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 внешнюю обратную связь в виде произвольного четырехполюсника, соединенного с трехполюсным нелинейным элементом по параллельно-последовательной схеме, 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 x 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
0
0
1
22
н
11
0
н
11
1
11
н
11
0
11
где A=xr; B=rA+r-r-rrr; C=-r; D=B-xr; X=C(rr+1)-xA;
0
11
н
1
22
0
11
11
н
1
11
0
11
н
1
22
11
н
1
Y=C[r(xr-B)-x]+D(1+rr)+A(rr-A)-xB; Z=D[r(xr-B)-x]+B(rr-A);
1
11
22
11
22
12
21
12
21
1
11
22
11
22
12
21
12
21
0
0
н
н
11
11
12
12
2l
21
22
22
11
11
11
12
12
12
21
21
21
22
22
22
A=rr-xx-rr+xx; B=xr+rx-xr-rx; 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, х - заданные зависимости действительных и мнимых составляющих суммарных элементов смешанной матрицы F трехполюсного нелинейного элемента и смешанной матрицы F цепи обратной связи f=r+jx, f=r+jx, f=r+jx, f=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 внешняя обратная связь в виде произвольного четырехполюсника, соединенного с трехполюсным нелинейным элементом по параллельно-последовательной схеме, 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
2
1
1
2
2
1
2
1
1
2
1
2
2
1
1
2
х=ас-ас; y=ad+bc-ad-bc; z=bd-bd;
;
;
;
;
11m
0m
0m
1
22m
нm
11m
0m
нm
11m
1
11m
нm
11m
0m
11m
где A=xr; B=rA+r-r-rrr; C=-r; D=B-xr; X=C(rr+1)-xA;
0m
11m
нm
1
22m
0m
11m
11m
нm
1
11m
0m
11m
нm
1
22m
11m
нm
1
Y=C[r(xr-B)-x]+D(1+rr)+A(rr-A)-xB; Z=D[r(xr-B)-x]+B(rr-A);
1
11m
22m
11m
22m
12m
21m
12m
21m
1
11m
22m
11m
22m
12m
21m
12m
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
A=rr-xx-rr+xx; B=xr+rx-xr-rx; 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=2πf; 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, х - заданные значения действительных и мнимых составляющих суммарных элементов смешанной матрицы F трехполюсного нелинейного элемента и смешанной матрицы F цепи обратной связи f=r+jx, f=r+jx, f=r+jx, f=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.