автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.17, диссертация на тему:Анализ и синтез амплитудно-фазовых манипуляторов смешанного типа для создания многофункциональных управляющих устройств

На правах рукописи

БОКОВА ОКСАНА ИГОРЕВНА

РГБ ОД

2 Ш 1203

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫХ МАНИПУЛЯТОРОВ СМЕШАННОГО ТИПА ДЛЯ СОЗДАНИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УПРАВЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Специальность 05.12.17 - Радиотехнические и телевизионные системы и устройства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж 1999

Работа выполнена на кафедре радиотехнических систем Воронежского института МВД России.

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

А.А. Головков

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Б.В. Сестрорецкий,

доктор физико-математических наук,

профессор Э.К. Алгазинов

Ведущая организация: Федеральный

научно-производственный центр «Воронежский НИИ связи»

Защита диссертации состоится 27 декабря 1999 г. в 15 ч на заседании диссертационного совета К 052.17.01 при Воронежском институте МВД России: 394065, Воронеж, Проспект патриотов, 53.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского института МВД России.

Автореферат разослан «_^>> ноября 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук

ЦЯМ^-м-оЧ.о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Многофункциональные управляющие устройства (МФУУ) — это устройства, обеспечивающие одновременно или последовательно функции большинства отдельных узлов (блоков) приемопередающих радиостанций (модуляторов, демодуляторов, кодеров, декодеров и т.д.). Благодаря многофункциональному назначению, эти устройства могут использоваться для реализации традиционных и перспективных способов передачи и приема информации, основанных на применении управляемых плоскослок-стых струетур, с помощью которых можно передавать и кодировать информацию без собственного источника несущего сигнала путем использования в качестве такового рассеянного от этих структур сигнала какого-либо постороннего источника. Последнее десятилетие интерес к разработке управляющих устройств, обеспечивающих выполнение многих функций, постоянно возрастает, В настоящее время состояние, глубина разработки теории анализа и синтеза и принципов построения многофункциональных управляющих устройств характеризуется следующими этапами. Начало планомерных исследований управляющих устройств этого класса относится к концу 50-х — началу 60-х годов, когда Каваками С. ввел понятие качества управляемых элементов как меры различия их иммитансов в двух состояниях, определяемых уровнями управляющего низкочастотного воздействия, на фиксированной частоте. При этом Каваками рассматривал лишь управляющие устройства на сосредоточенных элементах. Дальнейшее развитие теории синтеза и анализа управляющих устройств связано с именами Сестрорецкого Б.В., Шейнкмана В.Г., Сазонова Д.М., Бородулина A.A., Михайлова Г.Д. и Головкова A.A.

Анализ известной литературы показывает, что в настоящее время теория синтеза и анализа управляющих устройств разработана недостаточно полно, в частности, не доказана идентичность параметров модуляторов отраженного сигнала и демодуляторов падающего сигнала при многоуровневой модуляции несущего сигнала, не показана возможность одновременной или последовательной передачи и кодирования отраженного сигнала и приема и декодирования падающего сигнала. Разработанные до настоящего времени методы синтеза и анализа многокаскадных широкополосных управляющих устройств с точки зрения затрат машинного времени и сложности написания машинных программ недостаточно эффективны. Все известные методы и алгоритмы синтеза и анализа разработаны в основном только для управляющих устройств отражательного типа, либо для управляющих устройств проходного типа. Отсутствуют алгоритмы пересчета значений параметров управляющих устройств отражательного типа в значения параметров управляющих устройств смешанного типа и обратно, то есть отсутствует единый подход к синтезу и анализу амплитудно-фазовых манипуляторов проходного, отражательного и смешанного типов.

В связи с этим синтез и анализ амплитудно-фазовых манипуляторов проходного и отражательного типов в интересах синтеза и анализа амплитудно-фазовых манипуляторов смешанного типа для создания указанных выше МФУУ является актуальной научно-технической задачей.

Целью диссертационной работы является синтез и анализ амплитудно-фазовых манипуляторов (АФМ) проходного, отражательного и смешанного типов с требуемыми характеристиками, отвечающими требованиям к МФУУ.

Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Развитие принципов построения МФУУ, используемых для реализации перспективных способов передачи, кодирования, декодирования и приема информации, в направлении возможности использования в качестве несущего сигнала как отраженного, так и прошедшего через АФМ сигнала.

2. Разработка алгоритмов сш!теза и анализа управляющих устройств смешанного типа, обеспечивающих требуемые законы дискретного изменения амплитуды и фазы отраженного сигнала на фиксированной частоте.

3. Обоснование условий идентичности законов изменения амплитуды и фазы отраженного сигнала управляемыми устройствами отражательного типа (двухполюсниками) и смешанного типа (четырехполюсниками).

4. Разработка алгоритмов синтеза и анализа многоуровневых многочастотных и широкополосных АФМ отражательного, проходного и смешанного типов.

5. Экспериментальное обоснование возможности использования разработанных алгоритмов синтеза и анализа АФМ отражательного и смешанного типов для проектирования МФУУ.

Методы исследования. Предлагаемый в работе метод синтеза и анализа управляющих устройств проходного, отражательного и смешанного типа основан на использовании матриц передачи и рассеяния, теории длинных линий передачи, методов решения алгебраических уравнений, метода Дэвидсона — Флетчера — Пауэлла, теории функций комплексного переменного, результатах решения задачи дифракции электромагнитных волн на периодических решетках, а также известных результатах синтеза и анализа управляющих устройств отражательного типа.

Научная новизна. На защиту выносятся следующие результаты, впервые достаточно подробно развитые или впервые полученные в настоящей работе:

1. Впервые развиты алгоритмы синтеза и анализа АФМ отражательного, проходного и смешанного типов, основанные на описании базовых элементов устройства матрицами передачи, записанными для всех состояний, определяемых уровнями управляющего воздействия на управляемом элементе, отыскании матрицы рассеяния всего устройства в каждом из указанных состояний, составлении системы алгебраических уравнений, вытекающих из заданного закона изменения амплитуды и фазы отраженного и (или) проход-

ного сигналов, решении этой системы относительно параметров неуправляемых элементов, анализе полученных решений с целью определения областей физической реализуемости как областей изменения действительной и мнимой составляющих иммитанса управляемого элемента, в пределах которых возможна физическая реализация АФМ с требуемыми значениями девиации фазы и глубины амплитудной манипуляции отраженного и (или) проходного сигналов на фиксированной частоте, ряде дискретных частот и в полосе частот.

2. Сформулирован принцип двойственной перестановки формул, полученных при решении задачи синтеза и анализа АФМ отражательного типа (двухполюсников) и смешанного типа (четырехполюсников).

3. Впервые разработан алгоритм синтеза и анализа АФМ с дискретной линейной зависимостью амплитуды отраженного несущего сигнала от НЧ напряжения на управляемом элементе.

4. Определено минимальное количество управляемых и неуправляемых элементов и значения их параметров, при которых обеспечивается требуемое количество уровней манипуляции амплитуды и фазы отраженного и проходного сигналов.

5. Экспериментально обосновано использование разработанных алгоритмов синтеза и анализа АФМ отражательного типа для проектирования МФУУ.

Практическая значимость работы. Проведенный синтез и анализ управляющих устройств проходного, отражательного и смешанного типов в интересах, усовершенствования традиционных средств радиосвязи и освоения перспективных средств на основе МФУУ позволяют во многих областях радиосвязи на принципиально новом уровне решать различные задачи, которые не могли быть решены традиционными средствами. Создание и использование таких устройств в системах радиосвязи позволяет в значительной степени уменьшить их массогабаритные характеристики и энергопотребление.

Реализация и внедрение результатов работы.

1. Разработан и экспериментально исследован макет МФУУ в виде электродинамической структуры, состоящей из бифокальной диэлектрической линзы и помещенной в его фокусе-управляемой плоскослоистой структуры, результаты испытаний которого показали возможность использования разработанных алгоритмов для практического применения МФУУ.

2. Алгоритм синтеза и анализа согласующего устройства для согласования антенн с однородной линией передачи с единичным волновым сопротивлением (акт внедрения 5 ЦНИИ МО РФ от 9 ноября 1999 г.).

3. Алгоритм синтеза и анализа АФМ смешанного типа, обеспечивающих заданные изменения во времени амплитуды и фазы отраженного и проходного сигналов (акт внедрения ВНИИС от 25 ноября 1999 г.).

4. Алгоритм синтеза и анализа АФМ (акт внедрения ВКБ АФУ от 11 ноября 1997 г.).

5. Акт внедрения метода синтеза и анализа МФУУ смешанного типа в учебный процесс ВИ МВД России (акт внедрения от 25 ноября 1999 г.).

6. Акт внедрения результатов экспериментальных исследований МФУУ, используемых при выполнении ОКР завода «Сигнал» (акт внедрения от 15 ноября 1999 г.).

Личный вклад автора в диссертационную работу заключается в создании алгоритмов решения всех задач, обосновании используемых методов решения, получении окончательных соотношений и формул, экспериментальных результатов, их анализе, интерпретации и сравнении с теоретическими результатами, разработке макета МФУУ, его настройке и проведении экспериментальных исследований.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и были одобрены на международной конференции по информационным технологиям и системам (Воронеж,

1995 г.), Всероссийской конференции по основным направлениям развития средств и систем радиосвязи (Воронеж, 1996 г.), межвузовской научно-практической конференции (Воронеж, 1996 г.), 3-й международной конференции по современным проблемам теории чисел и ее приложений (Тула,

1996 г.), 2-й международной конференции по спутниковой связи (Москва, 1996 г.), 3-й международной научно-технической конференции «Антенно-фидерные устройства, системы и средства радиосвязи» (Воронеж, 1997 г.), 3-й международной конференции «Теория и техника передачи, приема и обработки информации» (Харьков, 1997 г.), 4-й международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация и связь» (Воронеж, 1998 г.), научно-практической конференции (Воронеж, 1998 г.), научно-технической конференции «Информационная безопасность автоматизированных систем» (Воронеж, 1998 г.), 5-й международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация и связь» (Воронеж, 1999 г.), научно-технических советах и семинарах в ВИ МВД России, заводе «Сигнал», оценены присвоением автору звания лауреата конкурса молодых ученых администрации Воронежской области 1997 г.

Публикации. По основным результатам выполненных исследований опубликовано 17 печатных работ, в том числе 1 монография, 7 статей, 9 тезисов докладов.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех разделов, в которых изложены теоретические и экспериментальные обоснования научных положений, выводов и основных результатов, заключения и двух приложений. Работа изложена на 139 страницах печатного текста, иллюстрирована 44 рисунками и содержит список литературы из 80 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены цель и задачи исследования, показаны научная новизна и практическая значимость работы, представлена структура диссертации.

В первом разделе рассматриваются новые способы передачи и кодирования информации, описываются структуры и различные схемы АФМ и МФУУ смешанного типа, реализующие эти способы. Приводятся требования к таким устройствам, даются их характеристики и указывается преимущество перед традиционными средствами. Формулируется принцип двойственности управляющих устройств смешанного (рис. 1, а) и отражательного (рис. 1, б) типов б однородной линии передачи, состоящий в возможности использования всех формул, полученных для определения значений параметров неуправляемых элементов управляющего двухполюсника, для определения значений параметров неуправляемых элементов управляющего четырехполюсника, обеспечивающих один и тот же закон изменения амплитуды и фазы отраженного сигнала.

а) б)

Рис. 1. Эквивалентная схема АФМ смешанного (а) и отражательного (б) типов

Четырехполюсник 41 характеризует только неуправляемую часть манипулятора, выполненную только на реактивных элементах. Этот четырехполюсник описывается следующей матрицей передачи:

1)У 1.

А, = d

(1)

а . л b . с , _ где а = —, jp = jy = —; a, b, с, d — элементы классическом матрицы передачи; dad

a, Р, у — действительные числа, определяемые только параметрами неуправляемых элементов.

Четырехполюсник 42 характеризует только управляемую часть манипулятора и, при условии, что управляемый элемент подключен параллельно; описывается следующей матрицей передачи:

1 О" Y,,

А =

(3)

где У12 — параллельно включенная комплексная проводимость управляемого элемента, определяемая заданным иммитансом XV, 2= Т|>2 + V, 2.

Перемножая последовательно матрицы А, и А2, найдем общую классическую матрицу передачи всего устройства:

Га+ДОУ,., № > + Уи 1

Используя известные соотношения между элементами матрицы передачи и элементами матрицы рассеяния, найдем элемент Б,, (коэффициент отражения в двух состояниях управляемого элемента) матрицы рассеяния всего устройства в следующем виде:

у а-;У+(У,,2+1)0Р-1) " <х+]у+(у|2+1)ар+1)- • '

Входной иммитанс двухполюсника ДП, изображенного на рис. 1, б, представим в виде дробно-линейного преобразования:

W1'2 = (aWu+jp)/(l + jYwu), (5)

где коэффициенты а, Р, у имеют тот же смысл, что и в (1).

Воспользуемся известным выражением для коэффициента отражения двухполюсника Г12 = (\У1,2-1) / (\У1,2+1) и, переходя к терминам «проводимость», получим с учетом (5) выражение для коэффициента отражения двухполюсника:

_а-]у + Уи0Р-1) и а-Н7+Уиар + 1)' (6)

Сравнение (6) и (4) показывает, что они отличаются тем, что в (4) к проводимости У, 2 управляемого элемента всюду прибавлена единица, а в (6) эта единица отсутствует. Физически это означает, что для манипулятора проходного типа нагрузкой является иммитанс управляемого элемента плюс единичный волновой иммитанс линии передачи справа, а для манипуляторов отражательного типа нагрузкой является лишь иммитанс управляемого элемента. В этой замене состоит сущность принципа двойственности АФМ отражательного и смешанного типов.

Разрабатывается алгоритм синтеза и анализа АФМ проходного типа, основные этапы которого определяются формулами (7)—(9), состоящий в описании всех базовых неуправляемых и управляемого элементов матрицами передачи в двух состояниях управляемого элемента, определении матрицы рассеяния всего устройства, составлении и решении системы алгебраических уравнений, вытекающей из заданного закона двухуровневого изменения модуля и фазы коэффициента передачи, относительно неизвестных параметров неуправляемых элементов, и определении максимально возможных значений глубины амплитудной модуляции и девиации фазы, удовлетворяющих условиям физической реализуемости.

5*21 =ш(С05ф +] 5Шф)5"21, (7)

где т = |~| —. отношение модулей коэффициентов передачи (внедиаго-I 211

нальных элементов матрицы рассеяния); (р = <р' — ф" — разность фазы коэффициентов передачи; 5"21 — коэффициенты передачи в двух состояниях, соответствующих двум значениям управляемого элемента.

Отношение модулей коэффициентов передачи т связано с глубиной амплитудной модуляции М следующим образом:

М= ——прит>1;М=-—— ,прит<1. (8)

т + 1 1 + т

Получая выражение для коэффициента передачи 82!, подставляя его в (7), после разделения действительной и мнимой части получим решение системы двух алгебраических уравнений:

а = 1>у + Е;Р = Р7 + В, (9)

шсоз(р(у2 +у1)+т5Мф(т| -т2)-тгу, - у2

где О

тсо5<р(т! + т2 +2)+ т5Шф(у2 -у,)-т2(х| +1)-т2 -1' „_ (шсо5ф(у2 +у,)+т8тф(т|-т2)-т2у| -У2)2 +

(1 + т2 -2тсо5(р)(тсо5ф(т( + х2 + 2)+тБтф(у2 -У1)-т2(х| + 1)-х2

_ (тсозф(т, + х2 +2) + т5!пф(у2 -у^-т2^) +1)-х2 -I)2

(1 + т2 -2тсо5ф)(тсо5ф(т, + х2 +2)+т5тф(у2 - у,)-т2(т| + 1)-т2 -1]'

_ 1 + ш2-2тсо5ф

г ~

гасо5ф(х| + х2 +2)+тзтф(у2 -у,)-т2(х, + 1)-х2 -1 '

Условие физической реализуемости а + Ру > 0 с учетом (9) сводится к условию Ру2+2Е)у+Е>0, которое выполняется только при Б>0 и из которого следует ограничение на девиацию фазы:

Гш(у2 - у,) - Ут2(уг - у, )2 + (1 - т2)(т2(х, +1)2 - (х2 +1)2) (ш + 1)(т(т, +1) + х2 +1)

2 ап^ <ф<2агад

• (Ю)

т(уг - у, ) + Уш2(у2 - у, )2 + (1 ■- т2 )(т2(т, +1)2 - (х2 +1)2) (т + 1)(т(т, + 1) + т2+1)

Из условия положительности подкоренного выражения в (10) следует ограничение на отношение квадратов модулей коэффициентов передачи:

х2_+1 К-7к2-4^ 2 К + л/к2-4 х2+1___т,_т2+1 , т,+1 , (у2-у,)2

-<ш2<-—--2—, гдеК=

х, + 1 2 2 т,+1 х,+1 х2 +1 (т,+1)(х2+1)

— качество переключательного элемента АФМ проходного типа.

Во втором разделе разрабатывается совокупность алгоритмов синтеза и анализа АФМ отражательного и смешанного типов на фиксированной частоте, один из которых представлен соотношениями (11)—(13) и состоит в представлении всех базовых элементов управляющего устройства матрицами передачи, причем управляемый элемент описывается в каждом из состояний,

определяемых уровнями управляющего напряжения, отыскании по известному алгоритм)' матриц рассеяния всего устройства, составлении системы алгебраических уравнений, вытекающих из заданных законов изменения комплексного коэффициента отражения и передачи и решении этой системы относительно выбранных параметров неуправляемых элементов, определении областей (изменения действительной и мнимой составляющих иммитансов управляемых элементов), в пределах которых возможна реализация требуемых значений девиации фазы и глубины амплитудной модуляции отраженного сигнала. <х=В12у+Е12; Р=Р|2"/+Б12, 8',, = т12(со5ф,2+] втф,^",,. (11)

Подставляя (4) в (11) и разделяя действительную и мнимую части, получим решение системы двух уравнений в виде (9), где

Е ^ ~Р,:((т, +1) + 0ч +1))П, -(т, -т2)Пг -(у, -у2)П3 12 ((х,+1)у2+(г2+1)у,))П,

0 к = [- Р«(Ст, + 1)у2 + (т2 + 1)у,)П, + НП2 + ЬП,]/(1П,>

+1)Щ -[ОЬ2Ц(т, +1)у2 +(т, +1)у,)]Пз +41-2(1, +1)2(т2+1),(К{*2)г4 С=К{-4(т1 +1)(т2 +1)Ш2 -[01-21^, +1)у2 +(т2 +1К)]Пз}2 +

+4(т, + 1)2(т2 +1)г(кр +2) [(НП2 + ЬП3)г + 12П?р;

1 = (т, + 1х(т +1)2 + у!)+ (т2 + 1х(т, +1)2 + у? )

ь = у2((т, + 1)> + у?)-у,((т2 + 1)2 + у2)

С = (т, +1)2 + у? - (т2 +1)2 - v2; К, = 11±1+11±1+ ;

1 2 Р тг + 1 т,+1 (1 + т,)(т2 + 1)

Н = (г, +1)((т2 +1)2 + у2)-(т2 +1)((т, +1)2 + у?) П, = 1-2ГГ.12соз<р,2 + т^; П2 = 2т12$и1ф|2; П3 = (1-т12)2. (12)

Таким образом, в диссертации получены формулы для определения количества неуправляемых элементов и оптимальных значений параметров, при которых обеспечиваются различные законы изменения амплитуды и фазы отраженного и проходного сигнала.

Алгоритм синтеза и анализа АФМ смешанного типа, обеспечивающих одновременно заданные законы изменения модуля и фазы коэффициента передачи (7) и коэффициента отражения (11), состоит в следующем.

Поскольку коэффициенты а, р, у в (11) и в (7) определяются одними и теми же параметрами неуправляемых элементов АФМ смешанного типа (рис. 1), то выражения для а и р (11) и (7) равны. Из этого равенства следует, что

= Е р + ЕЕ,'-20120-2 = 0. (13)

Б-Р,, Б-Р,, 12 12

Следовательно, для АФМ смешанного типа все три коэффициента оказываются строго заданными. Это означает, что схема АФМ смешанного типа должна содержать минимум три элемента с независимыми параметрами.

Для определения значений параметров конкретной схемы необходимо найти ее матрицу передачи (1), коэффициенты а, Р, у подставить в (9) или в (9) и (13) и полученную систему решить относительно выбранных трех параметров. При этом второе уравнение из (13) определяет необходимые соотношения между значениями глубины амплитудной манипуляции и девиации фазы отраженного и проходного сигналов.

В качестве примера синтезируемых схем АФМ на распределенных параметрах были взяты электродинамические структуры в виде управляемых плоскослоистых сред (рис. 2).

ш^ДС, УС

да«? П2" ^

Рис. 2. Обобщенная структура синтезируемых плоскослоистых сред отражательного типа

а

Пусть —<0,5 (а — период двумерно-периодических решеток). Тогда,

используя известное выражение для трансформации проводимостей в однородных линиях передачи, суммируя входные проводимости диэлектрических слоев и проводимости управляемых и неуправляемых решеток, найдем входной импеданс всей структуры и представим его в виде (5). Определенные таким образом коэффициенты а, р, у подставим в систему (11) и решим ее относительно толщины первого диэлектрического слоя и проводимости неуправляемой решетки.

X

1

2пп

-агОД

И-ЕВп,

ВО + (Е-1)п,

£! = -!-А. 2тгп,

•ап^

Б-п, ТРВп, Оп. + РВ

;(14)

В=±^/р-1 + (Е-1)п?, где п,, (1, — показатель преломления и толщина диэлектрического слоя, лежащего между неуправляемой и управляемой решетками; В ■—• реактивная проводимость неуправляемой пассивной решетки ПР|; О, Е, Р — коэффициенты, определяемы; выражениями типа (7) или (11), в которых V,, у2— это сумма мнимых составляющих адмитанса управляемого слоя (УС) в двух состояниях и входного адмитанса всей остальной части ПСС слева от УС, X — длина волны.

Для схем, приведенных на рис. 3, также получены выражения для определения оптимальных значений их параметров.

спь

1

[>0=1 п^ к ж * ^

а)

-С=>

н>ь

[кк, т « К Н

Л-

в)

Рис. 3. Варианты простейших схем АФМсмешанного типа, обеспечивающих двойную модуляцию амплитуды и фазы отраженного сигнала

В третьем разделе разрабатываются и описываются алгоритмы синтеза и анализа АФМ отражательного типа с максимально широкой полосой частот.

Предлагается алгоритм синтеза и анализа трехчастотных АФМ отражательного и смешанного типов, обеспечивающих требуемые равные или не равные значения девиации фазы и глубины амплитудной модуляции одновременно на трех фиксированных частотах. Указанная цель достигается использованием многоконтурных схем с значениями параметров неуправляемых элементов, при которых обеспечиваются требуемые равные или не равные значения сопротивлений Х(, Х2, Х3 (рис. 3) каждого двухполюсника, входящего в схему управляющего устройства, на всех трех частотах.

Пусть заданы или определены значения параметров (сопротивлений) . Х|, X", X". Выберем один из вариантов схемы в виде последовательного соединения емкости и N-1 параллельных колебательных контуров Ь„, С„, п=1, 2,..., N-1 (рис. 4).

т т . т... .

Со

НЧМ---0-

С1 Сг С„.[

С,

Рис. 4. Один из вариантов схемы в виде последовательного соединения емкости и N-1 параллельных колебательных контуров

Параметры управляемых элементов могут иметь любую зависимость от частоты. В этом случае выражения для полного сопротивления каждого параметра на каждой из частот имеют вид:

При N=3 выражение (15) распадается на систему трех уравнений относительно трех неизвестных С0, L,, С, (рис. 4). Решение этой системы следующее: с Х'а?Ц;-а»|)+ Х'ю32(со3г-со? )+Х"со](со2-со2)

° ш,со2т3 [х'х'соз (cof-о>| )+ Х'Х"о2 (ш32 - со,2 )+• Х"Х"со, {aj - ю| | ' _ [х'оз, (oj -оа^+Уса^ -ш?)+ХГсд,Ц -(¿¡)+Х'са|(ю12 -а,2)]

~ И-t-<4Ы -c^Kx-co, -X-OjXX-®, -Xœ^Xto, -Xto,) '

L _ (*»1 -<>Щ -«aR -«lilx'ffl, -Х"со3)(х'о)| -Х"со2)(х'(а2 -Х"со3) 1 [х'шJ(о>| — ш|)+ Х"ю2-ш?)+Х"е^(т? -са^|

Разработана машинная программа на языке Turbo Pascal 6 синтеза и анализа широкополосных и многочастотных АФМ на основе использования предложенных алгоритмов синтеза и анализа таковых устройств. Получены результаты численного синтеза и анализа АФМ, которые позволяют распространить выводы теоремы Фано о максимально широкой полосе частот при заданном количестве неуправляемых элементов, полученные для согласующих устройств, на случай управляющих устройств с управляемыми во времени параметрами и характеристиками. Показано, что максимально широкая полоса рабочих частот АФМ составляет примерно 40—45% при количестве неуправляемых элементов, равном шести.

Описывается макет (рис. 5), экспериментальные установки и методики испытаний, с помощью которых проводятся практические исследования АФМ и МФУУ на элементах с распределенными параметрами.

Рис. 5. Экспериментально исследуемый макет АФМ

Полученные экспериментальные результаты позволяют сделать вывод о возможности использования разработанных в диссертации алгоритмов синтеза и анализа АФМ для проектирования МФУУ.

В заключении изложены основные результаты диссертационной работы и определяются основные направления дальнейших исследований.

В приложении 1 приводится программа синтеза и анализа широкополосных АФМ.

В приложении 2 приводится программа для определения областей физической реализуемости АФМ отражательного и смешанного типов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Развиты известные предложения по структуре и принципам построения перспективных средств передачи и приема информации, основанных на использовании МФУУ без собственного генератора несущего сигнала, в направлении обеспечения дополнительного использования в качестве такового прошедшего через АФМ сигнала.

2. Определены условия замены формул для определения значений параметров неуправляемых элементов, обеспечивающих требуемое значение девиации фазы и глубины амплитудной манипуляции отраженного сигнала, полученных для двухполюсников, на формулы аналогичного назначения для четырехполюсников. Эти условия названы принципом двойственной перестановки для управляющих устройств отражательного и смешанного типов.

3. Разработан алгоритм синтеза и анализа двухуровневых АФМ смешанного типа, позволяющий определить области изменения параметров управляемого элемента, количество и оптимальные значения неуправляемых элементов, при которых заданной схемой одновременно обеспечиваются требуемые значения девиаций фазы и отношения модулей коэффициентов отражения и передачи.

4. Разработан алгоритм синтеза и анализа манипуляторов с дискретной линейной зависимостью амплитуды отраженного от управляющего устройства сигнала от низкочастотного напряжения на управляемом элементе.

5. Разработан алгоритм синтеза и анализа многоуровневых манипуляторов амплитуды и фазы отраженного сигнала, позволяющий определить минимальное количество управляемых и неуправляемых элементов управляющего устройства.

6. Разработан алгоритм синтеза и анализа широкополосных амплитудно-фазовых многоуровневых манипуляторов с использованием разработанного алгоритма синтеза и анализа аналогичных устройств, обеспечивающих требуемые характеристики на фиксированной частоте и метода Дэвидсона — Флетчера — Пауэлла, обеспечивающего заданное отклонение характеристик в полосе частот и разработанный на его основе комплекс программ.

7. Развит алгоритм синтеза и анализа многочастотных АФМ, позволяющий определить минимальное количество элементов и значения их параметров, при которых на трех заданных дискретных частотах обеспечиваются требуемые переменные характеристики отраженного и проходного сигнала.

8. Экспериментально обосновано использование разработанных алгоритмов синтеза и анализа АФМ для проектирования МФУУ.

Основные результаты диссертации автором изложены в работах:

Монография

1. Анализ и синтез управляющих многополюсников: Монография / Под ред. A.A. Головкова / A.A. Головков, О.И. Бокова, А.Ю. Кузьмин, Н.В. Та-лышев и др./ Воронеж: ВИ МВД России, 1999. 140 с.

Научные статьи и доклады на НТК

2. Головков A.A., Бокова О.И. Методика синтеза радиоэлектронных устройств для передачи и защиты информации // Всероссийская конференция по основным направлениям развития средств и систем радиосвязи. Т.2. Воронеж, 1996. С. 428—434.

3. Головков A.A., Бокова О.И., Хохлова К.Д. Экспериментальное обоснование требований к функциональным возможностям отдельных узлов бортовых средств связи // 2-я Международная конференция по спутниковой связи. М., 1996. С. 5—25.

4. Головков A.A., Бокова О.И. Обоснование требований к параметрам модуляторов отраженного сигнала // Теория и техника радиосвязи. ВНИИС. Вып. 2. 1997. С. 55—63.

5. Головков A.A., Бокова О.И., Бодров A.B., Галнмов О.Т. Модуляция отраженного сигнала и демодуляция падающего сигнала с помощью управляемой плоскослоистой среды // Научно-техническая конференция «Информационная безопасность автоматизированных систем». Воронеж, 1998. С. 706—714.

6. Головков A.A., Бокова О.И., Галимов С.Т. Анализ и синтез манипуляторов СВЧ с линейной зависимостью амплитуды отраженного сигнала от напряжения на управляемом элементе // IV Международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, связь»: Сборник докладов. Воронеж, 1998. С. 1460—1467.

7. Бокова О.И., Головков A.A. Области физической реализуемости согласующих произвольные иммитансы устройств и манипуляторов отраженного сигнала // III Международная научно-техническая конференция «Антенно-фидерные устройства, системы и средства радиосвязи». Воронеж, 1997. Т.2. С. 1012—1017.

8. Головков A.A., Бокова О.И. Метод синтеза и анализа широкополосных амплитудно-фазовых манипуляторов отраженного сигнала на основе использования матриц передачи и рассеяния н метода Дэвидсона — Флетче-ра — Пауэлла // V Международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, связь». Воронеж, 1999. С. 1591—1602.

Тезисы докладов на НТК

9. Головков A.A., Николаенко (Бокова) О.И. Области физической реализуемости амплитудно-фазовых манипуляторов отражательного типа на реактивных элементах с сосредоточенными параметрами // Международная конференция по информационным технологиям и системам: Тезисы докладов. Воронеж, 1995. С. 11.

10. Головков A.A., Бокова О.И. Области физической реализуемости управляющих устройств отраженного сигнала // III Международная конференция по современным проблемам теории чисел и ее приложений: Тезисы докладов. Тула, 1996. С. 36.

11. Головков A.A., Бокова О.И. Области физической реализуемости амплитудно-фазовых модемов на резистивных элементах с сосредоточенными параметрами // Межвузовская научно-практическая конференция: Тезисы докладов. Воронеж: ВВШ МВД России, 1996. С. 45.

12. Головков A.A., Бокова О.И. Синтез и экспериментальный анализ устройств обработки сигнала, обеспечивающих прием, передачу, кодирование и декодирование информации // III Международная конференция «Теория и техника передачи, приема и обработки информации»: Тезисы докладов. Харьков, 1997. С. 25—26.

13. Головков A.A., Бокова О.И., Бодров A.B., Галимов С.Т. Экспериментальное обоснование возможности реализации приема, передачи, кодирования и декодирования информации с помощью управляемых слоистых сред // Научно-практическая конференция ВВШ МВД России: Тезисы докладов. Часть II. Воронеж: ВВШ МВД России, 1998. С. 60—61.

14. Головков A.A., Бокова О.И., Колесникова О.И. Принцип двойственности управляющих устройств проходного и отражательного типов в однородных линиях передачи // Межвузовская научно-практическая конференция ВВШ МВД России «Актуальные проблемы совершенствования научно-технического обеспечения деятельности ОВД»: Тезисы докладов. Воронеж: ВВШ МВД России, 1999. С. 143—145.

15. Головков A.A., Бокова О.И., Муравьев Я.Ю. Синтез плоскослоистой среды с двумя управляемыми слоями, обеспечивающими обмен информации и ее защиту // Межвузовская научно-техническая конференция ВВШ МВД России «Актуальные проблемы совершенствования научно-технического обеспечения деятельности ОВД»: Тезисы докладов. Воронеж, 1999. С. 159—160.

16. Бокова О.И. Алгоритм синтеза и анализа многочастотных амплитудно-фазовых манипуляторов смешанного типа // Межвузовская научно-практическая конференция «Охрана—99»: Тезисы докладов. Воронеж: ВИ МВД России, 1999. С. 84.

17. Бокова О.И. Алгоритм синтеза и анализа амплитудно-фазовых манипуляторов проходного типа на фиксированной частоте // Межвузовская научно-практическая конференция «Охрана—99»: Тезисы докладов. Воронеж: ВИ МВД России, 1999. С. 85—86.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ СИНТЕЗА И АНАЛИЗА АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫХ МАНИПУЛЯТОРОВ НА ОСНОВЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УПРАВЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ.

1.1. Традиционные и перспективные способы и средства передачи и кодирования информации. Постановка задачи.

1.2. Принципы построения многофункциональных управляющих устройств на элементах с сосредоточенными и распределенными параметрами.

1.3. Принцип двойственности управляющих устройств отражательного и смешанного типов в однородной линии передачи.

1.4. Алгоритм синтеза и анализа амплитудно-фазовых манипуляторов проходного типа на фиксированной частоте.

Выводы.

2. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫХ МАНИПУЛЯТОРОВ ОТРАЖАТЕЛЬНОГО И СМЕШАННОГО ТИПОВ НА

ФИКСИРОВАННОЙ ЧАСТОТЕ.

2.1. Алгоритм синтеза и анализа двухуровневых амплитудно-фазовых манипуляторов отражательного и смешанного типов на фиксированной частоте.

2.2. Алгоритм синтеза и анализа манипуляторов с линейной зависимостью амплитуды отраженного сигнала от напряжения на управляемом элементе.

2.3. Синтез простейших амплитудно-фазовых манипуляторов на элементах с сосредоточенными и распределенными параметрами.

2.4. Анализ областей физической реализуемости двухуровневых амплитудно-фазовых манипуляторов отражательного типа.

Выводы.

3. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ МНОГОУРОВНЕВЫХ

ШИРОКОПОЛОСНЫХ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫХ МАНИПУЛЯТОРОВ ОТРАЖАТЕЛЬНОГО И СМЕШАННОГО ТИПОВ.

3.1. Алгоритм синтеза и анализа многоуровневых манипуляторов амплитуды и фазы отражательного типа на фиксированной частоте.

3.2. Алгоритм синтеза и анализа широкополосных амплитудно-фазовых манипуляторов на основе использования матриц передачи и рассеяния и и метода Дэвидсона—Флетчера—Пауэлла.

3.3. Алгоритм синтеза и анализа многочастотных амплитудно-фазовых манипуляторов смешанного типа.

3.4. Численный анализ широкополосности и физической реализуемости амплитудно-фазовых манипуляторов отражательного типа.

3.5. Экспериментальное обоснование возможности передачи, кодирования, приема и декодирования информации с помощью многофункциональных управляющих устройств на элементах с распределенными параметрами.

Выводы.

1. Актуальность темы. Формулировка цели и задач исследования

Многофункциональные управляющие устройства (МФУУ) — это устройства, обеспечивающие одновременно или последовательно функции большинства отдельных узлов (блоков) приемо-передающих радиостанций (модуляторов, демодуляторов, кодеров, декодеров и т.п.). Благодаря многофункциональному назначению, эти устройства могут использоваться для реализации традиционных и перспективных способов передачи и приема информации, основанных на применении управляемых плоскослоистых структур, с помощью которых можно передавать и кодировать информацию без собственного источника несущего сигнала путем использования в качестве такового рассеянного от этих структур сигнала какого-либо постороннего источника [1,2].

Традиционные схемы устройств передачи дискретных сообщений содержат относительно самостоятельные структурные блоки модулятора, демодулятора, кодера, декодера, функционирование каждого из которых осуществляется независимо от других [3]. При этом принципиальные схемы этих блоков представляют собой сложные системы, состоящие из большого количества базовых элементов [4] типа резисторов II, индуктивностей Ь, емкостей С, полупроводниковых диодов и транзисторов.

Основные недостатки традиционных систем передачи дискретных сообщений состоят в следующем:

- неудовлетворительные массогабаритные характеристики, связанные с большим количеством базовых элементов основных блоков системы;

- большое количество основных блоков, связанное с распределением отдельных функций системы по отдельным блокам;

- большое энергопотребление, связанное с необходимостью использования собственно генератора несущих сигналов;

Последнее десятилетие интерес к разработке управляющих устройств, обеспечивающих выполнение многих функций, постоянно возрастает [1, 2, 5-12]. В настоящее время состояние, глубина разработки теории анализа и синтеза и принципов построения многофункциональных управляющих устройств характеризуется следующими показателями. Начало планомерных исследований управляющих устройств этого класса относится к концу 50-х —- началу 60-х годов, когда Каваками С. ввел понятие качества управляемых элементов как меры различия их иммитансов в двух состояниях, определяемых уровнями управляющего низкочастотного воздействия, на фиксированной частоте [13]. При этом Каваками рассматривал лишь управляющие устройства на сосредоточенных элементах. Дальнейшее развитие теории анализа и синтеза управляющих устройств связано с именами Сестрорецкого Б.В., Шейнкмана В.Г., Сазонова Д.М., Боро-дулина A.A., Михайлова Г.Д. и Головкова A.A. [1, 2, 14-21]. К моменту начала исследований, результаты которых изложены в данной работе, этими и другими авторами разработаны различные схемы управляющих устройств на реактивных и резистивных элементах с сосредоточенными и распределенными параметрами, различные алгоритмы (аналитические и численные) определения значений параметров этих элементов и получены формулы для отыскания максимально возможных значений девиации фазы и глубины амплитудной модуляции на фиксированной частоте и в полосе частот. Показано, что предельно достижимые характеристики управляющих устройств ограничиваются не только предложенной Каваками формой качества управляемого элемента, но и другими формами качества, которые вытекают из решения поставленных задач синтеза и анализа различных типов управляющих устройств. Значительным скачком в развитии управляющих устройств явилось предложение Бородулина A.A. выполнять управляющие устройства в виде плоскослоистой структуры, представляющей собой чередование управляемых и неуправляемых слоев в виде диэлектрических слоев без потерь и периодических решеток с управляемыми элементами и без них. В работах Головкова A.A. разработаны два основополагающих принципа теории анализа и синтеза управляющих устройств: принцип функциональной взаимности модуляторов отраженного сигнала и демодуляторов падающего сигнала, из которого вытекает идентичность параметров этих двух устройств; принцип двойственной перестановки для управляющих устройств, построенных на резистивных и реактивных элементах, относительно действительных и мнимых составляющих иммитансов линии передачи и управляемого элемента, из которого следует перестановочная идентичность формул, полученных для определения параметров резистивных и реактивных элементов.

Кроме того, им же показана возможность использования алгоритмов синтеза и анализа амплитудно-фазовых манипуляторов (АФМ) отражательного типа для проектирования модуляторов отраженного сигнала.

Однако анализ известной литературы показывает, что в настоящее время теория синтеза и анализа управляющих устройств разработана недостаточно полно, в частности, не доказана идентичность параметров модуляторов отраженного сигнала и демодуляторов падающего сигнала при многоуровневой (многосигнальной) модуляции несущего сигнала, не показана возможность одновременной или последовательной передачи и кодирования отраженного сигнала и приема и декодирования падающего сигнала. Разработанные до настоящего времени методы синтеза и анализа многокаскадных широкополосных управляющих устройств с точки зрения затрат машинного времени и сложности написания машинных программ недостаточно эффективны. Все известные методы и алгоритмы разработаны в основном только для управляющих устройств отражательного типа либо для управляющих устройств проходного типа. Отсутствуют алгоритмы пересчета значений параметров управляющих устройств отражательного типа в значения параметров управляющих устройств проходного типа и обратно, то есть отсутствует единый подход к синтезу и анализу амплитудно-фазовых манипуляторов проходного, отражательного и смешанного типов.

Кроме того следует констатировать факт недостаточного экспериментального обоснования возможности разработки единого подхода к синтезу и анализу управляющих устройств отражательного, проходного и смешанного типов. Указанный факт не позволяет в настоящее время решать множество чрезвычайно важных задач, связанных с определением основных характеристик устройств смешанного, отражательного и проходного типов. К таким характеристикам относятся: девиация фазы, глубина амплитудной модуляции как отражательного, так и проходного сигналов, полоса частот, возможность кодирования сигналов (степень защиты информации), возможность декодирования сигналов (достоверность принимаемой информации) и т.д. Перечисленные характеристики открывают и определяют перспективную возможность использования многофункциональных управляющих устройств для реализации традиционных и перспективных способов передачи и приема информации, в которых одно из определяющих мест занимают АФМ. В связи с этим синтез и анализ АФМ проходного, отражательного типов в интересах синтеза и анализа АФМ смешанного типа для создания указанных выше многофункциональных управляющих устройств является актуальной научно-технической задачей [15, 22-27].

Амплитудно-фазовые манипуляторы, которые обеспечивают реализацию новых способов обмена и защиты информации в общем случае состоят из управляемых и неуправляемых базовых элементов, соединенных между собой произвольным образом. На относительно низких частотах, примерно от очень низких до 800 МГц, неуправляемые элементы представляют собой реактивные и резистивные элементы с сосредоточенными параметрами (Я, Ь, С). Управляемые элементы — это полупроводниковые диоды различных типов.

На частотах от 800 МГц до 300 ГГц неуправляемые элементы — это слои однородных диэлектриков, диафрагмы, резонансные штыри и т.д. Управляемые элементы — это двумерно периодические решетки проводящих элементов (стержней или полосок), в разрывы которых включены полупроводниковые диоды.

Сущность новых способов передачи и приема информации, основанных на использовании МФУУ, состоит в следующем [28-33].

Способы заключаются в использовании абонентами в качестве несущего сигнала любого сигнала постороннего источника, например, немодулированного гармонического колебания, который может и не принимать непосредственного участия в процессе передачи и приема информации, трансляции этого сигнала в направлении на второго абонента, одновременной модуляции этого сигнала низкочастотным информационным сигналом первого абонента и кодировании промо-дулированного сигнала кодирующим НЧ-сигналом, приеме закодированного промодулированного отраженного или проходного сигнала вторым абонентом, одновременном декодировании и демодуляции принятого сигнала и регистрации вторым абонентом информационного сигнала первого абонента. Количество источников кодирующего сигнала может быть любым, в зависимости из необходимой сложности кодирования сигнала. При декодировании необходимо обеспечивать синхронизацию кодированного несущего сигнала и декодирующего низкочастотного сигнала. Вопросы обеспечения синхронизации в данной работе не исследуются.

От известных нетрадиционных способов передачи и приема информации [1, 2], в которых в качестве несущего сигнала используется отраженный сигнал, описанные способы отличаются тем, что в качестве несущего сигнала используется как отраженный, так и проходной сигналы, то есть используется АФМ смешанного типа.

Целью диссертационной работы является синтез и анализ амплитудно-фазовых манипуляторов проходного, отражательного и смешанного типов с требуемыми характеристиками.

Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Развитие принципов построения МФУУ, используемых для реализации перспективных способов передачи, кодирования, декодирования и приема информации, в направлении возможности использования в качестве несущего сигнала как отраженного, так и прошедшего через АФМ сигнала.

2. Разработка алгоритмов синтеза и анализа управляющих устройств смешанного типа, обеспечивающих требуемые законы дискретного изменения амплитуды и фазы отраженного сигнала на фиксированной частоте.

3. Обоснование условий идентичности законов изменения амплитуды и фазы отраженного сигнала управляемыми устройствами отражательного типа (двухполюсниками) и смешанного типа (четырехполюсниками).

4. Разработка алгоритмов синтеза и анализа многоуровневых многочастотных и широкополосных АФМ отражательного и смешанного типов.

5. Экспериментальное обоснование использования разработанных алгоритмов синтеза и анализа АФМ отражательного типа для проектирования МФУУ.

Первая задача, связанная с развитием принципов построения МФУУ, содержит:

- описание способов передачи и кодирования, приема и декодирования информации, основанных на использовании МФУУ, а также основных требуемых характеристик последних;

- развитие принципов построения АФМ смешанного типа на элементах с сосредоточенными и распределенными параметрами в направлении определения минимального количества элементов и значений их параметров, при которых обеспечиваются требуемые законы одновременного изменения амплитуды и (или) фазы отраженного и проходного сигнала.

Вторая задача, ориентированная на развитие теории синтеза и анализа управляющих устройств, включает в себя:

- разработку алгоритмов синтеза и анализа двухуровневых АФМ смешанного типа (отражательного и проходного);

- разработку алгоритмов синтеза и анализа манипуляторов с дискретной линейной зависимостью амплитуды отраженного сигнала от низкочастотного напряжения на управляемом элементе;

- получение простых инженерных формул для определения значений параметров неуправляемых элементов ряда простейших схем АФМ, при которых обеспечивается требуемое отношение модулей и разностей фаз коэффициентов передачи и отражения;

- определение областей физической реализуемости АФМ отражательного типа на плоскости действительной и мнимой составляющих иммитансов управляемого элемента в нескольких состояниях.

Третья задача, которая связана с обоснованием условий идентичности законов дискретного изменения отраженного сигнала управляющими устройствами в виде двухполюсника и четырехполюсника, предполагает установление принципа двойственной перестановки, который позволяет все формулы, полученные при синтезе АФМ отражательного типа, использовать для синтеза АФМ смешанного типа, и наоборот, при сохранении закона дискретного изменения амплитуды и фазы отраженного сигнала.

Четвертая задача, направленная на разработку алгоритмов синтеза и анализа многочастотных и широкополосных АФМ, включает:

- разработку алгоритма синтеза и анализа многоуровневых манипуляторов отражательного и смешанного типов и определение минимального количества управляемых и неуправляемых параметров, обеспечивающих требуемое количество уровней манипуляции отраженного сигнала;

- разработку алгоритма синтеза и анализа АФМ, обеспечивающих заданный закон изменения амплитуды и фазы отраженного сигнала в максимально широкой полосе частот;

- развитие алгоритма синтеза и анализа АФМ, обеспечивающих заданный закон изменения амплитуды и фазы отраженного сигнала на трех заданных дискретных частотах;

- численный анализ широкополосных и многочастотных АФМ отражательного типа.

Пятая задача, связанная с экспериментальным обоснованием использования разработанных алгоритмов синтеза и анализа АФМ отражательного типа, предполагает разработку макета МФУУ, методику его испытаний, установку, анализ полученных экспериментальных результатов.

2. Основные научные результаты работы

2.1. Развиты известные предложения по структуре и принципам построения перспективных средств передачи и приема информации, основанных на использовании МФУУ, без собственного генератора несущего сигнала, в направлении обеспечения дополнительного использования в качестве такового прошедшего через АФМ сигнала.

2.2. Определены условия замены формул для определения значений параметров неуправляемых элементов, обеспечивающих требуемое значение девиации фазы и глубины амплитудной манипуляции отраженного сигнала, полученных для двухполюсников, на формулы аналогичного назначения для четырехполюсников. Эти условия названы принципом двойственной перестановки для управляющих устройств отражательного и смешанного типов.

2.3. Разработан алгоритм синтеза и анализа двухуровневых АФМ смешанного типа, позволяющий определить области изменения параметров управляемого элемента, количество и значения неуправляемых элементов, при которых заданной схемой одновременно обеспечиваются требуемые значения девиаций фазы и отношения модулей коэффициентов отражения и передачи.

2.4. Разработан алгоритм синтеза и анализа манипуляторов с дискретной линейной зависимостью амплитуды отраженного от управляющего устройства сигнала от низкочастотного напряжения на управляемом элементе.

2.5. Разработан алгоритм синтеза и анализа многоуровневых манипуляторов амплитуды и (или) фазы отраженного сигнала, позволяющий определить минимальное количество управляемых и неуправляемых элементов управляющего устройства.

2.6. Разработан алгоритм синтеза и анализа широкополосных амплитудно-фазовых многоуровневых манипуляторов с использованием разработанного алгоритма синтеза и анализа аналогичных устройств, обеспечивающих требуемые характеристики на фиксированной частоте и метода Дэвидсона — Флетчера -— Пауэлла, обеспечивающего заданное отклонение характеристик в полосе частот.

2.7. Развит алгоритм синтеза и анализа многочастотных АФМ, позволяющий определить минимальное количество элементов и значения их параметров, при которых на трех заданных дискретных частотах обеспечиваются требуемые характеристики отраженного и проходного сигналов.

2.8. Разработан комплекс программ для ЭВМ на языке Turbo Pascal 6 для синтеза и анализа многочастотных и широкополосных АФМ отражательного и смешанного типов, основанных на использовании матриц передачи и рассеяния и метода Дэвидсона — Флетчера — Пауэлла [34]. Показано, что увеличение количества неуправляемых и управляемых элементов приводит к увеличению рабочей полосы частот, причем полоса частот достигает 80—90% максимально возможной при количестве неуправляемых элементов, равном шести.

2.9. Экспериментально обосновано использование разработанных алгоритмов синтеза и анализа АФМ для проектирования МФУУ.

3. Новизна научных результатов

3.1. Впервые разработан метод (совокупность алгоритмов) [35] синтеза и анализа управляющих устройств проходного, отражательного и смешанного типа, основанный на представлении базовых элементов устройства в виде матриц передачи, записанных для каждого состояния, определяемого уровнями управляющего воздействия на управляемом элементе, отыскании матрицы рассеяния всего устройства в каждом из указанных состояний, составлении системы алгебраических уравнений, вытекающих из заданного закона изменения амплитуды и фазы отраженного и проходного сигналов, решении этой системы относительно параметров неуправляемых элементов, анализе полученных решений с целью определения областей физической реализуемости как областей изменения действительной и мнимой составляющих иммитанса управляемого элемента, в пределах которых возможна физическая реализация с помощью заданной схемы устройства требуемых значений девиации фазы и глубины амплитудной манипуляции отраженного сигнала на фиксированной частоте.

3.2. Сформулирован принцип двойственной перестановки формул, полученных при решении задачи синтеза и анализа АФМ отражательного типа (двухполюсников) и смешанного типа (четырехполюсников). Показано, что эти формулы для однородной линии передачи с нормированным единичным волновым сопротивлением являются взаимозаменяемыми при перестановочной замене действительной составляющей иммитанса управляемого элемента т (двухполюсника) суммой действительной составляющей иммитанса управляемого элемента и единичного нормированного волнового сопротивления линии передачи т+1 (четырехполюсника) и наоборот.

3.3. Впервые разработан алгоритм синтеза и анализа манипуляторов с дискретной линейной зависимостью амплитуды отраженного сигнала от НЧ напряжения на управляемом элементе.

3.4. Определено количество управляемых и неуправляемых элементов и значения их параметров, при которых обеспечивается требуемое количество уровней манипуляции амплитуды и фазы отраженного и проходного сигналов.

3.5. Разработана программа для ЭВМ на языке Turbo Pascal 6 на основе комплексного использования разработанного в диссертации метода аналитического определения оптимальных значений неуправляемых элементов АФМ на фиксированной частоте и метода Дэвидсона — Флетчера — Пауэлла, позволяющего при заданных отклонениях характеристик устройства от требуемых их значений на фиксированной частоте обеспечить максимально широкую полосу частот.

Практическое использование этого пакета программ позволило сделать вывод о распространении теоремы Фано [36] о количестве неуправляемых элементов, при котором достигается максимально широкая полоса частот согласующего устройства, на случай АФМ проходного, отражательного и смешанного типов. Показано, что максимально широкая полоса частот обеспечивается при количестве неуправляемых элементов, равном шести.

3.6. Экспериментально обосновано использование разработанных алгоритмов синтеза и анализа АФМ отражательного типа для проектирования МФУУ.

4. Достоверность научных положений и результатов

4.1. Достоверность сформулированных в работе научных положений обеспечивается синтезом и анализом АФМ проходного, отражательного и смешанного типов на основе использования матриц передачи и рассеяния, теории длинных линий передачи, алгебраических уравнений, метода Дэвидсона—Флетчера—Пауэлла, теории функций комплексного переменного, результатов решения задачи дифракции электромагнитных волн на периодических решетках, а также известных результатов синтеза и анализа управляющих устройств отражательного типа.

4.2. Достоверность новых научных результатов, полученных с помощью предлагаемых алгоритмов, обосновывается синтезом и анализом АФМ проходного, отражательного и смешанного типов, учетом всех основных факторов и физических явлений, происходящих в процессе взаимодействия электромагнитного поля с совокупностью базовых управляемых и неуправляемых элементов, экспериментальными результатами, полученными в процессе исследования макета МФУУ, построенных на основе использования элементов с распределенными и сосредоточенными параметрами и на основе разработанных алгоритмов, а также совпадением в частных случаях с результатами, полученными другими авторами.

4.3. Требования к МФУУ обоснованы и апробированы в практике научных исследований и учебного процесса ВИ МВД России, ВНИИС, 5 ЦНИИ МО РФ, ВКБ АФУ, внедрены в производство заводом «Сигнал».

Разработанный и изготовленный при непосредственном участии автора макет МФУУ на основе бифокальной линзы и АФМ в виде управляемой плоскослоистой среды прошел успешные лабораторные испытания, результаты которых показали возможность использования разработанных алгоритмов синтеза и анализа АФМ для проектирования МФУУ.

5. Практическая ценность основных научных результатов

Сформулированные новые положения теории синтеза и анализа АФМ проходного, отражательного и смешанного типов в интересах усовершенствования традиционных средств радиосвязи и освоения перспективных средств на основе МФУУ позволяют во многих областях радиосвязи на принципиально новом уровне решать различные задачи, которые не могли быть решены традиционными средствами.

Создание и использование таких устройств в системах радиосвязи позволяет в значительной степени уменьшить их массогабаритные характеристики и энергопотребление. Практическая ценность полученных результатов состоит в том, что их использование позволяет без больших затрат создать не только средства передачи и приема информации, но и эффективные средства в других областях радиоэлектроники — радионавигации, технических средств охраны, средств уменьшения радиолокационной заметности и т.д.

6. Апробация, публикация и реализация результатов работы

Диссертационная работа выполнена в рамках научного проекта развития теории синтеза и анализа управляющих многополюсников, разработанного в [21], а также в интересах научно-исследовательских работ, проводимых в 5 ЦНИИ МО РФ, ВНИИС, ВИ МВД России, УИН Министерства юстиции России по Воронежской области, о чем свидетельствуют имеющиеся акты внедрения.

Основные результаты работы докладывались, обсуждались и были одобрены на международной конференции по информационным технологиям и системам (Воронеж, 1995 г.), Всероссийской конференции по основным направлениям развития средств и систем радиосвязи (Воронеж, 1996 г.), межвузовской научно-практической конференции (Воронеж, 1996 г.), 3-й международной конференции по современным проблемам теории чисел и ее приложений (Тула, 1996 г.), 2-й международной конференции по спутниковой связи (Москва, 1996 г.), 3-й международной научно-технической конференции «Антенно-фидерные устройства, системы и средства радиосвязи» (Воронеж, 1997 г.), 3-й международной конференции «Теория и техника передачи, приема и обработки информации» (Харьков, 1997 г.), 4-й международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация и связь» (Воронеж, 1998 г.), научно-практической конференции (Воронеж, 1998 г.), > • научно-технической конференции «Информационная безопасность автоматизированных систем» (Воронеж, 1998 г.), 5-й международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация и связь» (Воронеж, 1999 г.), межвузовской научно-практической конференции «Актуальные проблемы совершенствования научно-технического обеспечения деятельности ОВД» (Воронеж, 1999 г.), научно-технических советах и семинарах в ВИ МВД России, заводе «Сигнал» (АООТ «Электросигнал»), опубликованы в 17 открытых печатных трудах, оценены присвоением автору звания лауреата конкурса молодых ученых администрации Воронежской области 1997 г.

7. Структура работы

Работа состоит из введения, заключения и трех разделов, в которых изложены теоретические и экспериментальные обоснования научных положений, выводов и основных результатов. Работа представлена на 139 страницах печатного текста, иллюстрируется 44 рисунками, содержит 80 наименований используемой литературы.

В первом разделе формулируется сущность новых способов передачи и приема информации, описываются структуры и различные схемы АФМ и МФУУ смешанного типа, реализующие эти способы. Обосновываются требования к таким устройствам, даются их характеристики и указывается преимущество перед традиционными средствами. Формулируется принцип двойственности управляющих устройств отражательного и смешанного типов в однородной линии передачи, состоящий в возможности использования всех формул, полученных для определения значений параметров неуправляемых элементов управляющего двухполюсника, для определения значений параметров неуправляемых элементов управляющего четырехполюсника, обеспечивающих один и тот же закон изменения амплитуды и фазы отраженного сигнала.

Разрабатывается алгоритм синтеза и анализа АФМ проходного типа, состоящий в описании всех базовых неуправляемых и управляемого элементов матрицами передачи в двух состояниях управляемого элемента, определении матрицы рассеяния всего устройства, составлении и решении системы алгебраических уравнений, вытекающей из заданного закона двухуровневого изменения модуля и фазы коэффициента передачи, относительно неизвестных параметров неуправляемых элементов и определении максимально возможных значений глубины амплитудной манипуляции и девиации фазы, удовлетворяющих условиям физической реализуемости.

Во втором разделе разрабатывается метод (совокупность алгоритмов) синтеза и анализа АФМ отражательного и смешанного типов на фиксированной частоте, состоящий в представлении всех базовых элементов управляющего устройства матрицами передачи, причем управляемый элемент описывается в каждом из состояний, определяемых уровнями управляющего напряжения, отыскании по известному алгоритму матриц рассеяния всего устройства, составлении системы алгебраических уравнений, вытекающих из заданных законов изменения комплексного коэффициента отражения и передачи, и решении этой системы относительно выбранных параметров неуправляемых элементов, определении областей изменения действительной и мнимой составляющих иммитансов управляемых элементов, в пределах которых возможна реализация требуемых значений девиации фазы и глубины амплитудной манипуляции отраженного сигнала.

В соответствии с изложенным алгоритмом получены формулы для определения количества и значений параметров неуправляемых элементов, при которых обеспечивается двухуровневый закон изменения амплитуды и фазы отраженного и проходного сигнала, дискретная линейная зависимость амплитуды отраженного сигнала от напряжения на управляемом элементе, построены границы областей физической реализуемости на диаграммах Смита в плоскости действительной и мнимой составляющих иммитанса управляемого элемента.

В третьем разделе разрабатываются и описываются алгоритмы анализа и синтеза АФМ отражательного типа с предельно достижимыми характеристиками. Определяется минимальное количество управляемых и неуправляемых элементов, обеспечивающих заданное значение уровней дискретной манипуляции отраженного сигнала. Решается задача анализа и синтеза широкополосных АФМ на основе использования разработанного в диссертации метода синтеза и анализа АФМ отражательного и смешанного типов, обеспечивающих требуемые значения девиации фазы и глубины амплитудной манипуляции на фиксированной частоте и метода Дэвидсона—Флетчера— Пауэлла, обеспечивающего заданные отклонения указанных характеристик в полосе частот.

Предлагается алгоритм синтеза и анализа трехчастотных АФМ отражательного и смешанного типов, обеспечивающих требуемые равные или не равные значения девиации фазы и глубины амплитудной манипуляции одновременно на трех фиксированных частотах. Указанная цель достигается использованием многоконтурных схем с оптимальными значениями параметров неуправляемых элементов, при которых обеспечиваются требуемые равные или неравные значения сопротивлений каждого двухполюсника, входящего в схему управляющего устройства, на всех трех частотах.

Разработана программа для ЭВМ на языке Turbo Pascal 6 синтеза и анализа широкополосных и многочастотных АФМ на основе использования предложенных алгоритмов анализа и синтеза таких устройств. Получены результаты численного анализа и синтеза АФМ, которые позволяют распространить выводы теоремы Фано о максимально широкой полосе частот при заданном количестве неуправляемых элементов, полученные для согласующих устройств, на случай управляющих устройств с управляемыми во времени параметрами и характеристиками. Показано, что максимально возможная полоса рабочих частот АФМ составляет примерно 40-45% при количестве неуправляемых элементов со значениями параметров, равными шести.

Описывается макет, экспериментальная установка и методика испытаний, с помощью которых проводятся практические исследования АФМ и МФУУ на элементах с распределенными параметрами. Полученные экспериментальные результаты позволяют сделать вывод о возможности использования разработанных в диссертации алгоритмов синтеза и анализа АФМ для проектирования МФУУ как средств радиосвязи для передачи, кодирования, декодирования и приема информации. Такой вывод вытекает из доказанной экспериментально идентичности параметров АФМ, предназначенных как для двойной модуляции отраженного сигнала, так и для двойной демодуляции падающего сигнала.

8. Основные положения, выносимые на защиту

8.1. Многофункциональные управляющие устройства смешанного типа в современных и будущих условиях постоянного повышения скрытности и ограничения несанкционированного доступа к передаваемой информации, жестких требований к снижению энергопотребления и массогабаритных характеристик, являются элементами для построения эффективных перспективных средств радиосвязи, реализующими новые способы передачи и приема информации без использования собственного генератора несущих частот с многократной модуляцией и демодуляцией отраженного и проходного сигналов. Использование амплитудно-фазовых манипуляторов смешанного типа позволяет значительно уменьшить массогабаритные характеристики и снизить энергопотребление традиционных средств радиосвязи.

8.2. Развитый единый метод синтеза и анализа АФМ смешанного типа состоит из следующих четырех взаимосвязанных частей:

- совокупности алгоритмов синтеза и анализа АФМ, обеспечивающих различные законы изменения амплитуды и фазы отраженного и проходного сигнала на фиксированной частоте (двухуровневый закон изменения амплитуды и фазы отраженного и проходного сигнала на фиксированной частоте; дискретная линейная зависимость амплитуды отраженного сигнала от уровня управляющего низкочастотного напряжения на управляемом элементе; многоуровневое изменение амплитуды и фазы отраженного сигнала на фиксированной частоте; двухуровневое изменение амплитуды и фазы отраженного и проходного сигнала на заданном количестве дискретных частот; двухуровневое и многоуровневое изменение амплитуды и фазы отраженного сигнала с заданными отклонениями в максимально возможной полосе частот; двухуровневое и многоуровневое изменение амплитуды и фазы отраженного сигнала с минимальными отклонениями в заданной полосе частот;

- принципа двойственной перестановки или принципа замены исходных значений иммитанса управляемого элемента, определяющего идентичность параметров управляющего устройства смешанного типа и управляющего устройства отражательного типа, обеспечивающих один и тот же закон изменения амплитуды и фазы отраженного сигнала. Принцип заключается в замене действительной составляющей иммитанса управляемого элемента в формулах для определения оптимальных значений параметров неуправляемых элементов двухполюсного управляющего устройства на сумму действительной составляющей иммитанса управляемого элемента и единичного нормированного волнового сопротивления линии передачи в формулах для определения оптимальных значений параметров неуправляемых элементов четырехполюсного управляющего устройства;

- экспериментального обоснования использования разработанных алгоритмов синтеза и анализа АФМ отражательного типа для проектирования МФУУ;

- алгоритма определения областей физической реализуемости различных схем управляющих устройств как областей изменения действительной и мнимой составляющих иммитанса управляемого элемента в определенном состоянии при фиксированных значениях этого иммитанса в других состояниях, в пределах которых заданная схема обеспечивает требуемый закон изменения амплитуды и фазы отраженного и проходного сигнала.

8.3. Принципы построения МФУУ, состоящие в определении минимального количества управляемых и неуправляемых элементов и

26 значений их параметров, при которых обеспечивается заданный закон изменения амплитуды и фазы отраженного и проходного сигнала на фиксированной частоте, ряде дискретных частот или в непрерывной полосе частот.

Выводы:

В третьем разделе разработаны три алгоритма синтеза и анализа амплитудно-фазовых манипуляторов отражательного типа:

1) алгоритм синтеза и анализа многоуровневых манипуляторов амплитуды и (или) фазы отраженного сигнала, содержащих произвольное количество неуправляемых и управляемых элементов, состоящий в составлении системы алгебраических уравнений, вытекающих из требования к количеству уровней манипуляции и решении этой системы относительно параметров неуправляемых элементов;

2) алгоритм синтеза и анализа широкополосных амплитудно-фазовых манипуляторов отражательного и смешанного типов, основанный на совместном использовании метода синтеза и анализа амплитудно-фазовых манипуляторов на фиксированной частоте, разработанного в разделах 1, 2 и известного метода Дэвидсона— Флетчера—Пауэлла;

3) алгоритм синтеза и анализа многочастотных дискретных амплитудно-фазовых манипуляторов, основанный на возможности использования многоконтурных схем для обеспечения требуемых их проводимостей или сопротивлений на заданном количестве дискретных частот, при которых реализуются заданные законы изменения коэффициентов передачи и (или) отражения на этих частотах.

На основе анализа полученных формул, соотношений и численных результатов синтеза и анализа некоторых схем амплитудно-фазовых манипуляторов с помощью разработанных программ на языке Turbo Pascal можно сделать следующие выводы:

1. Благодаря использованию алгоритмов синтеза и анализа амплитудно-фазовых манипуляторов, разработанных в разделах 1, 2 для определения требуемых значений параметров на фиксированной частоте на каждом шаге синтеза широкополосных управляющих устройств с помощью метода Девидсона—Флетчера—Пауэлла значительно повышена эффективность программы в виде сокращения машинного времени.

2. Путем использования каскадно соединенных четырехполюсников, между которыми включены управляемые элементы, возможна многоуровневая модуляция амплитуды и фазы отраженного сигнала, которая может быть использована для передачи и приема информации, причем Ы-уровневая модуляция реализуется при количестве управляемых элементов, равном N/2. При этом первый четырехполюсник должен содержать минимум два неуправляемых элемента, а все последующие — минимум три.

3. Получены простые инженерные формулы для определения значений параметров многоконтурных схем, обеспечивающие заданные значения их сопротивлений на любых трех заданных дискретных частотах.

4. При увеличении количества варьируемых неуправляемых элементов широкополосность управляющих устройств возрастает и при их количестве, равном пяти-шести достигается 80-90% максимально широкой полосы рабочих частот. Этот результат распространяет выводы теоремы Фано, сделанные им в отношении согласующих устройств, на случай управляющих устройств с переменными во времени параметрами и характеристиками.

5. Полученные экспериментальные результаты показывают, что имеет место принцип функциональной взаимности двойных ампли

114 тудных модуляторов отраженного сигнала и двойных амплитудных демодуляторов падающего сигнала, а также принцип функциональной взаимности двойных фазовых модуляторов отраженного сигнала и дифференциальных фазовых (частотных) модуляторов падающего сигнала.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа является одним из этапов развития новой теории синтеза и анализа управляющих устройств, основанной на матричном представлении базовых элементов устройств отражательного и смешанного типов, составлении и решении системы алгебраических уравнений, вытекающих из заданного закона изменения амплитуды и фазы отраженного и (или) проходного сигнала, относительно неизвестных параметров неуправляемых элементов при известных значениях параметров управляемого элемента во всех состояниях и параметров линии передачи [1, 2, 21].

Полученные результаты являются базовыми для обоснования требований к характеристикам и принципов построения МФУУ, обеспечивающих одновременно множество функций основных традиционных узлов, перспективных средств и систем различных областей радиоэлектроники. При этом основное внимание уделено разработке устройств передачи и приема информации. Показано, что при значительном уменьшении количества базовых элементов и энергопотребления возможно построение новых средств радиосвязи в виде МФУУ на базе управляемых плоскослоистых структур без собственного источника несущего сигнала.

Получены соотношения, определяющие минимальное количество управляемых и неуправляемых слоев и значения их параметров, при которых обеспечивается заданное количество уровней манипуляции амплитудой и фазой отраженного сигнала на фиксированной частоте и на заданном ряде дискретных частот. Разработан и апробирован пакет машинных программ на языке Turbo Pascal на основе использования разработанных в диссертации алгоритмов с применением матриц передачи и рассеяния и метода Дэвидсона—Флетчера— Пауэлла, обеспечивающих 80-90% максимально широкой полосы рабочих частот при заданном отклонении глубины амплитудной модуляции и девиации фазы отраженного сигнала от номинальных на фиксированной частоте.

На основе разработанных аналитических алгоритмов и машинных программ построен макет АФМ, исследование которого дало результаты, подтверждающие правомочность их использования при проектировании МФУУ.

Таким образом, сформулированная в диссертационной работе цель достигнута. На основе полученных результатов решения поставленных задач уже в настоящее время возможно создание радиотехнических устройств нового типа с высокой степенью защиты передаваемой по радиоканалу информации от несанкционированного доступа. Для практического решения данного вопроса необходима постановка НИОКР со сроками окончания 2001 г. Проведение такой работы может быть поручено ВИ МВД России с привлечением ВНИИС, завода «Сигнал», 5 ЦНИИ МО при головном исполнителе МЭИ (Технический Университет).

Направление дальнейших исследований МФУУ необходимо сосредоточить на разработке способов их использования, например, в технических средствах охраны, в результате чего предполагается повышение помехоустойчивости извещателей, а также на построении и экспериментальном исследовании макетов АФМ на элементах с сосредоточенными и распределенными параметрами, обеспечивающих требуемые законы изменения амплитуды и (или) фазы отраженного и (или) проходного сигнала.

117

В работах [21, 28-33, 37, 40, 41, 69, 72, 74, 75, 78], опубликован-hbix в соавторстве, лично автору принадлежат результаты, внесенные в текст диссертации и содержащие алгоритмы решения всех задач, обоснование используемых методов решения, получение окончательных соотношений и формул, экспериментальные результаты, их анализ, интерпретация и сравнение с теоретическими результатами, разработка макета АФМ, его настройка и проведение экспериментальных исследований. Формулировка цели и задач диссертации, выбор метода их решения принадлежит научному руководителю диссертационной работы доктору технических наук доценту Головкову A.A., оформление, помощь в проведении экспериментальных работ и численных расчетов принадлежит другим соавторам.

1. Головков A.A. Комплексированные радиоэлектронные устройства (монография). М.: Радио и связь, 1996. 128 с.

2. Проектирование радиопередающих устройств с применением ЭВМ / Под ред. О.В. Алексеева. М.: Радио и связь, 1987. 391 с.

3. Калабеков A.B. Применение ЭВМ для расчета электрических схем. М.: ВЗЭИС, 1976. 76 с.

4. Быстродействующий выключатель СВЧ-мощности с усилением в режиме пропускания / B.JI. Бойко, Н.Д. Карушкин, С.Б. Мальцев, А.Ф. Однолько // Электронная техника. Сер.2. Полупроводниковые приборы. 1980. Вып. 8 (143). С. 86-88.

5. А. с. №321490 от 03.12.90. Способ радиосвязи / A.A. Головков, Ю.Б. Нечаев, A.C. Фадеев; №4525388; Заявл. 10.01.90.

6. Головков A.A. Комплексированные радиоэлектронные устройства и их роль в традиционной и перспективной технике радиосвязи //

7. Всероссийская конференция по повышению помехоустойчивости систем технических средств охраны. М.: Радио и связь, 1995. С. 109-110.

8. Головков A.A. Синтез многочастотных амплитудных и фазовых манипуляторов отраженного сигнала на элементах с сосредоточенными параметрами // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1991. № 11. С. 22-28.

9. Головков A.A. Синтез амплитудных и фазовых манипуляторов отраженного сигнала на резистивных элементах с сосредоточенными параметрами // Радиотехника и электроника. 1992. № 9. С. 1616-1622.

10. Головков A.A., Михайлов Г.Д. Экспериментальное исследование плоскослоистой среды с управляемой поляризацией отраженной электромагнитной волны // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1990. №7. С. 92-94.

11. Головков A.A., Михайлов Г.Д. Исследование отражательного активного СВЧ выключателя, управляемого пассивным элементом // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1986. Вып. 5. С. 74-77.

12. Головков A.A., Михайлов Г.Д. Синтез плоскослоистой среды, усиливающей отраженную электромагнитную волну // Радиотехника и электроника. 1984. № 3. С. 579-585.

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

14. СВЧ устройства на полупроводниковых диодах. Проектирование и расчет / Под ред. И.В. Мальского, Б.В. Сестрорецкого. М.: Сов. радио, 1969. 391 с.

15. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. М.: Высшая школа, 1988.430 с.

16. Шейнкман В.Г. Метод синтеза линейных фазовых модуляторов СВЧ // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника радиосвязи. Вып. 5. 1971. С. 67-74.

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

18. Михайлов Г.Д. Рассеяние электромагнитных волн на двумерно-периодических решетках с включенными импедансными неоднород-ностями // Рассеяние электромагнитных волн: Межведомственный тематический научный сборник. Вып. 5. Таганрог: ТРТИ, 1985. С. 144.

19. Михайлов Г.Д. Анализ нелинейного отражения радиоволн от активной плоскослоистой среды // Радиотехника и электроника, 1988. № 11.

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

21. Анализ и синтез управляющих многополюсников: Монография / под ред. A.A. Головкова / A.A. Головков, О.И. Бокова, А.Ю. Кузьмин, и др. / Воронеж: ВИ МВД России, 1999. 140 с.

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

23. Вакин A.C., Шустов JI.H. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. М.: Сов. радио, 1968. 448 с.

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

25. Каплун В.В. Обтекатели антенн СВЧ. М.: Сов. радио, 1974. 239 с.

26. Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. М.: Сов. радио, 1975. 247 с.

27. Петров Б.М., Семенихин А.И. Управляемые импедансные покрытия и структуры // Зарубежная радиоэлектроника. № 6. 1994. С. 9.

28. Головков A.A., Бокова О.И. Методика синтеза радиоэлектронных устройств для передачи и защиты информации // Всероссийская конференция по основным направлениям развития средств и систем радиосвязи. Т.2. Воронеж, 1996. С. 428-434.

29. Головков A.A., Бокова О.И., Хохлова К.Д. Экспериментальное обоснование требований к функциональным возможностям отдельныхузлов бортовых средств связи // 2-я Международная конференция по спутниковой связи. М., 1996. С. 5-25.

30. Головков A.A., Бокова О.И. Обоснование требований к параметрам модуляторов отраженного сигнала // Теория и техника радиосвязи. ВНИИС. Вып. 2. 1997. С. 55-63.

31. Гупта К., Гардж Р., Чадха Р. Машинное проектирование СВЧ устройств / Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1987. 432 с.

32. Ожегов С.И. Словарь русского языка: 70000 слов. 23-е изд., испр. /Под ред. Н.Ю. Шведовой. М.: Рус. яз., 1991. 917 с.

33. Фано Р. Теоретические ограничения полосы согласования произвольных импедансов. М.: Сов. радио, 1965. 124 с.

34. Гасанов Л.Г., Липатов A.A., Марков В.В., Могильченко H.A.

35. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи. М.: Радио и связь, 1988. 288 с.

36. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Сов. радио, 1977. 727 с.

37. Головков A.A., Бокова О.И. Области физической реализуемости амплитудно-фазовых модемов на резистивных элементах с сосредоточенными параметрами // Межвузовская научно-практическая конференция: Тезисы докладов. Воронеж: ВВШ МВД России, 1996. С. 45.

38. Берман J1.C. Введение в физику варикапов. JL: Наука, 1968. 124 с.

39. Гусятинер М.С., Горбачев А.И. Полупроводниковые сверхвысокочастотные диоды. М.: Радио и связь, 1983. 223 с.44: Дзехцер Г.Б., Орлов О.С. p-i-n диоды в широкополосных устройствах СВЧ. М.: Сов. радио, 1970. 200 с.

40. Колосов М.В., Перегонов С.А. СВЧ-генераторы и усилители на полупроводниковых приборах. М.: Сов. радио, 1974. 79 с.

41. Лебедев И.В., Шнитков A.C. Полупроводниковые диоды в СВЧ управляющих устройствах // Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника. 1987. №10. С. 5-13.

42. Михайлов Г.Д., Руцкий М.А. О законе распределения полных сопротивлений СВЧ параметрических диодов // Электронная техника. Сер.2. Полупроводниковые приборы. 1984. Вып. 7 (173). С. 3-6.

43. Михайлов Г.Д., Руцкий М.А. О законе распределения реактивной и активной составляющих импедансов p-i-n-диодов // Электронная техника. Сер.2. Полупроводниковые приборы. 1985. Вып. 1 (174). С. 94-96.

44. Полупроводниковые приборы в схемах СВЧ / Под ред. М. Хауэса, Д. Моргана; Пер. с англ.; Под ред. B.C. Эткина М.: Мир, 1979. 444 с.

45. Полупроводниковые приборы и их применение / Под ред. Я.А. Федотова, Т.IV. М.: Сов. радио, 1960. 423 с.

46. Тагер A.C. О широкополосности регенеративных усилителей // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Электроника. 1961. Вып. 2. С. 3-21.

47. Тагер A.C., Вальд-Перлов В.М. Лавинно-пролетные диоды и их применение в технике СВЧ. М.: Сов. радио, 1968. 480 с.

48. Усилитель СВЧ-мощности отражательного типа / Ю.З. Даню-шевский, Ю.А. Кирсанов, М.К. Кравченко и др. М.: Сов. радио, 1974.

49. Хелзайн Д. Пассивные и активные цепи СВЧ. М.: Сов. радио, 1981. 149 с.

50. Хижа Г.С., Вендик И.Б., Серебрякова Е.А. СВЧ фазовращатели и переключатели. М.: Радио и связь, 1984.

51. Чжоу В.Ф. Принципы построения схем на туннельных диодах. М.: Мир, 1966. 447 с.

52. Шварц Н.З. Усилители на полевых транзисторах. М.: Радио и связь, 1987. 200 с.

53. Артур Р.Х. Диэлектрики и их применение / Пер. с англ.; Под ред. Д.М. Казарновского. М.: ГЭИ, 1959. 532 с.

54. Aranaud J.A., Tellow F.A. Resonant Grid quasi - optikal duplexer // Bill Soft. Techn. J. 1975. V. 55. P. 263-283.

55. Calinski В., Murawski T. Some Properties of the Quality Factor of Microwave Switches // Int. S. Electron. 1971. № 6. P. 641-646.

56. Kehan W., Osbrnk N.K. Distributed Amplifiers Their Time Comes Again // Microwave ERF. № 12. P. 126-153.

57. Kieburtz R.B. Ishimury A. Aperture Fields of an Array of Rectangular Apertures // IRE. AP. 1962. № 10. P. 663-687.

58. Levin L. Schurnger J. On the Theory of Electro MagneticWave Diffraction by an Aperture in an Infinite Plane Conducting Screen // Comm. on Pure and Appe. Mathematies. 1950. V. 34. P. 355-368.

59. Лебедев И.В., Алыбин В.Г. Резонансная решетка и ее применение для создания твердотельных устройств СВЧ // Изв. вузов СССР. Радиоэлектроника. 1985. № Ю. С. 44-48.

60. Неймарк С.И. Многоэлементные МДП интегральные фотодиодные преобразователи оптических сигналов. Устройства и системы на их основе. Обзоры по электронной технике. Сер. 3. Микроэлектроника. Вып.2.(937). М.: ЦНИИ, Электроника, 1983.

61. А. с. №325576 от 01.04.91. Твердое управляемое покрытие/ А.А. Головков; № 4532586; Заявл. 26.06.90.

62. Golovkov A.A. The controled plat-layred médium as a basis for new methods and airborne communication devices development // International conférence on Satellite Communications // IEEE Proceedings. Vol. II. Moscow, 1994. P. 42-59.

63. Зелкин Е.Г., Петрова P.A. Линзовые антенны. M.: Сов. радио. 1974. 279 с.

64. Научно-техническая конференция "Информационная безопасность автоматизированных систем". Воронеж: "Истоки", НИИ связи, 1998. 776 с.

65. Алексеев О.В., Грошев Г. А., Чавка Г.Г. Многоканальные распределительные устройства и их применение. Радио и связь, 1981. 136 с.

66. JI.H. Барков, В.Д. Кузнецов, A.M. Модель, В.А. Стужин. Схема сложения сигналов различных частот с малыми потерями на полуотражающей структуре // Электросвязь. 1976. № 3. С. 61-65.129

67. Бокова О.И. Алгоритм анализа и синтеза многочастотных амплитудно-фазовых манипуляторов смешанного типа // Межвузовская научно-практическая конференция ВИ МВД России "Охрана-99": Тезисы докладов. Воронеж, 1999, С.84.

68. Бреховских A.M. Волны в слоистых средах. М.: АН СССР, 1957. 580 с.