Нелинейное многосигнальное взаимодействие в усилительных структурах СВЧ с учетом их шумовых свойств

• Автор: Бобрешов, Анатолий Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 402 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1 МОДЕЛИРОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЕЙ СВЧ ДИАПАЗОНА С УЧЕТОМ ИХ ШУМОВЫХ И НЕЛИНЕЙНЫХ СВОЙСТВ
1.1 Моделирование усилителя СВЧ на полевом транзисторе в нелинейном режиме
1.1.1 Нелинейная физическая модель полевого транзистора
1.1.2 Определение параметров модели транзистора на основе измеренных S-параметров
1.1.3 Определение параметров модели транзистора на основе их конструктивных данных
1.1.4 Учет паразитных параметров модели полевого транзистора
1.1.5 Влияние конструктивных параметров полевого транзистора на
нелинейные характеристики малошумящего усилителя
1.2 Моделирование полевого транзистора в нелинейном режиме с использованием пакета программ "DESIGN LAB"
1.2.1 Моделирование полевого транзистора
1.2.2 Моделирование биполярного транзистора
1.2.3 Моделирование полупроводникового диода
1.3 Моделирование полевого транзистора с двумя затворами Шотки
1.4 Аналитическая модель НЕМТ - транзистора
1.5 Модель СВЧ усилителя с учетом шумовых свойств
1.5.1 Модель транзисторного СВЧ-усилителя
1.5.2 Моделирование преобразователей СВЧ-диапазона
1.6 Моделирование электронных усилителей
В ыводы
2 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭМС ВХОДНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ СВЧ

2.1 Нелинейные эффекты во входных усилителях СВЧ
2.1.1 Блокирование
2.1.2 Блокирование по шумам
2.1.3 Перекрестная амплитудно-фазовая конверсия
2.1.4 Перекрестные искажения
2.1.5 Интермодуляция
2.1.6 Другие эффекты
2.2 Система параметров и характеристик ЭМС МШУ
2.2.1 Параметры ЭМС МШУ
2.2.2 Характеристики ЭМС МШУ
2.3 Принципы построения теории ЭМС МШУ
2.3.1 Ограничения метода эквивалентного четырехполюсника
2.3.2 Методы, используемые для корректного построения теории
Выводы
3 НЕЛИИНЕЙНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СИГНАЛА И ШУМА В СВЧ УСИЛИТЕЛЯХ
3.1 Анализ нелинейного усиления сигнала и собственного шума в присутствии монохроматической помехи в СВЧ усилителе
3.1.1 Теоретический анализ нелинейного взаимодействия интенсивной
сосредоточенной помехи с собственным шумом транзисторного у сил ите ля_

3.1.2 Изменение уровня собственного шума ЛБВ в нелинейном режиме
3.1.3 О возможности образования комбинационного шума вне полосы усиления
3.1.4 Экспериментальные исследования усилителей на ЛБВ
3.1.5 Исследование других типов входных усилителей
3.2 Анализ усиления сигнала на фоне внешних шумов в нелинейном режиме

3.2.1 Взаимодействие помехи и внешнего шума в транзисторном усилителе
3.2.2 Анализ усиления сигнала на фоне внешних шумов в нелинейном режиме ЛБВ
3.2.3 Частотные характеристики внешнего и интермодуляционного шума
3.2.4 Совместное усиление монохроматического сигнала и шума с ограниченным спектром
3.2.5 Образование интермодуляционного шума
3.216 Результаты экспериментальных исследований
3.3 Изменение коэффициента шума входного усилителя в нелинейном
режиме
Выводы
4 ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ МШУ С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ ЕГО ХАРАКТЕРИСТИК ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ
4.1 Влияние напряжения смещения на стоке транзистора на характеристики электромагнитной совместимости ТРУ
4.2 Влияние напряжения смещения на затворе транзистора на характеристики электромагнитной совместимости ТРУ
4.3 Оптимизация режимов работы усилительно - преобразовательных каскадов в среде программ Рэрюе
4.3.1 Влияние режима работы ТРУ на блокирование, перекрестные искажения и амплитудно-фазовую конверсию
4.3.2 Анализ эффекта интермодуляции в усилителе
4.3.3 Коэффициент шума и частотные характеристики усилителя при различных электрических режимах работы транзистора
4.3.4 Явления перекрестных искажений и амплитудно-фазовой конверсии в смесителе
4.3.5 Анализ эффекта интермодуляции в смесителе

является самосогласованной: в ее рамках приходится совместно решать уравнения движения электронов в электромагнитном поле и уравнения возбуждения электромагнитного поля модулированным пучком.
Вид отклика усилителя на входное воздействие, полученный тем или иным методом, несет информацию о зависимости параметров (амплитуды и фазы) выходного полезного сигнала от параметров (амплитуд и частот) помех, действующих на вход усилителя. Данные зависимости представляются в форме ЭМС-параметров и ЭМС-характеристик МШУ. Отклик содержит также зависимость от структурных и конструктивных параметров усилителя и от его электрического режима. Это позволяет исследовать возможности оптимизации конструкции усилителя и его режима питания с точки зрения ЭМС а также разработать методы управления ЭМС-характеристиками в целях оперативной адаптации радиоприемника к помеховой обстановке.
Поскольку в настоящее время отсутствуют труды, обобщающие результаты исследований по проблемам анализа и оптимизации характеристик ЭМС МШУ (за исключением весьма краткого обзора [21]), в данной главе поставлена задача по возможности восполнить этот пробел.
МШУ рассматривается как каскад радиоприемника, в наибольшей степени влияющий на его показатели ЭМС. Дается определение параметров и характеристик ЭМС МШУ в соответствии с принятыми стандартами. Здесь же рассматриваются общие принципы построения теории ЭМС МШУ различных типов.
Общим упрощающим предположением в теории контроля ЭМС МШУ является слабая нелинейность всех описываемых процессов. Для выполнения этого условия считается, что мощность полезного сигнала на входе МШУ соответствует условиям линейного усиления, а мощности помех лишь незначительно выходят за рамки верхней границы динамического диапазона усилителя, которая определяется по критерию допустимых (то есть малых)