Параметрический синтез радиоустройств с заданным количеством одинаковых каскадов для различных вариантов включения реактивных четырехполюсников между нелинейной частью и нагрузкой

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.

1. Головков А. А., Головков В. А. Параметрический синтез радиотехнических устройств и систем / ВВА. Воронеж, 2018. 586 с.

2. Головков А. А., Головков В. А., Облогин М. А. Параметрический синтез управляемых согласующе-фильтрующих устройств с включением нелинейной части между резистивным четырехполюсником и нагрузкой // Наукоемкие технологии. 2018. Т. 19, № 7. С. 4–11.

3. Головков А. А., Головков В. А. Параметрический синтез динамических звеньев радиоэлектронных систем управления для вариантов их включения между источником сигнала и нелинейной частью // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2019. Т. 17, № 3. С. 35–44.

4. Иноземцев И. М., Краснов А. Е. Основы радиотехники. М.: Спутник+, 2010. 219 с.

5. Системы автоматического управления, механики и робототехники / под общ. ред. Г. А. Французовой. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2017. 210 с.

6. Авиационные системы радиоуправления / под ред. В. С. Вербы, В. И. Меркулова. М.: Радиотехника, 2014. 374 с.

7. Меркулов В. И., Дрогалин В. В. Авиационные системы радиоуправления. Т. 1: Принципы построения систем радиоуправления. Основы синтеза и анализа. М.: Радиотехника, 2003. 192 с.

8. Радиолокационные измерители дальности и скорости / под ред. В. И. Саблина. М.: Радио и связь, 1999. Т. 1. 419 с.

9. Современные и перспективные ГНСС-технологии в задачах высокоточной навигации / под ред. В. А. Бартенева, М. Н. Красильщикова. М.: Физматлит, 2014. 191 с.

10. Адамов А. П., Ирзаев Г. Х., Адамова А. А. Методологические основы обеспечения технологичности электронных средств. СПб.: Политехника, 2008. 312 с.

11. Управление и наведение беспилотных маневренных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий / под ред. М. Н. Красильщикова и Г. Г. Себрякова. М.: Физматлит, 2003. 280 с.

12. Кузнецов В. И. Радиосвязь в условиях радиоэлектронной борьбы / ВНИИС. Воронеж, 2002. 403 с.

13. Квадратурные формирователи сигналов / под ред. П. А. Попова; Воронежский ин-т МВД России. Воронеж, 2001. 175 с.

14. Радиотехнические устройства и средства телекоммуникации / В. В. Печенин, К. А. Щербина, Е. П. Мсаллам, М. А. Вонсович // Радиотехника. 2016. Вып. 187. С. 112–124.

15. Разевиг В. Д. Схемотехническое моделирование с помощью MicroCap-7. М.: Горячая линия–Телеком, 2003. 268 с.