автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.17, диссертация на тему:Исследование и разработка СВЧ устройств на полупроводниковых приборах с микропроцессорным управлением

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Московский ордена Трудового Красного Знамени технический университет связи и информатики

На правах рукописи

Фриск Валерий Владимирович

УДК 6¿¡1.382.0149.64

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СВЧ УСТРОЙСТВ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРАХ С ШКРОПРОЦЕССОРНШ УПРАВЛЕНИЕМ

Специальность 05.12.17 - Радиотехнические и телевизионные

системы и устройства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1

Москва 1992

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени техническом университете связи и информатики на кафедре теории электрических цепей.

Научные руководители: доктор технических наук, профессор Фомин H.H.

доктор технических наук, профессор Товара К.К.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Каганов Б. И.

калдидат физико-математических наук, доцент Малафеев В.М.

Ъедущее предприятие - Московский научно-исследовательский институт радиосвязи. -

¿лаааата состоится " 0> " a>]fi>jJt '199а г. в /S" ч на заседании 'специализированного совета К IIb.06.03 в Московском ордена Трудового Красного Знамени техническом университете связи и информатики по адресу: I05ö55, ГСП, Москва, Авиамоторная ул., д. 8а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУСИ.

Автореферат разослан " -iZ " алл^урун _. 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета канд. техн. наук

Матвеева О.В.

У

ОБДАЙ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБО'ГЛ

Актуальность темы. Одной из важных тенденций развития радиотехнических систем яалязтся постоянное повышение требований к Функциональным, информационным, качественным и эксплуатационным возможностям, поэтому создание радиотехнических СВЧ устройств с применением микропроцессорных (Ш) систем управления в значительной мере определяет технический прогресс гаких устройств и систем.

Применение устройств с цифровым управлением позволяет повысить надежность и скорость перестройки приемопередающей аппаратуры, увеличить ее пропускную способность, обеспечить длительную автономную работу, снизить стоимость. Цифровое управление допускает реализацию сложных законов управления (оптимизацию, адаптацию, прогнозирование), в том числе и такие, которые невозможно осуществить с помощью аналоговых средств, облегчается также анализ аварийных режимов, позволяет добиться прецизионной регулировки уровня сигнала для сложных характеристик управления при нелинейной зависимости выходного сигнала ог входного.

Ыирокое распространение в СВЧ диапазоне получили з настоящее время твердотельные устройства, использующие в качестве активных полупроводниковых приборов лавинно-пролетные диоды (ЛЛД), диоды Гапна (ДГ), полевые транзисторы с одним затворам в виде барьера ьотки (¡ГШ), полевые транзисторы с двумя затворами в виде барьеров ¡Лотки (ДПТШ) - полевые тетроды.

Наиболее мошные патупроводниковые генераторы для частот выше 10 ГГц созданы на основе ЛЛД (ГЛПД). Наличие отрицательной динамической проводимости позволяет использовать их и для усиления колебании.

ЛТШ существенно отличаются от других типов транзисторов тем, что у них отсутствует р-п переход, они более универсальны, имеют более высокое входное сопротивление, а также менее выраженную зависимость входного и вшсодного сопротивления от температуры.

Ло сравнению с устройствами на ЛТШ устройства на ДЛТи, имеют лучшие электрические характеристики, в частности более высокий коэффициент усиления и лучшу.о стабильность, обусловленную тем, что второй затвор ослабляет обрагную связь между стоком и первым затвором.

Значительный интерес представляет введение "интеллектуатьных" возможностей путем конструктивного объединения СЗЧ устройств о

МП системами управления, Однако, в известной литературе остаются открытыми вопросы исследования и разработки СВЧ устройств на ДШ31 и ЛПД с Ш управлением параметрами.

Практическая потребность разработчиков радиотехнических систем в высокоэффективных устройствах, содержащих СВЧ полупроводниковые приборы с МП управлением, обусловливают необходимость проведения соответствующих исследований и подтверждают актуальность теш данной диссертационной работы.

Целью диссертационной работы является исследование и разработка СВЧ устройств на основе ДПТШ и ЛПД с МП управлением параметрами, развитие метода анализа процессов в СВЧ генераторе с помощью интегральных уравнений Вольтерра второго рода и разработка математических моделей таких устройств.

Методы исследования.' Основные результаты диссертационной .райоты получены на основе методов теории электрических цепей, теории'интегральных уравнений Вольтерра второго рода, а также математического моделирования на ;ЭВМ и экспериментальных исследований.

Научная новизна. При решбнии этих задач получены следующие; новые научные результаты:

I. Развит модифицированный метод'расчета переходных процессов в нелинейных цепях посредством интеграла Вольтерра второго рода, удобный для машинной реализации, .применимый'как к линейным параметрическим, так и к нелинейным цепям с малой и большой нелинейностью. Разработана отличная от известных методика расчета переходных процессов в нелинейных цепях на основа редукции нелинейного дифференциального уравнения к нелинейному интегралу Больтерра второго рода, позволившая относительно просто и наглядно решать задачу исследования ГДПД с цифровым управлением.

4. Предложена новая модель СВЧ ДГОШ, отличающаяся от известных тем, что канал ДХШ моделизируется одним генератором и сопротивлением сток-исток, а параметры ее зависят от смещения; модель удобна для анализа управляемых аттенюаторов (УА) и активных фазовращателей (АФ) СВЧ. На основе этой модели развит подход к анализу характеристик СВЧ аттенюатора и фазовращателя на ДПТШ.

3. Теоретически и экспериментально наследовано цифровое автоматическое регулирование ослаблением "вперед". Для исследований разработаны алгоритмы и программы дая Ш системы управления и мето-

■дики расчета узлов с МП управлением, представленные в форме программ для персональных'ЭВМ, выполнены соответствующие расчеты.

4. Выполнен анализ ГЛПД о МП системой управления, подтвердивший соответствие мевду расчетом и экспериментом. Экспериментально исследован генератор и усилители на ЛДЦ в режима цифрового управления по постоянному току.

Практическая ценность. Результаты диссертационной работы позволили спроектировать СВЧ аттенюатор на ДПТШ с МЛ системой управления. Применение разработанных алгоритмов и пакета прикладных программ существенно сократило сроки проектирования, а также повысило качественные показатели аттенюатора на ДПТШ. На основании экспериментальных исследований генератора и усилителей с цифровым управлением были определены технические требования на блоки питания с цифровым управлением.

На защиту выносятся следующие тезисы:

1. Методика расчета нелинейных целей ГЖЩ посредством интеграла Больтерра второго рода.

2. Разработка модели ДПТШ, отличающейся использованием эквивалентной схемы, в которой канал моделируется одним источником тока и сопротивлением сток-исток и параметры которой зависят от смещения; результаты анализа СВЧ УА и АФ.

3. Результаты разработки и экспериментального исследования СВЧ УА с МП системой управления "вперед" в 'зависимости от уровня входного сигнала.

4. Результаты экспериментальных исследований генератора и усилителей на ЛПД с цифровал управлением параметрами.

Реализация результатов работы. Диссертационная работа выполнена на кафедра теории электрических цепей Московского технического, университета связи и информатики.

Внедрены у заказчика, что подтверждено соответствующим актом:

действующий макет аттенюатора на ДПТШ с МП управлением для систем регулирования передающей а приемной аппаратуры;

действующий макет усилителя мощности СВЧ диапазона с Ш управлением режима работы по цепям питания по постоянному току;

методики расчета узлов с МП управлением, представленные в форме программ для персональных ЭВМ.

В Московском техническом университете связи и информатики внедрен в учебный процесс на кафедре теории электрических цепей пакет программ, что подтверждено соответствующим актом.

Работа выполнена по координационному плану научно-исследЦ вательских работ АН СССР по проблеме "Физическая электроника" нк 1966-1990 гг.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на ХП Всесоюзной научно-технической конференции по твердотельной электронике СБЧ (Киев, 1990) и на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, сотрудников и аспирантов МТУСИ (Москва, 1984, 19Ь6, 1987, 1988, 1989, 1990 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 1с работ. Кроме того, материалы диссертации вошли в отчеты НИР "Микрон" и "Гамма", выполненных в Московском техническом университете связи и информатики.

Структура и объем работа. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Содержит 166 страниц основного текста, 47 иллюстраций и библиографический список из 13Х наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Зо введении показана актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна и практическая ценность работы, приведены сведения о реализации ее результатов.

Б пе-рвой главе ' "Развитие метода проектирования СВЧ полупроводниковых устройств с микропроцессорным управлением параметрами" £1-6"] проведен анализ современного состояния и перспектив применения УА в радиотехнических системах. Рассмотрены достоинства и недостатки различных способов регулировки уровня сигнала, на основании чего делается вывод о необходимости разработки методик анализа характеристик УА.

В настоящее время актуальной задачек является применение МП в системах управления. Разработка УА на основе МП средств имеет следующие особенности, отличающие ее от проектирования цифровой аппаратуры с жесткой логикой. Необходимость совместной разработки и отладки технических средств и программного обеспечения, использование принципиально новых методов и средств разработки и отладки (эмуляторов, логических анализаторов, средств автоматизации проектирования), сильная взаимосвязь этапов проектирования, при которой разработчик должен одновременно обладать опытом проектирования МП систем и разбираться в конкретной области их применения.

МП системам управления присуща многофункциональность, т.е. за счет изменения программы один и тот ке физический объект можно использовать для выполнения различных функций. Снимаются ограничения на виды управления, свойственные аналоговой технике, и обеспечивается реализация любых формально описываемых алгоритмов управления. Имеется принципиальная возможность обеспечить требуемую точность управления при сколь угодно сложных алгоритмах, высокую стабильность и повторяемость характеристик, возможность диагностики.

К недостаткам МП систем можно отнести ограничения на частотный диапазон обрабатываемых сигналов, наличие шумов округления, нелинейных эффектов переполнения и предельных циклов, зависимость скорости обработки от точности, влияние проникающей радиации.

Показано, что ДППД в качестве управляемых элементов обладают рядом преимуществ перед диодами. Они имеют более высокое быстродействие по сравнению с р-*-п диодами и р-- диодами, обладают раздельными входами по управляемому и управль ^»"у зигналач, меньшим уровнем управляющей мощности. К недостаткам ДДТШ можно отнести малый уровень управляемых сигналов, поскольку они должны проходить через транзистор. Благодаря высокому быстродействию (порядка десятков наносекунд) и хорошей линейностью управления по второму затвору использование Д1ТШ в УА является перспективным, а применение МП системы управления актуальной задачей. Разработана методика проектирования УА на ДПТШ.

Рассмотрено влияние режима работы по постоянному току на параметры ДДТШ. Осуществлена аппроксимация передаточной характеристики полевого двухзатворного СВЧ транзистора типа АП328А-^ с учетом влияния напряжений на обоих затворах. Получены выражения для крутизны ДПТШ по первому и по второму затворам в виде нелинейных функций от напряжений на затворах и зависимость проводимости канала ДДТШ от напряжения на стоке. Найдены аналитические выражения для расчета нелинейных искажений в первом приближении и оценены нелинейные искажения, вносимые ДПТШ в режиме управления.

Разработана МП система управления аттенюатором, которая может выполнять разнообразные программы управления. Например, программу, стабилизирующую уровень выходного напряжения, или программу управления (табличный способ), при котором аналого-цифровой лреобразова тель (АЦП) вырабатывает код, являющийся адресом некоторой таблицы, о которой предварительно записаны необходимые коды управления. МП по этому адресу выбирает код управления и передает его в цифро-

аналоговый преобразователь (ДАЛ), и процесс повторяется снова.

Лра необходимости возможна реализация алгоритмов управления, основанных на оптимизации по критериям (максимума вероятности приема, максимума отношения сигнал/помеха, минимизации мощности, потребляемой от источника .питания). Автоматическая регулировка позволяет разгрузить оператора по основным показателям - точности и быстродействию, а ¡ЛИ системы управления позволяют исключать оператора вовсе.

Лпя создания и отладки программ управления был разработан и испытан макет управляемого усилителя-аттенюатора с МП системой управления. Описана одна из возможных схем Ш управления - автоматическая регулировка усиления "вперед". Основу системы управления составляет will КР560ИК&0А со схемами обрамления.

Описанная 'Л система управления позволяет синтезировать и легко "перенастраивать" разнообразные и достаточно сложные характеристики управления. На основе полученных результатов и программ была разработана методика, с помощью которой был спроектирован СВЧ аттенюатор на частоте 9 ГГц с Ж1 управлением ослабления (гл. 3).-

Применение" интегральных уравнений к анализу цепей является актуальной задачей, поскольку она расширяет возможности анализа электрических цепей. Метод интегральных уравнений получил широкое применение при расчете электромагнитных полей, однако он еще недостаточно развит в приложении к электрическим цепям.

Предложен относительно простой интегральный метод анализа цепей, отличный от ранее применявшихся, легко программируемый, применимый как к линейным параметрическим, так и к нелинейным цепям с малой и большой нелинейностью на основа интеграла Вольтерра второго рода, позволивший разработать программу машинного расчета переходного процесса в ГЛДД (гл. 4).

Суть модифицированного метода состоит в следующем. Составляется нелинейное однородное дифференциальное уравнение, описывающее процессы в автогенераторе. Нелинейное слагаемое в этом уравнении переносится в правую часть и интерпретируется как непрерывная функция внешнего воздействия, в результате чего нелинейное однородное уравнение становится линейным неоднородным'дифференциальным уравнением. Полученное таким образом уравнение редуцируется к интегральному уравнению Вольтерра, ядро и свободный член которого находится по известным формулам. Проведя указанные преобразования, по-

лучим нелинейное уравнение Больтерра второго рода, которое может быть решено численным методом с использованием ЭВМ, путем замены интеграла квадратурной суммой и использования некоторого рекуррентного соотношения. Заметам, что это приближенное решение сходится к точному решению.

Основными результатами главы является: разработанная методика проектирования /А, позволившая относительно упростить расчеты за счет использования специально разработанной, отличающейся от известных эквивалентной схемой ДПТШ; макет управляемого усилителя-аттенюатора и программа управления; Ж система управления для управления различными СВЧ устройствами (аттенюаторами, генераторами, усилителями) на полупроводниковых приборах; метод расчета переходных процессов в цепях на основе интеграла Больтерра второго рода.

Во второй главе "Разработка математических моделей СВЧ устройств на ЛДЦ и ДПТШ, используемых в режиме управления" 5, 7, 8] выбрана математическая модель ГЛПД в режиме управления по постоянному току. Для анализа переходного процесса в режиме управления использована обобщенная эквивалентная схема ГЛПД. Математическая модель ОТЩ представлена в виде дифференциального нелинейного уравнения второго порядка. Особенность этой модели состоит в том, что вариации отрицательного сопротивления ЛИД позволяют исследовать ГЛДЦ в режиме управления током питания...

Поставлена задача математического моделирования ДГГМ, разработана математическая модель ДПТШ с характеристиками, аппроксимированными выражениями, зависящими от напряжения смещения. Для оценки качества УА на ДПИ11 СВЧ диапазона в программе-предусмотрен расчет ослабления (затухания). Отличительной особенностью предлагаемой модели от других является зависимость элементов эквивалентной схемы от смещения, это позволило провести анализ работы ДНК в режиме управления смещением по второму затвору. Анализ литературных источников показал отсутствие простых и в тоже время пригодных для машинного проектирования эквивалентных схем, параметры которых зависят от смещения.

Разработана математическая модель ДПТШ в режиме управления смещением по второму затвору. Предлагаемая эквивалентная схема ДПШ отличается' от известных, построенных на последовательном соединенна двух однозатворных транзисторов, при этом эти эквивалентные -схемы получаются сложными и с двумя источниками тока. Модели-

рование канала ДПТШ в предложенной эквивалентной схеме производится только одним зависимым генератором и комплексным сопротивлением сток-исток, параметры которой зависят от смещения (подобно тому, как это делается в ламповой технике в эквивалентных схемах тэт-родов и пентодов). Причем, комплексный ток зависимого генератора-завнсит от двух напряжений. Такую эквивалентную схему относительно легко трансформировать в П-образную схему однозатворного полевого транзистора, для этого достаточно объединить затвор I с затвором 2.

В качестве целевой функции для Ук на ДПТШ типа АП328А-2 выбрана величина ослабления. Критерием для оптимизации начальных величин сопротивлений и емкостей эквивалентной схемы положено совпадение величины ослабления с экспериментальной величиной.

Основными результатами главы являются: модель ГЛПД в виде нелинейного дифференциального уравнения второго порядка, учитывающая то, что отрицательное нелинейное сопротивление является функцией от тока управления, новая математическая модель ДПТШ, выгодно отличающаяся от известных существенным упрощением расчетов, о характеристиками, зависящими от управляющего напряжения, что позволило провести анализ аттенюатора и фазовращателя в режиме управления.

Б третьей главе "Исследование управляемых СВЧ устройств на ДПТШ с микропроцессорным управлением" [7, II, 12] приведены результаты машинного моделирования СВЧ аттенюатора в режиме управления по постоянному току. Представлены экспериментальная зависимость ослабления от управляющего напряжения на втором затворе ДПТШ и результаты моделирования на ЭВМ по методике, приведенной в гл. 2, для различных значений емкости затвор I - затвор 2 и сопротивления затвор I - затвор 2.

С помощью машинного моделирования и сравнения с экспериментом уточнены элементы эквивалентной схемы ДПТШ. Проведено машинное моделирование СВЧ АФ на ДПТШ в режиме управления по постоянному току.

Представляет интерес анализ зависимости фазы выходного сигнала от режима работы ДПТШ по постоянному току, поскольку эту зависимость можно использовать при разработке АФ на ДПТШ. Рассмотрено влияние режима работы, параметров схемы и ДПТШ на характеристики АФ. Очевидно, что зависимость ряда элементов эквивалентной схемы ДЛИ (гл. 2) от напряжений смещения на первом и втором затворах должна приводить не только к изменению коэффициента передачи ыощ-

носхи, но и к вариациям фазы выходного сигнала. Однако экспериментальные данные и приведенные результаты моделирования на ЭВМ свидетельствуют о том, что эти вариации незначительны и чаще всего недостаточны для технических применений. Дня получения больших фазовых сдвигов используют резонансные эффекты, возникающие при подключении к одному из затворов ДПШ индуктивности.

Затвор 2

Исток Рис. I

Пусть индуктивность / подключена ко второму затвору ДПТШ , (рис. I), а высокочастотный входной-сигнал подается на первый затвор. Активные свойства транзистора отражены источником тока, зависящим от напряжений Уд, и Щг , а также от смещений по первому ( ) и по второму ( Ег ) затворам; £г) - комплексное со-

противление сток-исток; + - комплексное сопротив-

ление затвор I - затвор 2; С^^(£,) - емкость затвор I - сток;

С^га(Ег) - емкость затвор 2 - сток; - сопротивление нагрузки.

Рд2?(£г) + (£г)) -комплексное сопротивление затвор

2 - исток; дк - комплексное сопротивле-

ние затвор I - исток. У, , /?, - ЭДС и внутреннее сопротивление источника сигнала. Для ШШ типа АД326А-2 приняты £,= /?,= = = 50 Ом, f = 9 ГГц. На основе этой эквивалентной схемы АФ рассчитана на ЭВМ зависимость фазы выходного сигнала от напряжения смещения. Эта характеристика практически повторяет приведенную в ли-

тературе аналогичную экспериментальную.

Рассмотрены амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики АФ, рассчитанные с использованием описанной модели ДПШ (гл. 2), получено, что в полосе частот 8...10,4 1Тц имеет,место фазовый сдвиг с 27 до 167°.

Приведены результаты экспериментального исследования УА СВЧ диапазона на ДЕЛИ! с цифровым управлением на основе описанного выше МП комплекта КР580 (гл. I).

Регулировка мощности на выходе УА осуществляется счет изменения крутизны по первому затвору ДПТШ при изменении напряжения на втором затворе. Варьировать управляющее'напряжение можно непосредственно с пульта Ш (ручное управление). Программа такого управления занимает 5 байт оперативной памяти ОЗУ. С использованием этой программы в режиме ручного управления получена зависимость выходной мощности от входной при различных напряжениях на втором затворе ДГГШ.

Диапазон регулировки выходной мощности при фиксированной мощности на входе ( = 1,2 мВт) составил 9,3 дБ. Из полученных результатов видно, что УА работает в линейном режиме и ослаблением можно управлять, варьируя напряжение на втором затворе.

В ЫП была введена программа, позволяющая осуществить автоматическую регулировку ослабления "вперед". Такая программа управления (табличный способ) позволяет синтезировать требуемую зависимость ослабления от входной мощности. Описанная МП система управления позволяет легко "перенастраиваться" на разнообразные и достаточно сложные характеристики ослабления.

Исследовало влияние на характеристики ДПТШ ионизирующего излучения. Приведено семейство экспериментальных выходных вольт-амперных характеристик (ВАХ) ДПТШ с длиной каждого затвора 0,8 мкм ' и шириной 280 мкм при облучении структуры быстрыми электронами с энергией 6,3 МэВ.

Основными результатами главы являются результаты исследования СВЧ УА на ДПТШ с МЛ управлением, предназначенного для систем автоматической регулировки мощности и автоматической регулировки усиления передающей и приемной аппаратуры, действующий макет которого внедрен у заказчика; использование математической модели, основанной на специально разработалной эквивалентной схеме ДПТШ, имеет го достоинство, что в этом случае нет необходимости применять методику проектирования двухкаскадных устройств, так как ДПТШ представ-

лен эквивалентной схемой для одного активного прибора, а не комбинацией из двух эквизатентных схем для двух активных приборов как у других авторов, следовательно, все расчеты упрощаются: получены зависимости фазы выходного сигнала СВЧ А& на ДПТШ от режима работы непостоянному току; совпадение расчетов фазового сдвига с экспериментальными данными, полученными другими авторами, подтверждает правильность предлагаемой математической модели ДПТШ; разработана методика учета деградации БАХ ДПТШ после облучения.

Б четвертой главе "Исследование СВЧ устройств на ЛИД с микропроцессорным управлением режима работы по постоянному току" [б, 9, 1сГ} 'приведены результаты машинного моделирования с использованием интеграла Вольтерра второго рода переходного процесса в ГЛПД в режиме управления по постоянному току.

Применен к ГЛПД метод интегральных уравнений (гл. I), модифицированный путем сведения нелинейного дифференциального уравнения генератора к нелинейному уравнению Вольтерра второго рода:

±

где К со* - ядро уравнения Вольтерра;

¿(х)~ ^/ х ¿3(0)-М¿(о)] / -

О

•

свободный член уравнения Вольтерра,• ¿0 , ¿1 - начальные условия;

- искомый ток; М, В, и)* - параметры нелинейного дифференциального уравнения. Причем ядро и свободный член вычисляются по известным формулам, использующимся при редукции линейного дифференциального уравнения к линейному эквивалентному интегральному уравнению Вольтерра второго рода.

Приводятся результаты экспериментального исследования усилителей на ЛПД в режиме цифрового управления. Приведены схемы экспериментальных установок для исследования усилителей на ЛПД с Щ системой управления в волноводном исполнении на диодах типа АА707Б и АА74ЬЗ£.

В реальных условиях эксплуатации, например, при замене диодов или замене всего усилительного модуля МП система управления должна обладать свойством адаптации к изменяющемуся характеру управляемого объекта, обеспечивая заданный коэффициент передачи мощности. Для этой цели приведен алгоритм цифрового управления по постоянному току, позволяющий обеспечить управление с адаптацией.

Приведены результаты экспериментального исследования ГЛПД в режиме цифрового управления. Реализован следующий алгоритм работа ГЛПД: в походном состоянии генератор работает с пониженной мощностью (50$ - "холодный" режим), а с приходом внешней команды в течение наперед заданного времени плавно выводит ГЛПД в режим максимальной мощности ("горячий" режим), при этом МП работает в режиме сканирования.

К недостаткам данного устройства следует отнести, помимо изменения частоты генерации, невозможность программного изменения напряжения источника питания. Для этого нужно использовать источник питания с цифровым управлением, разработать отдельный интерфейс для его управления и доработать программное обеспечение.

Основными результатами главы являются разработанная методика расчета переходных процессов в ГЛПД на основе интеграла Вольтерра второго рода, позволившая относительно просто и наглядно решить задачу исследования ГЛПД с цифровым управлением; результаты машинного моделирования качественно совпадают с экспериментальными результатами.

В приложении приводится пакет программ для анализа и управления устройствами СВЧ и акты внедрения результатов диссертационной работы.

В заключении, изложены основные .из этих результатов, которые состоят в следующем:

1. Предложен модифицированный метод анализа нелинейных цепей посредством интеграла Вольтерра второго рода, позволивший исследовать процессы в ГЛПД о МП системой управления. На основе этого метода разработана программа для расчета' переходного процесса в ГЛЦД. Рассчитанные с ее помощью характеристики* качественно совпадают с экспериментальные.

2. В результате экспериментальных исследований усилителей и генератора на ЛИД установлены пределы возможной регулировки основных параметров, определены зависимости максимального уровня выходного сигнала от величины управляющих кодов. Это позволило применить цифровое управление по постоянному току к усилителям и генератору на ЛПД. Определена адаптивная процедура нахождения необходимых кодов управления при замене ЛЦЦ или всего усилительного модуля. На основе выполненных экспериментальных и теоретических исследований усилителей и генератора на ЛПД определены технические требования на источники литания с цифровым управлением.

3. Предложена новая эквивалентная схема ДЛИЛ. В результате анализа на ЭВМ и экспериментального исследования уточнены параметры предложений в диссертации эквивалентной схема ДПШ. На основе этой схемы разработан метод машинного моделирования СВЧ УА ;; А*

на ДЛТИ. Исследовано влияние на характеристики ДПТШ ионизирующего излучения, разработана методика учета деградации ВАХ ДцТС после облучения.

4. Проведено исследование разработанного СВЧ УА на ДПТш с .'.¡Л управлением, обеспечившее решение задачи программного управления ослаблением. Разработана математическая модель для анализа СЬЧ УА с учетом зависимости параметров схемы от напряжений смещения, позволившая определить зависимость основных параметров УА от напряжения управления как в аналоговой, так и в цифровой форме.

5. Разработаны различные алгоритмы и программы управления СВЧ устройствами на ДПТШ и ЛЯД.

6. Разработан и пнэдрса действующий макет аттенюатора на ДПТШ с МП управлением для систем регулирования передающей и приемной аппаратуры, действующа-"; макет усилителя мощности СВЧ диапазона с МП управлением а методики расчета узлов с МП управлением, представленные в форме протралил для персональных ЭВМ. Указанные результаты позволили улучшить энергетические и маесогабаритные показатели аппаратуры и дали возможность сократить трудовые затраты по выполняемым НИОКР. Внедрен пакет программ в учебный процесс на ка£ед-'ре ТЭЦ МТУСИ.

ПО ТЕШ ДИССЕРТАЦИИ ОЯУБШОБАШ СИДУЮЩЕ РАБОТА

I. Ориск Б.В. Применение интеграла Больтерра второго рода для расчета переходных процессов в линейных параметрических целях // Сб. научных трудов учебных институтов связи. - Л.: ЛЭЙС, 19ьо. -С. 85-87.

'¿. Фриск В.В. Применение интёТрала Вольтерра для расчета процессов в автогенераторе // Радиотехника. - 19ь5. - й 6. - С. З-с-ЗЗ.

3. Фриск В.В. Управляемый аттенюатор // Радиотехнические устройства в системах связи: ШС. Деп. в ЦНТЛ "Информсвязь". -1987. - И 1167 св.

4. Фриск В.В. Расчет 5-параметров СВЧ полевого транзистора на микро-ЭВМ дВК-Ш // Узлы и устройства в системах передачи информации: Сб. статей. -М.: МИС. Деп. в ЦНТЛ "Информсвязь". -1967, - Й 9Э9.

5. ¿риск B.B., Фомин H.H. Зависимость параметров полевого ¿Ч-транзастора с барьером Ыотки от смещения // Сб. научных трупа, й 146. - Ii.: МЭИ, 198?. - С. 99-103.

5. Фомин H.H., ¿риск Б.В. Усилитель-аттенюатор ' на двухзат-эрном полевом транзх;мре с микропроцессорным управлением // Изв. юш. учеб. заведений. Радиоэлектроника. - I98B. - ü II. - С. 655.

7. Фриск Б.Б., Фомин H.H. Аттенюатор СВЧ на двухзатворном элввом транзисторе с микропроцессорным управлением // Антенны и зтройства СБЧ: Сб. статей. -М.: ¡ЛИС. Деп. в ДНТИ "Информсвязь".

1969. - J." -16^4.

Ь. Фриск В.В., Фомин H.H. Генератор на лавинно-пролетном дио-з с цифровым управлением по цепа питания // Изв. выси. учеб. заилений. Радиоэлектроника. - IS9u. - Ji 10. - С. 86-87.

9. ¿риск В.В., Фомин H.H. СВЧ усилитель на лавинно-пролетном юде с микропроцессорным управлением режима работы по постоянному эку // В сб. тезисов ХП Всесоюзной научно-гзхилческой конференции Твердотельная электроника СВЧ". - Киев: КИИ, 1990. - С. I09-II0.

10. «¿риск В.В., Фомин H.H. Усилитель СВЧ на лавинно-пролетном юде с микропроцессорным управлением по цепи питания // Сб. науч-¡х трудов учебных институтов связи. - Л.: ЛЭИС, 1990. - i« 150. -

. äd-95.

11. Громов Д.В., Фомин H.H.,.Фриск В.В., Храмов A.B. Влияние ¡лучения электронами на статические характеристики двухзатворного' »левого транзистора // Радиотехника. - I99U. - J 7. - С. ¿¿8-30.

12.-Фриск В.В., Фомин H.H. Фазовращатель СВЧ на двухзатворном ¡левом транзисторе // Радиотехника. - 1991. - № 10. - С. 14-16.

Подписана в печать 02.03.92 г, Формат 60x84/16. Печать офсетная. Объем 0,9 усл. п.л. Тираж 100 экз. Заказ 109 . Бесплатно.

ООП МП "Информсвязьиздат", Ыоаква, ул. Авиамоторная, 8.