автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.17, диссертация на тему:Исследование и разработка укрупненных базисных элементов широкополосных радиопередающих комплексов с оптимальными характеристиками

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГ6 од

На правах рукописи

Карапетян Армен Джонсонович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА УКРУПНЕННЫХ БАЗИСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ШИРОКОПОЛОСНЫХ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ ТОМПЛЕКСОВ С ОПТИМАЛЬНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Специальность: 05.12. 17 - Радиотехнические и телевизионные системы и устройства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1993

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор Алексеев О. а

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Сосунов Е В. кандидат технических наук, доцент Иншаков К1 М.

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи ( г. Москва )

Защита состоится " /9 "ЖТз'ЪрЯ 1993 г. В часов

на заседании специализированного совета Д 063.35.03 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета по адресу : 197376, Санкт-Петербург,ул. Проф. Попова, б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан " // " С'СКГЯ&АЭ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета к. т. н. , доцент

Егорова С. Д.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Б настоящее время значительное внимание уделяется созданию интегрированных радиопередающих устройств, объединяющих несколько радиочастотных трактов в общую многополюсную систему - радиопередающий комплекс. Под радиопередающим комплексом ( РПК ) понимается совокупность радиопередатчиков, устройств согласования, фазирования и управления, совместно работающих на некоторую антенную систему. Целью построения комплекса является сложение мощностей отдельных радиопередатчиков в антенной системе в широком диапазоне частот. Многополюсный принцип построения комплекса делает менее жесткими частотно-энергетические ограничения, свойственные одиночному радиочастотному тракту. Очевидны и другие преимущества, даваемые использованием комплекса : обеспечение многоканальной работы, управление направленностью излучения, реализация значительного уровня эквивалентной излучаемой мощности при использовании передатчиков сравнительно небольшой мощности и т.д. Разработка широкополосных РПК весьма актуальна при построении мобильных передвижных радиопередающих центров для систем связи, навигации, зондирования ионосферы и т. п. , не уступающих по своим показателям соответствующим мощным стационарным центрам.

К настоящему времени разработаны основы теории анализа комплексов в частотной области. В качестве основного критерия оптимальности комплекса использовался энергетический обеспечить передачу максимальной мощности сигнала,. несущего информацию, при ограниченном энергоресурсе питания, с заданным распределением по частоте и с заданной направленностью излучения. Однако, непрерывное повышение требований к быстродействию комплекса, применение электронных методов коммутации мощности ( частотной и фазовой коммутации ), использование ряда специальных режимов работы комплекса и сложных видов сигнало!, делают актуальной задачу разработки основ методики анализа комплекса во временной области. . Представляет также интерес исследование переходных процессов в РПК и их отдельных элементах при разных режимах работы комплексов и анализ их временных характеристик.

При исследовании и проектировании РПК используется системный подход, при котором удобно разбивать комплекс на отдельные блоки ( укрупненные базисные элементы ) которые при объединении порождают новое качество. При этом, частотные и временные характеристики комплекса в основном определятся соответствующими характеристиками отдельных базисных элементов. В частности, временные характеристики комплексов в основном определяются временными характеристиками входящих в их состав селективных и согласующих устройств. В связи с. этим, представляет интерес провести анализ временных характеристик этих устройств при нестационарных режимах их работы.' Нелинейные свойства РПК определяются в основном трактом усиления мощности, который является источником побочных и внеполосных излучений. В'связи с достаточно жесткими требованиями электромагнитной совместимости ( ЭМС ) на уровни побочных и внеполосных излучений необходимо исследование этих уровней на выходе нелинейного тракта и возможности их уменьшения при разных типах сигналов, поступающих на его вход.

Таким образом, актуальной проблемой в области построения радиотехнических устройств является разработка основ методики анализа радиопередающих комплексов в частотной и, временной областях, и исследование ряда вопросов, связанных с анализом и проектированием комплексов и их базисных элементов.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка основ методики анализа широкополосных радиопередающих комплексов в частотной и временной областях, исследование, и проектирование укрупненных базисных элементов комплексов и приложение полученных результатов для анализа и проектирования на ЭЕМ комплекса в целом и его отдельных базисных элементов.

При этом решались следующее задачи :

1.Разработка основ методики анализа радиопередающих комплексов в частотной и временной областях, при возбуждении источниками периодических сигналов.

2. Разработка параметров, описывающих работу комплекса в частотной и временной областях.

3. Автоматизация проектирования селективно-согласующих устройств, входящих в,состав радиокомплексов, исследование их

характеристик при нестационарных режимах работы.

4. Исследование нелинейных трактов РПК, оценка уровней побочных и внеполосных излучений на их выходах и возможности их уменьшения при разных типах входных сигналов.

5. Исследование методом моделирования на ЭВМ различных схем построение РПК и их базисных элементов.

Научная новизна работы состоит в следующем :

1. Разработаны основы методики анализа радиопередающих комплексов в частотной и временной областях при возбуждении источниками периодических сигналов.

2. Предложены параметры, описывающие работу комплексов в частотной и временной областях.

3. Исследованы характеристики селективно-согласующих устройств, входящих в состав РПК, при нестационарных режимах их работы.

4. Исследованы методом моделирования на ЭВМ различные схемы радиопередающих комплексов и их базисных элементов.

На защиту выносятся следующие научные положения :

1. Основы методики анализа РПК в частотной и временной областях, при возбуждении источниками периодических сигналов.

2. Система параметров-показателей, описывающая работу комплекса в частотной и временной областях.

3. Программное обеспечение, позволяющее автоматизировать проектирование селективно-согласующих устройств радиопередающих комплексов и исследование их характеристик при нестационарных режимах работы.

4. Методика анализа и проектирования на ЭВМ широкополосных радиопередающих комплексов и их базисных элементов.

Практическая ценность и внедрение результатов работы.

В диссертационной работе решен ряд задач исследования и разработки широкополосных радиопередающих комплексов и их базисных элементов. Разработанные методики доведены до уровня расчетных формул, таблиц и графиков. Разработанное программное обеспечение упрощает анализ и существенно сокращает сроки проектирования радиопередающих комплексов с оптимальными характеристиками. Основные результаты диссертационной работы внедрены в научно-исследовательском институте дальней радиосвязи ( ЮВДАР - г. Москва ).

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертации докладывались на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава ЛЭТИ в 1988-1992 годах, на Конференциях " Технические средства обеспечения электромагнитной совместимости подвижной службы связи " в 1990 и 1991 годах ё г. Севастополе, на научно-технической конференции " Элементы и узлы современной приемно-усилительной аппаратуры " в 1990г. в. г. Москве, на пятой Всесоюзной конференции " №трологическое обеспечение антенных измерений " в г. Ереване.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы 3 научные работы, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, трех приложений и списка литературы, включающего 108 наименований. Основная часть работы Изложена на 159 страницах машинописного текста. Работа содержит 62 рисунка и 3 таблицы.

2. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, указаны цель и основные задачи работы, научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

Первая глава посвящена основам построения: широкополосных радиопередающих комплексов.- Задача проектирования комплекса как системы значительно упрощается,если разбить его на отдельные блоки (укрупненные базисные элементы) к числу которых относятся: широ.зшолосные усилители мощности, фильтры, согласующие устройства, блок взаимодействующих антенн, частотно-разделительные устройства,многополюсные мостовые устройства и др. Выделение укрупненной элементной базы значительно упрощает задачу проектирования РПК, поскольку оптимальность построения комплекса в основном определяется оптимальностью построения отдельных базисных элементов, а для последних значительно проще решать задачи аппроксимации и реализации цепей.

Широкополосный усилитель мощности представляет собой базисный элемент, предназначенный для усиления мощности сигналов от уровня нескольких милливатт до единиц или десятков киловатт. В РПК могут испольаоваться линейные корректированные

усилители, усилители с распределенным усилением и с раздельным усилением полос, предельные широкополосные усилители, транзисторные усилители со сложением мощности. Одним иа основных требований, предъявляемым к усилителю мощности, является требование высокой линейности. Однако, повышение коэффициента полезного действия тракта диктует необходимость использования существенно нелинейных режимов работы усилительных элементов, что приводит к искажению спектров сигналов на их выходах, проявляющемуся в изменении уровней ухе имеющихся спектральных составляющих и появлении новых. Представляет интерес провести оценку уровней побочных и внеполосных излучений на выходах нелинейных трактов и возможности их уменьшения для разных типов входных сигналов.

Частотно-избирательные фильтры применяются в РПК для подавления побочных излучений, возникающих на выходах усилительных , трактов, а , таюке в качестве базисных элементов при построении частотных коммутаторов. Согласующие устройства применяются для преобразования комплексного сопротивления нагрузки комплекса в сопротивление, близкое к активному, чем обеспечивается широкополосность всего радиочастотного тракта. Частотны^ и временное характеристики этих устройств изучены достаточно подробно, однако, необходимо.исследовать характеристики этих устройств при нестационарных режимах их работы. Кроме того, представляет интерес также провести анализ работы радиопередающего комплекса со сложными видами сигналов ( или их моделями ), причем в тех случаях, когда требуется информация о форме сигналов, анализ желательно проводить во временной области.

В целом, анализ РПК сводится к исследованию работы системы взаимодействующих генераторов ( передатчиков ) на многополюсную комплексную нагрузку ( антенну ). При этом целесообразно использовать аппарат матриц рассеяния и матрицы импульсных характеристик многополюсных цепей, а также ввести систему параметров-показателей, описывающих работу комплекса в частотной и временной областях.

В современных РПК широко применяются бесконтактные ( электронные ) методы коммутации, к числу которых относятся частотная и фазовая коммутация, причем считается, что комму-

тация происходит "мгновенно" или "почти мгновенно". В связи с этим, представляет интерес исследовать различные схемы построения комплексов с частотной и фазовой коммутацией с целью оценки их быстродействия и удовлетворения требованиям ЭЫС.

Ш. второй главе рассмотрены основы методики анализа РБК в частотной и временной областях. Анализ работы комплекса сводится к исследованию работы системы взаимосвязанных генераторов на многополюсную комплексную нагрузку. На рис. 1 представлена схема питания линейного одностороннего диссипа-тивного многополюсника от генераторов синусоидального напряжения с активными внутренними сопротивлениями. ■

А I,

Рис. 1. Схема питания линейного одностороннего многополюсника генераторами с активным внутренним сопротивлением.

В частотной области многополюсник полностью, описывается комплексными векторами напряжения и тока :

иг ...ип]± ; 1 -[1,1, ...1„и.

здесь и далее символ t означает операцию транспонирования матрицы.

Введенные матрицы-столбцы связаны между собой матрицей импеданса :

и.* И (1)

или :

и-, -- 1 /// I

/= 1,2... Л

(2)

Во временной области элементам матриц-столбцов U и I соответствуют временные функции соответствующих токов и напряжений :

Uli) *[u, (t) Иг И) Un ftßt ; ¡(t) --[ i,(t) /, Щ.

Элементам матрицы импеданса соответствуют импульсные характеристики, соответствующие ненагруженному многополюснику, а матрице импеданса - матрица импульсных характеристик ненаг-руженного многополюсника.

Системе уравнений (2) во временной области соответствует система интегральных уравнений :

щ Щ -- 1 lzn(l) !jlt-l)Jr -- J Zn(i)%ijH) (3) j'1 ' j-т

где символ ® означает операцию свертки,

2}j!t) - импульсные характеристики иенагруженного многополюсника, которые могут быть определены как обратные преобразования Фурье от частотных зависимостей элементов матрицы импеданса : w jui

ZiJlt) = 2fiZ{U))e JU)

Матрицы-столбцы нормированных падающих Q и отраженных волн, являются линейными комбинациями токов и напряжений на входах многополюсника : у

+ (5)

t 2 (Ц-RI)

(6)

где К - диагональная матрица внутренних сопротивлений генераторов.

Введенные нормированные падающие и отраженные волны связаны между собой квадратной нормированной матрицей рассеяния, элементы которой указывают на распределение мощности в многополюсной цепи : о с п

* = > " (7)

Матрицы рассеяния и импеданса связаны между собой следу-

Ю1дим образом : . >

$= я я? («)

Во временной области элементам матрицы рассеяния соответствуют импульсные характеристики, соответствующие нагруженному многополюснику, а матрице рассеяния - матрица импульсных характеристик нагруженного многополюсника. Необходимо отметить, что описанные матрицы импульсных характеристик соответствуют разным режимам работы многополюсника.

Выражению (8) во временной области соответствует :

£¡(1) = 1 Ь п N а, и -г)с!г = I Л. И) ® П Ц) (10)

¿•1 О " " 1 * У "

где 3 у- [() - импульсные характеристики нагруженного многополюсника, которые могут быть определены как обратные преобразования Фурье от частотных зависимостей элементов матрицу рассеяния : ^^

5^(1} I ¿и) (11)

Как отмечалось, элементы матрицы рассеяния указывают на распределение мощности в многополюсной цепи. При подключении ко всем входам многополюсника генераторов, суммарная мощность поглощаемая цепью равна :

Рм. = 2 Р; = 1Ш1\2-5т2= (12)

/г 1 /»Г /»/

где знак + над литерой означает комплексно-сопряженную и транспонированную ( эрмитово-сопряженную ) матрицу.

Выражение в скобках в (12) представляет собой матрицу

диссипации: <Г*С

«2/ = I - А А (13)

элементы которой указывают на поглощающие свойства многополюсника.

Матрица диссипации является эрмитовой, она унитарно подобна вещественной диагональной матрице ее собственных значе-

где V - унитарная матрица собственных векторов.

Выражение (.14) называется спектральным разложением матрицы, а совокупность собственных значений - спектром матрицы.

Нормированная активная мощность, выделяющаяся в многополюсной цепи, является нормированной эрмитовой формой ( частным Релэя ) матрицы диссипации :

Рвх. = _

Р М¿КС.

О* 0

а* в

(15)

Как видим, мощность поглощаемая цепью зависит от матрицы диссипации цепи и вектора возбуждения.

В соответствии со свойствами частного Релея, нормированная активная мощность, поглощаемая цепьи при произвольном возбуждении 0 , на любой частоте принимает значения в следующем интервале ( рис. 2 а) :

с/ нчн. ' Рв*: « с/ макс. (16)

г пане.

где с!мчи. и с1наке. - соответственно, минимальное и максимальное собственные значения матрицы диссипации на данной частоте.

а)

б)

у х Рячмс-

у— с/#ин. /¿)

Рис. 2. Области'изменения нормированной мойрюсти (а) и автокорреляционной характеристики системы (б).

Величина отношения Релея для заданной цепи зависит от вектрра возбуждения ( в случае источников синусоидального

напряжения от их амплитуд и фаз ). Если вектор падающих волн равен одному из собственных векторов матрицы диссипации , то нормированная активная мощность, поглощаемая цепью, равна соответствующему собственному значению матрицы диссипации.

В качестве временной характеристики комплекса удобно использовать функцию, которая имеет смысл автокорреляционной характеристики системы и определяется как обратное преобразование Фурье от частотной зависимости нормированной мощности. Существенно, что кривая автокорреляционной характеристики ограничена огибающими временных зависимостей собственных значений матрицы диссипации С рис. 2 б) :

с/мин. (V * <¡4) * с/нагс. И) (17)

где с/нин. и с/н1кс.№) - огибающие от обратных преобразований Фурье частотных зависимостей собственных значений матрицы диссипации,

- автокорреляционная характеристика системы.

Таким образом, - огибающие временных зависимостей собственных значений матрицы диссипации являются пределами для автокорреляционной характеристики системы (см. рис. 26) независимо от вектора возбуждения.

Неравенства (16) и (17) могут быть использованы для оценки работы РПК в частотной и временной областях. Оценку необходимо проводить по следующей методике :

1. По геометрии антенной системы рассчитываем матрицу импеданса антенной системы. -

2. По известной матрице импеданса с учетом (.9) находим матрицу рассеяння антенной системы.

3. ИЗ (13) определяем матрицу диссипации антенной системы и частотные зависимости ее собственных значений. Находим частотные характеристики минимального и максимального собственных значений матрицы диссипации.

Независимо от вектора возбуждения, нормированная мощность на любой частоте будет ограничена минимальным и максимальным собственным значением, что позволяет оценивать частотнно характеристики нормированной мощности «а выходе

- т -

системы непосредственно по геометрии антенной системы.

4. Для оценки временных характеристик системы находим обратные преобразования Фурье от частотных зависимостей собственных значений. Определяем огибающие полученных характеристик, т. е. временные зависимости минимального и максимального собственных значений матрицы диссипации. Автокорреляционная характеристика системы будет ограничена полученными временными характеристиками, что позволяет оценивать временные характеристики 'комплекса по геометрии антенной системы, йа сказанного следует, что можно оценивать работу комплекса в частотной и временной областях зная геометрию антенной системы.

Для оценки работы комплекса удобно также ввести ряд параметров - парциальных, сингулярных, эквивалентных и сравнительных. Парциальные параметры характеризуют свойства каналов комплекса при его питании системой генераторов, они зависят эт фазирования генераторов и позволяют вместо одной п-канальной задачи рассматривать п одноканальных задач. Сингулярные параметры связаны-с сингулярными числами матрицы рассеяния и трактеризуют работу комплекса при его питании вектором воз-5уждения, коллинеарным собственному вектору матрицы диссипации антенной системы. Эквивалентные параметры связаны с полюй нормированной мощностью, поступающей в антенную систему, «которые из них учитывают как свойства сложения мощности тамплекеа так и свойства направленности излучения антенной :кстеш. В некоторых случаях удобно использование сревнитель-чнх параметров, характеризующих работу комплекса по сравнению : работой одиночного излучателя.

При возбуждении комплекса источниками периодических ^синусоидальных сигналов, последние можно разложить в ряд Сурье и для к-ой гармоники ряда справедливы все результаты, голученные для случая возбуждения источниками синусоидальных :игналов. Если ограничиться N гармониками ряда, то полная юрмированная мощность, поглощаемая цепью, лежит в следующих феделнх : ^ ' ^

ын. к -—— г? % с/макс, к

р на* С. (18)

где dник ч и с1м<1*'- ы - соответственно минимальное и максимальное собственные значения матрицы диссипации на частоте к-ой гармоники, которые ограничивают нормированную мощность к-ой гармоники.

Отметим, что если при возбуждении системы источниками гармонического напряжения мощность максимальна ( минимальна ) при векторе возбуждения,коллинеарном вектору, соответствующему максимальному (минимальному) собственному значению матрицы диссипации,то в этом случае, для определения возбуждения, необходимого для получения максимальной (минимальной) нормированной мощности, вводятся соответственно максимальные и минимальные гармонические собственные вектора. Южно составить матрицу размерностью (n х N) (п - число входов многополюсника, N - число гармоник в разложении в ряд <1урье), столбцы которой представляют собой/например, максимальные гармонические собственные вектора. Просуммировав элементы строк образованной матрицы получим вектор-столбец собственного возбухденщ системы, соответствующий максимальной мощности сигнала,данной формы.

Б третьей главе рассматриваются основы проектирования и проводится исследование характеристик селективно-согласующих устройств, входящих-в состав радиопередающих комплексов. Под общим термином селективно-согласующие устройства объединены частотно-избирательные фильтры и согласующее устройства. В тех случаях, когда требования к фазовой характеристике фильтра отсутствуют, проектирование фильтра проводится по требованиям к частотной зависимости .характеристики затухания и наиболее часто используют максимально-плоскую ( фильтры Баттер-ворта ), равноволновую ( фильтры Чебышева ) и эллиптическую (фильтры Кауэра) характеристики. Проектирование перечисленных типов фильтров можно проводить q использованием опубликованных в справочниках таблиц, в которых приведены значения элементов фильтров-прототипов нижних частот. Процесс синтеза таким образом сводится к выбору необходимого типа фильтра и его порядю, деноршрованию значений элементов и применению, при необходимости, соответствующего частотного преобразована. О/,. ..¡из, указанный подход обладает рядом существенных недостатков, к чйсду которых можно отнести большой обьем рутин-

Иых вычислений, при которых могут возникнуть ошибки, и ограничение выбора проектировщика сравнительно небольшим числом структур фильтров И их некоторых параметров. Для устранения указанных недостатков и автоматизации процесса проектирования фильтров/автором реализованы программы, позволяющие синтезировать односторонне и двухсторонне нагрудаиные фильтры с характеристиками затухания Ваттерворта, Чебышева и Кауэра, а также резонансные согласующие устройства На основе указанных фильтров. Программы включены в состав пакета программ Диалогового Проектирования Селективно-согласующих цепей ( ДИАСП ), разработанного на кафедре " Радиоэлектронные средства " Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета, что позволяет синтезировать большое число селективно-согласующих цепей разных структур ( число фильтров, например, равно 168 ) проводить анализ их характеристик, оптимизировать , при необходимости ту. или иную характеристику, провести конструктивный расчет элементов и т.д. Таким образом, в распоряжении проектировщика имеется гибкий и удобный инструмент, позволяющий автоматизировать процесс проектирования. В диссертации проведено исследование зависимости некоторых частотных и временных характеристик селективно-согласующих устройств от их порядка и параметров ( в основном от значения неравномерности затухания в полосе пропускания ), а также анализ характеристик этих устройств при нестационарном режиме работы ( при включении и отключении синусоидального сигнала, с частотой, значение которой лежит как в полосе пропускания фильтра так и вне ее). Основной вывод.заключается в том, что уровни затухания при нестационарном режиме отличаются от соответствующих значений стационарного режима работы, что необходимо учитывать при проектировании комплексов.

В четвертой главе проводится анализ нелинейных трактов Р1Ш, и оценка уровней побочных и внеполосных излучений на их выходах и возможности их уменьшения при разных типах входных сигналов. Для упрощения анализа рассматриваются нелинейные безынерционные элементы, характеристики которых аппроксимируются степенными полиномами, а свойства которых определяются подачей на их вход тестовых сигналов. Выбор последних опреде-

ляется их близостью к реальным сигналам, действующим в исследуемом тракте и возможностью упростить анализ. Реальные сигналы, поступающие в радиочастотный тракт, являются случайными и имеют непрерывный спектр, однако, для упрощения анализа используются модели сигналов с дискретным спектрТом, состоящим из конечного числа отдельных частотных компонент. Проведено исследование уровней побочных и внеполосных колебаний на выходах различных нелинейных элементов как для традиционно используемого двухтонового сигнала, так и для сигналов с си-нусквадратной и синускубической огибающими. Исследована также возможность уменьшения зтих излучений в известной схеме многоканального усилителя с адаптивными предискажениями, которая является одним из эффективных методов повышения линейности .тракта. Реализована программа, позволяющая моделировать работу данного устройства. Проведен анализ возможности уменьшения внеполосных излучений для разных видов входных сигналов, исследовано влияние неидентичности каналов усилителя на его. работу. Полученные результаты показывают, что если настроить усилитель на компенсацию внеполосных излучений при двухтонаг-вом сигнале, и подать на его вход другой сигнал, например1 е-. синусквадрзтной огибающей, то , хотя степень компенсации, уменьшается, тем не менее устройство в некоторой степени! уменьшает уровень внеполосных излучений.

В пятой главе проводится анализ методом моделирования' на ЭВМ разных схем построения радиопередающих комплексов.. Исследуется РПК на базе взаимодействующие излучателей., антенная система которого представляет собой четыре вибратора-, расположенных вдоль некоторой оси на одинаковом расстоянии друг от друга. Анализ проводился для схемы комплекса без согласующих устройств, схемы с одинаковыми ■ согласующими- устройствами ШСУо, рассчитанными для одиночного вибратора, и схемы содержащей парциальные согласующие устройства НЮУп, оптимизацией парциальных коэффициентов бегущей волны КБВп для заданного вектора возбуждения. Полученные результаты показывают, что подшгочеиие -согласующих устройств уменьшает взаимную связь-мелзду излучателями, причем в большей степени эта связь уменьшается ппк подключении ШСУп. Подключение согласующих уст-

ройств также улучшает и делает более равномерным согласование в . заданном диапазоне частот и существенно увеличивает диагональные элементы матрицы диссипации, величины внедиагональных элементов при этом изменяются незначительно. Анализ влияния фазирования генераторов на характеристики комплекса показывает, что входные сопротивления излучателей сильно зависят от фазирования генераторов, и каждый генератор работает на переменное от частоты и фазирования комплексное сопротивление. Таким образом, каэдому фазированию генераторов соответствует свой набор входных сопротивлений каналов по которым можнс синтезировать эквиваленты каналов при заданном фазировании -парциальные эквиваленты каналов. В то »ж время фазирование генераторов практически не влияет на характеристики направленности излучения комплекса.

Анализ схемы РПК с фазовой коммутацией проведен на примере комплекса, антенная система которого состоит их четырех одинаковых вибраторов, расположенных по углам квадрата. Результаты выполненного анализа показали, что при фазовой коммутации наблюдается ряд всплесков, значения которых значительно превышают установившиеся величины сигналов. Необходимо некоторое Бремя, для того чтобы сигнал достиг своего стационарного значения, т. е. существуют ограничения на быстродействие фазовой коммутации.

Анализ работы РПК ■ с частотной коммутацией был выполнен на примере простейшего двухканал'ьного частотно-разделительного устройства - дипдекеера, состоящего из двух параллельно включенных фильтров - релекторного и полосового. Результаты анализа показывают, что характеристики диплексера при нестационарном режиме отличаются от соответствующих характеристик стационарного режима, и также существуют ограничения на быстродействие коммутации.

Результаты выполненных анализов представляют интерес при оценке быстродействия современных РПК, их удовлетворения требованиям электромагнитной совместимости, и могут быть использованы при проектировании комплексов с частотной и фазовой коммутацией мощности, а также .при проектировании более перспективных комбинированных.радиокомплексов.

I 3. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработаны основы методики анализа Р1Ж в частотной и временной областях, при возбуждении источниками йершдичеоких сигналов.

2. Предложена система параметров, ощюыващах работу комплекса в частотной и временной областях.

3. Автоматизирован процесс проектирования селективно- согласующих устройств, входящих в состав радиокомплексов, выполнен анализ их характеристик при нестационарных решмах работы.

4. Исследованы нелинейные тракты РПК, проведен анализ уровней побочных и внеполосных излучений на их выходах и возможности их уменьшения при разных типах входного сигнала.

5. Выполнен методом моделирования на ЭВМ анализ работы разных вариантов построения РПК, исследовано быстродействие схем с частотной и фазовой коммутацией.

По материалам диссертации опубликованы следующие работа

1. Карапетян А~ Д. Временные характеристики широкополосных селективно-согласующих устройств радиопередающих комплексов. / Моделирование и проектирование радиоэлектронных средств. - Л. , - 1990. - С. 3-7. ( Изв. ЛЭТИ ; вып. 430 ).

2. Чавка Г. Г.,. Карапетян А. Д. Машинный анализ переходны> процессов в тракте усиления с выходным фильтром. /Научно-техническая конференция " Элементы и узлы современной прием-но-усилительной аппаратуры Тезисы докладов и сообщений. - И., 1990. - С. 10-11.

3. Асович П. JL , Карапетян А. Д. , Киракосян Р. М. Влияние измерительной линии на предельное согласование широкополосных антенных систем. /Пятая Всесоюзная конференция " Метрологическое обеспечение антенных измерений ". Тезисы докладов и сообщений. Ереван, - 1990. - С .40-43. ■