Исследование нелинейности преобразования сверхширокополосных сигналов

• Автор: Семенов, Эдуард Валерьевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 248 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Обозначения и сокращения
Введение
1 Проблема исследования нелинейных искажений
сверхширокополосных сигналов
1.1 Исследование нелинейных искажений сверхширокополосных сигналов
1.1.1 Анализ гармоник и комбинационных спектральных составляющих
1.1.2 Методы наблюдения за локальными нулями спектра
1.1.3 Анализ насыщения и амплитудно-фазовой конверсии
1.1.4 Методы, подразумевающие нахождение разности отклика объекта и тестового сигнала
1.1.5 Методы, включающие построение модели исследуемого объекта
1.2 Технические решения для фазовой обработки сигналов и их недостатки
1.2.1 С-секция
1.2.2 Фазовый корректор на основе двух отрезков связанных линий .
1.2.3 А-секция
1.2.4 Модифицированная А-секция
1.2.5'/’-секция
1.2.6 Использование фазовых корректоров в отсутствие согласования с импедансом источника и нагрузки
1.3 Согласование импедансов в сверхширокой полосе частот
1.3.1 Согласование импедансов в диапазоне частот от нуля до верхней граничной частоты
1.3.2 Уменьшение локального рассогласования импедансов
1.4 Коррекция нелинейных искажений
1.4.1 Коррекция нелинейных искажений узкополосных сигналов

1.4.2 Коррекция нелинейных искажений сверхширокополосных
сигналов
1.5 Выводы и формулировка проблемы
2 Методы исследования нелинейных искажений сверхширокополосных сигналов с применением фазовой обработки
2.1 Метод исследования нелинейности преобразования сверхширокополосных сигналов с использованием фазовой обработки .
2.2 Исследование нелинейности преобразования сигналов при наличии нелинейных искажений тестовых сигналов генератором
2.3 Исследование нелинейности преобразования сигналов приемником.
2.4 Исследование нелинейности преобразования сигналов объектом с учетом нелинейных искажений сигналов приемником
2.5 Сопоставление е() с другими характеристиками нелинейности
2.6 Связь характеристики нелинейности є с вольтамперной характеристикой
2.7 Коррекция нелинейных искажений сверхширокополосных сигналов
2.8 Выводы
3 Синтез фазовых корректоров с конструктивно-технологическими и функциональными свойствами, необходимыми для фазовой обработки сверхширокополосных сигналов
3.1 Синтез фазового корректора с симметричными входом и выходом (2Г-секции)
3.1.1 Структурный синтез 27-секции
3.1.2 Условия нулевого вносимого ослабления и коэффициент пропускания 27-секции в этом случае
3.1.3 Анализ характеристик 27-секции в общем случае
3.1.4 Реализации 27-секции с малой длиной перемычек
3.1.5 Параметрический синтез 27-секции
3.1.6 27-секция с неуравновешенной связью линий. Минимизация вносимого ослабления

3.1.7 Х-секция на основе нерегулярно включенных связанных линий
3.2 Синтез фазового корректора с несимметричными входом и выходом, не содержащего элементов с сосредоточенными параметрами
3.2.1 Влияние отличия коэффициентов связи линий от единицы на характеристики Л^Ссекции
3.3 Выводы
4 Характеристики фазовых корректоров без использования элементов с сосредоточенными параметрами
4.1 Обобщенная формула для коэффициента пропускания фазовых корректоров с периодическими характеристиками
4.2 Импульсные характеристики фазовых корректоров
4.2.1 Общие особенности импульсных характеристик фазовых корректоров
4.2.2 Способы отыскания импульсной характеристики
4.2.3 Импульсные характеристики различных фазовых корректоров
4.3 Фазочастотные характеристики и характеристики группового времени запаздывания и фазовых корректоров
4.4 Характеристики фазовых корректоров в отсутствие согласования с импедансом источника и нагрузки
4.4.1 Затухание, вносимое фазовым корректором при рассогласовании только по входу или только по выходу
4.4.2 Групповое время запаздывания, вносимое фазовым корректором при рассогласовании только по входу или только по выходу
4.4.3 Чувствительность характеристик фазовых корректоров к отклонению параметров элементов в согласованном включении и при рассогласовании по одной из пар полюсов
4.5 Выводы

Если теперь в нагрузку линии дополнительно включить нелинейный элемент - диод Шотки EDI, получим отклики моделируемой схемы, приведенные на рисунке 1.2, б (кривая 2 - отклик на тестовый сигнал амплитудой 1.06 В, кривая 4 - на сигнал амплитудой 0.53 В). Видно, что кривые 1 и 2 лучше совпадают друг с другом, чем на рисунке 1.2, а. Другими словами, погрешности моделирования линейных искажений сигналов объектом могут быть частично скомпенсированы включением в модель нелинейных элементов. Т.е. моделируемый линейный объект ошибочно идентифицируется как нелинейный.
Для моделирования операторов нелинейных объектов часто используют ряд Вольтерра [19, 36, 118-120]:
оо оо оо
u(t)= | /г, (х)х(/ - т)dx + | |/г2(т1)т2)х(? - х, )х(/ - т2 )й?Х]й?х2 +
—00 —
со оо со
+ || |/г3(т1,х2,х3)х(г - т, )x{t - х2)х(/ - Тз)«?!, скгскъ +...,
-00—
где x(t) - тестовый сигнал, u(t) - отклик объекта на тестовый сигнал, /?,(■) -ядро Вольтерра /-той степени.
Первый недостаток такого представления состоит в том, что оно без значительных трудностей может использоваться только для слабонелинейного режима. Во-вторых, чтобы определить больше ядер Вольтерра, необходимо воздействие на объект большим количеством тестовых сигналов. Поэтому ряд Вольтерра широко используется при построении моделей слабонелинейных цепей, но для, например, локации его использование не представляется возможным. Кроме того, чем больше проводится тестовых воздействий, тем больше погрешность при обработке результатов экспериментов [36].
С.А. Лабутиным [29] на основе теории расщепления сигналов, разработанной A.A. Ланнэ [30], предложен метод оценивания искажений сигналов системой, сводящийся к построению такой математической модели