Введение
1. Современное состояние проблемы широкополосного согласования в радиотехнических трактах. Цели и задачи работы 23
1.1. Состояние проблемы синтеза широкополосных согласующих устройств 23
1.2. Состояние проблемы синтеза широкополосных согласующих устройств различного функционального назначения 42
1.3. Цели и задачи работы 58
2. Собственные параметры согласующих четырехполюсников при произвольных иммитансах источника сигнала и нагрузки 61
2.1. Определение собственных параметров согласующего реактивного четырехполюсника 61
2.2. Условия физической реализуемости z (у) - матрицы реактивного четырехполюсника в распределенном соразмерном элементном базисе 78
2.3. Тождественные схемы на отрезках ступенчато-нерегулярных линий передачи с одним скачком волнового сопротивления по длине линии 87
2.4. Определение собственных параметров согласующего четырехполюсника общего вида 90
2.5. Условия физической реализуемости типовой составляющей z(y) - матрицы четырехполюсника общего вида в сосредоточенном элементном базисе 104
Выводы по разделу 2 109
3. Разработка и исследование методов автоматизированного синтеза широкополосных устройств, согласующих произвольные иммитансы источника сигнала и нагрузки, в произвольном электрическом элементном базисе 112
3.1. Формулировка задачи и выбор методов синтеза оптимальных широкополосных согласующих и согласующе - корректирующих устройств 112
3.2. Разработка методов автоматизированного синтеза широкополосных согласующих цепей с оптимальной характеристикой коэффициента преобразования мощности 118
3.2.1. Определение структуры z (у) - матрицы согласующей цепи и построение начального приближения 119
3.2.2. Численные процедуры улучшения решения 124
3.2.2.1. Улучшение решения с использованием среднестепенных приближений 124
3.2.2.2. Улучшение решения методом возможных направлений 126
3.2.3. Синтез широкополосных согласующих цепей в различных электрических элементных базисах 130
3.2.3.1. Синтез цепи нижних частот, согласующей комплексную нагрузку с активным внутренним сопротивлением источника сигнала, в сосредоточенном элементном базисе 130
3.2.3.2. Синтез цепи нижних частот, согласующей комплексные сопротивления нагрузки и источника сигнала, в сосредоточенном элементном базисе 136
3.2.3.3. Синтез полосовой цепи, согласующей комплексные сопротивления нагрузки и источника сигнала, в сосредоточенном элементном базисе 140
3.2.3.4. Синтез цепи нижних частот, согласующей комплексную нагрузку с активным внутренним сопротивлением источника сигнала, в распределенном элементном базисе 144
3.2.3.5. Синтез цепи нижних частот, согласующей комплексную нагрузку с активным внутренним сопротивлением источника сигнала, в сосредоточенно - распределенном элементном базисе .149 3.3. Синтез широкополосных трансформаторов активных сопротивлений с оптимальной характеристикой коэффициента преобразования мощности 153
3.3.1. Определение собственных параметров реактивного трансформирующего четырехполюсника при произвольных активных сопротивлениях источника сигнала и нагрузки 153
3.3.2. Синтез широкополосного реактивного трансформирующего четырехполюсника в сосредоточенном элементном базисе 156
3.3.3. Синтез широкополосного реактивного трансформирующего четырехполюсника в распределенном элементном базисе 163
Выводы по разделу 3 168
4. Разработка методов автоматизированного синтеза широкополосных согласующих устройств различного функционального назначения, связывающих произвольные иммитансы источника сигнала и нагрузки, в произвольном электрическом элементном базисе 170
4.1. Разработка методов синтеза широкополосных согласующих цепей с заданной характеристикой коэффициента преобразования мощности 170
4.1.1. Определение структуры z(y) -матрицы согласующе-корректирующей цепи и построение начального приближения 172
4.1.2. Численные процедуры улучшения решения 175
4.1.2.1. Улучшение решения с использованием среднестепенньгх приближений 176
4.1.2.2. Улучшение решения методом возможных направлений 177
4.1.3. Синтез широкополосной согласующей цепи в сосредоточенном элементном базисе общего вида 183
4.1.4. Синтез широкополосной согласующе - корректирующей цепи в сосредоточенном элементном базисе общего вида 188
4.2. Синтез многополосовых согласующих устройств 193
4.2.1. Синтез многополосовых согласующих устройств с использованием реактансных преобразований частоты 194
4.2.2. Синтез многополосовых согласующих устройств, связывающих произвольные иммитансы источника сигнала и нагрузки, в произвольном электрическом элементном базисе 202
4.2.2.1. Синтез двухполосового устройства, согласующего внутреннее сопротивление источника сигнала с комплексной нагрузкой, в сосредоточенном элементном базисе 203
4.3. Синтез широкополосных частотно - разделительных согласующих устройств 206
4.3.1. Собственные параметры широкополосных частотно -разделительных согласующих устройств и особенности их синтеза .207
4.3.2. Синтез широкополосного частотно - разделительного согласующего устройства в сосредоточенном элементном базисе .210
4.4. Синтез широкополосных согласующе - симметрирующих
устройств 214
4.4.1. Метод синтеза широкополосных согласующе - симметрирующих устройств с использованием согласующих четырехполюсников 215
4.4.2. Синтез широкополосных согласующе - симметрирующих устройств, связывающих произвольные адмитансы источника сигнала и нагрузки, в произвольном электрическом элементном базисе 220
4.4.2.1. Собственные параметры согласующе - симметрирующего устройства 220
4.4.2.2. Синтез широкополосного согласующе - симметрирующего устройства в распределенном электрическом элементном базисе..227
Выводы по разделу 4 231
5. Разработка методов синтеза широкополосных согласующе фильтрующих цепей преобразователей частоты 234
5.1. Матричная модель диода с приоткрыванием р-п перехода 234
5.1.1. Эквивалентное представление диода с приоткрыванием р-п перехода 234
5.1.2. Формальное рассмотрение работы преобразователя частоты как многополюсника 237
5.1.3. Максимальная передача мощности четырехполюсником, описываемым произвольной z -матрицей 241
5.1.4. z - матрица идеального диода с приоткрыванием р-п перехода 243
5.1.5. Условия максимальной передачи мощности в преобразователе частоты 246
5.1.6. z - матрицы реальных диодов с приоткрыванием р-п перехода 251
5.1.7. Инвариантность матриц диодов относительно режимов преобразования 255
5.1.8. Дробно - рациональное преобразование частоты 257
5.1.9. Стационарность z - матриц диодов 264
5.1.10. Анализ и нахождение оптимальных режимов диодов в реальных конструкциях преобразователей частоты 267
5.2. Разработка методов синтеза широкополосных согласующе фильтрующих цепей преобразователей частоты с одним диодом 271
5.2.1. Классификация задач с точки зрения сложности синтеза согласующе - фильтрующих цепей 271
5.2.2. Классификация возможных способов построения схем 274
5.2.3. Синтез широкополосных согласующе - фильтрующих цепей преобразователей частоты параллельного типа с использованием динамических иммитансов диода по гармоникам 276
5.2.4. Синтез широкополосных согласующе - фильтрующих цепей преобразователей частоты с использованием z - матрицы диода 281
5.2.4.1. Синтез широкополосных согласующе - фильтрующих цепей преобразователей частоты с двумя гармониками 282
5.2.4.2. Особенности синтеза широкополосных согласующе -фильтрующих цепей преобразователей частоты с тремя гармониками 288
5.2.4.3. Увеличение преобразуемой мощности высокократных умножителей частоты 290
5.2.4.4. Реализация широкополосных согласующе - фильтрующих цепей в сосредоточенно - распределенном и распределенном электрическом элементном базисе 294
5.3. Синтез широкополосных согласующе - фильтрующих цепей балансных преобразователей частоты 299
5.3.1. Обобщенные схемы балансных преобразователей частоты на диодах 300
5.3.2. Особенности синтеза широкополосных согласующе - фильтрующих цепей балансных преобразователей частоты 3 02
Выводы по разделу 5 307
6. Практическая реализация методов автоматизированного синтеза широкополосных согласующих устройств и устройств различного функционального назначения в пакетах прикладных программ и в системах автоматизированного проектирования сквозного цикла .309
6.1. Автоматизированный синтез широкополосных согласующих устройств и устройств различного функционального назначения, связывающих произвольные иммитансы источника сигнала и нагрузки, с помощью специализированных пакетов прикладных программ 310
6.1.1. Автоматизированное построение начальных приближений 313
6.1.2. Автоматизированное нахождение оптимальных решений 316
6.2. Автоматизированный синтез широкополосных преобразователей частоты на диодах с приоткрываниемр-и перехода с помощью специализированных 111111 320
6.2.1. Автоматизированный анализ и нахождение оптимальных режимов работы диодов с приоткрыванием р-и перехода в реальных конструкциях преобразователей частоты 321
6.2.2. Автоматизированный синтез согласующе - фильтрующих цепей широкополосных преобразователей частоты на диодах 328
6.3. Модели широкополосных преобразователей частоты на диодах для САПР сквозного цикла проектирования 329
6.3.1. Математические модели широкополосных преобразователей частоты 331
6.3.2. Координатные и топологические модели широкополосных преобразователей частоты 339
6.3.3. Пример работы математической, координатной и топологической моделей широкополосного умножителя частоты в САПР сквозного цикла проектирования 340
Выводы по разделу 6 343
Заключение 346
Список литературных источников 350
Приложение 1
