Головков Александр Афанасьевич – доктор технических наук (1997), профессор (2000) кафедры авиационных систем и комплексов радионавигации и радиосвязи. Заслуженный изобретатель РФ (2006). Автор 660 научных работ. Сфера научных интересов – способы и средства формирования и обработки сигналов, приема, передачи, защиты и разрушения информации.
д. 54а, Воронеж, 394064
Alexander A. Golovkov, Dr Sci. (Eng.) (1997), Professor (2000) of the Department of Aviation Systems and Complexes of Radio Navigation and Radio Communication. Honored Inventor of the Russian Federation (2006). The author of 660 scientific papers. Area of expertise: methods and means of generating and processing signals, receiving, transmitting, protecting and destroying information.
54A Starykh Bolshevikov St., Voronezh 394064
Фомин Алексей Васильевич – начальник учебного командного пункта кафедры автоматизированных систем управления. Сфера научных интересов – способы и средства формирования и обработки сигналов, приема и передачи информации.
ул. Старых Большевиков, д. 54а, Воронеж, 394064
Alexey V. Fomin, Head of the Training command Post of the Department of Automated Control Systems. Area of expertise: methods and means of generating and processing signals, receiving and transmitting information.
54А Starykh Bolshevikov St., Voronezh 394064
Введение. Аналитическое определение части параметров различных радиоустройств, оптимальных по критерию обеспечения заданных значений модулей и фаз передаточных функций на необходимом количестве частот, значительно уменьшает время численной оптимизации оставшихся параметров с целью формирования требуемых амплитудно-частотных характеристик и фазочастотных характеристик в заданной полосе частот. До настоящего времени такие задачи в отношении радиоустройств решались только для одного каскада типа "нелинейная часть – согласующее устройство" или "согласующее устройство – нелинейная часть". В качестве согласующего устройства использовались реактивные, резистивные, комплексные или смешанные четырехполюсники.
Цель работы. Разработка алгоритмов параметрического синтеза радиоустройств с произвольным количеством одинаковых каскадов типа "нелинейная часть – согласующий реактивный четырехполюсник" по критерию обеспечения заданных частотных характеристик (ЧХ). Нелинейные части представлены в виде нелинейного элемента и параллельной или последовательной по току или напряжению обратной связи.
Материалы и методы. Теория четырехполюсников, матричная алгебра, метод декомпозиции, метод синтеза управляющих устройств СВЧ, численные методы оптимизации.
Результаты. В интересах достижения указанной цели сформированы и решены системы алгебраических уравнений. Получены модели оптимальных четырехполюсников в виде математических выражений для определения взаимосвязей между элементами их классической матрицы передачи и для отыскания зависимостей сопротивлений двухполюсников от частоты.
Заключение. Показано, что ЧХ исследуемых радиоустройств из одинаковых каскадов идентичны или подобны ЧХ радиоустройств из одного каскада, но с измененными определенным образом сопротивлениями источника сигнала и нагрузки. Такие схемы названы эквивалентными. Сравнительный анализ теоретических результатов (ЧХ), полученных математическим моделированием в среде MathCad, и экспериментальных результатов, полученных схемотехническим моделированием в системах OrCad и MicroCap, показывает их удовлетворительное совпадение.
Introduction. The ability to analytically determine some parameters of various radio devices, which are optimal according to the criterion of providing the set values of the modules and phases of transfer functions at the required number of frequencies, significantly reduces the time for numerical optimization of the rest of the parameters according to the criterion of forming the required frequency response and frequency response in the frequency band. Until now, such problems with respect to radio devices have been solved only for one stage of the "nonlinear part – matching device" or "matching device – nonlinear part" type. As a matching device, reactive, resistive, complex, or mixed quad-poles were used.
Aim. Development of algorithms for parametric synthesis of radio devices with an arbitrary number of identical cascades of the "nonlinear part – matching reactive quadrupole" type according to the criterion of ensuring the specified frequency characteristics. Non-linear parts are represented as a non-linear element and parallel or serial current or voltage feedback.
Materials and methods. Four-pole theory, matrix algebra, decomposition method, method of synthesis of microwave control devices, numerical optimization methods.
Results. Systems of algebraic equations are formed and solved. Models of optimal quadrupole conductors are obtained in the form of mathematical expressions for determining the relationships between the elements of their classical transmission matrix and for finding the frequency dependences of the resistances of two-pole conductors.
Conclusion. It is shown that the frequency characteristics of the studied radio devices from the same stages are identical or similar to the frequency characteristics of radio devices from the same stage, but with the signal source and load resistances changed in a certain way. Such schemes are called equivalent. A comparative analysis of the theoretical results (frequency response and frequency response of radio devices) obtained by mathematical modeling in the "MathCad" system, and the experimental results obtained by circuit modeling in the "OrCAD" and "MicroCap" systems, shows their satisfactory agreement.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.