Структурно-параметрический синтез широкополосных СВЧ синтезаторов частот с ИФАПЧ

• Автор: Вишняков, Денис Юрьевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 148 с. : ил.

АННОТАЦИЯ
Диссертация посвящена разработке алгоритмов структурнопараметрического синтеза синтезаторов частот с ИФАПЧ с низким уровнем фазовых флуктуаций и принудительной компенсации частотной расстройки во время переходного процесса. Особенностью предлагаемого алгоритма структурно-параметрического синтеза является оценка внутренних (эквивалентный фазовый шум цифрового модуля, перестраиваемый генератор, активный фильтр) и внешних (опорный генератор) возмущений при постановке оптимизационной задачи для получения сглаживающих фильтров на основе винеровской фильтрации. Принудительная компенсация частотной расстройки осуществляется за счёт оптимального управления состоянием петлевого интегро-дифференцирующего фильтра во время переходного процесса. Предлагаемый вариант коммутации структуры и параметров позволяет реализовать предложенный алгоритм оптимального управления с учётом квазиоптимальной структуры и ограниченности координат кольца ИФАПЧ. Полученные в диссертации результаты позволили сформировать предложения по повышению спектральных и динамических характеристик систем частотного синтеза с импульсно-фазовой автоподстройкой частоты.
Результаты диссертации внедрены в НИР, выполняемые кафедрой Радиотехнических систем ЯрГУ им. П.Г. Демидова, в учебный процесс на кафедре Радиотехнических систем ЯрГУ им. П.Г. Демидова, НИОКР ОАО «КБ «Луч», ОАО «НПО «ТРАНСКОМСОФТ», в учебный процесс на кафедре «Автономные информационные и управляющие системы» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Оглавление cip.

Введение

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПУТЕЙ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ЧАСТОТНОГО СИНТЕЗА НА ОСНОВЕ ИФАПЧ

1.1. Способы построения синтезаторов частот СВЧ диапазона

1.1.1. Однокольцевые синтезаторы частот

1.1.2. Многокольцевые синтезаторы с преобразованием частоты внутри кольца

1.2. Шумовые характеристики функциональных узлов синтезаторов частот

1.3. Шумовые характеристики сигнала СЧ
1.4. Способы построения быстродействующих синтезаторов частот
1.4.1. Синтезаторы частот с переменной частотой дискретизации колец
1.4.2. Синтезаторы частот с постоянной частотой дискретизации колец
1.5. Выводы
ГЛАВА 2. СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ МНОГОКОЛЬЦЕВЫХ СЧ-ИФАПЧ С НИЗКИМ УРОВНЕМ ФАЗОВЫХ ФЛУКТУАЦИЙ ФОРМИРУЕМОГО СИГНАЛА
2.1. Постановка оптимизационной задачи
2.2. Структурно-параметрический синтез синтезаторов частот на основе оптимальной фильтрации Винера
2.3. Реализация синтезаторов частот с оптимальной структурой и параметрами
2.3.1. Однокольцевые синтезаторы частот
2.3.2. Синтезаторы частот с ДДПКД и алгоритмической компенсацией помех дробности
2.3.3. Многокольцевые синтезаторы с преобразованием частоты внутри кольца

2.4. Выводы
ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ В ПРЕЦИЗИОННЫХ СИНТЕЗАТОРАХ ЧАСТОТ
3.1. Решение задачи оптимального управления в однокольцевом синтезаторе частот с учётом нелинейности статической модуляционной характеристики генератора, управляемого напряжением
3.1.1. Особенности переходного процесса при оптимальном управлении в синтезаторе частот с интегро-дифференцирующим петлевым фильтром
3.1.2. Реализация оптимального управления в однокольцевом синтезаторе частот при условии ограниченности координат кольца ИФАПЧ и погрешностей переключений управляющего воздействия
3.2. Эффективность оптимального управления в прецизионных СЧ-ИФАПЧ
3.3. Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИНТЕЗАТОРОВ ЧАСТОТ СВЧ ДИАПАЗОНА
4.1. Методика проектирования синтезаторов частот с минимальным уровнем фазовых флуктуаций выходного сигнала и оптимальным управлением
4.2. Метрологическое обеспечение измерений динамических и спектральных характеристик синтезаторов частот
4.3. Практическая реализация и экспериментальные исследования однокольцевого синтезатора частот СВЧ диапазона
4.3.1. Проектирование однокольцевого широкополосного синтезатора частот
4.3.2. Экспериментальное исследование однокольцевого синтезатора частот

широком диапазоне рабочих частот с учётом внешних и внутренних возмущений с полиномиальной СПМ.
1.4. Способы построения быстродействующих синтезаторов частот
При разработке СЧ косвенного типа наиболее остро проявляется противоречие между их динамическими и спектральными характеристиками [3, 53]. Практическое применение различных
модификаций синтезаторов частот невозможно без всестороннего исследования динамики СЧС и сокращения времени переходного процесса с учётом динамически изменяющегося интервала автоподстройки и нелинейных свойств функциональных элементов кольца ИФАПЧ.
Рис. 1.6. Способы повышения быстродействия СЧС косвенного типа