Широкополосные управляемые СВЧ устройства высокого уровня мощности

• Автор: Разинкин, Владимир Павлович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 369 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1. ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ

СВЧ УСТРОЙСТВ

1.1. Управляемые СВЧ устройства и их применение

1.2. Полупроводниковые управляющие элементы

1.3. Схемное построение и характеристики управляемых СВЧ устройств

1.4. Выводы

2. ОБОБЩЁННАЯ КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ УУ СВЧ

ВЫСОКОГО УРОВНЯ МОЩНОСТИ

2.1. Методы повышения максимально допустимой СВЧ мощности

2.2. Обобщённая концепции построения УУ СВЧ высокого

уровня мощности
2.3. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭФФЕКТОВ
В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ СЕКЦИЯХ
3.1. Нелинейный анализ управляемых секций
методом гармонического баланса
3.2. Нелинейные процессы в управляемой секции
с последовательно включенным р / п~ диодом
3.3. Анализ переходных процессов в управляемых секциях
• на р-г-п-диодах
3.4. Спектральный анализ управляемых секций на основе управляющих элементов с комплексной нелинейностью
3.5. Выводы

4. ВЕКТОРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЁТА ЕМКОСТЕЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ УПРАВЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
4 Л. Применение векторно-параметрического метода расчёта
потенциала заряженного электрода
4.2. Расчёт межэлектродной ёмкости управляющих элементов с электродами дисковой формы
4.2.1. Расчёт емкости управляющих элементов с учётом
конечной толщины дисковых электродов
4.2.2. Приближённый расчёт ёмкости управляющих элементов
с бесконечно тонкими дисковыми электродами
4.2.3. Влияние межэлектродной ёмкости на полосу рабочих частот
и максимальную мощность .
4.3. Расчёт ёмкости управляющих элементов с электродами прямоугольной формы
4.3.1. Ёмкость системы двух прямоугольных электродов
конечной толщины
4.4. Расчёт межэлектродной ёмкости управляющих элементов
с кольцевой формой электродов
4.5. Выводы
5. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СОГЛАСУЮЩЕ-КОМПЕНСИРУЮЩИХ
ЦЕПЕЙ НА ОСНОВЕ ФИЛЬТРОВЫХ СТРУКТУР
5.1. Компенсация влияния емкости управляющих элементов
с помощью сосредоточенных фильтров нижних частот
5.2. Компенсация влияния емкости управляющих элементов
с помощью сосредоточенных полосно-пропускающих фильтров
5.3. Компенсация влияния емкости управляющих элементов
с помощью полураспределённых полосно-пропускающих структур
5.4. Синтез согласующе-компенсирующих структур с учётом диссипативных потерь . .
5.5. Синтез согласующе-фильтрующих структур распределённого
типа с учётом диссипативных потерь
5.6. Выводы
6. СИНТЕЗ КОМПЕНСИРУЮЩИХ ЦЕПЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРАНСФОРМАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО
СОПРОТИВЛЕНИЯ
6.1. Синтез компенсирующих цепей на основе ФНЧ, ФВЧ
и понижающих трансформаторов Нортона
6.2. Синтез компенсирующих цепей на основе ППФ, ФВЧ
и понижающих трансформаторов Нортона
6.3. Синтез компенсирующих цепей на основе ППФ
и повышающих трансформаторов Нортона
6.4. Синтез компенсирующих цепей на основе ППФ
с высоким характеристическим сопротивлением
6.5. Синтез трансформирующих схем компенсации, выполненных
на отрезках линий передачи
6.6. Применение рядов Фурье для параметрического синтеза трансформирующих схем компенсации
на отрезках линий передачи
6.7. Синтез трансформирующей схемы компенсации на отрезках линий передачи с короткозамкнутыми корректирующими шлейфами
6.8. Выводы

мерностью частотных характеристик во всём динамическом диапазоне при условии одинакового изменения импедансов всех управляющих элементов.
Следующим шагом в развитии УУ СВЧ было использование фильтровых структур для компенсации влияния межэлектродной емкости и индуктивностей выводов управляющих элементов в широкой полосе частот. В работах [18, 24, 52, 53, 54, 55] описано применение для этой цели фильтров нижних частот (ФНЧ), выполненных на сосредоточенных элементах или отрезках линий передачи. Межэлектродная ёмкость управляющего элемента и индуктивность его выводов встраиваются в состав фильтра. Очевидным является то, что структура в виде ФНЧ имеет принципиальное ограничение по значению максимальной рабочей частоты, равной частоте среза фильтра. Поэтому на высоких частотах для этой цели целесообразно использовать полосно-пропускающие фильтры. В работах [13, 56] подробно проанализировано и исследовано применение полос -но-пропускающих фильтров с четвертьволновыми связями и короткозамкнутыми шлейфами, укороченными межэлектродными емкостями. Данные схемотехнические решения, соответствующие прямой схеме построения УУ СВЧ, позволили обеспечить режим качественного согласования мощных управляющих элементов в дециметровом и сантиметровом диапазоне частот. Однако при этом не была решена проблема физической реализуемости элементов, не проведена оценка предельно достижимой полосы рабочих частот фильтровых структур, используемых для компенсации межэлектродных емкостей. Непосредственное использование результатов классической теории фильтров, которая ориентирована на обеспечение высоких параметров по частотной селективности, не позволяет решить задачу максимально возможного расширения полосы рабочих частот управляемых устройств. Дополнительно отметим, что основной акцент классической теории аналоговых фильтров, направленный на обеспечение селективных и избирательных свойств, не обеспечивает выполнение условий неискажённого прохождения сигналов из-за нелинейности фазочастотной характеристики. Поэтому в аналоговых фильтрах высокого порядка