Способ генерации высокочастотных сигналов и устройство его реализации

1. Способ генерации высокочастотных сигналов, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, взаимодействии высокочастотного сигнала с цепью прямой передачи, трехполюсным нелинейным элементом, реактивным четырехполюсником, нагрузкой и цепью внешней обратной связи, выполнении 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 в качестве цепи внешней обратной связи используют произвольный четырехполюсник, последовательно подключенный к трехполюсному нелинейному элементу, трехполюсный нелинейный элемент и цепь обратной связи как единый узел каскадно включают между выходом реактивного четырехполюсника и нагрузкой, нагрузку выполняют в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, к входу реактивного четырехполюсника в поперечную цепь подключают второй двухполюсник с комплексным сопротивлением, имитирующим сопротивление источника сигнала генератора в режиме усиления, условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз и условия согласования одновременно выполняют на заданном количестве частот за счет выбора 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
0m
α=(-E+x)γ-D; β=Fγ-E-x,
где
22нm
нm
22m
11нm
11m
22m
12m
21m
12m
21m
11m
22m
11m
нm
11m
нm
22нm
нm
22m
11нm
11m
22m
12m
21m
12m
21m
11m
22m
11m
нm
11m
нm
0m
0m
нm
нm
11m
11m
12m
12m
21m
21m
22m
22m
r=r-r; r=rr-rr+xx-xx-xx-rr; x=x-x; x=rx-xr-rx+xr-xr-rx; ;  - оптимальные значения отношений 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; r, х - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления на заданном количестве частот; r, x - заданные значения действительной мнимой составляющей сопротивления нагрузки на заданном количестве частот; r, x, r, x, r, x, r, x - заданные суммарные значения действительных и мнимых составляющих элементов матрицы сопротивлений трехполюсного нелинейного элемента при заданной амплитуде постоянного напряжения и соответствующих действительных и мнимых составляющих элементов матрицы сопротивлений цепи внешней обратной связи на заданных частотах; m=1,2…N - номера частот.
1m
2m
3m
2m
3m
1k
1k
km
2. Устройство генерации высокочастотных сигналов, состоящее из источника постоянного напряжения, цепи прямой передачи из трехполюсного нелинейного элемента и реактивного четырехполюсника, нагрузки и цепи внешней обратной связи, отличающееся тем, что цепь внешней обратной связи выполнена в виде произвольного четырехполюсника, последовательно соединенного с трехполюсным нелинейным элементом, трехполюсный нелинейный элемент и цепь 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 П-образного соединения трех реактивных двухполюсников с сопротивлениями X, X, X, причем двухполюсники с сопротивлениями X, X сформированы из последовательного колебательного контура из элементов с параметрами L, C, параллельно 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:
где
22нm
нm
22m
11нm
11m
22m
12m
21m
12m
21m
11m
22m
11m
нm
11m
нm
22нm
нm
22m
11нm
11m
22m
12m
21m
12m
21m
11m
22m
11m
нm
11m
нm
0m
0m
m
m
nm
нm
11m
11m
12m
12m
21m
21m
22m
22m
2m
3m
1m
r=r-r; r=rr-rr+xx-xx-xx-rr; x=x-x; x=rx-xr-rx+xr-xr-rx; r., x - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления на двух частотах ω=2πf; m=1,2 - номер частоты; r, х - заданные значения действительной составляющей сопротивления нагрузки на двух частотах; r, x, r, х, r, x, r, x - заданные суммарные значения действительных и мнимых составляющих элементов матрицы сопротивлений трехполюсного нелинейного элемента при заданной амплитуде постоянного напряжения и соответствующих действительных и мнимых составляющих элементов матрицы сопротивлений цепи внешней обратной связи на заданных частотах; k=2,3 - индекс, характеризующий соответствующие номера реактивных двухполюсников с сопротивлениями X, X; X - заданные значения сопротивлений первого двухполюсника П-образной схемы на заданных частотах.