Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2461952

(19)

RU

(11)

2461952

(13)

C1

(51) МПК H03B7/08 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.09.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011122312/08, 01.06.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

01.06.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 01.06.2011

(45) Опубликовано: 20.09.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2190921 С2, 10.10.2002. RU 2403672 C2, 10.11.2010. EP 1885056 A1, 06.02.2008. EP 1935089 B1, 07.01.2009.

Адрес для переписки:

394018, г.Воронеж, ул. Плехановская, 14, ОАО "Концерн "Созвездие"

(72) Автор(ы):

Головков Александр Афанасьевич (RU),

Ференец Павел Сергеевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" (RU)

(54) СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для создания устройств генерации высокочастотных сигналов на заданном количестве частот. Достигаемый технический результат - повышение диапазона генерируемых колебаний, генерация высокочастотных сигналов на заданном количестве частот. В способе генерации высокочастотных сигналов условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз одновременно выполняют на заданном количестве частот за счет взаимодействия высокочастотных сигналов с радиотехнической цепью в виде двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Устройство содержит дополнительный двухполюсник (5), четырехполюсник (3), двухполюсный нелинейный элемент (1) с отрицательным дифференциальным сопротивлением, нагрузку (4), четырехполюсник (3) выполнен в виде Т-образного соединения четырех резистивных двухполюсников (6), (7), (8), (9), мнимые составляющие сопротивлений дополнительного двухполюсника (5) и нагрузки (4) реализованы в виде реактивных двухполюсников, выполненных в виде последовательно соединенных параллельного контура из элементов с параметрами L 1k , C 1k и последовательного контура из элементов с параметрами L 2k , C 2k . 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для создания устройств генерации высокочастотных сигналов на заданном количестве частот, что позволяет формировать сложные сигналы и создавать эффективные средства радиосвязи с заданным количеством радиоканалов.

Известен способ генерации высокочастотного сигнала, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, организации внешней положительной обратной связи между нагрузкой и управляющим электродом трехполюсного нелинейного элемента, выполнении условий возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемого высокочастотного сигнала, и условий согласования нелинейного элемента с нагрузкой (см. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: «Дрофа», - 2006, с.383-401).

Известно устройство генерации высокочастотного сигнала, состоящее из источника постоянного напряжения, устанавливающего рабочую точку на середине квазилинейного участка проходной вольт-амперной характеристики (ВАХ) транзистора, реактивного четырехполюсника, нагрузки в виде параллельного колебательного контура, RC-цепи внешней положительной обратной связи между нагрузкой и управляющим электродом транзистора, при этом параметры контура, транзистора и варикапа выбраны из условия обеспечения заданных амплитуды и частоты генерируемого высокочастотного сигнала (см. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: «Дрофа», - 2006, с.383-401).

Недостатком указанных способа и устройства является генерация высокочастотного сигнала только на одной частоте. Кроме того, не указывается, каким образом необходимо выбирать значения параметров реактивного четырехполюсника, при которых наступает режим возбуждения и стационарный режим.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) к предлагаемому является способ генерации высокочастотного сигнала, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, организации внутренней обратной связи в нелинейном элементе путем использования в качестве него двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, выполнении условий возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемого высокочастотного сигнала, и условий согласования нелинейного элемента с нагрузкой (см. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: «Дрофа», - 2006, с.414-417).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) к предлагаемому является устройство генерации высокочастотного сигнала, состоящее из источника постоянного напряжения, устанавливающего рабочую точку на середине падающего участка ВАХ двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, реактивного четырехполюсника, нагрузки в виде параллельного колебательного контура, при этом параметры контура, двухполюсного нелинейного элемента и варикапа выбраны из условия обеспечения заданных амплитуды и частоты генерируемого высокочастотного сигнала (см. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: «Дрофа», - 2006, с.414-417).

На фиг.1 показана схема устройства-прототипа.

Устройство-прототип содержит нелинейный элемент 1 с отрицательным дифференциальным сопротивлением, подключенный к источнику напряжения 2 с малым внутренним сопротивлением, реактивный четырехполюсник 3 (согласующе-фильтрующее устройство или согласующий четырехполюсник), колебательный контур на элементах L, R, С, который является нагрузкой 4.

Принцип действия устройства-прототипа состоит в следующем.

При включении источника постоянного напряжения 2 в силу скачкообразного изменения амплитуды во всей цепи возникают колебания, спектр которых занимает весь частотный радиодиапазон. Амплитуды этих колебаний быстро затухают. Однако, благодаря наличию внутренней обратной связи, в двухполюсном нелинейном элементе 1, например туннельном диоде, на участке с падающей ВАХ возникает отрицательное дифференциальное сопротивление, которое в силу согласования с помощью реактивного четырехполюсника 3 компенсирует потери в контуре L, R, С. Благодаря этому колебание с частотой, равной резонансной частоте колебательного контура, усиливается до момента увеличения амплитуды этого колебания до уровня, при котором амплитуда выходит за пределы падающего участка ВАХ. Наступает стационарный режим.

Недостатком указанных способа и устройства является генерация высокочастотного сигнала только на одной частоте. Кроме того, не указывается, каким образом необходимо выбирать значения параметров реактивного четырехполюсника, при которых наступает режим возбуждения и стационарный режим. Особенно остро возникает этот вопрос при проектировании устройств генерации в диапазонах ВЧ и УВЧ, на которых обязательно нужно учитывать реактивные составляющие параметров нелинейных элементов. В настоящее время классическая теория радиотехнических цепей это не учитывает. С другой стороны, в четырехполюснике не обязательно использовать реактивные элементы, возможно применение резистивных элементов, которые в широком диапазоне частот обладают независимостью своих параметров от частоты и могут значительно расширить диапазон частот генерируемых сигналов (точнее - количество частот генерируемых сигналов). Поскольку в качестве нелинейных элементов используются диоды с отрицательным сопротивлением, то вносимые резистивными элементами дополнительные потери могут быть при определенных условиях компенсированы.

Задачей предлагаемых способа и устройства является формирование заданного количества частот генерируемых сигналов.

Для решения поставленной задачи в известном способе генерации высокочастотных сигналов, основанном на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, организации внутренней обратной связи в нелинейном элементе путем использования в качестве него двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, выполнении условий возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемого высокочастотного сигнала, и условий согласования нелинейного элемента с нагрузкой, дополнительно условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз одновременно выполняют на заданном количестве частот за счет взаимодействия высокочастотных сигналов с радиотехнической цепью в виде двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, включенного между источником входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления с комплексным сопротивлением, и четырехполюсником, выполненным из резистивных двухполюсников, в продольную цепь, и за счет выбора значений мнимых составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления х m0 и нагрузки х mn 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

где

q=(r+r m0 )( + r mn ) 2 +( +r mn )( + r mn );

a, b, c, d - заданные значения элементов классической матрицы передачи четырехполюсника;

r m0 , x m0 - заданные значения действительной составляющей и оптимальные значения мнимой составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления на заданном количестве частот;

r mn , x mn - заданные из условия обеспечения положительности подкоренных выражений значения действительной составляющей и оптимальные значения мнимой составляющей сопротивления нагрузки на заданном количестве частот;

r m , х m - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления двухполюсного нелинейного элемента на заданном количестве частот при заданной амплитуде постоянного напряжения;

m=1, 2 N - номера частот.

Для решения поставленн

ой задачи в устройство генерации высокочастотных сигналов, содержащее двухполюсный нелинейный элемент с отрицательным дифференциальным сопротивлением, к выводам которого параллельно подключен источник постоянного напряжения, четырехполюсник, к входным выводам которого подключен двухполюсный нелинейный элемент, а к выходным выводам - нагрузка, согласно изобретению введен дополнительный двухполюсник, включенный между источником входного высокочастотного сигнала с комплексным сопротивлением в режиме усиления и четырехполюсником в продольную цепь, четырехполюсник выполнен в виде Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, параллельно двум последовательно соединенным из которых подключен четвертый резистивный двухполюсник, мнимые составляющие сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала в режиме усиления и нагрузки реализованы в виде реактивных двухполюсников, выполненных в виде последовательно соединенных параллельного контура из элементов с параметрами L 1k , C 1k и последовательного контура из элементов с параметрами L 2k , С 2k , причем значения параметров параллельного контура определены из условия обеспечения стационарного режима генерации на двух частотах с помощью следующих математических выражений:

;

,

где

;

;

q=(r+r 0 )( + r n ) 2 +( +r n )( + r n );

;

;

;

X mk ; X 1k , X 2k ; X m0 , X mn - оптимальные значения мнимых составляющих сопротивлений дополнительного двухполюсника (k=0) и нагрузки (k=n) на заданных двух частотах m =2 f m ;

m=1, 2 - номер частоты;

- отношения соответствующих элементов классической матрицы передачи а, b, с, d четырехполюсника;

R 1 , R 2 , R 3 , R 4 - заданные значения сопротивлений двухполюсников перекрытого Т-образного звена;

r 0 - заданное постоянное значение действительной составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления;

r n - заданное постоянное значение действительной составляющей сопротивления нагрузки;

r m , x m - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления активного двухполюсного нелинейного элемента на заданных двух частотах при заданной амплитуде постоянного напряжения.

На фиг.2 показана схема предлагаемого устройства. На фиг.3 приведена схема четырехполюсника, входящего в предлагаемое устройство. На фиг.4 приведена схема реактивных двухполюсников, реализующих мнимые составляющие сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления z 0 и нагрузки z n .

Предлагаемое устройство содержит нелинейный элемент 1 с известным отрицательным дифференциальным сопротивлением z m =r m +jx m на двух заданных частотах генерируемых сигналов, источник постоянного напряжения 2, четырехполюсник 3, к входным выводам которого подключены последовательно соединенные дополнительный двухполюсник 5 и нелинейный элемент 1, к которому параллельно подключен источник постоянного напряжения 2, к выходным выводам четырехполюсника 3 подключена нагрузка 4 с сопротивлениями z mn =r m +jx mn на заданных двух частотах. Четырехполюсник (фиг.3) выполнен в виде Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников 6, 7, 8 с заданными сопротивлениями R 1 , R 2 , R 3 , при этом параллельно двум последовательно соединенным резистивным двухполюсникам 6, 8 подключен четвертый резистивный двухполюсник 9 с сопротивлением R 4 . Синтез генератора (выбор значений мнимых составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и нагрузки на двух заданных частотах (m=1, 2 - номер частоты), схемы формирования этих двухполюсников в виде последовательно соединенных параллельного контура из элементов с параметрами L 1k , С 1k и последовательного контура из элементов с параметрами L 2k , C 2k и значений параметров параллельного контура) осуществлен по критерию обеспечения баланса амплитуд и баланса фаз путем реализации равенства нулю знаменателя коэффициента передачи устройства генерации в режиме усиления одновременно на двух заданных частотах генерируемых сигналов при постоянной амплитуде постоянного напряжения. Выбор сопротивлений четырехполюсника 3 можно осуществлять произвольно или исходя из каких-либо других физических соображений. В данном изобретении значения сопротивлений резистивных двухполюсников выбираются из условий физической реализуемости увеличенного квазилинейного участка частотно-модуляционной характеристики.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.

При включении источника постоянного напряжения 2 в силу скачкообразного изменения амплитуды во всей цепи возникают колебания, спектр которых занимает весь частотный радиодиапазон. Амплитуды этих колебаний быстро затухают. Однако благодаря наличию внутренней обратной связи в двухполюсном нелинейном элементе 1, например туннельном диоде, на участке с падающей вольт-амперной характеристикой возникает отрицательное дифференциальное сопротивление, которое в силу указанного выбора значений мнимых составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и нагрузки компенсирует потери во всей цепи одновременно на двух заданных частотах. Амплитуды колебаний с заданными частотами усиливаются до определенных уровней и затем ограничиваются. Благодаря этому колебания с заданными двумя частотами усиливаются до момента увеличения амплитуд этих колебаний до уровня, при котором амплитуда выходит за пределы падающего участка вольт-амперной характеристики. Наступает стационарный режим. Учитывая нелинейный характер вольт-амперной характеристики активного диода, на выходе генератора будут сформированы продукты нелинейного взаимодействия в виде сетки частот m =I 1 +К 2 ; где I=0, ±1, ±2, , К=0, ±1, ±2,

Докажем возможность реализации указанных свойств.

Введем обозначения искомых зависимостей сопротивления источника сигнала в режиме усиления z 0 =r 0 +jx 0 , нагрузки z n =r n +jx n и известных зависимостей сопротивления нелинейного элемента z=r+jx от частоты. В режиме генерации вместо источника входного высокочастотного сигнала включается короткозамыкающая перемычка. На первом этапе синтеза требуется определить частотные зависимости сопротивлений х 0 , х n (аппроксимирующие функции), оптимальные по критерию обеспечения условий стационарного режима генерации на заданном количестве частот при неизменной амплитуде постоянного напряжения на нелинейном элементе.

Нелинейный элемент описывается классической матрицей передачи:

Резистивный четырехполюсник (РЧ) характеризуется матрицей передачи:

где a, b, c, d - элементы классической матрицы передачи.

Общая нормированная классическая матрица передачи генератора/модулятора получается путем перемножения матриц (1) и (2) с учетом условий нормировки

Используя известную связь элементов матрицы рассеяния с элементами классической матрицы передачи [Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1971, с.34-36] и матрицу (3), получим выражение для коэффициента передачи генератора в режиме усиления

Входящий в (4) корень можно представить в виде комплексного числа а+jb, где

x=r 0 r n -x 0 x n ;

y=r 0 x n +x 0 r n .

После денормировки коэффициента передачи (4) путем умножения на последнее выражение изменяется

a=r n ;

b=x n .

Денормированный коэффициент передачи связан с физически реализуемой передаточной функцией следующим образом

.

В соответствии с иммитансным критерием устойчивости [Куликовский А.А. Устойчивость активных линеаризованных цепей с усилительными приборами нового типа. М. - Л.: ГЭИ, 1962, 192 с.] сумма действительных составляющих сопротивлений активной и пассивной частей при стационарном режиме генерации должна быть равна нулю. При этом сумма мнимых составляющих сопротивлений активной и пассивной частей тоже должна быть равна нулю. Первое равенство определяет амплитуду, а второе - частоту генерируемого колебания. Эти равенства, по существу, означают равенство нулю знаменателя коэффициента передачи генератора в режиме усиления.

Приравняем знаменатель коэффициента передачи нулю

Разделим в (5) между собой действительную и мнимую части и получим систему двух алгебраических уравнений

Систему уравнений (6) можно решить относительно любых двух параметров, например, относительно параметров x 0 , х n :

где

q=(r+r 0 )( + r n ) 2 +( +r n )( + r n ).

Подкоренные выражения в (7) всегда положительны при выборе частотной характеристики действительной составляющей сопротивления источника сигнала в режиме усиления либо внутри, либо за пределами следующих частотных зависимостей

Корни (8) уравнения, полученного приравниванием нулю подкоренного выражения x n в (7), могут определить диапазон изменения действительной составляющей сопротивления нагрузки, в котором она принимает отрицательные значения. Для получения положительных значений необходимо изменять величины , , , которые определяются значениями резистивных двухполюсников РЧ. Например, для варианта выполнения РЧ в виде перекрытого Т-образного соединения четырех резистивных двухполюсников (фиг.3) отношения элементов известной классической матрицы передачи определяются следующим образом:

;

На втором этапе синтеза для реализации оптимальных аппроксимаций (7) методом интерполяции необходимо сформировать двухполюсники с сопротивлениями x 0 , x n из не менее чем N (числа частот интерполяции) реактивных элементов, найти выражения для их сопротивлений, приравнять их оптимальным значениям сопротивлений двухполюсников на заданных частотах, определенным по формулам (7), и решить сформированную таким образом систему N уравнений относительно N выбранных параметров реактивных элементов. Значения параметров остальных элементов могут быть выбраны произвольно или исходя из каких-либо других физических соображений, например, из условия физической реализуемости.

В соответствии с этим алгоритмом получены математические выражения для определения значений параметров реактивного двухполюсника в виде последовательно соединенных параллельного L 1k , С 1k и последовательного L 2k , C 2k контуров (фиг.4), оптимальных по критерию обеспечения условий стационарного режима генерации на двух частотах m =2 f m .

Исходная система уравнений

k=0, n; m=1, 2.

Решение для двух частот следующее

;

Учитывая нелинейный характер вольт-амперной характеристики активного диода на выходе генератора, будет сформирована сетка частот m =I 1 +K 2 , I=0, ±1, ±2, , К=0, ±1, ±2,

Значения параметров L 1k , C 1k могут быть выбраны произвольно или исходя из каких-либо других физических соображений, например, из условия физической реализуемости L 1k , С 1k . Обобщенный индекс k введен для определения мнимой составляющей сопротивления дополнительного двухполюсника при k=0 (при этом ) и мнимой составляющей сопротивления нагрузки при k=n, (при этом ), m=1, 2 - номера частот. Индекс m надо ввести и для остальных параметров, зависящих от частоты. На практике параметры , , , r 0 , r n не зависят от частоты в диапазоне от самых низких частот до 600-800 МГц.

Реализация оптимальных аппроксимаций частотных характеристик мнимой составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и мнимой составляющей сопротивления нагрузки (7) с помощью (10), (11) обеспечивает реализацию условия баланса амплитуд и баланса фаз одновременно на двух заданных частотах, а с учетом нелинейности ВАХ - на сетке частот.

Предлагаемые технические решения имеют изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявленная последовательность операций (подключение источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления к входу четырехполюсника, выполнение четырехполюсника резистивным в виде указанным выше способом соединенных между собой четырех двухполюсников, выбор частотных характеристик мнимой составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и мнимой составляющей сопротивления нагрузки, их формирование в виде двухполюсников из последовательно соединенных параллельного и последовательного контуров, выбор значений их параметров из условия обеспечения стационарного режима генерации на двух частотах (на сетке частот) при неизменном состоянии нелинейного двухполюсного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, включенного между источником входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления и входом резистивного четырехполюсника в продольную цепь) обеспечивает одновременно формирование высокочастотных сигналов на заданных частотах при постоянной амплитуде источника постоянного напряжения в режиме генерации (вместо источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления включается короткозамыкающая перемычка).

Предлагаемые технические решения практически применимы, так как для их реализации могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью активные полупроводниковые диоды (диоды Ганна, туннельные диоды, лавинно-пролетные диоды и т.д.) и резистивные элементы, включенные в заявленную схему резистивного четырехполюсника. Значения параметров индуктивностей и емкостей колебательных контуров могут быть однозначно определены с помощью математических выражений, приведенных в описании изобретения.

Технический результат предлагаемого устройства заключается в одновременном обеспечении генерации высокочастотного сигнала на двух заданных частотах (на сетке частот) за счет выбора схемы и значений параметров реактивных элементов по критерию обеспечения условий баланса фаз и амплитуд на этих частотах при неизменном состоянии нелинейного двухполюсного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, что позволяет формировать сложные сигналы и создавать средства радиосвязи, функционирующие на двух (на заданном количестве) радиоканалах.

Формула изобретения

1. Способ генерации высокочастотных сигналов, основанный на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию высокочастотного сигнала, организации внутренней обратной связи в нелинейном элементе путем использования в качестве него двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, выполнении условий возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз, определяющих соответственно амплитуду и частоту генерируемого высокочастотного сигнала, и условий согласования нелинейного элемента с нагрузкой, отличающийся тем, что условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз одновременно выполняют на заданном количестве частот за счет взаимодействия высокочастотных сигналов с радиотехнической цепью в виде двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, включенного между источником входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления с комплексным сопротивлением, и четырехполюсником, выполненным из резистивных двухполюсников, в продольную цепь, и за счет выбора значений мнимых составляющих сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления x m0 и нагрузки x mn 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:

;

,

где

q=(r+r m0 )( + r mn ) 2 +( +r mn )( + r mn );

a, b, c, d - заданные значения элементов классической матрицы передачи четырехполюсника;

r m0 x m0 - заданные значения действительной составляющей и оптимальные значения мнимой составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления на заданном количестве частот;

r mn , x mn - заданные из условия обеспечения положительности подкоренных выражений значения действительной составляющей и оптимальные значения мнимой составляющей сопротивления нагрузки на заданном количестве частот;

r m , x m - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления двухполюсного нелинейного элемента на заданном количестве частот при заданной амплитуде постоянного напряжения;

m=1, 2 N - номера частот.

2. Устройство генерации высокочастотных сигналов, содержащее двухполюсный нелинейный элемент с отрицательным дифференциальным сопротивлением, к выводам которого параллельно подключен источник постоянного напряжения, четырехполюсник, к входным выводам которого подключен двухполюсный нелинейный элемент, а к выходным выводам - нагрузка, отличающееся тем, что введен дополнительный двухполюсник, включенный в продольную цепь между источником входного высокочастотного сигнала с комплексным сопротивлением в режиме усиления и четырехполюсником, четырехполюсник выполнен в виде Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, параллельно двум последовательно соединенным из которых подключен четвертый резистивный двухполюсник, мнимые составляющие сопротивлений источника входного высокочастотного сигнала в режиме усиления и нагрузки реализованы в виде реактивных двухполюсников, выполненных в виде последовательно соединенных параллельного контура из элементов с параметрами L 1k , C 1k и последовательного контура из элементов с параметрами L 2k , C 2k , причем значения параметров параллельного контура определены из условия обеспечения стационарного режима генерации на двух частотах с помощью следующих математических выражений:

;

,

где

;

q=(r+r 0 )( + r n ) 2 +( +r n )( + r n );

;

;

;

X mk ; X 1k , X 2k , X m0 , X mn - оптимальные значения мнимых составляющих сопротивлений дополнительного двухполюсника (k=0) и нагрузки (k=n) на заданных двух частотах m =2 f m ; m=1, 2 - номер частоты;

- отношения соответствующих элементов классической матрицы передачи а, b, с, d перекрытого Т-образного звена;

R 1 , R 2 , R 3 , R 4 - заданные значения сопротивлений двухполюсников перекрытого Т-образного звена;

r 0 - заданное постоянное значение действительной составляющей сопротивления источника входного высокочастотного сигнала генератора в режиме усиления;

r n - заданное постоянное значение действительной составляющей сопротивления нагрузки;

r m , x m - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления активного двухполюсного нелинейного элемента на заданных двух частотах при заданной амплитуде постоянного напряжения.

РИСУНКИ