Методы анализа и устройства автоматической компенсации помеховых колебаний в системах подвижной связи

• Автор: Пугачев, Олег Иванович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 206 с. : ил.

Содержание
Введение
Раздел 1. Обзор современных методов анализа нелинейных усилительных устройств СВЧ диапазона
1.1. Анализ искажающих процессов в каналах систем радиосвязи при передаче и приеме информации

1.2. Основные виды анализа нелинейных СВЧ-устройств и методика

их применения

1.3. Современные транзисторные усилители мощности и усилительные модули СВЧ диапазона и методы их реализации

Выводы по разделу

Раздел 2. Моделирование и статистическая линеаризацш! нелинейных СВЧ устройств с помощью компьютерной математики
2.1. Алгоритмы формирования математических моделей нелинейных ВУМ и сигналов с цифровым формированием огибающей многих несущих
2.2. Вычислительные аспекты адаптивного метода гармонической линеаризации в схемотехническом моделировании нелинейных ВУМ
2.3. Линеаризация математической модели нелинейных динамических систем на базе конечных сумм многомерных комплекснозначных рядов
2.4. Метод статистической линеаризации для анализа и расчета с помощью компьютерной математики комбинационного спектра ВУМ
2.5. Уменьшение ошибок и спектральный анализ цифровых групповых сигналов при их усилении и передаче в радиопередающих трактах... 85 Выводы по разделу
Раздел 3. Разработка и компьютерный анализ схем автоматической компенсации помеховых колебаний в ВУМ с цифровым формированием огибающей многих несущих
3.1. Методы компенсации помех в усилительных трактах систем подвижной связи с многостанционным доступом
3.2.Стандартные методы и схемы линеаризации передаточных характеристик мощных усилителей
3.3. Моделирование и разработка широкополосных линеаризаторов передаточных характеристик ВУМ с прямой связью
3.4. Компьютерное проектирование полосковых моделей активных и пассивных узлов линеаризаторов передаточных характеристик ВУМ
3.5. Разработка экспериментального стенда
Выводы по разделу
Раздел 4. Анализ эксплуатационных показателей ВУМ и многомодульных усилителей мощности
4.1. Комплексные показатели надежности усилителей мощности
СВЧ диапазона
4.2. Программный анализ надежности многомодульных усилителей
мощности
4.3. Анализ значений вероятностей безотказной работы усилительных
модулей и оценка стабильности их характеристик
Выводы по разделу
Заключение
Список литературы
Приложения
Введение
Актуальность темы. В последние годы широкое распространение в системах подвижной связи (СПС) получили устройства с цифровым формированием огибающей многих (групповых) несущих. Однако такое формирование обладает существенным недостатком: высокая чувствительность к нелинейным искажениям, возникающим в усилительных трактах. Это связано с повышением плотности размещения базовых приемопередающих станций (БПС) и ретрансляторов сотовых, спутниковых и радиорелейных линий связи, что приводит к увеличению взаимных помех и проблемам ЭМС. Не менее опасно одновременное воздействие большой группы передаваемых сигналов, порождающих в выходных усилителях мощности (ВУМ) СВЧ диапазона передатчиков интермодуляционные помехи (ИП), которые попадают в полосу рабочих частот приемников, уменьшают динамический диапазон, выходную мощность и КПД, снижают помехоустойчивость СПС. В сочетании с инерционными электрическими цепями ВУМ образуют нелинейные динамические системы, в которых и возникают ИП. Обычно полагают, что причина генерации ИП и их характеристики известны, В реальных условиях решается обратная задача: сначала путем предварительных исследований необходимо определить передаточные характеристики (ПХ) нелинейных ВУМ, а затем провести спектральный мониторинг вокруг несущих частот. Для этого используют различные модели как групповых сигналов, так и передаточных амплитудной (АХ) и фазоамплитудной (ФАХ) характеристик ВУМ.
Оценить влияние множества нелинейных эффектов путем составления и решения системы нелинейных интегро-дифференциальных уравнений часто весьма затруднительно. Поэтому приходится обращаться к математическим моделям нелинейных систем. Особое значение при этом приобретает моделирование ВУМ — многовходовых нелинейных динамических систем типа «вход-выход». В силу нелинейности моделей и ограниченных воз-

В последнее время в широких кругах ученых и специалистов различных отраслей науки и техники стал достаточно популярным и широко используемым термин «компьютерная математика».
Понятие «компьютерная математика» включает совокупность как теоретических и методических средств, так и современных программных и аппаратных систем, позволяющих производить все требуемые математические вычисления с высокой степенью точности и производительности, а также строить сложные цепочки вычислительных алгоритмов и программных компонент с широкими возможностями визуализации процессов и данных при их обработке.
В связи с этим в работе и был предложен спектральный метод статистической линеаризации для анализа и расчета с помощью компьютерной математики комбинационного спектра, основанный на аппроксимации ПХ ВУМ по одномерным и многомерным массивам данных, снимаемых в реальном масштабе времени [16].
1.3. Современные транзисторные усилители мощности и усилительные модули СВЧ диапазона и методы их реализации
Современные СВЧ-усилители мощности систем связи строят на основе усилительных модулей, которые представляют собой конструктивно законченные радиотехнические устройства с заданными параметрами, определенными техническим заданием [76 - 87]. Многообразие сочетаний параметров и требований к СВЧ-усилителям существенно затрудняют их классификацию. Так, экономичные усилители отличаются достаточно высоким КПД. Усилитель может быть реализован в одном модуле. Каскадируемые усилители имеют одинаковые входной и выходной импедансы и могут включаться последовательно. Часто при выборе усилителей руководствуются такими их характеристиками, как мощность, КПД, передаточные АХ и ФАХ, коэффициент нелинейных искажений, АЧХ и т.д. В то же время мало интересуются характеристикой ИП, хотя их пагубное воздействие на вое-