Многочастотные взаимодействия во входных СВЧ устройствах радиоприёмного тракта с учётом собственных шумов

• Автор: Аверина, Лариса Ивановна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 379 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список используемых сокращений

Введение

Глава 1. Структурное описание нелинейных свойств твердотельных СВЧ элементов

1.1 Нелинейные характеристики гетероструктурного полевого транзистора в пассивном и активном режимах

1.1.1 Представление полевого транзистора на структурном уровне

1.1.2 Эмпирические зависимости для характеристик полевого транзистора в активном режиме

1.1.3 Характеристики несмещённого по стоку полевого транзистора

1.2 Нелинейные характеристики биполярного транзистора с гетеропереходом

1.2.1 Представление биполярного транзистора на структурном уровне

1.2.2 Эмпирические зависимости для характеристик биполярного транзистора

1.3 Нелинейные характеристики диода с барьером Шоттки в прямом и инверсном режимах
Глава 2. Методы определения параметров линейных и нелинейных характеристик полупроводниковых СВЧ элементов
2.1 Определение параметров модели гетероструктурного полевого транзистора
2.1.1 Аналитический метод определения линейных параметров полевого транзистора
2.1.2 Методика определения коэффициентов разложения нелинейных характеристик полевого транзистора
2.2 Определение параметров модели биполярного транзистора с гетеропереходом
2.2.1 Аналитический метод определения линейных параметров биполярного транзистора

2.2.2 Методика определения коэффициентов разложения нелинейных
характеристик биполярного транзистора
2.3 Методы определение линейных и нелинейных параметров диода с барьером Шоттки
Глава 3. Теоретический анализ многочастотных нелинейных эффектов в твердотельных СВЧ устройствах на основе стационарных рядов Вольтер-ры
3.1 Параметры электромагнитной совместимости приёмного тракта
3.1.1 Общая структура радиоприёмных устройств
3.1.2 Интермодуляция
3.1.3 Блокирование
3.2 Метод стационарных рядов Вольтерры
3.3 Нелинейные преобразования многочастотных сигналов в избирательных цепях
3.3.1 Теоретический анализ формирования нелинейных продуктов третьего порядка во входных перестраиваемых фильтрах
3.3.2 Уменьшение интермодуляционных искажений в перестраиваемом полосовом фильтре
3.4 Многочастотные взаимодействия во входных малошумящих транзисторных СВЧ усилителях
3.4.1 Теоретический анализ процесса взаимодействия многочастотных сигналов в режиме несущественной нелинейности в СВЧ усилителе на гетероструктурном полевом транзисторе
3.4.2 Теоретический анализ формирования многочастотных взаимодействий третьего порядка в СВЧ усилителе на биполярном транзисторе с гетеропереходом
3.4.3 Многочастотные характеристики малошумящих транзисторных СВЧ усилителей

Глава 4. Теоретический анализ нелинейного взаимодействия многочастотных сигналов в параметрических полупроводниковых СВЧ устройствах на основе нестационарных рядов Вольтерры
4.1 Методы анализа параметрических динамических систем
4.1.1 Метод конверсионных матриц
4.1.2 Метод нестационарных рядов Вольтерры
4.2 Многочастотное взаимодействие сигналов в СВЧ полупроводниковых параметрических усилителях
4.2.1 Теоретический анализ формирования интермодуляционных продуктов третьего порядка в параметрических усилителях
4.2.2 Многочастотные характеристики ППУ
4.3 Нелинейные преобразования многочастотных сигналов в СВЧ смесителях
4.3.1 Учёт двумерной зависимости тока стока полевого транзистора при анализе интермодуляционных характеристик пассивного смесителя..
4.3.2 Теоретический анализ многочастотных взаимодействий третьего порядка в смесителях на транзисторах
4.3.3 Многочастотные характеристики твердотельных СВЧ смесителей
4.4 Теоретический анализ формирования интермодуляционных продуктов во входном радиоприёмном тракте и оптимизация его структуры
Глава 5. Источники собственных шумов и описание шумовых свойств полупроводниковых СВЧ элементов
5.1 Математические методы описания шумов в электронных устройствах
5.1.1 Статистические характеристики шумовых процессов
5.1.2 Физическая природа собственных шумов полупроводниковых элементов
5.1.3 Шум в параметрических устройствах

происходит переход от блокирования к антиблокированию приблизительно при тех же смещениях, где наблюдаются минимумы интермодуляционных продуктов. Далее моделируется усилитель на биполярном транзисторе с гетеропереходом и рассчитываются его основные линейные и нелинейные характеристики. Здесь наблюдаются те же эффекты, что и в предыдущем случае: для каждого значения входного сопротивления существует минимум интермодуляционного продукта при определённых значениях тока коллектора, для 1Р3 проявляется выраженный максимум при Лвч=260 Ом и /к=3,ЗмА для исследуемого МШУ, переход от блокирования к антиблокированию происходит приблизительно в той же рабочей точке, где достигается минимум интермодуляционного продукта.
В четвёртой главе проводится теоретический анализ нелинейного взаимодействия многочастотных сигналов в параметрических полупроводниковых СВЧ устройствах на основе нестационарных рядов Вольтерры.
Сначала рассматриваются методы линейного и нелинейного анализа, применяемые для расчёта характеристик СВЧ смесителей и параметрических усилителей. Данные устройства в приёмных трактах обычно работают при больших амплитудах гетеродина (режим существенной нелинейности) и при малых амплитудах сигнала и помехи (режим несущественной нелинейности). Чтобы упростить анализ, устройство приводят к нелинейно-параметрической цепи. Это возможно в том случае, когда один из воздействующих сигналов существенно превосходит остальные. Тогда анализируемое устройство может рассматриваться как нелинейное, параметры элементов которого изменяются под воздействием большого сигнала, например, гетеродина или накачки. При применении существующих методов анализа нелинейнопараметрических цепей реальное устройство заменяется эквивалентным ему нелинейно-параметрическим элементом, параметры которого представляют собой функции известного управляющего переменного напряжения, т.е. функции времени. Данные параметры элемента можно найти путём представления его передаточной характеристики в виде ряда Тейлора, коэффици-