title: Защита радиопередающих устройств и промышленных генераторов от изменений параметров нагрузки
Creators: name: ., А.Г. Самойлов – д.т.н., профессор, Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых E-mail: ags@vlsu.ru С.А. Самойлов – к.т.н., доцент, Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых E-mail: ags@vlsu.ru К.Т. Нгуен – д.т.н., профессор, Государственный университет управления (Москва) E-mail: tikhonovrus@gmail.com
Publisher: name: Издательство Радиотехника
Year: 2019

description: Постановка проблемы. Отмечено, что вопрос защиты активных элементов выходных каскадов передатчиков радиоэлектронных систем от возможных перегрузок имеет важное значение. Принцип работы адаптивной цепи согласования (ЦС) основан на анализе степени рассогласования и последующей перестройке элементов ЦС до полного согласования генератора с измененным импедансом нагрузки.
Цель. Предложить алгоритмы и варианты реализации адаптивного согласования радиопередающих устройств и генераторов высокой частоты с нестационарными изменяющимися нагрузками с помощью автоматически адаптирующихся ЦС. 
Результаты. Описаны алгоритмы работы управляемых согласующих цепей. Критерием, характеризующим качество согласования источника сигнала с нагрузкой, считается коэффициент стоячей волны (КСВ). Использован градиентный алгоритм работы устройства контроля параметров ЦС. Независимое измерение мощности, отражаемой от нагрузки, осуществляется методом последовательной регулировки. Показано, что адаптивное согласование генераторов с нагрузкой защищает выходные каскады систем от перегрузки и полезная мощность в полном объеме поступает даже в аварийную нагрузку. Приведены результаты модельных и натурных исследований адаптивного согласования радиопередающих устройств с нагрузками.
Для алгоритма последовательной настройки цепи согласования время настройки элемента ЦC зависит от частоты генератора низкочастотного сигнала (ГНЧ), его амплитуды и начальных значений, а точность получения локального минимума зависит от амплитуды сигнала ГНЧ. Алгоритм параллельной подстройки цепи согласования устраняет дополнительный недостаток последовательной подстройки, состоящий в том, что при последовательной подстройке перемещение точки в координатах может образовать замкнутый цикл и ЦС не сможет достичь согласования за разумный промежуток времени.
Представлен алгоритм непрерывной подстройки цепи согласования под изменяющуюся нагрузку, основанный на измерении квадратурных составляющих коэффициента отражения и анализе амплитудно-фазовых соотношений поступающего в нагрузку и отраженного от нее сигналов. Показаны схема алгоритма непрерывной подстройки ЦС и временные диаграммы к методу непрерывной подстройки согласования. В координатах диаграммы Вольперта-Смита приведены результаты модельных экспериментов по согласованию передающих устройств с аварийными антеннами.
Результаты натурных экспериментов подтвердили правомочность результатов модельных экспериментов и показали, что Т образная ЦС хуже отслеживает изменение параметров нагрузки по сравнению с П образной ЦС. Скорость согласования у Т образной ЦС меньше, чем у П образных ЦС на 30%. Адаптивная П образная ЦС лучше, чем Т образная ЦС, но имеет ограничение на знак мнимой составляющей импеданса нагрузки, что при индуктивном характере нагрузки не критично к применению П образных адаптивных цепей согласования с тремя перестраиваемыми элементами.
Практическая значимость. Проведенные экспериментальные исследования показали, что снижение отраженной от нагрузки мощности за счет применения адаптивно управляемых цепей согласования превышает 30 дБ. Показано, что согласование генераторов с нагрузкой определяет энергетическую эффективность системы и ее надежность, так как перегрузки выходных каскадов усиления мощности являются основной причиной отказов мощной высокочастотной техники и возникают чаще всего из-за рассогласования.