СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

1. Способ генерации высокочастотных сигналов, включающий преобразование энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, взаимодействие высокочастотного сигнала с цепью прямой передачи, выполненной из трехполюсного нелинейного элемента и четырехполюсника, нагрузкой и цепью внешней обратной связи, выполнение 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 четырехполюсник выполняют реактивным, в качестве цепи внешней обратной связи используют другой, произвольный четырехполюсник, подключенный к трехполюсному нелинейному элементу по последовательно-параллельной схеме, трехполюсный нелинейный элемент и цепь внешней обратной связи как единый узел каскадно включают между выходом реактивного четырехполюсника и нагрузкой, нагрузку выполняют в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, ко входу реактивного четырехполюсника в поперечную цепь подключают второй двухполюсник с комплексным сопротивлением, имитирующим сопротивление источника сигнала генератора в режиме усиления; производят выбор 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:
0m
α=(-Е+x)γ-D;
0m
β=Fγ-E-x,
где ,  - оптимальные значения отношении 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;
;
;
;
11нm
11m
1
нm
1
нm
r=r-Ar+Bx;
11нm
11m
1
нm
1
нm
x=x-Br+Ax;
22нm
22m
нm
22m
нm
r=1-rr+xx;
22нm
нm
22m
нm
22m
x=-xr-rx;
1
11m
22m
11m
22m
12m
21m
12m
21m
A=rr-xx-rr+xx;
1
11m
22m
11m
22m
12m
21m
12m
21m
B=rx-xr-rx+xr;
0m
0m
r, x - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления на заданном количестве частот;
нm
нm
r, х - заданные значения действительной и мнимой составляющей сопротивления нагрузки на заданном количестве частот;
11m
11m
12m
12m
21m
21m
22m
22m
11m
11m
11m
12m
12m
12m
21m
21m
21m
22m
22m
22m
=
r, x, r, x, r, x, r, x - заданные суммарные значения действительных и мнимых составляющих элементов смешанной матрицы Н трехполюсного нелинейного элемента при заданной амплитуде постоянного напряжения и соответствующих действительных и мнимых составляющих элементов смешанной матрицы Н цепи внешней обратной связи hr+jx, h=r+jx, h=r+jx, h=r+jx на заданных частотах;
m=1, 2, …N - номера частот;
используя полученные значения параметров реактивного четырехполюсника, на заданном количестве частот одновременно выполняют условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, а также условия согласования цепи прямой передачи с нагрузкой и нагрузки с управляющим электродом трехполюсного нелинейного элемента.
1m
2m
3m
4m
1m
2m
1k
1k
km
2. Устройство генерации высокочастотных сигналов, содержащее источник постоянного напряжения, цепь прямой передачи из трехполюсного нелинейного элемента и четырехполюсника, нагрузку и цепь внешней обратной связи, отличающееся тем, что четырехполюсник выполнен реактивным, цепь внешней обратной связи выполнена в виде произвольного четырехполюсника, соединенного с трехполюсным нелинейным элементом по последовательно-параллельной схеме, трехполюсный нелинейный элемент и цепь внешней 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 каскадно-соединенных двух обратных Г-образных соединений четырех реактивных двухполюсников с сопротивлениями X, X, X, X, причем двухполюсники с сопротивлениями X, X сформированы в виде параллельного колебательного контура из элементов с параметрами L, C, последовательно соединенного с произвольным реактивным двухполюсником с сопротивлением x, а значения параметров определены из условия согласования по критерию обеспечения стационарного режима генерации на двух частотах с помощью следующих математических выражений:
;
;
;
;
3m
4m
X=X;
,
где ;
;
;
11нm
11m
1
нm
1
нm
r=r-Ar+Bx;
11нm
11m
1
нm
1
нm
x=x-Br+Ax;
22нm
22m
нm
22m
нm
r=1-rr+xx;
22нm
нm
22m
нm
22m
x=-xr-rx;
1
11m
22m
11m
22m
12m
21m
12m
21m
A=rr-xx-rr+xx;
1
11m
22m
11m
22m
12m
21m
12m
21m
B=rx-xr-rx+xr;
0m
0m
m
m
r, x - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления на двух частотах ω=2πf;
m
m
ω=2πf;
m=1, 2 - номер частоты;
nm
нm
r, x - заданные значения действительной составляющей сопротивления нагрузки на двух частотах;
11m
11m
12m
12m
21m
21m
22m
22m
11m
11m
11m
12m
12m
12m
21m
21m
21m
22m
22m
22m
=
r, x, r, x, r, x, r, x - заданные суммарные значения действительных и мнимых составляющих элементов смешанной матрицы Н трехполюсного нелинейного элемента при заданной амплитуде постоянного напряжения и соответствующих действительных и мнимых составляющих элементов смешанной матрицы Н цепи внешней обратной связи hr+jx, h=r+jx, h=r+jx, h=r+jx на заданных частотах;
1m
2m
k=1, 2 - индекс, характеризующий соответствующие номера реактивных двухполюсников с сопротивлениями X, X;
3m
4m
X, X - заданные равные между собой значения сопротивлений третьего и четвертого двухполюсников схемы согласующего четырехполюсника в виде каскадно-соединенных двух обратных Г-образных соединений четырех реактивных двухполюсников на заданных частотах.