Анализ и синтез взаимных квазинедиссипативных одночастотных и двухчастотных сумматоров и делителей мощности с управляемыми характеристиками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.04, кандидат технических наук Ковалёв, Сергей Викторович

• Ковалёв, Сергей Викторович
• кандидат технических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ковалёв, Сергей Викторович

Введение.

Глава 1. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ НЕУПРАВЛЯЕМЫХ ОДНОЧАСТОТНЫХ И ДВУХЧАСТОТНЫХ СУММАТОРОВ И ДЕЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ.

1.1. Исходные положения и формулы. Постановка задачи.

1.2. Оптимальные импедансные и энергетические соотношения для квазинедиссипативных взаимных двухчастотных сумматоров и делителей.

1.3. Оптимальные импедансные и энергетические соотношения на входах одночастотных сумматоров и делителей.

1.4. Алгоритмы синтеза и анализа каналов одночастотных и двухчастотных сумматоров/делителей с требуемыми значениями входных импедансов.

Выводы.

Глава 2. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ УПРАВЛЯЕМЫХ ОДНОЧАСТОТНЫХ И ДВУХЧАСТОТНЫХ СУММАТОРОВ И ДЕЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ.

2.1. Структурная схема управляемых одночастотных и двухчастотных сумматоров и делителей мощности. Постановка задачи.

2.2. Оптимальные импедансные и энергетические соотношения для одночастотных многоканальных сумматоров и делителей с переключаемым номером согласованного канала.

2.3. Алгоритмы синтеза и анализа реактивных и резистивных амплитудных манипуляторов проходного типа.

2.4. Алгоритмы синтеза и анализа реактивных амплитудно-фазовых манипуляторов проходного типа.

2.5. Алгоритм синтеза и анализа согласующих устройств.

2.6. Алгоритмы синтеза и анализа реактивных фазосдвигателей и резистивных амплитудно-фазовых манипуляторов.

2.7. Синтез и анализ многофункциональных двухчастотных взаимных сумматоров и делителей мощности с малыми потерями и двухуровневой манипуляцией фазы коэффициентов передачи.

Выводы.

Глава 3. СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, РАСЧЕТ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ УПРАВЛЯЕМЫХ ОДНОЧАСТОТНЫХ И ДВУХЧАСТОТНЫХ СУММАТОРОВ И ДЕЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ.

3.1. Схемотехническое моделирование и расчет двухчастотных сумматоров и делителей мощности на основе ППФ в метровом диапазоне длин волн.

3.2. Экспериментальные исследования макета двухчастотного сумматора/делителя мощности.

3.3. Экспериментальные исследования плоскослоистых сред и физическое обоснование возможности модуляции падающего сигнала с помощью одного управляющего устройства.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Анализ и синтез взаимных квазинедиссипативных одночастотных и двухчастотных сумматоров и делителей мощности с управляемыми характеристиками»

1. Актуальность темы. Формулировка цели и задачи исследования

Сумматоры и делители мощности являются одними из основных укрупненных базовых элементов, которые широко используются для разветвления и частотного уплотнения трактов передачи и приема в различных диапазонах частот при построении более сложных устройств и систем различных областей радиоэлектроники, радиосвязи, радиолокации, радионавигации, телевидения, радиоэлектронной борьбы и т.д. [1 -22].

В качестве простейших элементов при проектировании сумматоров/делителей (СД) применяются взаимные элементы на сосредоточенных и распределенных параметрах и невзаимные элементы -ферриты. В данной работе исследуются только взаимные сумматоры/делители - шестиполюсники и многополюсники.

Анализ известной литературы [1-22] показывает, что в настоящее время теория синтеза и анализа и принципы построения сумматоров/делителей находятся на очередном этапе развития. В частности, разработаны алгоритмы синтеза одночастотных сумматоров/делителей, которые обеспечивают предельно достижимые энергетические соотношения на входах 1Ч-канальных сумматоров/делителей - деление сигнала обеспечивается без потерь, а суммирование N сигналов - с потерями N

•100%. Но даже такой недостаточно эффективный результат достигается за счет больших затрат на создание линий передачи со специальными значениями волновых сопротивлений, вытекающими из определенных импедансных соотношений на входах сумматоров/делителей. Для деления и суммирования двух сигналов с разными частотами предложено использовать в соответствующих каналах фильтры нижних частот (ФНЧ) и фильтры верхних частот (ФВЧ). Описан принцип действия таких 5 сумматоров/делителей. Однако до сих пор недостаточно разработаны алгоритмы отыскания значений параметров фильтров, включаемых в плечи сумматоров/делителей, а использование традиционной теории фильтров и близких к ним согласующих устройств [23-43], включаемых в одну линию передачи с единичным нормированным волновым сопротивлением, в этом случае необоснованно.

Отсутствуют также сведения о предельно-достижимых энергетических характеристиках и оптимальных импедансных соотношениях на входах двухчастотных взаимных сумматорах/делителях, при которых достигаются эти характеристики.

Успехи в разработке невзаимных двухчастотных сумматорах/делителях являются более ощутимыми. Имеется множество работ [1-9], в которых предлагаются конструкции сумматоров/делителей на основе использования ферритовых вентилей и гираторов, принцип действия которых основан на эффекте Фарадея. Несмотря на различия в конструкциях все они работают примерно одинаково и в упрощенном виде, их действие сводится к следующему. Сигнал с одной частотой поступает в одно плечо. Часть его передается в общий канал, а другая часть - в соседнее другое плечо. Благодаря изменению поляризации эта часть отражается от поляризационной решетки и снова попадает в общий канал и т.д. То же самое происходит и со вторым сигналом на другой частоте. При этом минимизируются потери на отражение от согласуемых на определенных частотах входах и на паразитную передачу между развязываемыми входами, то есть достигаются предельные энергетические соотношения на входах. В результате в общем канале оба сигнала суммируются почти без потерь. Сумматоры и делители, обладающие указанным свойством, для определенности будем называть квазинедиссипативными.

Это описание принципа действия двухчастотных квазинедиссипативных невзаимных сумматоров/делителей приводит к 6 мысли о целесообразности рассмотрения с научной и практической точек зрения возможности создания квазинедиссипативных взаимных сумматоров/делителей с использованием фильтров, каждый из которых бы являлся пропускающим для сигнала на "своей" частоте и отражающим -для сигнала на "чужой" частоте. При этом также возникает вопрос о возможности управления характеристиками шестиполюсника - фазой, амплитудой и направлением распространения без увеличения общих потерь. Реализация такой возможности по существу означает создание нового класса сумматоров/делителей с управляемыми во времени указанными характеристиками, что позволит с учетом результатов работ [12, 13, 44-49] в перспективе создать многофункциональные управляемые устройства, обеспечивающие заданное амплитудно-фазовое распределение в антенных системах, сканирование пространства, различные способы приема и передачи информации, радиоэлектронной борьбы, радиолокации и навигации.

Управление фазой, амплитудой и направлением распространения сигнала может быть осуществлено путем включения в каждое плечо или в некоторые плечи сумматоров/делителей различных управляющих устройств - аттенюаторов, фазосдвигателей, амплитудных и фазовых манипуляторов отражательного и проходного типа, согласующих устройств и т.д. Включение управляющих устройств в сумматор/делитель не только не должно нарушать предельных энергетических соотношений на входах, но и способствовать их достижению. Поэтому синтез и анализ управляющих устройств, включаемых в сумматор/делитель, необходимо проводить с учетом требуемых импедансных соотношений на все входах шестиполюсника. Это означает, что управляющее устройство включается между элементами с произвольными импедансами.

Развитию теории синтеза и анализа перечисленных управляющих устройств посвящено множество публикаций. В работах Б.В. Сестрорецкого, Д.М. Сазонова, 8. Калуакшш, Л.С. Либермана, В.М. 7

Карпова, A.B. Вайсблата, В.Г. Шейнкмана, Г.Д. Михайлова, A.A. Головкова и др. [17, 18, 44-59] развивается теория синтеза и анализа управляющих устройств, основанная на описании всего управляющего устройства системой алгебраических уравнений состояний, определяемых уровнями управляющего низкочастотного воздействия (тока или напряжения) на управляемых полупроводниковых элементах. Например, в работе [50] показано, что характеристики управляющих устройств полностью определяются так называемым качеством управляемого элемента, являющимся мерой различия импедансов управляемого элемента в двух его произвольных состояниях.

В работах Головкова A.A. [45, 46 60, 61] определено направление развития теории синтеза и анализа реактивных и резистивных управляющих устройств, освоение которого позволяет на основе решений уравнений состояний, записанных исходя из предъявляемых требований к основным их характеристикам, определить значения параметров неуправляемых элементов и зависимость предельных значений глубины амплитудной модуляции, сдвига фазы и допуска рассогласования от качества управляемого элемента и всего устройства, описываемого различными матрицами параметров и другими функциями, определяющими коэффициенты передачи и отражения.

В [62] развиты алгоритмы синтеза и анализа амплитудно-фазовых манипуляторов смешанного (отражательного и проходного) типа путем описания базовых элементов с помощью классической матрицы передачи и дробно-линейного преобразования и всего устройства с помощью матрицы рассеяния.

Диссертация [63] посвящена синтезу и анализу реактивно-резистивных амплитудных управляющих устройств на основе описания базовых элементов и всего устройства с помощью матриц рассеяния.

В работе [64] разработаны алгоритмы синтеза и анализа дискретных аттенюаторов проходного типа при произвольных иммитансах источника 8 сигнала и нагрузки на основе описания базовых элементов с помощью матрицы рассеяния.

Поскольку в точке разветвления шестиполюсника или, в общем случае, многополюсника все каналы сумматора/делителя соединены параллельно, то представляется целесообразным описание всех четырехполюсников, включаемых в каналы, производить с помощью функций входного адмитанса (импеданса), а базовых управляемых и неуправляемых элементов - с помощью матриц проводимости. В этом случае общая матрица проводимости параллельно соединенных четырехполюсников равна сумме матриц проводимости отдельных четырехполюсников. Общий входной адмитанс равен сумме входных адмитансов отдельных четырехполюсников.

В качестве матрицы параметров, содержащей информацию о модулях и фазах коэффициентов передачи и отражения в различных состояниях управляющего устройства, можно выбрать матрицу рассеяния. Решение систем уравнений состояний или режимов работы относительно каких-либо параметров четырехполюсников будет являться исходным для синтеза и анализа сумматора/делителя соотношением. При этом возможны три уровня (этапа) синтеза и анализа.

На первом этапе путем решения системы уравнений, вытекающих из требований обеспечения свойств квазинедиссипативности, определяются макроусловия достижения этой цели в виде импедансных соотношений на всех входах и частотах.

На втором этапе путем решения системы уравнений, вытекающих из требований обеспечения необходимых значений входных импедансов для каждого входа и каждой частоты, определяются микроусловия квазинедиссипативности в виде конкретной схемы и значений части параметров её элементов.

На третьем этапе путём решения системы уравнений, вытекающих из требований к законам изменения комплексных коэффициентов отражения 9 и передачи, определяются значения оставшейся части параметров схемы без нарушения макро- и микроусловий квазинедиссипативности.

Такой подход к синтезу и анализу управляющих устройств в виде квазинедиссипативных одночастотных и двухчастотных взаимных сумматоров/делителей с управляемыми предельно-достижимыми характеристиками до настоящего времени в известной литературе не рассматривался. Отсутствие теоретического и экспериментального обоснования возможности создания квазинедиссипативных взаимных сумматоров/делителей с управляемыми характеристиками не позволяет в настоящее время решать множество важных научно-технических задач в различных областях радиоэлектроники, связанных с необходимостью одновременного уплотнения и разделения частотных каналов с малыми потерями, сканирования пространства, управления во времени и пространстве энергетическим и фазовым центром излучения и отражения, амплитудной и фазовой модуляции и демодуляции, создания заданного амплитудно-фазового распределения в фазированных антенных решетках и т.д. Поэтому тема диссертационной работы, направленная на устранение указанных выше недостатков, является актуальной.

Целью диссертационной работы является синтез и анализ квазинедиссипативных одночастотных и двухчастотных взаимных сумматоров/делителей с управляемыми и неуправляемыми характеристиками.

Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи:

Разработка алгоритмов построения квазинедиссипативных одночастотных и двухчастотных взаимных сумматоров/делителей с управляемыми и неуправляемыми характеристиками.

Разработка алгоритмов синтеза и анализа неуправляемых и управляемых одночастотных и двухчастотных сумматоров/делителей с ю требуемыми импедансными и предельными энергетическими соотношениями на входах.

Разработка алгоритмов синтеза и анализа реактивных и резистивных управляющих устройств для управляемых сумматоров/делителей на основе использования дробно-линейных преобразований, матриц проводимости и рассеяния.

Обоснование возможности использования разработанных алгоритмов для проектирования квазинедиссипативных одночастотных и двухчастотных сумматоров/делителей с управляемыми характеристиками с помощью схемотехнического моделирования и экспериментальных исследований макетов их основных узлов.

2. Основные научные результаты работы, выносимые на защиту, обладающие новизной и полученные лично автором

2.1. Разработаны алгоритмы построения квазинедиссипативных одночастотных и двухчастотных взаимных неуправляемых и управляемых сумматоров/делителей, состоящие во включении в каждый канал каскадно-соединенных согласующе-фильтрующих и управляющих устройств с определенным количеством управляемых и неуправляемых элементов, значениями их параметров и их соединений по определенным схемам, отличающиеся обеспечением в комплексе обоснованных требуемых соотношений входных импедансов, предельных энергетических соотношений, согласования и развязки соответствующих входов и управления амплитудой и фазой отраженного и проходного сигналов.

2.2. Впервые разработаны алгоритмы синтеза и анализа неуправляемых одночастотных и двухчастотных взаимных сумматоров/делителей с обоснованными импедансными и предельными энергетическими соотношениями на входах, основанные на описании входного импеданса каждого четырехполюсника, включенного на входы

11 сумматора/делителя, дробно-линейной функцией импеданса нагрузки, составлении и решении первой группы систем алгебраических уравнений, вытекающих из условий согласования, недиссипативности и закона сохранения энергии для каждого входа на "своей" частоте, записанных для элементов матриц рассеяния, относительно действительных и мнимых составляющих входных импедансов входов, составлении и решении второй группы систем алгебраических уравнений, вытекающих из условий обеспечения полученных значений действительных и мнимых составляющих входных импедансов на каждом канале и обеих частотах при использовании типовых схем ППФ, ПЗФ, ФНЧ и ФВЧ, относительно параметров неуправляемых элементов схем каждого типа.

2.3. Разработаны алгоритмы синтеза и анализа реактивных и резистивных дополнительных управляющих устройств различного типа для сумматоров/делителей, синтезируемых по п.2.2, и алгоритмы синтеза и анализа многофункциональных управляемых СД. Первые алгоритмы основаны на представлении эквивалентной схемы в виде каскадно-соединенных четырехполюсников, состоящих из управляемых и неуправляемых реактивных и резистивных элементов, составлении и решении систем алгебраических уравнений, вытекающих из предъявляемых требований к элементам общей матрицы рассеяния (коэффициентам передачи и отражения), отличающиеся тем, базовые элементы описываются с помощью матриц проводимости, системы уравнений решаются относительно элементов общей матрицы проводимости. Полученные таким образом соотношения между элементами этой матрицы проводимости используются для определения параметров неуправляемых элементов. При синтезе многофункциональных управляемых СД параметры части базовых элементов определяются по п.2.2, а оставшаяся часть параметров определяется из решения систем алгебраических уравнений, вытекающих из требуемого закона изменения фазы коэффициента передачи, относительно свободных входных

12 импедансов и коэффициентов дробно-линейного преобразования. Соотношения между указанными коэффициентами используются для определения параметров неуправляемых элементов.

2.4. Впервые с помощью схемотехнического моделирования и экспериментальных исследований обоснована возможность использования разработанных алгоритмов для проектирования квазинедиссипативных сумматоров/делителей с управляемыми и неуправляемыми характеристиками.

3. Достоверность научных положений и результатов

Достоверность сформулированных в работе научных положений обеспечивается разработкой алгоритмов синтеза и анализа квазинедиссипативных одночастотных и двухчастотных взаимных сумматоров/делителей с управляемыми характеристиками на основе использования матричного способа описания многополюсников, методов согласования, закона сохранения энергии, методов трансформации сопротивлений в линии передачи, методов теории функций комплексных переменных, методов теории электрических цепей, методов схемотехнического моделирования, учетом всех основных факторов и физических явлений, происходящих в процессе взаимодействия высокочастотного и низкочастотного сигналов с управляемыми и неуправляемыми элементами исследуемых устройств, достаточным совпадением теоретических и экспериментальных результатов макетов двухчастотных неуправляемых сумматоров/делителей и различных управляющих устройств для управляемых сумматоров/делителей, построенных с использованием разработанных алгоритмов, а также совпадением в частных случаях результатов работы с результатами, полученными другими авторами.

13

4. Практическая ценность основных научных результатов

Полученные в работе научные результаты и сформулированные на их основе новые положения теории синтеза и анализа квазинедиссипативных одночастотных и двухчастотных взаимных сумматоров/делителей с управляемыми и неуправляемыми характеристиками позволяют при минимальном количестве управляемых и неуправляемых элементов обеспечить значительно лучшие по сравнению с известными энергетические соотношения на входах (10-15% потерь по сравнению с 50%) при одновременном расширении функциональных возможностей. Наряду с функциями частотного уплотнения и разделения каналов появляются функции сканирования по направлению, управления во времени и по направлению энергетическим и фазовым центром отражения и излучения, амплитудной и фазовой модуляции и демодуляции, обеспечения заданного амплитудно-фазового распределения. Это позволяет использовать более эффективно исследуемые сумматоры/делители в различных смежных областях радиоэлектроники - радиосвязи, радионавигации, радиолокации, телевидения, радиоэлектронной борьбы и т.д. - в качестве укрупненных узлов новых многофункциональных средств передачи, приема, защиты и разрушения информации с малыми потерями.

5. Апробация, публикация и реализация результатов работы

Диссертационная работа выполнена в интересах научно-исследовательских работ, проводимых в УИН Министерства Юстиции России по Воронежской области [65], ГУП ФНПЦ "Воронежский НИИ связи " [66,67], 5 ЦНИИИ МО РФ [68], заводом "Сигнал" (АООТ "Электросигнал"), а также в интересах учебного процесса Воронежского

14 института МВД России [60,61], о чём свидетельствуют имеющиеся акты внедрения [приложение 1].

Основные результаты докладывались, обсуждались и были одобрены на конференциях адъюнктов и слушателей и Всероссийских научно-практических конференциях "Охрана", "Информационная безопасность автоматизированных систем", "Охрана и безопасность", "Актуальные проблемы совершенствования научно-технического обеспечения деятельности ОВД", "Проблемы противодействия преступности на современном этапе", "Радиолокация, навигация и связь" (Воронеж, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002 г.) научно-технических советах и семинарах в ВИ МВД РФ, опубликованы в 17 открытых трудах [39,40,48-62].

6. Структура работы

Работа состоит из введения, заключения и трех разделов, в которых обоснованы теоретические и экспериментальные научные положения, выводы и основные результаты. Работа представлена на 133 страницах печатного текста, иллюстрируется 70 рисунками и содержит 95 наименований используемой литературы.

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цель и задачи исследования, определяются используемые методы исследования, представляются новые научные результаты, выносимые на защиту, указывается их практическая ценность, демонстрируются сведения об апробации работы и публикациях основных положений, дается краткое содержание разделов диссертации. При обосновании актуальности кратко анализируются состояния развития теории и техники сумматоров/делителей, выявляются основные недостатки и намечаются пути их устранения.

В первом разделе впервые формулируются и решаются новые задачи синтеза и анализа неуправляемых квазинедиссипативных одночастотных и

15 двухчастотных взаимных сумматоров/делителей мощности, в результате чего определяются структуры и значения параметров элементов их схем, при которых с определенной точностью элементы реальных матриц рассеяния совпадают с элементами идеальных матриц.

При этом на основе использования условий согласования, недиссипативности, взаимности, закона сохранения энергии и учета сопротивления нагрузки для одного возбуждаемого входа на одной частоте и другого возбуждаемого входа на другой частоте определены макроусловия реализации двухчастотных сумматоров/делителей в виде импедансных соотношений на всех входах сумматоров/делителей и микроусловия в виде значений параметров ь,с элементов схем четырехполюсников (ФНЧ, ФВЧ, ППФ, ПЗФ), включаемых на входы сумматоров/делителей, при которых обеспечивается почти без потерь суммирование и деление сигналов на двух частотах и развязка соседних частотных каналов с предельными энергетическими соотношениями на всех входах и выходах и на обеих частотах.

Показано, что полученные импедансные соотношения накладывают определенные ограничения на 8 из 12 входных параметров сумматоров/делителей (действительных и мнимых составляющих входных импедансов трех каналов на двух частотах со стороны их точки разветвления).

Определены элементы реальной матрицы рассеяния, импедансные и энергетические соотношения для И-канальных одночастотных СД.

Разработан алгоритм синтеза и анализа четырехполюсников, включаемых на входы одночастотных сумматоров/делителей, с требуемыми значениями действительных и мнимых составляющих входных импедансов на фиксированной частоте, основанный на составлении и решении системы алгебраических уравнений, вытекающих из предъявляемых требований к входному импедансу, относительно элементов классической матрицы передачи и реактансов двухполюсников,

16 включенных в четырехполюсники. В качестве примеров синтезированы три обобщенные схемы: две на элементах с сосредоточенными параметрами, одна - с распределенными параметрами.

Предложены три алгоритма синтеза и анализа четырехполюсников, включаемых на входы двухчастотных сумматоров/делителей, с требуемыми значениями действительных и мнимых составляющих входных иммитансов на двух частотах. Первый алгоритм основан на последовательном использовании предыдущего алгоритма на первой и второй частотах для определения значений реактансов двухполюсников, входящих в четырехполюсники, представлении схем двухполюсников в виде произвольных соединений произвольного количества реактивных элементов и отрезков линии передачи, соединении этих двухполюсников в различные схемы полосно-пропускающих фильтров (ППФ), и полосно-задерживающих фильтров (ПЗФ), определении значений параметров типа Ь, С этих схем обеспечивающих необходимые значения реактансов двухполюсников на обеих частотах и, как следствие, требуемые значения входных иммитансов каждого канала на этих частотах. В качестве примеров синтезировали 10 схем двухполюсников, использование которых обеспечивает возможность проектирования двухсот типовых схем ППФ и ПЗФ в виде 1 и Г - образного соединения любых двух из рассмотренных схем двухполюсников.

Второй алгоритм основан на использовании типовых схем ФНЧ и ФВЧ, составлении и решении систем алгебраических уравнений, вытекающих из предъявляемых требований к входному импедансу на одной фиксированной частоте: для ФНЧ - на нижней, для ФВЧ - на верхней, проверке полученных таким образом значений входных импедансов трех каналов на обеих частотах со стороны точки их разветвления на соответствие требуемым импедансным соотношениям, повторении выбора схем ФНЧ и ФВЧ и процедуры алгоритма при выявлении несоответствия значений входных импедансов требуемым. В

17 качестве примеров синтезированы 16 схем в виде ] и Г - образного соединения двух элементов типа Ь,С, а также в виде Т и П - образного соединения трех элементов типа Ь, С.

Третий алгоритм основан на использовании типовых схем ФНЧ и ФВЧ со всплесками затухания (фильтров Золотарева), составлении и решении систем алгебраических уравнений, вытекающих из предъявляемых требований к входному импедансу на частоте пропускания, и условий короткого замыкания последовательного колебательного контура или холостого хода параллельного колебательного контура на частоте всплеска затухания.

На основе предложенных алгоритмов разработаны квазинедиссипативные одночастотные и двухчастотные взаимные сумматоры/делители с предельными энергетическими характеристиками, включающие в себя структурные и принципиальные схемы четырехполюсников, включаемых на входы сумматоров/делителей. Также обосновано количество элементов, порядок соединения и значения их параметров. Проведен анализ преимуществ и достоинств каждого алгоритма и каждой схемы с учетом исходных данных и предъявляемых требований.

Во втором разделе впервые разработаны структурные схемы более укрупненных квазинедиссипативных одночастотных и двухчастотных взаимных сумматоров/делителей - управляемых сумматоров/делителей, для чего в полной мере использованы все результаты первого раздела, а также предложны алгоритмы синтеза и анализа дополнительных управляющих устройств - согласующих устройств, фазосдвигателей, аттенюаторов, амплитудных и фазовых манипуляторов. Введение в каждое плечо сумматора/делителя указанных управляющих устройств позволяет, с одной стороны, упростить на практике корректировку значений входных иммитансов и сделать их соответствующими требуемым значениям и, с другой стороны, одновременно реализовать новые функции: сканирование

18 пространства на прием и излучение, управление энергетическим и фазовым центром излучения и отражения, модуляция излучаемого сигнала, обеспечение заданного амплитудно-фазового распределения и т. д. Комплексная реализация перечисленных функций открывает возможности по созданию и реализации новых способов, систем и устройств приема, передачи, защиты и разрушения информации в различных смежных областях радиоэлектроники - радиосвязи, радиолокации, телевидения и радиоэлектронной борьбы. При реализации функции управления направлением распространения сигнала определены импедансные и энергетические соотношения на входах квазинедиссипативных одночастотных многоканальных сумматоров/делителей с переключаемым номером согласованного канала при развязанных остальных каналах путем использования разработанных алгоритмов отыскания параметров четырехполюсника, основанных на составлении и решении систем алгебраических уравнений, вытекающих из предъявляемых требований к входным импедансам каналов, включения управляемых элементов во все каналы, кроме общего, и переключения управляемых элементов последовательно из одного состояния в другое, определяемых уровнями управляющего воздействия, по заданному закону. Алгоритмы синтеза и анализа остальных дополнительных управляющих устройств сумматоров/делителей основаны на представлении их эквивалентной схемы в виде каскадно-соединенных четырехполюсников, описываемых матрицами проводимости, нахождении общей матрицы проводимости всего устройства, отыскания по ее элементам матрицы рассеяния, составлении и решении систем алгебраических уравнений, вытекающих из предъявляемых требований к закону изменения или значениям коэффициента передачи или отражения, относительно элементов матрицы проводимости неуправляемой части всего управляющего устройства и параметров конкретной схемы этой части. В остальном, алгоритмы отличаются друг от друга типом элементов (реактивные или резистивные),

19 входящих в неуправляемую часть устройства, типом нагрузки и линии передачи, между которыми включено устройство (единичный или произвольный нормированный импеданс) и типом устройства (отражательное или проходное).

Впервые предложен алгоритм синтеза и анализа многофункциональных сумматоров/делителей, обеспечивающих одновременно обычные функции частотного разделения и уплотнения и функции фазовых манипуляторов без увеличения количества неуправляемых элементов и без использования дополнительных управляющих устройств при сохранении свойств квазинедиссипативности. Алгоритм основан на использовании доказанной в первом разделе независимости энергетических соотношений от величины фазы коэффициентов передачи и относительной свободы выбора значений действительных и мнимых составляющих входного импеданса третьего (общего) входа на обеих частотах при известных двух значений параметров управляемого элемента в двух состояниях, включаемого на общий вход. Его суть состоит в составлении и решении системы алгебраических уравнений, вытекающих из предъявляемых требований к законам изменения фаз коэффициентов передачи между первым и третьим входами на первой частоте и между вторым и третьим входами на второй частоте, относительно свободных от обеспечения макроусловий квазинедиссипативности части параметров входных импедансов и неуправляемых параметров типа ь,с и отрезков линий передачи.

В третьем разделе на основе схемотехнического моделирования неуправляемых двухчастотных сумматоров/делителей, построенных с использованием ППФ, ПЗФ (первый класс), ФНЧ и ФВЧ (второй класс), а также на основе экспериментальных исследований макетов сумматоров/делителей и их дополнительных управляющих устройств в виде плоскослоистых сред доказана возможность использования разработанных в предыдущих двух разделах алгоритмов синтеза и анализа

20 для практического проектирования квазинедиссипативных сумматоров/делителей с управляемыми характеристиками.

Результаты моделирования и экспериментальных исследований совпадают удовлетворительно - значения параметров Я,Ь,С и коэффициентов передачи расходятся не более чем на 10-20%. Расхождение связано с неточностью реализации значений параметров. Показано, что коэффициенты передачи по мощности между общим входом и согласованным первым входом на первой частоте и со вторым входом на второй частоте близки к единице при почти полной развязке обоих входов на обоих частотах, то есть суммирование и деление двух сигналов с разными частотами происходит почти без потерь.

Установлено, что заданные резонансные частоты для одного и второго входов при рассчитанных по формулам, полученным в первом разделе, параметрах Ь,С без учета потерь, не изменяют своих значений при учете потерь в индуктивностях и емкостях. При этом происходит лишь незначительное уменьшение максимумов коэффициентов передачи между согласованными на соответствующих частотах входами и общим входом, а также размывание этих характеристик по частоте (уменьшение добротности при увеличении полосы частот согласования).

Доказано, что двухчастотные сумматоры/делители первого класса являются высокодобротными устройствами - отклонение значений параметров Ь,С от расчетных значений приводит к резкому ухудшению характеристик устройства. При небольшом расхождении расчетных и экспериментальных значений параметров Ь,С (не более 10-20%) сумматоров/делителей этого класса имеют малые потери (не более 20 %) при любых разносах частот ч/о

0,01 При этом минимальное количество параметров Ь,С неуправляемых элементов составляет 12. Минимальное количество параметров Ь,С неуправляемых элементов

21 двухчастотных сумматоров/делителей второго типа составляет 6. Однако для обеспечения такого же уровня потерь (не более 20 %) эти сумматоры/делители должны иметь разнос частот, значительно больший, чем для сумматоров/делителей первого класса у/о

0,1

При этом отклонения значений параметров Ь, С от рассчитанных в меньшей степени влияют на характеристики сумматоров/делителей. Указанные особенности двухчастотных сумматоров/делителей первого и второго классов определяют их области применения. Использование ФНЧ и ФВЧ со всплеском затухания теоретических ограничений на разнос частот не имеет.

Экспериментально и путем схемотехнического моделирования подтверждено свойство взаимности управляемых двухчастотных сумматоров/делителей, показанное теоретически в первом и втором разделах. Один и тот же шестиполюсник, синтезированный в соответствии с разработанными алгоритмами синтеза и анализа функционирует почти без потерь как в режиме суммирования двух сигналов на разных частотах, так и режиме деления двухчастотного сигнала на два сигнала на разных частотах. При этом коэффициенты передачи с первого входа на общий вход на первой частоте и обратно, а также коэффициенты передачи со второго входа на общий вход на второй частоте и обратно, соответственно равны. Обнаружено также, что значения распределенных параметров (толщины воздушных слоев, периоды решеток и т.д.) исследуемых четырех макетов плоскослоистых сред с одним и двумя управляемыми слоями, являющиеся оптимальными для обеспечения двух- и четырехуровневой амплитудной и фазовой модуляцией проходного сигнала на одной и двух частотах, являются также оптимальными и для реализации амплитудной и дифференциальной фазовой демодуляции падающего сигнала, промодулированного по тому же закону на тех же частотах (на одной или на двух частотах). Эти результаты распространяют

22 известные свойства взаимности неуправляемых управляющих устройств, и принцип взаимности приемных и передающих антенн, построенных без использования материалов с анизотропными свойствами и предназначенных для работы в одночастотном режиме, на более сложные по структуре электродинамические системы в виде квазинедиссипативных двухчастотных сумматоров/делителей с управляемыми во времени характеристиками и параметрами, используемых для приема и передачи информации по нескольким каналам одновременно.

Показано, что на основе использования принципа электродинамического подобия, теоремы Флокэ, принципа декомпозиции и результатов решения задачи дифракции на двумерно-периодических решетках проводящих элементов, в том числе и с включенными импедансными неоднородностями, полученные в СВЧ диапазоне результаты экспериментальных исследований плоскослоистых сред, содержащих диэлектрические слои, управляемые и неуправляемые двумерно-периодические решетки, можно распространить на управляемые и управляющие устройства, построенные на элементах с сосредоточенными управляемыми и неуправляемыми параметрами и отрезках линий передачи, функционирующие практически в любом диапазоне частот.

24

Расширим условия задачи [73]. Пусть в точке А параллельно соединены три произвольные линии передачи с включенными элементами типа Я,Ь,С, отрезками линии передачи и т.д., образующими некоторые четырехполюсники (рис. 1.2), нагруженные на сопротивление нагрузки Ян.

2 1 3

Рис. 1.2

Формулы (1.1) в этом случае также справедливы, но вместо волновых сопротивлении однородных линий передачи необходимо иметь в виду входные импедансы соответствующих четырехполюсников со стороны точки А, нагруженных на нагрузку Ян, нормированную относительно волнового сопротивления. Расстояния от точки А до входов четырехполюсников чрезвычайно малы по сравнению с длиной волны. Высшие типы волн в окрестности точки разветвления отсутствуют.

Рассмотрим две задачи синтеза шестиполюсника, изображенного на рис. 1.2.[73-76].

В первой задаче требуется найти импедансные и энергетические соотношения на всех входах в режиме суммирования в канале двух сигналов, поступающих на входы 1, 2 с одинаковыми частотами /, и режиме деления сигнала с частотой /, поступающего в канал 3.

Во второй задаче требуется найти импедансные и энергетические соотношения на всех входах в режиме суммирования двух сигналов на

25 разных частотах и /2и деления двухчастотного сигнала. Эта задача является более общей, чем первая, которая является частным случаем при У1 = /2. Поэтому на постановке этой задачи остановимся подробнее.

Пусть на вход 1 поступает сигнал единичной мощности с частотой /), а на вход 2 - сигнал единичной мощности с частотой /2. Вход 3 является общим, в котором суммируются оба сигнала. В режиме частотного деления на общий вход поступают оба сигнала, причем после деления сигнал с частотой поступает на вход 1, а сигнал с частотой /2.- на вход 2. Входы 1 и 2 в обоих случаях развязаны.

Следовательно, исследуемый шестиполюсник относится к классу взаимных и при предположении отсутствия потерь, несмотря на присутствие резистивных нагрузок, на частоте описывается идеальной матрицей рассеяния 8тп: с итп

0 0 ещ

0 ет 0 т 0 0

1.2) а на частоте /2 - матрицей рассеяния 8тп: с итп т 0 0

0 0 ет

0 ет 0

1.3)

Записанные матрицы (1.2), (1.3) полностью отвечают условиям взаимности 8тп = 8пт и условиям недиссипативности (условиям унитарности), которые в развернутом виде выглядят следующим образом:

12

13

21

22

23

31

32

33 1; : =1; 1;

1.4)

26

Произвольные значения фазовых постоянных (р\,(р2,(ръ не влияют на выполнение условий унитарности в силу (1.2), (1.3).

Требуется определить значения действительных и мнимых составляющих входных импедансов всех каналов и их взаимосвязь на обеих частотах, а также количество элементов всех четырехполюсников и значения их параметров, при которых реальные матрицы рассеяния исследуемого сумматора/делителя как можно меньше отличаются от идеальных (1.2), (1.3).

При этом значения или соотношения действительных и мнимых составляющих входных импедансов каналов, при которых обеспечивается это требование, будем называть макроусловиями или внешними параметрами, а количество базовых элементов схем четырехполюсников и значения их параметров - микроусловиями или внутренними параметрами для построения квазинедиссипативных взаимных двухчастотных сумматоров и делителей.

В процессе отыскания значений параметров базовых элементов будем считать, что индуктивности Ь и емкости С не имеют потерь, которые, однако, будем учитывать при анализе синтезированных схем сумматоров и делителей путем схемотехнического моделирования физического эксперимента и при проведении самих физических экспериментов. Такой подход позволит оценить правомочность использования полученных в условиях предположения отсутствия полных потерь СД результатов при практическом проектировании сумматоров и делителей.

Для отыскания элементов реальной матрицы рассеяния будем широко пользоваться известными выражениями (1.1). При этом возникает необходимость извлечения квадратного корня из комплексного числа типа 2 = а + . Удобное выражение для этого можно получить из [84]:

1.5)

27 2—7Т ^ , \л1а2 +Ь2 +а „. <р , ^1а2 +Ь2 -а где \г\ = л/а2 + Г = ±,|- --= ± - - .

2л/а +Ь 2 V 2л1а2+Ь2

Заключение диссертации по теме «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения», Ковалёв, Сергей Викторович

Выводы

В разделе 3 на основе схемотехнического моделирования неуправляемых двухчастотных сумматоров/делителей, построенных на элементах типа Я,Ь,С, и на основе экспериментальных исследований дополнительных управляющих устройств управляемых сумматоров/делителей в виде плоскослоистых сред, построенных на элементах с распределенными параметрами и их низкочастотных аналогов на сосредоточенных элементах, доказана возможность использования разработанных в разделах 1, 2 алгоритмов синтеза и анализа для практического проектирования квазинедиссипативных сумматоров/делителей с управляемыми характеристиками.

В результате схемотехнического моделирования и экспериментальных исследований впервые обоснованы и получены следующие положения и выводы:

1. Коэффициенты передачи по мощности между общим входом и согласованным на первой частоте с одним входом, а на второй частоте - с другим входом, близки к единице при почти полной развязке обоих входов на обоих частотах, то есть суммирование и деление двух сигналов с разными частотами происходят почти без потерь.

2. Заданные резонансные частоты для одного и второго входов при рассчитанных по формулам, полученным в разделе 1.4, параметрах Ь,С без учета потерь, не изменяют своих значений при учете потерь в индуктивностях и емкостях. При этом происходит лишь незначительное уменьшение максимумов коэффициентов передачи между согласованными на соответствующих частотах входами и размывание этих максимумов по частоте (уменьшение добротности при увеличении полосы частот согласования).

3. Двухчастотные сумматоры/делители, построенные на основе полосно-пропускающих фильтров и полосно-задерживающих фильтров с сосредоточенными параметрами, при малой разности частот являются

118 высокодобротными устройствами. Отклонение значений параметров L,C от рассчитанных значений при малых разносах частот приводит к резкому ухудшению характеристик устройства, а при больших разносах (— >-0.1) о этого не происходит.

4. Значения распределенных параметров исследуемых макетов плоскослоистых сред с одним и двумя управляемыми слоями, являющиеся достаточными для обеспечениями двух- и четырехуровневой амплитудной и фазовой модуляции проходного сигнала, являются также достаточными и для реализации амплитудной и дифференциальной фазовой демодуляции падающего сигнала, промодулированного по тому же закону. Этот вывод распространяет известный принцип взаимности приемных и передающих антенн на более сложные по структуре электродинамические системы с управляемыми во времени характеристиками и параметрами, используемые в составе сумматоров/делителей для приема и передачи информации по нескольким каналам одновременно.

5. Использование принципа электродинамического подобия, теоремы Флоке и принципа декомпозиции позволило от неоднородностей на элементах с распределенными параметрами в виде плоскослоистых сред, содержащих диэлектрические слои, управляемые и неуправляемые двумерно-периодические решетки, перейти к исследованию схем управляющих устройств на элементах с сосредоточенными параметрами и отрезках линий передачи, что распространяет выводы, приведенные в п. 4 и полученные в СВЧ диапазоне, практически на любой диапазон частот.

119

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе разработаны алгоритмы синтеза и анализа управляющих устройств в части обоснования возможности создания новых многофункциональных укрупненных управляющих устройств и средств, построенных на базе квазинедиссипативных одночастотных и двухчастотных многоканальных сумматоров и делителей мощности, устройств управления амплитудой, фазой проходного сигнала и своим входным импедансом с использованием резистивных и реактивных элементов с постоянными сосредоточенными и распределенными параметрами и полупроводниковых элементов с управляемыми во времени параметрами, позволяющие одновременно решать многие задачи передачи, приема, защиты и разрушения информации в любом диапазоне частот, которые в условиях жестких современных требований по электромагнитной совместимости, пропускной способности и избирательности, энергопотреблению, массогабаритным характеристикам и снижению потерь не решаются в настоящее время с помощью известных средств и управляющих устройств.

Основными взаимосвязанными составляющими синтеза и анализа управляющих устройств, получившими свое развитие в настоящей диссертационной работе, являются:

- физическая формулировка задач синтеза и анализа квазинедиссипативных, взаимных одночастотных и двухчастотных, управляемых и неуправляемых и многоканальных сумматоров и делителей мощности, которые в математическом виде представляются в записи новых форм идеальных матриц рассеяния;

- определение макроусловий квазинедиссипативности или реализации идеальной матрицы рассеяния в виде оптимальных с точки зрения минимума потерь на отражение от согласуемых входов и на передачу

120 между развязываемыми входами соотношений действительных и мнимых частей входных импедансов на каждом канале и каждой частоте;

- отыскание реальных матриц рассеяния, соответствующих идеальным матрицам рассеяния, и предельных энергетических соотношений на входах сумматоров и делителей мощности, демонстрирующих высокую степень развязки между соседними по частотам каналами и согласования между общим каналом и соответствующим по частоте другим каналом;

- разработка алгоритмов синтеза и анализа четырехполюсников, включаемых на входы сумматоров и делителей мощности, определяющих микроусловия реализации идеальной матрицы рассеяния в виде значений параметров базовых элементов типа Я,Ь,С и отрезков линий передачи, входящих в четырехполюсники с оптимальными импедансными соотношениями;

- физическое обоснование структурных схем неуправляемых исследуемых сумматоров и делителей, включающих в себя ФНЧ, ФВЧ, ППФ, ПЗФ и управляемых СД, в которые дополнительно включаются многофункциональные управляющие устройства, обеспечивающие функции модуляции, демодуляции и согласования;

- разработка метода синтеза и анализа дополнительных управляющих устройств, основанного на описании каждого базового элемента с помощью матрицы проводимости в соответствующем состоянии элемента, отыскании общей матрицы проводимости и матрицы рассеяния всего устройства, составлении и решении системы нелинейных алгебраических уравнений состояний относительно параметров базовых элементов (метод «У-Б»);

- разработка на базе метода «У-Б» конкретных алгоритмов синтеза и анализа фазосдвигателей, аттенюаторов, амплитудно-фазовых манипуляторов и согласующих устройств на реактивных и резистивных элементах.

121

В интересах обоснования правомерности использования теоретических результатов, полученных в работе, осуществлены схемотехническое моделирование и расчеты макетов неуправляемых двухчастотных сумматоров и делителей, а также экспериментальные исследования макетов дополнительных управляющих устройств, обеспечивающих одновременно модуляцию проходного сигнала и демодуляцию падающего сигнала. Результаты моделирования и экспериментов полностью подтвердили справедливость основных положений, соотношений, формул и выводов, полученных теоретически. Более детальные выводы приведены в конце каждой главы.

Таким образом, цель, поставленная в диссертационной работе, достигнута, все сформулированные задачи решены.

Дальнейшее исследование одночастотных и двухчастотных сумматоров и делителей мощности целесообразно сосредоточить на изготовлении и экспериментальных исследованиях лабораторных и опытных образцов и разработке промышленных образцов. В теоретическом плане дальнейшие исследования следует сконцентрировать на получение аналогичных результатов последовательно для трехчастотных, четырехчастотных и т. д. как неуправляемых, так и управляемых сумматоров и делителей мощности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ковалёв, Сергей Викторович, 2002 год

1. Проектирование радиопередающих устройств с применением ЭВМ / Под ред. Алексеева O.B. М.: Радио и связь, 1987.

2. Абрамов В.П., Дмитриев В.А., Шелухин С.А. Невзаимные устройства на ферритовых резонаторах. М.: Радио и связь, 1989. - 200 с.

3. Лаке Б., Батон К. Сверхчастотные ферриты и ферритомагнетики / Пер. с англ.; Под ред. А.Г. Гуревича.— М.: Мир, 1965.

4. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов.— 2-е изд., перераб. и доп.— М.: Высш. шк., 1998.— 575 с.

5. Лосев А.К. Теория линейных электрических цепей: Учебник для вузов.—М.: Высш. шк., 1987.— 512 с.

6. Хелзайн Д. Пассивные и активные цепи СВЧ / Пер с англ.; Под ред. A.C. Галина. М.: Радио и связь, 1981.

7. Миниатюрные устройства УВЧ и ОВЧ-диапазонов на отрезках линий / Э.В. Зелях, А.Л. Фельдштейн, Л.Р. Явич, B.C. Бриллок.— М.:

8. Радио и связь, 1989.— 112 с.

9. Патент США № 3986147 от 12.10.76.123

10. Альтман Д.JI. Устройства сверхвысоких частот / Пер. с англ. М.: Наука, 1973. С. 620.

11. Антенны и устройства СВЧ / Под ред. Воскресенского Д.И. М.: Радио и связь, 1981. С. 431.

12. Вакин A.C., Шустов JI.H. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. М.: Сов. радио, 1968.

13. Ван Брант Л.Б. Справочник по методам радиоэлектронного подавления помехозащиты систем с радиолокационным управлением / Перевод с английского под редакцией Фомичева К.И., Юдина Л.М., 1985. В шести томах. БМ 5 ЦНИИИ МО.

14. Л.Г., Липатов A.A., Марков В.В., Могильченко H.A. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи. М.: Радио и связь, 1988.

15. Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование антенно-фидерных устройств. М.: Л.: Энергия, 1966. С. 648.

16. Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. М.; Сов. радио, 1962.

17. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. М.: Высшая школа, 1988.

18. СВЧ устройства на полупроводниковых диодах. Проектирование и расчет / Под. ред. Мальского И.В., Сестрорецкого Б.В. М.: Сов. радио, 1969. С. 391.124

19. Современная радиолокация / Пер. с англ. под ред. Кобзарева Ю.Б. : Сов. радио. 1979. С. 702.

20. Антенны спутниковые, KB, УКВ. "Символ-Р"- М.: 1998, С. 320

21. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование ФАР / под ред. Воскресенского Д.И. М.: 1994, С. 592

22. Барков JI.H., Кузнецов В.Д., Модель A.M., Стужин В.А. Схема сложения сигналов различных частот с малыми потерями на полу отражающей структуре. Электросвязь, 1976, №3.

23. Вай Кайчэнь. Теория и проектирование широкополосных согласующих цепей. М.: Связь, 1979 288с.

24. Колахан Д.А. Современный синтез цепей. М.: Энергия, 1966.

25. Фано P.M. Теоретические ограничения полосы согласования произвольных импедансов. М.: Сов. Радио. 1965. 72с.

26. Боде Г. Теория цепей и проектирование усилителей с обратной связью. М.: 1968. 369с.

27. Schoeffler J.D. Impedance transformation using lossless network // IRE IEEE Transaction circuit theory. Rol. CT-8, 1961 p.p.131-137.

28. Yi-Sheng Zhu, Wai-Kai Chen. Unifical theory of compatibility impedances

29. IEEE Transaction on circuits and systems. Rol. 35, June, 1988, №6 -p.p.667-674.125

30. Босый Н.Д. Электрические фильтры. Киев: Государственное издательство технической литературы УССР. 1960 - 616с.

31. Пшесмыцкий О. Проектирование электрических лестничных фильтров. М.: Связь, 1968 - 519с.

32. Зааль Р. Справочник по расчету фильтров. М.: Радио и связь. 1983 - 798с.

33. Ханзен Г. Справочник по расчету фильтров. М.: Сов. радио, 1974 -288с.

34. Херреро Д., Уиллонер Г. Синтез фильтров. М.: Сов. радио, 1977 -232с.

35. Расчет фильтров с учетом потерь: Справочник / Под. ред. К.А. Сильвинской М.: Связь, 1972 - 200с.

36. Ланнэ А.А. Основы оптимального синтеза линейных электрических цепей. М.: Связь, 1967 - 454с.

37. Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей. М.: Радио и связь, 1986 544с.

38. Матханов П.Н. Синтез реактивных четырехполюсников по временным функциям. Л.: Энергия, 1970 - 136с.

39. Роууз Дж. Д. Теория электрических фильтров. М.: Сов. радио, 1980 -240с.126

40. Youla D.C. A new theory of broad band Matching. // IEEE Transaction on circuit theory, March, 1964, №1.

41. Мещеряков А.Я. Построение широкополосных согласующих устройств для произвольных нагрузок. Техника средств связи, серия ТРС, вып. 4. 1976.

42. Современная теория фильтров и их проектирование / Под. ред. Г. Темема и С. Митра. М.: Мир, 1977 560с.

43. Кочанов Н.С., Кузьменко М.И., Куприянов В.А. Линейные радиотехнические устройства. М.: Воениздат МО СССР, 1974. 448с.

44. Матханов П.Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи. М.: Высшая школа, 1981 336с.

45. Аристов В.И., Быков В.В., Головков A.A., Грачев Д.Д., Михайлов

46. Г.Д. Способ создания помех системам автоматического сопровождения по дальности. Заявка на изобретение № 3174501 от 29.06.87. Авт. св-во № 290828 от 01.04.89.

47. Головков A.A. Комплексированные радиоэлектронные устройства. М.: Радио и связь. 1996. 128с.

48. Головков A.A., Нечаев Ю.Б., Фадеев A.C. Способ радиосвязи. Заявка на изобретение №4525388 от 10.01.90. Авт. св-во №321490 от 03.12.90.

49. Головков A.A. Твердое управляемое покрытие. Заявка на изобретение № 4532586 от 26.06.90. Авт. св-во №325576 от 01.04.91.

50. Головков A.A. Ретранслятор радиолокационных сигналов. Заявка на изобретение № 4532599 от 26.06.90. Авт. св-во 3325579 от 01.04.91.

51. Kawakami S. Figure of Merit Associated with a Variable Parameter One-Port for RF Switching and Modulation // IEEE Trans: 1965. CT-12. №3. C. 320-328.

52. Карпов B.M., Малышев B.A., Перевощиков И.В. Широкополосные устройства СВЧ на элементах с сосредоточенными параметрами. М.: Радио и связь, 1984.

53. Соколинский В.Г., Шейнкман В.Г. Частотные и фазовые модуляторы и манипуляторы. М. : Радио и связь, 1983.

54. Шейнкман В.Г. Метод синтеза линейных фазовых модуляторов СВЧ // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника радиосвязи. Вып.5.1971 .С.67-74.

55. Михайлов Г.Д. Рассеяние электромагнитных волн на двумернопериодических решетках с включенными импедансными неоднородностями // Рассеяние электромагнитных волн: Межведомственный тематический научный сборник. Таганрог: ТРТИ, 1985. Вып. 5. С. 144.128

56. Михайлов Г.Д. Усиление третьей гармоники электромагнитной волны, отраженной активной плоскослоистой средой // Радиотехника и электроника. 1988. № 8.

57. Михайлов Г.Д. Синтез отражающей переключаемой плоскослоистой среды с ограничением мощности, рассеиваемой на управляемом слое// Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1988. № 3. С. 50-56.

58. Вайсблат A.B. Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах. М.: Радио и связь, 1987. - 120с.

59. Бородулин A.A. О достижимых параметрах выключателя и отражательного фазовращателя СВЧ с одним переключательным элементом // Радиотехника и электроника. 1976. № 10. С. 2103-2108.

60. Бородулин A.A. Синтез плоскослоистой среды с плавно изменяющейся на 360° фазой коэффициента отражения // Радиотехника и электроника. 1982. № 5. С. 849-855.

61. Головков A.A., Ковалев C.B. и др. Анализ и синтез управляющих многополюсников / Под ред. Головкова A.A. — Воронеж: ВИ МВД России, 1999.—140 с.

62. Головков A.A., Ковалев C.B. и др. Анализ и синтез управляемых и неуправляемых многополюсников / Под ред. Головкова A.A. -Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2000. 132 с.

63. Бокова О.И. Анализ и синтез амплитудно-фазовых манипуляторовсмешанного типа для создания многофункциональных управляющих129руковод. д.т.н., профессор Головков A.A. / Воронеж: ВИ МВД РФ. 1999. -139с.

64. Кузьмин А.Ю. Синтез реактивно-резистивных амплитудных управляющихустройств на основе матриц рассеяния. Дисс. кандидата технических наук: 05.12.17/ Научн. руковод. д.т.н., профессор Головков A.A. / Воронеж: ВИМВДРФ. 2000. 148с.

65. Талышев Н.В. Синтез дискретных аттенюаторов проходного типа при произвольных иммитансах источника сигнала и нагрузки. Дисс. кандидата технических наук: 05.12.17/ Научн. руковод. д.т.н., профессор Головков A.A. / Воронеж: ВИ МВД РФ. 2000.-127с.

66. Отчет по теме № 09947 ( шифр "Босфор"). 5 ЦНИИ МО РФ / Исполнители: Ковалев C.B. и др. Воронеж. 1998г. 40с.

67. Отчет о НИР "Алтаец". 5 ЦНИИ МО РФ / Исполнители: Ковалев C.B. и др. Воронеж. 2000г. 144с.

68. Отчет по теме № 00276 ( шифр "Смежник"). 5 ЦНИИ МО РФ / Исполнители: Ковалев C.B. и др. Воронеж. 2001г. 100с.

69. Отчет по теме № 00114 ( шифр "Алтаец В"). 5 ЦНИИ МО РФ / Исполнители: Ковалев C.B. и др. Воронеж. 1999г. - 37с.

70. Головков A.A., Ковалев C.B. Анализ и синтез резистивных амплитудныхманипуляторов на основе матрицы проводимости и матрицы рассеяния. "Радиолокация, навигация, связь": Сборник докладов. Воронеж, 1998. С.1489-1496130

71. Головков A.A., Ковалев C.B., Андреев Р.Н., Колесникова О.И.

72. Методы анализа и синтеза реактивных амплитудно-фазовых и резистивных фазовых манипуляторов проходного типа. Доклад на V Международной научно-технической конференции "Радиолокация,навигация, связь": Сборник докладов. Воронеж, 1999. С. 1585-1601.

73. Головков A.A., Ковалев С. В., Рудько Л.И., Сарычев Ю.И. Синтез и анализ взаимных многочастотных делителей и сумматоров мощности с малыми потерями // Радиотехника. 2000. - №9. - С.87-90.131

74. Головков A.A., Ковалев C.B. Энергетические, фазовые и импедансные соотношения для взаимных двухчастотных сумматоров и делителей. Вестник ВИ МВД России № 2(9) 2001 г.

75. Головков A.A., Ковалев C.B. Синтез четырехполюсников с заданными входными сопротивлениями. Всероссийская научно-практическая конференция "Охрана и безопасность 2001". Сборник материалов. (25-26 октября 2001 года). С. 46-50.

76. Отчет по теме № 60450157003 (шифр "Эверест 2000") ФГУП Воронежский НИИ связи/ Исполнители: Ковалев C.B. и др. Воронеж. 2001г. - 147с.

77. Отчет по теме № 60450227003 (шифр "Эверест 2001") ФГУП Воронежский НИИ связи/ Исполнители: Ковалев C.B. и др. Воронеж. 2002г. - 126с.

78. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. M.: Наука, 1980. С. 976.

79. Буторин В.М. К вопросу об эквивалентной схеме металлического штыря произвольного радиуса и высоты в прямоугольном волноводе // Радиотехника и электроника. 1986. №4. С. 650-655.

80. Буторин В.М. Металлический штырь с емкостным диском, смещенный отоси прямоугольного волновода // Радиотехника и электроника. 1987. №2. С. 255-263.133

81. Лебедев И.В., Алыбин В.Г. Резонансная решетка и ее применение длясоздания твердотельных устройств СВЧ // Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника. 1985. № 10. С. 44-48.

82. Швингер Ю. Неоднородности в волноводах // Зарубежная радиоэлектроника. 1970. № 3. С. 1-106.

83. Эйзенгарт Р.Л., Кан Н.Д. Теоретическое и экспериментальное исследование держателя СВЧ элемента в волноводе // Зарубежная радиоэлектроника. 1972. № 8. С. 102-125.

84. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и многополюсников СВЧ. М.: Связь, 1971. 387с.

85. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: "Высшая школа". 1988.- 448с.

86. Гоноровский С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: "Радио и связь". 1986. 512с.

87. Фуско В. СВЧ- цепи / перевод с английского; Под ред. Вольмана В.И. М.: Радио и связь, 1990.

88. Григорьев А.Д. Электродинамика и техника СВЧ. М.: Высшая школа, 1990.-336с.

89. Разработаны принципы построения и алгоритмы синтеза и анализа одночастотных многоканальных СД с управляемым номером согласованного канала, обеспечивающих управление направлением излучения.

90. Комиссия в составе заведующего кафедрой Змий Б.Ф., доцента кафедры Фролова A.A. рассмотрела материалы диссертации Ковалева C.B. и установила следующее:

91. В работе предложены принципы построения взаимных к«яринедиссипативных одно-частотных и двухчастотных сумматоров и делителей (СД) мощности с управляемыми характеристиками и путем решения соответствующих задач получены следующие результаты;

92. Определены макроусловия квазинедиссипативности СД в виде импедансных соотношений на каждом входе и каждой частоте, при которых обеспечивается минимум отражения от согласуемых входов и минимум передачи мощности между развязываемыми входами;

93. Установлены микроусловия квазинедиссипативности путем разработки алгоритмов определения значений параметров элементов схем ФНЧ, ФВЧ. ППФ и Г13Ф, включаемых на входы СД и обеспечивающих требуемые импедансные соотношения;

94. Разработаны алгоритмы синтеза и анализа одночастотных многоканальных СД мощности с переключаемым номером согласованного канала, обеспечивающих переключение направления излучения по заданному закону.