Моделирование нелинейных СВЧ преобразующих устройств на полевых транзисторах с затвором шотки

• Автор: Осадчий, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 219 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. Обзор современных методов анализа нелинейных СВ1 устройств

1.1. Методы анализа нелинейных СВЧ устройств

1.2. Аппроксимация характеристик нелинейных СВЧэлементов

1.3. Виды нелинейностей в устройствах СВЧ

1.4. Итоги раздела.

РАЗДЕЛ 2. Анализ преобразующих устройств СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ

2.1. Смесители СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ.

2.2. Анализ умножителей СВЧ на ПТШ

2.3. Итоги раздела

РАДЕЛ 3. Вопросы моделирования СВЧ нелинейных устройств на ПТШ
3.1. Моделирование ВАХ ПТШ и ДЗПТШ с учтом нелинейности объма полупроводника.
3.2. Метод анализа нелинейного СВЧустройства при полигармоническом воздействии
3.3. Метод расчета нелинейных характеристик преобразователя СВЧ на полевом транзисторе с затвором Шотки.
3.4. Расчет нелинейных характеристик умножителей частоты на ПТШ
3.5. Моделирование эквивалентных схем СВЧ полевых транзисторов.
3.6. Итоги раздела
РАЗДЕЛ 4. Вопросы моделирования преобразующих СВЧустройств на ПТШ и ДЗПТШ и их шумовые параметры.
4.1. Моделирование и расчет СВЧ смесителей на ПТШ и ДЗПТШ.
4.1.1 Проектирование и расчет резистивного СВЧ смесителя на ПТШИЗ
4.1.2 Проектирование и расчет преобразователя СВЧ на ДЗПТШ.
4.2. Моделирование и расчет умножителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ.
4.2.1 Моделирование и алгоритм расчета умножителя СВЧ на ПТШ.
4.2.2 Проектирование умножителей СВЧ на ПТШ и ДЗПТШ
4.3. Анализ шумовых параметров ПТШ и ДЗПТШ.
4.4. Итоги раздела.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Список использованных источников


Классическое понимание принципа гармонического баланса состоит в том, что процессы в устройстве в первом приближении определяются первой гармоникой воздействия. В работе [9] рассмотрены условия, позволяющие расширить область применения этого принципа в нелинейных устройствах. Здесь принцип гармонического баланса понимается как выполнение законов Ома и Кирхгофа для узлов и контуров схемы по каждой из гармоник, действующих в нелинейном устройстве. В большинстве случаев из анализа схемы устройства достаточно получить параметры установившегося режима, так как они либо полностью характеризуют схему, либо дают возможность найти дифференциальные параметры, позволяющие линеаризировать схему относительно малых возмущений. Методы этой группы позволяют найти амплитуды и фазы Фурье-компонент на участках цепи. СВЧ устройств. Суть методов этой группы состоит в том, что нелинейные дифференциальные уравнения преобразуются в линейные алгебраические относительно амплитуд искомых гармоник и решаются либо итерационными методами, либо в форме рядов Фурье, либо в форме рядов Тейлора по степеням амплитуд воздействий. При этом линейная часть схемы учитывается как сопротивление (проводимость) на соответствующих частотах, поэтому порядок линейной части не влияет на сложность расчета. В работе [8] используются многократные функции Бесселя многих переменных, являющиеся коэффициентами многократных рядов Фурье в разложении нелинейных характеристик при полигармоническом воздействии, причем частоты воздействий не обязательно кратные. Амплитуда искомой гармоники находится в виде ряда Тейлора по степеням амплитуд воздействий. Однако этот метод не позволяет учесть фазы гармоник, что при анализе различных балансных схем (балансные, кольцевые преобразователи частоты, умножители, делители частоты и др. Методам этой группы присущи такие достоинства как независимость сложности расчета от порядка линейной части и расчет установившегося режима, минуя расчет переходного. Эти достоинства при машинной реализации обеспечивают большую экономию машинного времени. Основные радиотехнические преобразования (модуляция, детектирование, преобразование частоты и т. Нелинейными элементами, входящими в состав нелинейных СВЧ устройств, являются в основном полупроводниковые приборы, имеющие нелинейную вольт-амперную характеристику (ВАХ). Для анализа нелинейных преобразований и расчета нелинейных цепей необходимо использовать ВАХ нелинейных элементов в аналитической форме. Однако реальные ВАХ имеют сложный вид, затрудняющий их описание с помощью достаточно простого аналитического выражения. Поэтому в электронике (в частности в электронике СВЧ) используются способы представления реальных характеристик относительно простыми функциями, приближенно отображающими истинные характеристики. Замена реальной характеристики приближенно представляющей ее функцией называется аппроксимацией. Выбор класса функций связан с условиями и целями исследования; если в результате нужно получить спектр выходного колебания, аппроксимирующую функцию следует выбирать из условий упрощения операций гармонического (спектрального) анализа; если же предстоит решать дифференциальное уравнение для получения временной картины процесса, аппроксимирующую функцию выбирают из условий возможности выполнения операций интегрирования и т. Во всех случаях необходимо стремиться к лаконичности записи, т. Определение коэффициентов аппроксимации связано с условиями её точности; эти условия конкретизируются при помощи так называемых критериев аппроксимации. Приближения, соответствующие этому критерию, часто называют интерполяционными или узловыми. В задачах аппроксимации характеристик НЭ требования к точности обычно не являются высокими. Так как относительно велик разброс этих характеристик и параметров различных элементов; точность аппроксимации должна быть одного порядка с точностью задания характеристик. Степенной полином: у = а0 + ахх+а2х2 +. Экспоненциальный полином: y = A0 + Aiea,x + A2ea2X+. Anea,,x. А] cos(x + (р) + A} cos(2x + <р2) + . Ап cos(пх + (рп). AT-f а2х2 +. Ь0+Ь1х+Ь2х2+.