Твердотельные мощные передатчики C- и X-диапазонов с высокой стабильностью частоты и фазы сигналов на GaN СВЧ транзисторах

• Автор: Глыбин, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ТЕХНИКИ ФОРМИРОВАНИЯ СВЧ СИГНАЛОВ С ВЫСОКОЙ СТАБИЛЬНОСТЬЮ ЧАСТОТЫ И ФАЗЫ В СОВРЕМЕННЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМАХ !
1.1 Основные параметры, определяющие стабильность частоты и фазы сигналов СВЧ твердотельных передатчиков (ТП) и современные требования к ним.
1.2 Современные методы измерения флуктуационных параметров, описывающих качество СВЧ сигналов ТП
1.3 Физические механизмы, снижающие качество сигналов ТП
1.4 Влияние нелинейных искажений на качество сигнала ТП
1.5 Современный уровень элементной базы для ТП
1.6 Цель и основные задачи диссертационной работы
ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ СВЧ ПЕРЕДАТЧИКОВ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ШУМОВ И ПОМЕХ
2.1 Методы обеспечения тепловых режимов импульсных СВЧ передатчиков на ИаХ СВЧ транзисторах
2.1.1 Моделирование тепловых режимов импульсных СВЧ передатчиков на СаХ СВЧ транзисторах
2.1.2 Конструктивные методы обеспечения тепловых режимов СаХ СВЧ транзисторов в импульсных передатчиках
2.1.3 Методы снижения вероятности электрического пробоя СаХ СВЧ транзисторов при работе в режиме максимальной выходной мощности
2.2 Минимизация уровня фазовых шумов твердотельных СВЧ передатчиков импульсных сигналов на СаХ СВЧ транзисторах
2.2.1Влияние тепловых флуктуаций на кратковременную нестабильность частоты СВЧ передатчиков 3

2.2.2 Ми нимизация влияния на стабильность частоты и фазы СВЧ сигнала уровня шумов и помех от вторичного источника питания в импульсных передатчиках на ИаИ СВЧ транзисторах
2.3 Минимизация искажений сложных сигналов СВЧ твердотельных передатчиков с использованием ОаХ транзисторных усилителей
2.4 Выводы
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СВЧ ГЕНЕРАТОРОВ СИГНАЛОВ, СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ И ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ РЕЗОНАТОРАМИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ШУМОВ И ПОМЕХ
3.1 Оптимизация мощных СВЧ генераторов, стабилизированных диэлектрическими резонаторами, с ФАПЧ по критерию максимума стабильности частоты и фазы
3.1.1 Моделирование эквивалентной схемы и выбор типа СВЧ транзистора
3.2 Методы повышения стабильности частоты СВЧ генераторов с высокой стабильностью частоты и фазы при воздействии внешних дестабилизирующих факторов
3.2.1 Моделирование воздействия ударов, вибраций, акустических флуктуаций на СВЧ генераторы с высокой стабильностью частоты и фазы
3.2.2 Конструктивные методы повышения стабильности частоты СВЧ генераторов при воздействии акустических шумов, механических ударов и вибраций
3.3 Выводы 102 ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ СВЧ ПЕРЕДАТЧИКОВ С ВЫСОКОЙ СТАБИЛЬНОСТЬЮ ЧАСТОТЫ И ФАЗЫ НА ОаХ СВЧ ТРАНЗИСТОРАХ
4.1 Импульсные твердотельные СВЧ передатчики Х-диапазона на

ваМ СВЧ транзисторах с высокой стабильностью частоты и фазы
4.2 СВЧ генераторы на ОаН СВЧ транзисторах, стабилизированные диэлектрическими резонаторами, с конструктивной защитой схемы ФАПЧ от акустических шумов и механических воздействий
4.3 Выводы ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ]
СПИСОК РАБОТ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ПРИЛОЖЕНИЯ

ло, с единиц килогерц), дают спектр ///-типа [45-52].
Одной из наиболее распространенных моделей фликкер-шума являются низкочастотные шумы транзисторов, обусловленные процессами генерации-рекомбинации в активной зоне прибора [6].
Экспериментальные результаты показывают существенный вклад наличия примесей [45,46,48] в уровень фликкер-шума транзисторов. В общем случае вклад процессов генерации- рекомбинации с различными временами жизни может быть учтен с помощью статистической функции распределения — р(тр). Значение функции распределения р(тр) может быть определено из спектральной зависимости измеренного фликкер- шума:
для равномерного распределения р('ср)=ро спектральная зависимость шума равна [5]
*м=ЧНг)г- (ы1)
Полученные выражения показывают, что уровень СПФШ связан с уровнем распределения источников генерации-рекомбинации в СВЧ транзисторе.
Основные качественные и количественные закономерности Д-шума в однородных проводящих средах удовлетворительно отражаются так называемой «формулой Хоухе» [50].
Отличительной особенностью фликкер-шума является то, что возрастание его спектральной плотности с уменьшением частоты происходит вплоть до минимальных доступных измерению частот ~ 10'6—10'7 Гц и не обнаруживает тенденции к насыщению [51, 52]. Отсутствие насыщения даже на очень низких частотах означает, что физические процессы, ответственные за фликкер-шум, либо не имеют характерного верхнего масштаба времени, либо имеют, но это время велико, больше 10б... 107с.
Еще один опытный факт — это наличие некоторой естественной меры 1/Т-шума, которая соответствует типичному по порядку величины значению «константы Хоухе» а ~ 10°. Для многих собственных полупроводников [51]