СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2013 года по МПК H03B5/00 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

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. Достигаемый технический результат - повышение диапазона генерируемых колебаний и генерация высокочастотных сигналов на заданном количестве частот. Устройство генерации высокочастотных сигналов содержит источник постоянного напряжения, двухполюсный нелинейный элемент с отрицательным дифференциальным сопротивлением, реактивный четырехполюсник, дополнительный двухполюсник, реактивный четырехполюсник выполнен в виде П-образного соединения трех двухполюсников, первый и третий их которых выполнены в виде двух параллельно соединенных контуров из элементов с параметрами, значения которых определены в соответствии с заданными математическими выражениями. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

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 с помощью реактивного четырехполюсника, отличающийся тем, что условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз одновременно выполняют на заданном количестве частот за счет взаимодействия высокочастотного сигнала с радиотехнической цепью в виде дополнительного двухполюсника, подключенного параллельно к двухполюсному нелинейному элементу с отрицательным дифференциальным сопротивлением, к которым подключен реактивный четырехполюсник с нагрузкой, и выбора частотных характеристик реактивного четырехполюсника из условия обеспечения стационарного режима генерации в виде равенства нулю знаменателя коэффициента передачи одновременно на всех заданных частотах генерируемых высокочастотных сигналов при неизменной амплитуде источника постоянного напряжения в соответствии со следующими математическими выражениями:
; ,
где ; ; ;
A=1+r₀g-x₀b;
B=r₀b+x₀g; x₂₂, x₂₁ - оптимальные аппроксимации частотных зависимостей соответствующих элементов матрицы сопротивлений реактивного четырехполюсника; x₁₁ - заданная частотная зависимость соответствующего элемента матрицы сопротивлений реактивного четырехполюсника; r₀, х₀ - заданные частотные зависимости действительной и мнимой составляющих сопротивления дополнительного двухполюсника; r_н, х_н - заданные частотные зависимости действительной и мнимой составляющих сопротивления нагрузки;
g, b - заданные зависимости действительной и мнимой составляющих проводимости двухполюсного нелинейного элемента от частоты несущего сигнала при заданной амплитуде постоянного напряжения.

2. Устройство генерации высокочастотных сигналов, состоящее из источника постоянного напряжения, двухполюсного нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением, реактивного четырехполюсника с подключенной к его выходу нагрузкой, отличающееся тем, что в схему устройства генерации включен дополнительный двухполюсник, двухполюсный нелинейный элемент включен между дополнительным двухполюсником и четырехполюсником в поперечную цепь, реактивный четырехполюсник выполнен в виде П-образного соединения трех двухполюсников, причем первый и третий двухполюсники выполнены в виде двух параллельно соединенных последовательных контуров из элементов с параметрами L_1k, C_1k, L_2k, C_2k, значения которых определены в соответствии со следующими математическими выражениями:
; ;
; ;
где ; ;
x=a₂c₁-a₁c₂; y=a₂d₁+b₂c₁-a₁d₂-b₁c₂; z=b₂d₁-b₁d₂;



;
;
;


;
;
;
;
; ;
;
; ;
;
А=1+r_0ng_n-x_0nb_n; B=r_0nb_n+x_0ng_n; r_0n, x_0n - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления дополнительного двухполюсника на заданных четырех частотах ω_n=2πf_n; n=1, 2, 3, 4 - номер частоты; r_нn, х_нn - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления нагрузки на заданных четырех частотах; r_n, x_n - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления двухполюсного нелинейного элемента на заданных четырех частотах при заданной амплитуде постоянного напряжения; k=1,3 - номер двухполюсника П-образного соединения; x_2n - заданные значения сопротивления третьего двухполюсника П-образного соединения на заданных четырех частотах.