated high-frequency signal, and conditions of matching the nonlinear element with a load through a four-terminal element. Excitation conditions in the form of an amplitude balance and a phase balance and matching conditions are simultaneously satisfied on a given number of frequencies through the interaction of high-frequency signals with a radio circuit in the form of a two-terminal nonlinear element with a negative differential resistance, connected between an additional composite two-terminal element and the input of the composite four-terminal element in a longitudinal circuit.EFFECT: wider range of generated oscillations when using composite four-terminal elements with lumped parameters.2 cl, 4 dwg

Description

Изобретения относятся к области радиосвязи и могут быть использованы для создания устройств генерации высокочастотных сигналов на заданном количестве частот, что позволяет формировать сложные сигналы и создавать эффективные средства радиосвязи с заданным количеством радиоканалов.The invention relates to the field of radio communications and can be used to create devices for generating high-frequency signals at a given number of frequencies, which allows you to generate complex signals and create effective radio communications with a given number of radio channels.

Известен способ генерации высокочастотного сигнала, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, организации внешней положительной обратной связи между нагрузкой и управляющим электродом трехполюсного нелинейного элемента, выполнении условий возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемого высокочастотного сигнала, и условий согласования нелинейного элемента с нагрузкой (см. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы - М: «Дрофа», - 2006, с. 383-401).A known method of generating 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 an external positive feedback between the load and the control electrode of a three-pole nonlinear element, fulfilling the excitation conditions in the form of a balance of amplitudes and phase balance, which respectively determine the amplitude and frequency of the generated high-frequency signal, and the conditions for matching a nonlinear element with a load (see Gonorovsky I.S. Radio Engineering kie chains and signals - M: “Bustard”, - 2006, p. 383-401).

Известно устройство генерации высокочастотного сигнала, состоящее из источника постоянного напряжения, устанавливающего рабочую точку на середине квазилинейного участка проходной вольтамперной характеристики транзистора, реактивного четырехполюсника, нагрузки в виде параллельного колебательного контура, RC-цепи внешней положительной обратной связи между нагрузкой и управляющим электродом транзистора, при этом параметры контура, транзистора и варикапа выбраны из условия обеспечения заданных амплитуды и частоты генерируемого высокочастотного сигнала (см. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы - М: «Дрофа», - 2006, с. 383-401).A device for generating a high-frequency signal, consisting of a constant voltage source that sets the operating point in the middle of the quasilinear section of the current-voltage characteristic of the transistor, reactive four-terminal, load in the form of a parallel oscillatory circuit, RC-circuit of the external positive feedback between the load and the control electrode of the transistor, the parameters of the circuit, transistor and varicap are selected from the condition of ensuring the given amplitude and frequency of the generated high frequency signal (see IS Gonorovsky. Radio engineering circuits and signals - M: “Bustard”, - 2006, p. 383-401).

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 положительной обратной связи, колебание с частотой, равной резонансной частоте колебательного контура, поступает на управляющий электрод транзистора, который в силу согласования с помощью реактивного четырехполюсника начинает работать в режиме усиления до момента увеличения амплитуды этого колебания до уровня, при котором наступает режим насыщения (ограничения амплитуды). Наступает стационарный режим.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 a positive feedback circuit, the oscillation with a frequency equal to the resonant frequency of the oscillatory circuit is supplied to the control electrode of the transistor, which, by matching with the reactive four-terminal device, starts to operate in the amplification mode until the amplitude of this oscillation increases to the level at which saturation mode (amplitude limits). There is a stationary mode.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ генерации высокочастотного сигнала, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, организации внутренней обратной связи в нелинейном элементе путем использования в качестве него двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, выполнении условий возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемого высокочастотного сигнала, и условий согласования нелинейного элемента с нагрузкой, (см. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы - М: «Дрофа», - 2006, с. 414-417).The closest in technical essence and the achieved result (prototype) is a method of generating 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 a non-linear element by using a bipolar non-linear element with negative differential resistance, performing excitation conditions in the form of a balance of amplitudes and a balance of phases, which determine respectively the amplitude and frequency from the generated high-frequency signal, and the conditions for matching the non-linear element with the load (see Gonorovsky IS Radio engineering circuits and signals - M: “Bustard”, - 2006, pp. 414-417).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство генерации 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, при этом параметры контура, двухполюсного нелинейного элемента и варикапа выбраны из условия обеспечения заданных амплитуды и частоты генерируемого высокочастотного сигнала, (см. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы - М: «Дрофа», - 2006, с. 414-417).The closest in technical essence and the achieved result (prototype) is a device for generating a high-frequency signal, consisting of a constant voltage source that sets an operating point in the middle of the falling section of the current-voltage characteristic of a bipolar nonlinear element with negative differential resistance, a reactive four-terminal, load in the form of a parallel oscillatory circuit, the parameters of the circuit, the bipolar nonlinear element and the varicap are selected from the conditions to ensure the specified amplitude and frequency of the generated high-frequency signal, (see Gonorovsky IS Radio-technical circuits and signals - M: “Bustard”, - 2006, p. 414-417).

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.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.

Недостатками этих способов и устройств является генерация высокочастотного сигнала только на одной частоте. Кроме того, не указывается, каким образом необходимо выбирать значения параметров реактивного четырехполюсника, при которых наступает режим возбуждения и стационарный режим. Особенно остро возникает этот вопрос при проектировании устройств генерации в диапазонах ВЧ и УВЧ, на которых обязательно нужно учитывать реактивные составляющие параметров нелинейных элементов. В настоящее время классическая теория радиотехнических цепей это не учитывает. Более того, с помощью реактивных четырехполюсников не всегда удается обеспечить условия возникновения генерации, поскольку они имеют определенные области физической реализуемости (области изменения действительной и мнимой составляющих сопротивления нагрузки), в пределах которых реализуются условия согласования (Головков А.А. Комплексированные радиоэлектронные устройства. М.: Радио и связь, 1996. - 128 с.).The disadvantages of these methods and devices is the generation of a high-frequency signal at only one frequency. In addition, it does not indicate how it is necessary to choose the values of the parameters of the reactive four-port network at which the excitation mode and the stationary mode occur. This question arises especially sharply when designing generation devices in the HF and UHF bands, on which the reactive components of the parameters of nonlinear elements must be taken into account. Currently, the classical theory of radio circuits does not take this into account. Moreover, with the help of reactive four-terminal it is not always possible to provide the conditions for the generation, since they have certain areas of physical feasibility (areas of variation of the real and imaginary components of the load resistance), within which the matching conditions are realized (A. Golovkov. Complex electronic devices. M .: Radio and communications, 1996. - 128 p.).

Техническим результатом изобретения является повышение диапазона генерируемых колебаний при использовании комплексных четырехполюсников с сосредоточенными параметрами, генерация высокочастотных сигналов на заданном количестве частот и расширение области физической реализуемости, что позволяет формировать сложные сигналы и создавать эффективные устройства генерации для средств радиосвязи с заданным количеством радиоканалов при любых заданных частотных характеристик нагрузки.The technical result of the invention is to increase the range of generated oscillations when using complex four-terminal with concentrated parameters, the generation of high-frequency signals at a given number of frequencies and the expansion of the field of physical feasibility, which allows you to generate complex signals and create efficient generation devices for radio communications with a given number of radio channels for any given frequency load characteristics.

1. Указанный результат достигается тем, что в известном способе генерации высокочастотных сигналов, состоящем в том, что энергию источника постоянного напряжения преобразуют в энергию высокочастотного сигнала за счет скачкообразного изменения амплитуды источника постоянного напряжения в момент его включения, усиливают и ограничивают амплитуду высокочастотного сигнала с помощью организации внутренней обратной связи в нелинейном элементе путем использования в качестве него активного двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, выполняют условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемого высокочастотного сигнала, и условия согласования нелинейного элемента с нагрузкой с помощью четырехполюсника, дополнительно условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз и условия согласования одновременно выполняют на заданном количестве частот за счет того, что осуществляют взаимодействие высокочастотных сигналов с радиотехнической цепью в виде двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, включенного между введенным дополнительным комплексным двухполюсником и входом четырехполюсника в продольную цепь, четырехполюсник выполняют комплексным из реактивных и резистивных элементов, к выходу четырехполюсника подключают нагрузку, выбирают значения элемента z11n матрицы сопротивлений комплексного четырехполюсника из условия обеспечения стационарного режима генерации в виде равенства нулю знаменателя коэффициента передачи одновременно на всех заданных частотах генерируемых высокочастотных сигналов при неизменной амплитуде источника постоянного напряжения в соответствии со следующим математическим выражением:1. The specified result is achieved by the fact that in the known method of generating high-frequency signals, which consists in the fact that the energy of a constant voltage source is converted into energy of a high-frequency signal by abruptly changing the amplitude of the constant voltage source at the time of its inclusion, amplify and limit the amplitude of the high-frequency signal using organization of internal feedback in a nonlinear element by using an active bipolar nonlinear element with negative differential differential resistance, the excitation conditions are satisfied in the form of a balance of amplitudes and phase balance, which respectively determine the amplitude and frequency of the generated high-frequency signal, and the conditions for matching a nonlinear element with a load using a four-terminal device, additionally, the excitation conditions in the form of a balance of amplitudes and phase balance and matching conditions are simultaneously satisfied at a given number of frequencies due to the fact that the interaction of high-frequency signals with the radio circuit in the form of two of a non-linear non-linear element with negative differential resistance, connected between the introduced additional complex two-terminal and the input of the four-terminal into the longitudinal circuit, the four-terminal is made of a complex of reactive and resistive elements, the load is connected to the output of the four-terminal, the element z 11n of the resistance matrix of the complex four-terminal is selected from the condition for providing a stationary mode generation in the form of equal to zero denominator of the transmission coefficient simultaneously at all the given frequencies of the generated high-frequency signals with a constant amplitude of the constant voltage source in accordance with the following mathematical expression:

Figure 00000001
Figure 00000001

где z22n, z21n - заданные значения соответствующих элементов матрицы сопротивлений комплексного четырехполюсника на заданном количестве частот; z0n -заданные значения комплексных сопротивлений дополнительного двухполюсника на заданном количестве частот; zнn - заданные значения комплексных сопротивлений нагрузки на заданном количестве частот; zn - заданные значения комплексных сопротивлений двухполюсного активного нелинейного элемента на заданном количестве частот при заданной амплитуде постоянного напряжения; n=1, 2… - номера частот.where z 22n , z 21n are the given values of the corresponding elements of the resistance matrix of the complex quadrupole at a given number of frequencies; z 0n are the set values of the complex resistances of the additional two-terminal network at a given number of frequencies; z nn - set values of the complex load resistances at a given number of frequencies; z n - set values of the complex resistances of the bipolar active nonlinear element at a given number of frequencies at a given amplitude of the constant voltage; n = 1, 2 ... - frequency numbers.

2. Указанный результат достигается тем, что в устройстве генерации высокочастотных сигналов, состоящем из источника постоянного напряжения, активного двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, четырехполюсника и нагрузки, дополнительно четырехполюсник выполнен комплексным в виде Т-образного соединения трех двухполюсников с комплексными сопротивлениями z1n, z2n, z3n, первый двухполюсник Т-образного соединения сформирован из последовательно соединенных первого резистивного двухполюсника с сопротивлением R1, первой катушки с индуктивностью Z, и параллельно соединенных между собой второго резистивного двухполюсника с сопротивлением R2 и второй катушки с индуктивностью L2, двухполюсный нелинейный элемент включен между введенным дополнительным двухполюсником и входом комплексного четырехполюсника в продольную цепь, к выходу комплексного четырехполюсника подключена нагрузка, значения параметров первого двухполюсника Т-образного соединения определены в соответствии со следующими математическими выражениями:2. This result is achieved by the fact that in the device for generating high-frequency signals, consisting of a constant voltage source, an active bipolar nonlinear element with negative differential resistance, a four-terminal and a load, an additional four-terminal is made complex in the form of a T-shaped connection of three two-terminal with complex resistances z 1n , z 2n , z 3n , the first two-terminal T-shaped connection is formed from the series-connected first resistive two-terminal with resistance of R 1 , the first coil with inductance Z, and a second resistive bipolar with resistance R 2 and a second coil with inductance L 2 connected in parallel, a bipolar nonlinear element is connected between the input of an additional bipolar and the input of the complex four-terminal into the longitudinal circuit, to the output of the complex four-terminal the load is connected, the values of the parameters of the first two-terminal T-shaped connection are determined in accordance with the following mathematical expressions:

Figure 00000002
Figure 00000002

где r1, r2, x1, х2 - оптимальные значения действительных и мнимых составляющих сопротивления первого комплексного двухполюсника комплексного четырехполюсника на двух частотах;

Figure 00000003
- оптимальные значения сопротивления первого комплексного двухполюсника комплексного четырехполюсника на двух частотах; z2n, z3n - заданные значения сопротивления второго и третьего комплексных двухполюсников комплексного четырехполюсника на двух частотах; z0n -заданные значения комплексных сопротивлений дополнительного двухполюсника на двух частотах; zнn - заданные значения комплексных сопротивлений нагрузки на двух частотах; zn - заданные значения комплексных сопротивлений двухполюсного активного нелинейного элемента на двух частотах при заданной амплитуде постоянного напряжения; ω1,2=2πf1,2; n=1, 2 - номера заданных двух частот f1,2.where r 1 , r 2 , x 1 , x 2 are the optimal values of the real and imaginary components of the resistance of the first complex two-terminal complex four-terminal at two frequencies;
Figure 00000003
- the optimal resistance values of the first complex two-terminal complex four-terminal at two frequencies; z 2n , z 3n - set resistance values of the second and third complex two-terminal complex four-terminal on two frequencies; z 0n are the set values of the complex resistances of the additional two-terminal network at two frequencies; z нn - set values of the complex load resistances at two frequencies; z n - set values of the complex resistances of the bipolar active nonlinear element at two frequencies at a given amplitude of the constant voltage; ω 1,2 = 2πf 1,2 ; n = 1, 2 - numbers of the given two frequencies f 1,2 .

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 по п. 1.In FIG. 2 shows a structural diagram of the proposed device according to p. 2, which implements the proposed method according to p. 1.

На фиг. 3 приведена схема комплексного четырехполюсника, входящего в предлагаемое устройство, схема которого представлена на фиг. 2.In FIG. 3 shows a diagram of a complex quadrupole included in the proposed device, a diagram of which is shown in FIG. 2.

На фиг. 4 приведена схема второго комплексного двухполюсника, входящего в четырехполюсник, схема которого представлена на фиг. 3.In FIG. 4 is a diagram of a second complex two-terminal network included in a four-terminal network, the circuit of which is shown in FIG. 3.

Устройство-прототип (Фиг. 1), реализующее способ-прототип, содержит нелинейный элемент - 1 с отрицательным дифференциальным сопротивлением, подключенный к источнику напряжения - 2 с малым внутренним сопротивлением, согласующе-фильтрующее устройство - 3 (реактивный четырехполюсник или согласующий четырехполюсник), колебательный контур на элементах L - 4, R - 5, C - 6, который является нагрузкой - 7. Принцип действия устройства генерации высокочастотных сигналов (прототипа), реализующего способ-прототип, состоит в следующем.The prototype device (Fig. 1), which implements the prototype method, contains a non-linear element - 1 with negative differential resistance, connected to a voltage source - 2 with low internal resistance, matching filtering device - 3 (reactive four-terminal or matching four-terminal), oscillatory the circuit on the elements L - 4, R - 5, C - 6, which is the load - 7. The principle of operation of the device for generating 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 внутренней обратной связи, в двухполюсном нелинейном элементе, например туннельном диоде-1, на участке с падающей вольтамперной характеристикой возникает отрицательное дифференциальное сопротивление, которое в силу согласования с помощью реактивного четырехполюсника - 3 компенсирует потери в контуре L - 4, R - 5, С - 6. 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.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 internal feedback, in a bipolar nonlinear element, for example, tunnel diode-1, a negative differential resistance appears in the section with a falling current-voltage characteristic, which, by matching with a reactive four-terminal-3, compensates for losses in the circuit L - 4, R - 5, C - 6. Due to this, the oscillation with a frequency equal to the resonant frequency of the oscillating circuit is amplified until the amplitude of this oscillation increases to a level at which the amplitude goes beyond for the falling section of the current-voltage characteristic. There is a stationary mode.

Недостатки способа-прототипа и устройства его реализации описаны выше. Предлагаемое устройство по п. 2 (фиг. 2), реализующее предлагаемый способ по п. 1, содержит нелинейный элемент-1 с известным отрицательным дифференциальным сопротивлением zn=rn+jxn на двух заданных частотах генерируемых сигналов, подключенный к источнику постоянного напряжения - 2 с малым внутренним сопротивлением и включенный по высокой частоте в продольную цепь между дополнительным двухполюсником - 8 с заданным сопротивлением z0n=r0n+jx0n на заданных двух частотах, имитирующим в режиме усиления сопротивление источника высокочастотных колебаний, возникающих при включении источника постоянного напряжения - 2 в момент скачкообразного изменения амплитуды его напряжения, и входом комплексного четырехполюсника или согласующего четырехполюсника (согласующе-фильтрующего устройства (СФУ)) - 3. К выходу четырехполюсника подключена нагрузка-9 с заданными произвольными сопротивлениями zнn=rнn+jxнn на заданных двух частотах. Четырехполюсник - 3 выполнен в виде Т-образного соединения трех комплексных двухполюсников (Фиг. 3) с сопротивлениями z1n - 10, z2n - l1, z3n - 12. В режиме генерации вместо источника высокочастотных колебаний включается перемычка. Синтез комплексного четырехполюсника (выбор значений сопротивлений-10 первого двухполюсника Т-образного соединения (Фиг. 3) на двух заданных частотах (n=1, 2 - номер частоты), схемы формирования этого двухполюсника из последовательно соединенных первого резистивного двухполюсника с сопротивлением R1 - 13, первой катушки с индуктивностью L1 - 14 и параллельно соединенных между собой второго резистивного двухполюсника с сопротивлением R2 - 15 и второй катушки с индуктивностью L2 - 16 (Фиг. 4) и значений указанных параметров) осуществлен по критерию обеспечения баланса амплитуд и баланса фаз путем реализации равенства нулю знаменателя коэффициента передачи устройства генерации одновременно на двух заданных частотах генерируемых сигналов при постоянной амплитуде постоянного напряжения.The disadvantages of the prototype method and device for its implementation are described above. The proposed device according to claim 2 (Fig. 2), which implements the proposed method according to claim 1, contains a non-linear element-1 with a known negative differential resistance z n = r n + jx n at two given frequencies of the generated signals, connected to a constant voltage source - 2 with low internal resistance and connected in high frequency in the longitudinal circuit between the additional two-terminal device - 8 with a given resistance z 0n = r 0n + jx 0n at two given frequencies, which simulates the resistance of a high-frequency oscillation source in amplification mode of arising when the constant voltage source - 2 is turned on at the moment of a jump in the amplitude of its voltage, and the input of a complex four-terminal or matching four-terminal (matching filtering device (SFU)) - 3. A load-9 is connected to the output of the four-terminal, with given arbitrary resistances z нn = r nn + jx nn at given two frequencies. The four-terminal - 3 is made in the form of a T-connection of three complex two-terminal (Fig. 3) with resistances z 1n - 10, z 2n - l1, z 3n - 12. In the generation mode, a jumper is switched on instead of a source of high-frequency oscillations. Synthesis of a complex four-terminal network (selection of resistance values-10 of the first two-terminal T-shaped connection (Fig. 3) at two preset frequencies (n = 1, 2 is the frequency number), a circuit for the formation of this two-terminal network from a series of connected first resistive two-terminal devices with resistance R 1 - 13, the first coil with inductance L 1 - 14 and a parallel-connected between a second two-terminal resistive with a resistance R 2 - 15 and the second coil with inductance L 2 - 16 (. Figure 4) and the said parameters values) both implemented according to the criterion baking the amplitude balance and the phase balance equal to zero by implementing the denominator of the transfer coefficient generating device simultaneously at two predetermined frequencies of the generated signals at a constant amplitude DC voltage.

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

При включении источника постоянного напряжения - 9 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, например туннельном диоде - 1, на участке с падающей вольтамперной характеристикой возникает отрицательное дифференциальное сопротивление, которое в силу синтеза четырехполюсника - 3 по заданному критерию компенсирует потери во всей цепи одновременно на двух заданных частотах. Амплитуды колебаний с заданными частотами усиливаются до определенных уровней и затем ограничиваются. Синтез четырехполюсника - 3 осуществлен по критерию совпадения реальных частотных зависимостей сопротивления первого - 10 двухполюсника на двух частотах с оптимальными характеристиками, обеспечивающими равенство нулю знаменателя коэффициента передачи (условие стационарного режима генерации) одновременно на двух заданных частотах.When you turn on the DC voltage source - 9 due to the abrupt change in amplitude in the entire circuit, oscillations arise, 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, for example, a tunneling diode - 1, a negative differential resistance arises in the section with a falling current-voltage characteristic, which, due to the synthesis of a four-terminal-3, compensates for losses in the entire circuit simultaneously at two given frequencies . The oscillation amplitudes with given frequencies are amplified to certain levels and then limited. The synthesis of a four-terminal - 3 was carried out according to the criterion for the coincidence of the real frequency dependences of the resistance of the first - 10 two-terminal at two frequencies with optimal characteristics that ensure the denominator of the transmission coefficient (the condition of the stationary generation mode) to zero simultaneously at two given frequencies.

Благодаря этому, колебания с заданными двумя частотами усиливаются до момента увеличения амплитуд этих колебаний до уровня, при котором амплитуда выходит за пределы падающего участка вольтамперной характеристики. Наступает стационарный режим. Окончательно в результате взаимодействия сигналов на двух частотах с нелинейным элементом в режиме генерации возникают продукты нелинейного взаимодействия с комбинационными частотами ωn=Ιω1±Κω2, I, K=0, 1, 2...Due to this, the oscillations with the given two frequencies are amplified until the amplitudes of these oscillations increase to a level at which the amplitude goes beyond the falling section of the current-voltage characteristic. There is a stationary mode. Finally, as a result of the interaction of signals at two frequencies with a nonlinear element in the generation mode, products of nonlinear interaction arise with Raman frequencies ω n = Ιω 1 ± Κω 2 , I, K = 0, 1, 2 ...

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

Пусть известны зависимости сопротивления z0=r0+jx0 воображаемого источника сигнала, возникающего при включении источника постоянного напряжения, нагрузки zн=rн+jxн и нелинейного элемента z=r+jx (действительная часть сопротивления r отрицательная) от частоты при заданной амплитуде постоянного напряжения (тока). Для простоты записи аргументы ω=2πf (круговая частота) и U, I (амплитуды постоянного напряжения или тока) опущены.Let the dependences of the resistance z 0 = r 0 + jx 0 of an imaginary signal source occurring when the DC voltage source, the load z n = r n + jx n and the nonlinear element z = r + jx (the real part of the resistance r are negative) on the frequency given amplitude of direct voltage (current). For simplicity of writing, the arguments ω = 2πf (circular frequency) and U, I (amplitudes of constant voltage or current) are omitted.

Нелинейный элемент и комплексный четырехполюсник характеризуются следующими матрицами передачи:The nonlinear element and complex quadrupole are characterized by the following transfer matrices:

Figure 00000004
Figure 00000004

где

Figure 00000005
; z11, z21, z22 - определитель и элементы матрицы сопротивлений СФУ с учетом условия взаимности z12=-z21.Where
Figure 00000005
; z 11 , z 21 , z 22 - determinant and elements of the matrix of resistances of SFU taking into account the reciprocity condition z 12 = -z 21 .

Умножим матрицу передачи нелинейного элемента на матрицу передачи комплексного четырехполюсника. С учетом z0, zн (Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1971. с. 34-36) получим выражение для нормированной классической матрицы передачи устройства генерации:Multiply the transfer matrix of the nonlinear element by the transfer matrix of the complex four-terminal network. Taking into account z0, zн (Feldstein A.L., Yavich L.R. Synthesis of four-terminal and eight-terminal on microwave. M .: Communication, 1971. S. 34-36) we obtain the expression for the normalized classical transfer matrix of the generation device:

Figure 00000006
Figure 00000006

Используя известные соотношения между элементами классической матрицы передачи и элементами матрицы рассеяния (там же)с учетом (2), получим выражение для коэффициента передачи в режиме усиления:Using the known relations between the elements of the classical transfer matrix and the elements of the scattering matrix (ibid.) Taking into account (2), we obtain the expression for the transfer coefficient in the amplification mode:

Figure 00000007
Figure 00000007

Физически реализуемая передаточная функция связана с коэффициентом передачи простым соотношением:

Figure 00000008
.A physically realized transfer function is related to the transfer coefficient by a simple relation:
Figure 00000008
.

Покажем, что условие обеспечения стационарного режима генерации (условие баланса амплитуд и баланса фаз) соответствует равенству нулю знаменателя коэффициента передачи (3).We show that the condition for ensuring the stationary generation mode (the condition of the balance of amplitudes and phase balance) corresponds to the vanishing of the denominator of the transmission coefficient (3).

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 00000009
, где первое слагаемое - это сопротивление z0 пассивной части генератора; второе слагаемое - сопротивление нелинейного элемента, третье слагаемое с учетом матриц передачи (1) - это входное сопротивление комплексного четырехполюсника, нагруженного на сопротивление zн нагрузки. Второе и третье слагаемые - это входное сопротивление активной части генератора. Если это условие записать в виде другого равенства
Figure 00000010
, то ее можно трактовать как 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 обратной связью.The denominator of the gain in gain mode is represented in the form corresponding to the condition for the emergence of a stationary generation mode (A. Kulikovsky. Stability of active linearized circuits with amplifiers of a new type. M - L .: GEI, 1962. 192 s):
Figure 00000009
where the first term is the resistance z 0 of the passive part of the generator; the second term is the resistance of the nonlinear element, the third term, taking into account the transfer matrices (1), is the input impedance of a complex four-terminal network loaded with resistance z n of the load. The second and third terms are the input resistance of the active part of the generator. If this condition is written as another equality
Figure 00000010
, then it can be interpreted as a condition for the balance of amplitudes and phase balance 1-KB = 0 (Gonorovsky IS Radio engineering circuits and signals - M: “Bustard”, - 2006, p. 383-401) for an equivalent circuit with an external positive feedback communication.

Решение комплексного уравнения, сформированного из равенства нулю знаменателя (3):The solution of the complex equation formed from the equal to zero denominator (3):

Figure 00000011
Figure 00000011

Полученная взаимосвязь элементов матрицы сопротивлений СФУ (4) с учетом заданных частотных зависимостей z22, z21, z0, z, zн является оптимальной аппроксимирующей функцией частотной зависимости соответствующего элемента (z11) матрицы сопротивлений СФУ. Если реализовать эту аппроксимирующую функцию в пределах какой-либо полосы частот или на отдельных частотах, то в этой полосе частот или на этих частотах будут обеспечены условия баланса фаз и амплитуд. Для этого необходимо взять любую типовую схему СФУ, найти матрицу сопротивлений этой схемы и найденные таким образом элементы этой матрицы, выраженные через параметры схемы, подставить в (4) и решить сформированное комплексное уравнение относительно сопротивления выбранного одного двухполюсника. Частотные характеристики остальных параметров r0, х0, rн, хн, r, х и оставшихся двухполюсников СФУ могут быть выбраны произвольно или исходя из каких-либо других физических соображений.The obtained relationship of the elements of the SFU resistance matrix (4) taking into account the given frequency dependences z 22 , z 21 , z 0 , z, z n is the optimal approximating function of the frequency dependence of the corresponding element (z 11 ) of the SFU resistance matrix. If this approximating function is realized within any frequency band or at separate frequencies, then in this frequency band or at these frequencies the conditions of phase and amplitude balance will be provided. For this, it is necessary to take any typical SFU circuit, find the resistance matrix of this circuit, and find the elements of this matrix found in this way, expressed in terms of the circuit parameters, substitute in (4) and solve the generated complex equation with respect to the resistance of the selected one two-terminal network. The frequency characteristics of the remaining parameters r 0 , x 0 , r n , x n , r, x and the remaining two-terminal SFUs can be selected arbitrarily or based on any other physical considerations.

В соответствии с изложенным алгоритмом получены выражения для отыскания оптимальной аппроксимации частотной зависимости комплексного сопротивления первого двухполюсника СФУ в виде Т-образного соединения трех комплексных двухполюсников:In accordance with the above algorithm, expressions are obtained for finding the optimal approximation of the frequency dependence of the complex resistance of the first two-terminal SFU in the form of a T-shaped connection of three complex two-terminal:

Figure 00000012
Figure 00000012

где n=1, 2… - номера частот интерполяции. Сопротивления z2n, z3n могут быть выбраны произвольно или исходя из каких-либо других физических соображений. Индекс n необходимо ввести и в другие обозначения физических величин, явным образом зависящих от частоты. Физический смысл решения (5) состоит в том, что частотная зависимость комплексного сопротивления первого двухполюсника СФУ должна быть обратной по знаку и равной по модулю частотной зависимости комплексного сопротивления из последовательно соединенных сопротивлений источника сигнала в режиме усиления, нелинейного элемента и общего сопротивления параллельного соединения второго двухполюсника СФУ с последовательно соединенными третьим двухполюсником СФУ и нагрузкой. При этом обеспечивалась бы генерация на всем спектре частот. Однако реализация (5) в сплошной, даже очень узкой полосе частот, не возможна.where n = 1, 2 ... are the numbers of the interpolation frequencies. Resistances z 2n , z 3n can be chosen arbitrarily or on the basis of any other physical considerations. The index n must also be introduced in other notation of physical quantities that explicitly depend on the frequency. The physical meaning of solution (5) is that the frequency dependence of the complex resistance of the first two-terminal SibFU must be opposite in sign and equal in magnitude to the frequency dependence of the complex resistance of the series-connected resistances of the signal source in the amplification mode, the nonlinear element, and the total resistance of the parallel connection of the second two-terminal SFU with serially connected third SFU bipolar and load. In this case, generation would be ensured over the entire frequency spectrum. However, the implementation of (5) in a continuous, even very narrow frequency band, is not possible.

Для реализации оптимальной аппроксимации (5) на конечном числе частот методом интерполяции необходимо сформировать двухполюсник с сопротивлением z1n из не менее чем 2Ν (Ν - число частот интерполяции) элементов типа R, L, C, найти выражения для их сопротивлений, приравнять их оптимальным значениям сопротивлений двухполюсника на заданных частотах, определенным по формулам (5), и решить сформированную таким образом систему 2N уравнений относительно 2N выбранных параметров R, L, C. Значения параметров остальных элементов могут быть выбраны произвольно или исходя из каких-либо других физических соображений, например, из условия физической реализуемости. Пусть первый двухполюсник СФУ с сопротивлением z1n сформирован из последовательно соединенных первого резистивного двухполюсника с сопротивлением R1, первой катушки с индуктивностью L1 и параллельно соединенных между собой второго резистивного двухполюсника с сопротивлением R2 и второй катушки с индуктивностью L2 (фиг. 4). Комплексное сопротивление первого двухполюсника СФУ:To implement the optimal approximation (5) on a finite number of frequencies by interpolation, it is necessary to form a two-terminal network with a resistance z 1n of at least 2Ν (Ν is the number of interpolation frequencies) of elements of type R, L, C, find expressions for their resistances, and equate their optimal values the two-terminal resistances at the given frequencies determined by formulas (5), and solve the system of 2N equations formed in this way with respect to the 2N selected parameters R, L, C. The values of the parameters of the remaining elements can be chosen arbitrarily or on the basis of any other physical considerations, such as the condition of physical realizability. Let the first SFU bipolar with resistance z 1n be formed from the first resistive bipolar with resistance R 1 connected in series, the first coil with inductance L 1 and the second resistive bipolar with resistance R 2 and the second coil with inductance L 2 connected in parallel (Fig. 4) . The complex resistance of the first bipolar SFU:

Figure 00000013
Figure 00000013

Разделим в (6) между собой действительную и мнимую части и для N=2 составим систему четырех уравнений:In (6), we divide the real and imaginary parts between us and for N = 2 we compose a system of four equations:

Figure 00000014
Figure 00000014

Решение:Decision:

Figure 00000015
Figure 00000015

r1, r2, х1, х2 - оптимальные значения действительных и мнимых составляющих сопротивления первого комплексного двухполюсника комплексного четырехполюсника на двух частотах.r 1 , r 2 , x 1 , x 2 are the optimal values of the real and imaginary components of the resistance of the first complex two-terminal complex four-terminal at two frequencies.

Реализация оптимальных аппроксимаций частотных характеристик четырехполюсника (4) с помощью Т-образного звена (5) и первого двухполюсника этого звена с помощью (6), (8) обеспечивает реализацию условия баланса амплитуд и баланса фаз одновременно на двух заданных частотах. В результате взаимодействия сигналов на двух частотах с нелинейным элементом в режиме генерации возникают продукты нелинейного взаимодействия с комбинационными частотами ωn=Ιω1±Κω2, I,K=0, 1, 2….The implementation of optimal approximations of the frequency characteristics of the four-terminal network (4) using the T-shaped link (5) and the first two-terminal network of this link using (6), (8) provides the implementation of the condition for the balance of amplitudes and phase balance simultaneously at two given frequencies. As a result of the interaction of signals at two frequencies with a nonlinear element in the generation mode, products of nonlinear interaction arise with Raman frequencies ω n = Ιω 1 ± Κω 2 , I, K = 0, 1, 2 ....

Предлагаемые технические решения имеют изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявленная последовательность операций (выполнение устройства генерации в виде, показанном на фиг. 2, выполнение четырехполюсника комплексным в виде указанным выше способом соединенных между собой трех двухполюсников (фиг. 3), формирования первого двухполюсника из последовательно соединенных первого резистивного двухполюсника с сопротивлением R1, первой катушки с индуктивностью L1 и параллельно соединенных между собой второго резистивного двухполюсника с сопротивлением R2 и второй катушки с индуктивностью L2 (фиг. 4), выбора значений элемента z11 матрицы сопротивлений комплексного четырехполюсника, выбора значений параметров первого двухполюсника СФУ из условия обеспечения стационарного режима генерации на двух частотах при неизменном состоянии нелинейного двухполюсного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением), обеспечивает одновременно формирование высокочастотных сигналов на заданных частотах при постоянной амплитуде источника постоянного напряжения.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 claimed sequence of operations (the implementation of the generating device in the form shown in Fig. 2, the execution of the four-terminal system in the form of three connected in the form described above two-terminal (FIG. 3), forming a first two-terminal of the first resistor connected in series with a two-terminal resistance R 1, the first coil and inductance L 1 and connected in parallel between a second resistive two-terminal resistance R 2 and a second coil with inductance L 2 (FIG. 4), the selection element z 11 matrix resistances integrated quadripole, selecting parameters of the first two-pole SibFU values of conditions ensuring stationary lasing at two frequencies with the unchanged state of a nonlinear bipolar element with negative differential resistance), simultaneously provides the formation of high-frequency signals at given frequencies with a constant amplitude of a constant voltage source.

Предлагаемые технические решения практически применимы, так как для их реализации могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью активные полупроводниковые диоды (диоды Ганна, туннельные диоды, лавинно-пролетные диоды и т.д.), индуктивности, резисторы и емкости, сформированные в заявленную схему комплексного четырехполюсника. Значения параметров индуктивностей и резистивных элементов, входящих в схему первого двухполюсника СФУ, могут быть однозначно определены с помощью математических выражений, приведенных в формуле изобретения.The proposed technical solutions are practically applicable, since active semiconductor diodes (Gunn diodes, tunnel diodes, avalanche-span diodes, etc.), inductors, resistors and capacitances formed in the claimed complex four-terminal circuit can be used for their implementation . The values of the parameters of the inductances and resistive elements included in the circuit of the first two-terminal SFU can be uniquely determined using mathematical expressions given in the claims.

Технико-экономическая эффективность предложенных способа и устройства заключается в одновременном обеспечении генерации высокочастотного сигнала на заданном количестве частот за счет выбора схемы и значений параметров элементов R, L, C комплексного четырехполюсника по критерию обеспечения условий баланса фаз и амплитуд на этих частотах при неизменном состоянии нелинейного двухполюсного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, что позволяет формировать сложные сигналы и создавать средства радиосвязи, функционирующие на заданном количестве радиоканалах при произвольных характеристиках нагрузки.The technical and economic efficiency of the proposed method and device consists in simultaneously ensuring the generation of a high-frequency signal at a given number of frequencies by selecting the circuit and parameter values of the elements of the complex, quadrupole, according to the criterion of providing conditions for the balance of phases and amplitudes at these frequencies with a non-linear bipolar state element with negative differential resistance, which allows you to generate complex signals and create radio communications, functioning on a given number of radio channels with arbitrary load characteristics.

Claims (2)

1. Способ генерации высокочастотных сигналов, состоящий в том, что энергию источника постоянного напряжения преобразуют в энергию высокочастотного сигнала за счет скачкообразного изменения амплитуды источника постоянного напряжения в момент его включения, усиливают и ограничивают амплитуду высокочастотного сигнала с помощью организации внутренней обратной связи в нелинейном элементе путем использования в качестве него активного двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, выполняют условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемого высокочастотного сигнала, и условия согласования нелинейного элемента с нагрузкой с помощью четырехполюсника, отличающийся тем, что условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз и условия согласования одновременно выполняют на заданном количестве частот за счет того, что осуществляют взаимодействие высокочастотных сигналов с радиотехнической цепью в виде двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, включенного между введенным дополнительным комплексным двухполюсником и входом четырехполюсника в продольную цепь, четырехполюсник выполняют комплексным из реактивных и резистивных элементов, к выходу четырехполюсника подключают нагрузку, выбирают значения элемента z11n матрицы сопротивлений комплексного четырехполюсника из условия обеспечения стационарного режима генерации в виде равенства нулю знаменателя коэффициента передачи одновременно на всех заданных частотах генерируемых высокочастотных сигналов при неизменной амплитуде источника постоянного напряжения в соответствии со следующим математическим выражением:
Figure 00000016

где z22n, z21n - заданные значения соответствующих элементов матрицы сопротивлений комплексного четырехполюсника на заданном количестве частот; z0n - заданные значения комплексных сопротивлений дополнительного двухполюсника на заданном количестве частот; zнn - заданные значения комплексных сопротивлений нагрузки на заданном количестве частот; zn - заданные значения комплексных сопротивлений двухполюсного активного нелинейного элемента на заданном количестве частот при заданной амплитуде постоянного напряжения; n=1, 2… - номера частот.
1. The method of generating high-frequency signals, which consists in the fact that the energy of a constant voltage source is converted into energy of a high-frequency signal by abruptly changing the amplitude of the constant voltage source at the time of its inclusion, amplify and limit the amplitude of the high-frequency signal by organizing internal feedback in a nonlinear element by the use of an active bipolar nonlinear element with negative differential resistance as it, the conditions excitation in the form of a balance of amplitudes and phase balance, respectively determining the amplitude and frequency of the generated high-frequency signal, and the conditions for matching a nonlinear element with a load using a four-terminal device, characterized in that the excitation conditions in the form of a balance of amplitudes and phase balance and matching conditions are simultaneously satisfied for a given number frequencies due to the fact that the interaction of high-frequency signals with a radio circuit in the form of a bipolar nonlinear element with a negative d the differential resistance included between the introduced additional complex two-terminal and the input of the four-terminal into the longitudinal circuit, the four-terminal is made complex of reactive and resistive elements, the load is connected to the output of the four-terminal, the values of the element z11n of the resistance matrix of the complex four-terminal from the condition of ensuring the stationary generation mode in the form of a zero value transmission coefficient simultaneously at all given frequencies generated by high-frequency x signals with a constant amplitude of the DC voltage source in accordance with the following mathematical expression:
Figure 00000016

where z 22n , z 21n are the given values of the corresponding elements of the resistance matrix of the complex quadrupole at a given number of frequencies; z 0n - set values of the complex resistances of the additional two-terminal network at a given number of frequencies; z nn - set values of the complex load resistances at a given number of frequencies; z n - set values of the complex resistances of the bipolar active nonlinear element at a given number of frequencies at a given amplitude of the constant voltage; n = 1, 2 ... - frequency numbers.
2. Устройство генерации высокочастотных сигналов, состоящее из источника постоянного напряжения, активного двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, четырехполюсника и нагрузки, отличающееся тем, что четырехполюсник выполнен комплексным в виде T-образного соединения трех двухполюсников с комплексными сопротивлениями z1n, z2n, z3n, первый двухполюсник T-образного соединения сформирован из последовательно соединенных первого резистивного двухполюсника с сопротивлением R1, первой катушки с индуктивностью L1 и параллельно соединенных между собой второго резистивного двухполюсника с сопротивлением R2 и второй катушки с индуктивностью L2, двухполюсный нелинейный элемент включен между введенным дополнительным двухполюсником и входом комплексного четырехполюсника в продольную цепь, к выходу комплексного четырехполюсника подключена нагрузка, значения параметров первого двухполюсника T-образного соединения определены в соответствии со следующими математическими выражениями:
Figure 00000017

Figure 00000018

Figure 00000019

где r1, r2, x1, x2 - оптимальные значения действительных и мнимых составляющих сопротивления первого комплексного двухполюсника комплексного четырехполюсника на двух частотах;
Figure 00000020
- оптимальные значения сопротивления первого комплексного двухполюсника комплексного четырехполюсника на двух частотах; z2n, z3n - заданные значения сопротивления второго и третьего комплексных двухполюсников комплексного четырехполюсника на двух частотах; z0n - заданные значения комплексных сопротивлений дополнительного двухполюсника на двух частотах; zнn - заданные значения комплексных сопротивлений нагрузки на двух частотах; zn - заданные значения комплексных сопротивлений двухполюсного активного нелинейного элемента на двух частотах при заданной амплитуде постоянного напряжения; ω1, 2=2πf1, 2; n=1, 2 - номера заданных двух частот f1, 2.
2. A device for generating high-frequency signals, consisting of a constant voltage source, an active bipolar nonlinear element with negative differential resistance, a four-terminal and a load, characterized in that the four-terminal is made complex in the form of a T-shaped connection of three two-terminal with complex resistances z 1n , z 2n , z 3n , the first T-pin bipolar is formed from the series-connected first resistive bipolar with resistance R 1 , the first coil with ind by the inductance L 1 and a second resistive two-terminal with resistance R 2 and a second coil with an inductance L 2 connected in parallel, a two-pole non-linear element is connected between the input of an additional two-terminal and the input of the complex four-terminal into the longitudinal circuit, the load is connected to the output of the complex four-terminal, the values of the parameters of the first two-terminal T-joints are defined according to the following mathematical expressions:
Figure 00000017

Figure 00000018

Figure 00000019

where r 1 , r 2 , x 1 , x 2 are the optimal values of the real and imaginary components of the resistance of the first complex two-terminal complex four-terminal at two frequencies;
Figure 00000020
- the optimal resistance values of the first complex two-terminal complex four-terminal at two frequencies; z 2n , z 3n - set resistance values of the second and third complex two-terminal complex four-terminal on two frequencies; z 0n - set values of the complex resistances of the additional two-terminal network at two frequencies; z нn - set values of the complex load resistances at two frequencies; z n - set values of the complex resistances of the bipolar active nonlinear element at two frequencies at a given amplitude of the constant voltage; ω 1, 2 = 2πf 1 , 2; n = 1, 2 - numbers of the given two frequencies f 1, 2 .
RU2014142400/08A 2014-10-21 2014-10-21 Method of generating high-frequency signals and apparatus therefor RU2568374C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014142400/08A RU2568374C1 (en) 2014-10-21 2014-10-21 Method of generating high-frequency signals and apparatus therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014142400/08A RU2568374C1 (en) 2014-10-21 2014-10-21 Method of generating high-frequency signals and apparatus therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2568374C1 true RU2568374C1 (en) 2015-11-20

Family

ID=54597941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014142400/08A RU2568374C1 (en) 2014-10-21 2014-10-21 Method of generating high-frequency signals and apparatus therefor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2568374C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155455A (en) * 1989-08-01 1992-10-13 Plessey Overseas Limited Am/fm modulator in which am can be converted to fm by vector addition
US6218909B1 (en) * 1998-10-23 2001-04-17 Texas Insturments Israel Ltd. Multiple frequency band voltage controlled oscillator
US6850575B1 (en) * 1999-11-24 2005-02-01 Synergy Microwave Corporation Single side band modulator
RU2342769C2 (en) * 2007-02-02 2008-12-27 Федеральное Государственное учреждение Федеральный Государственный научно-исследовательский испытательный центр радиоэлектронной борьбы и оценки эффективности снижения заметности Минообороны России Device for modulating amplitude and phase of radio-frequency signals
EP2068441A1 (en) * 2007-11-14 2009-06-10 Plasmart Co. Ltd. Impedance matching methods and systems performing the same
RU2473165C2 (en) * 2011-02-11 2013-01-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method to generate high frequency signals and device for its implementation
RU2500066C2 (en) * 2011-11-21 2013-11-27 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

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155455A (en) * 1989-08-01 1992-10-13 Plessey Overseas Limited Am/fm modulator in which am can be converted to fm by vector addition
US6218909B1 (en) * 1998-10-23 2001-04-17 Texas Insturments Israel Ltd. Multiple frequency band voltage controlled oscillator
US6850575B1 (en) * 1999-11-24 2005-02-01 Synergy Microwave Corporation Single side band modulator
RU2342769C2 (en) * 2007-02-02 2008-12-27 Федеральное Государственное учреждение Федеральный Государственный научно-исследовательский испытательный центр радиоэлектронной борьбы и оценки эффективности снижения заметности Минообороны России Device for modulating amplitude and phase of radio-frequency signals
EP2068441A1 (en) * 2007-11-14 2009-06-10 Plasmart Co. Ltd. Impedance matching methods and systems performing the same
RU2473165C2 (en) * 2011-02-11 2013-01-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method to generate high frequency signals and device for its implementation
RU2500066C2 (en) * 2011-11-21 2013-11-27 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
RU2485677C1 (en) * 2011-11-29 2013-06-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method to match complex resistances and device of its realisation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU120515U1 (en) HIGH-FREQUENCY SIGNAL GENERATOR
RU2486638C1 (en) Method of generating high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2496222C2 (en) Method for generation and frequency-modulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2462811C2 (en) High-frequency signal generation method, and device for its implementation
RU2496192C2 (en) Method for generation and frequency-modulation of 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
RU2599531C2 (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
RU2599352C2 (en) Method of generating high-frequency signals and device therefor
RU2598689C2 (en) Method of generating high-frequency signals and device therefor
RU2494527C2 (en) Method to generate high-frequency signals and device for its realisation
RU2568374C1 (en) Method of generating high-frequency signals and apparatus therefor
RU2595571C2 (en) Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and respective device
RU2589305C1 (en) High-frequency signal generation method and device for its implementation
RU2475934C1 (en) Method to generate high-frequency signals
RU2568925C1 (en) Generation method of high-frequency signals and device for its implementation
RU2568375C1 (en) Method for generation and frequency modulation of high-frequency signals and apparatus therefor
RU2461952C1 (en) Method for generating 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
RU2709602C1 (en) Method for generation of high-frequency signals and device for its implementation
RU2595928C1 (en) Method of generating high-frequency signals and device therefor
RU2592423C2 (en) High-frequency signal generation method and device for its implementation
RU2568927C1 (en) Method of generating high-frequency signals and device therefor
RU2587434C1 (en) Method of generating high-frequency signals and apparatus therefor
RU2592401C1 (en) High-frequency signal generation method and device for its implementation

Legal Events

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

Effective date: 20161022