Широкополосные преобразователи частоты для радиоизмерительных приборов СВЧ

• Автор: Щитов, Аркадий Максимович
• Шифр специальности: 05.12.07, 05.11.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 247 с. : ил.

Введение. Общая характеристика работы

Глава 1 Современное состояние методов проектирования и уровень технического развития СВЧпреобразоватслсй частоты, их применение в РИА.

Задачи исследования1.

1.1 Особенности применения диодных преобразователей частоты в РИА СВЧдиапазона

1.2 Анализ методов исследования, схем и конструкций СВЧпреобразователеЙ частоты .

1.2.1 Стробоскопические преобразователи частот

1.2.2 Умножители частоты и генераторы гармоник.

1.3 Многофункциональные преобразователи частоты . .

1.4 Выводы задачи исследования.

Глава 2 Исследование и расчет широкополосных стробоскопических преобразователей частоты

2.1 Основы нелинейной теории и проектирования базовых схем стробпреобразователей.

2.1.1 Анализ и расчет характеристик одноднодной схемы стробпреобразова
2.1.2 Анализ двухдиодной балансной схемы стробпреобразователя
2.1.3 Исследование влияния помех на характеристики стробпреобразователя
2.2 Специальные теоретические вопросы анализа и расчета характеристик стробпреобразователей.
2.2.1 Ограничение чувствительности и динамического диапазона преобразователя за счет конечной величины развязки каналов.
2.2.2 Анализ методов увеличения развязки каналов стробпреобразователя
2.2.3 Исследование многочастотных режимов преобразования частоты
2.3 Выводы.
Глава 3 Проектирование и экспериментальное исследование стробпреобразователей .
3.1 Синтез микромодулыюй конструкции стробоскопического смесителя сантиметрового диапазона
3.1.1 Согласование сигнального тракта стробсмссителя.
3.1.2 Анализ требований к исходному перепаду напряжения. Расчет цепей, формирующих стробимпульсы.
3.1.3 Коррекция размеров элементов согласующего трансформатора сигнальной линии
3.2 Конструкции стробсмесителей сантиметрового диапазона
3.2.1 Варианты базовых микрополосковых балансных стробсмесителей
3.2.2 Новые схемноконструктивнотехнологические решения в проектировании стробсмесителей.
3.3 Многофункциональные ГИС на базе стробсмесителей стробпреобразовате
лсй сантиметрового диапазона.
3.3.1 Одноканальные стробпреобразовагели
3.3.2 Двухканальные стробпреобразователи
3.3.3 Четырехканальные стробпреобразователи 3
3.3.4 Нетрадиционные способы использования стробоскопических преобразователей СВЧ.
3.4 Волноводные стробпреобразователи миллиметрового диапазона.
3.4.1 Волноводномикрополосковые стробпреобразователи диапазона 0 ГГц.
3.4.2 Сверхширокополосный стробпрсобразователь на Пволноводе
3.4.3 Стробпреобразователи диапазонов частот ГГц, ГГц
3.5 Выводы
Глава 4 Исследование и разработка диодных умножителей частоты и генераторов гармоник в сантиметровом диапазоне
4.1 Исследование и разработка умножителей частоты на ДНЗ с многооктавной перестройкой частоты ЖИГфильтром
4.2 Широкополосные микрополосковые умножители на ДНЗ и варакторах
4.3 Многофункциональные ГИС на базе умножителей частоты.
4.3.1 Сверхширокополосные умножители частоты 2,4 ГГц.
4.3.2 Умножители частоты высокой кратности
4.4 Сверхширокополосные генераторы гармоник с равномерным спектром
4.5 Полосовые генераторы гармоник.
4.5.1 Радиоимпульсныс генераторы гармоник.
4.5.2 Генераторы гармоник с внутренней самомодуляцией.
4.5.3 Г енераторы гармоник на ДНЗ с ЖИГ фильтром.
4.6 Выводы
Глава 5 Исследование и разработка широкополосных умножителей частоты
миллиметрового диапазона.
5.1 Теоретический анализ, расчет и проектирование балансных удвоителей частоты на ДБШ
5.1.1 Анализ схемы
5.1.2 Расчет характеристик
5.1.3 Особенности конструкции и результаты экспериментального исследования удвоителей в диапазоне частот , ГГц
5.2 Теоретический анализ, расчет и проектирование балансных утроителей частоты на ДБШ
5.2.1 Анализ схемы
5.2.2 Расчет характеристик
5.2.3 Особенности конструкции и результаты экспериментального исследования утроителей в диапазоне частот 0 ГГц
5.3 Многокаскадные умножители частоты.
5.3.1 Пассивные умножители частоты
5.3.2 Активные умножители частоты.
5.3.3 Умножители частоты для спектрально чистых широкополосных источников сигнала.
5.4 Выводы.
Глава 6 Внедрение результатов исследований в разработки радиотехнической
аппаратуры
6.1 Широкополосные входные приемные устройства РИА.
6.1.1 Стробоскопические преобразователи для анализаторов цепей и фазометров
6.1.2 Стробоскопические преобразователи в автоматических частотомерах СВЧ.
6.2 Синхронизация и стабилизация частоты источников СВЧсигналов.
6.3 Генерация СВЧсигналов.
6.3.1 Сверхширокополосные источники сигнала сантиметрового диапазона.
6.3.2 Широкополосные источники сигнала миллиметрового диапазона
6.4 Многофункциональный преобразователь частоты 1,5 ГГц с управлением
по шине УХ1
6.5 Преобразователи частоты для радиоприемных устройств
6.5.1 Преобразователи частоты для высокочувствительных приемных устройств миллиметрового диапазона.
6.5.2 Двухступенчатый преобразователь частоты 0,5 ГГц1 ГГц
6.6 Разработка методов настройки и экспресс поверки диодных преобразователей частоты
6.6.1 Настройка умножителей частоты миллиметрового диапазона.
6.6.2 Настройка стробпрсобразоватслей миллиметрового диапазона.
6.7 Выводы.
Заключение
Список литературы


Сильные нелинейные и комбинационные искажения могут приводить к синхронизации частоты на ложных номерах гармоник гетеродина. Табл. Частотомеры, Амплифазомстры, Анализаторы цепей смдиапазона 0,1 4 ГГц 1 0 МГц Малая неравномерность АЧХ дБ в широкой полосе ПЧ Идентичность каналов многоканальных стробпреобразоватслей. Системы синхронизации и стабилизации частоты источников сигналов см диапазона мм диапазона 0,1 1 ГГц 4 ГГц 1 0 МГц МГц Высокая развязка входов гетеродинсигнал дБ. Умножители частоты широко используются для создания портативных, надежных, дешевых твердотельных источников сигналов малой и средней мощности в см и ммдиапазонах. Принцип умножения частоты положен в основу построения наиболее широкополосных синтезированных источников сигнала см и ммдиапазона ряда зарубежных фирм Н. Особенности применения широкополосных умножителей частоты в РИА СВЧдиапазона и требования к их характеристикам даны в таблице 1. Табл. Широкополосные источники зондирующих сигналов в анализаторах цепей в установках для измерения параметров антенн в измерителях КСВН и ослабления 1 мВт 1 мВт дБ дБ дБ дБ Максимальная широкополосность Малая неравномерность потерь преобразования дБ Максимальная широкополосность. Широкополосные гетеродины приемников в анализаторах спектра, панорамных приемниках 5 мВт дБ дБ Минимальный уровень вносимых фазовых шумов. К недостаткам широкополосных источников сигнала с умножением частоты следует отнести относительно малый дБс уровень подавления гармонических и субгармонических составляющих в спектре выходного сигнала в случае работы без полосовых фильтров. Достижимый уровень мощности 1 мВт и подавление паразитных составляющих дБс в спектре выходного сигнала, как правило, достаточны для использования умножителей в качестве широкополосных источников зондирующих сигналов см и ммдиапазонов в анализаторах цепей, установках для измерения параметров антенн и другой РЭА, использующей принцип селективного приема сиг
налов. Для применения источников с умножением частоты в широкополосных гетеродинных приемниках и анализаторах спектра, в измерителях КСВН и ослабления, в измерительных генераторах и синтезаторах и т. ФНЧ , , обеспечивающие подавление паразитных составляющих в спектре выходного сигнала не менее дБс при незначительных менее дБ вносимых потерях. В применении к анализаторам цепей, измерителям КСВН и другим измерительным установкам ммдиапазона принцип умножения относительно низкочастотного ГГц синтезированного источника является предпочтительным, так как дает возможность подводить к блоку рефлектометров низкочастотный сигнал с помощью гибкого коаксиального кабеля и уже здесь умножать частоту, формируя зондирующий сигнал ммдиапазона. Такое решение позволяет обеспечить удобство подключения объекта к блоку рефлектометров при калибровке и измерениях. Для эффективного использования широкополосных умножителей частоты в современной РИА сми ммдиапазонов необходимо обеспечить низкие потери дБ выходную мощность 1 мВт малую неравномерность АЧХ дБ подавление паразитных составляющих в спектре выходного сигнала не менее дБс. Узкополосные умножители частоты находят широкое применение для формирования спектрально чистых сигналов см и ммдиапазона с низким уровнем фазовых шумов опорные генераторы, гетеродины и т. Задающими источниками являются кварцевые генераторы, генераторы на ПАВ или диэлектрических резонаторах. Основные требования к характеристикам умножителей в данном применении высокий коэффициент умножения . Генераторы гармоник генераторы сетки частот находят применение в РИА в качестве калибраторов частотной шкалы панорамных приемников, анализаторов спектра, анализаторов цепей и т. Широкополосные генераторы гармоник ГГ генераторы последовательности коротких импульсов характеризуются диапазоном частот по входу и выходу, интенсивностью уровня гармоник, их равномерностью в рабочем диапазоне частот и другими параметрами. Узкополосные ГГ, как правило, имеют повышенную по сравнению с широкополосными ГГ интенсивность гармоник, но в ограниченном участке частотного диапазона.