СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ И ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

n
0
1. Способ генерации и частотной модуляции высокочастотного сигнала, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, взаимодействии высокочастотного сигнала с цепью прямой передачи, трехполюсным нелинейным элементом, цепью обратной связи и нагрузкой, выполнении условий возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемого высокочастотного сигнала, и условий согласования трехполюсного нелинейного элемента с нагрузкой, изменении частоты генерируемого высокочастотного сигнала по закону изменения амплитуды низкочастотного управляющего сигнала путем соответствующего изменения баланса фаз, отличающийся тем, что цепь прямой передачи выполняют из трехполюсного нелинейного элемента, в качестве цепи обратной связи используют внутреннюю обратную связь трехполюсного нелинейного элемента, образованную за счет его межэлектродных связей, изменяют частоту генерируемого высокочастотного сигнала и реализуют условия согласования за счет изменения амплитуды управляющего сигнала на трехполюсном нелинейном элементе, подключенном выходным и общим электродами к нагрузке, выполненной в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, к управляющему и общему электродам трехполюсного нелинейного элемента подключают второй двухполюсник с комплексным сопротивлением, имитирующим сопротивление источника сигнала генератора и частотного модулятора в режиме усиления, условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз и условия согласования выполняют за счет выбора зависимостей мнимых составляющих сопротивлений первого x и второго х двухполюсников от частоты из условия обеспечения стационарного режима генерации в виде равенства нулю знаменателя коэффициента передачи в режиме усиления последовательно на всем заданном диапазоне изменения частоты генерируемых высокочастотных сигналов по закону изменения амплитуды низкочастотного управляющего сигнала в соответствии со следующими математическими выражениями:
; ,
11
21
0
н
11
12
0
22
н
21
21
22
н
21
11
0
21
21
12
н
11
22
н
21
0
22
н
21
11
0
21
21
12
н
11
22
н
21
0
22
н
21
0
0
н
н
11
11
12
12
21
21
22
22
11
11
11
12
12
12
21
21
21
22
22
22
a
а
a
a
где A=-(x+xr);B=rr+r+r(r+rr); C=r; D=x+rx; X=(r+rr)C-xA; Y=[х+rx+(x+rx)r]C+A(r+rr)+D(r+r+r)-xB; Z=[x+rx+(x+rx)r]D+B(r+rr); r, x - заданные зависимости действительной составляющей и оптимальные зависимости мнимой составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора и частотного модулятора в режиме усиления от частоты в заданной полосе частот; r, x - заданные зависимости действительной составляющей и оптимальные зависимости мнимой составляющей сопротивления нагрузки от частоты в заданной полосе частот; r, x, r, x, r, x, r, x - заданные зависимости действительных и мнимых составляющих элементов классической матрицы передачи трехполюсного нелинейного элемента =r+jx, =r+jx, =r+jx, =r+jx от частоты в заданной полосе частот при соответствующем изменении амплитуды низкочастотного управляющего сигнала.
1k
1k
2k
2k
2. Устройство генерации и частотной модуляции высокочастотных сигналов, состоящее из источника постоянного напряжения и низкочастотного управляющего сигнала, трехполюсного нелинейного элемента, цепи прямой передачи, цепи обратной связи и нагрузки, отличающееся тем, что цепь прямой передачи выполнена из трехполюсного нелинейного элемента, в качестве цепи обратной связи использована внутренняя обратная связь трехполюсного нелинейного элемента, образованная за счет его межэлектродных связей, трехполюсный нелинейный элемент выходным и общим электродами подключен к нагрузке, выполненной в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, к управляющему и общему электродам трехполюсного нелинейного элемента подключен второй двухполюсник с комплексным сопротивлением, которое имитирует сопротивление источника входного высокочастотного сигнала генератора и частотного модулятора в режиме усиления, мнимая составляющая сопротивления нагрузки и мнимая составляющая сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора и частотного модулятора в режиме усиления реализованы из двух последовательно соединенных параллельных контуров с параметрами L, C, L, C, причем значения параметров определены из условия обеспечения стационарного режима генерации на четырех частотах заданной полосы частот и соответствующих четырех значениях амплитуды низкочастотного управляющего сигнала с помощью следующих математических выражений:
; ; ; ,
где ; ;
а
а
a
a
2
1
1
2
2
1
2
1
1
2
1
2
2
1
1
2
х=с-с; y=d+bc-d-bc; z=bd-bd;
; ;
; ;
;
;
;
;
;
;
;
.
; ,
11m
21m
0m
нm
11m
12m
0m
22m
нm
21m
21m
22m
нm
21m
11m
0m
21m
21m
12m
нm
11m
22m
нm
21m
0m
22m
нm
21m
11m
0m
21m
21m
12m
нm
11m
22m
нm
21m
0m
22m
нm
21m
0m
нm
m
m
0m
nm
11n
11m
12m
12m
21m
21m
22m
22m
11m
11m
11m
12m
12m
12m
21m
21m
21m
22m
22m
22m
а
а
a
a
где A=-(x+xr);B=rr+r+r(r+rr); C=r; D=x+rx; X=(r+rr)C-xA; Y=[х+rx+(x+rx)r]C+A(r+rr)+D(r+r+r)-xB; Z=[x+rx+(x+rx)r]D+B(r+rr); x; x - оптимальные значения мнимых составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора и частотного модулятора в режиме усиления и нагрузки на заданных четырех частотах ω=2π/f; m=1, 2, 3, 4 - номер частоты; r - заданные значения действительной составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления на четырех частотах; r - заданные значения действительной составляющей сопротивления нагрузки на четырех частотах; r, x, r, x, r, x, r, x - заданные значения действительных и мнимых составляющих элементов классической матрицы передачи трехполюсного нелинейного элемента =r+jx, =r+jx, =r+jx, =r+jx на заданных четырех частотах и соответствующих четырех значениях амплитуды низкочастотного управляющего сигнала; k=0, н - индекс, характеризующий мнимые составляющие сопротивления нагрузки и источника сигнала в режиме усиления.