автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Разработка методов и устройств защиты мощных широкополосных передатчиков систем радиосвязи и радиовещания от рассогласования с нагрузкой

На правах рукописи

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ МОЩНЫХ ШИРОКОПОЛОСНЫХ ПЕРЕДАТЧИКОВ СИСТЕМ РАДИОСВЯЗИ И РАДИОВЕЩАНИЯ ОТ РАССОГЛАСОВАНИЯ С НАГРУЗКОЙ

Специальность: 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

4855516

-6 ОПТ 2011

Владимир 2011

4855516

Работа выполнена в ОАО «Владимирское КБ радиосвязи»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Самойлов Александр Георгиевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Орлов Игорь Яковлевич

кандидат технических наук, доцент Егоров Валерий Александрович

Ведущая организация: ОАО «Владимирский завод «Электроприбор»

Защита состоится «Н» 40 2011 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.025.04 при Владимирском государственном университете по адресу: 600000, г. Владимир, ул. Горького, д. 87, ВлГУ.

Отзывы, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 600000, г. Владимир, ул. Горького, д. 87, ВлГУ, ФРЭМТ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владимирского государственного университета

Автореферат разослан « 7 » 09 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совеиг/^Т"

доктор технических наук, профессор ( А. Г. Самойлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. По мере развития систем радиосвязи и радиовещания требования к их надежности и технико-экономическим показателям постоянно повышаются. Также возрастают объемы передаваемой информации и скорость передачи данных. Все это приводит к необходимости увеличения КПД, уровня выходной мощности, полосы рабочих частот, а также к ужесточению требований, предъявляемых к уровням внеполосных излучений, массогабаритным показателям и стоимости.- . •

Соответствие систем выше указанным параметрам в значительной мере зависит от входящих в её состав передающих устройств, промежуточные и оконечные каскады которых обычно представляют собой генераторы с внешним возбуждением (ГВВ), преобразующие мощность источника питания в мощность высокой частоты в нагрузке. При этом уже с 70-х годов XX века выпускаются полностью транзисторные передатчики мощностью до 5 кВт в непрерывном режиме.

При проектировании мощных ГВВ для радиопередающих устройств разработчики стремятся максимально использовать возможности транзисторов по мощности, однако вследствие этого они не имеют запасов по предельно допустимым параметрам и даже при незначительных отклонениях от нормальных режимов эксплуатации могут выйти из строя. Поэтому возникает важная проблема стабилизации режимов работы и защиты транзисторов выходных каскадов радиопередатчиков.

Основной причиной произвольного изменения режимов эксплуатации радиопередающего оборудования является рассогласование выходных каскадов передатчика с нагрузкой. Флюктуации импеданса нагрузки в реальных условиях эксплуатации могут быть вызваны климатическими изменениями окружающей среды', влиянием на параметры нагрузки расположенных рядом с ней объектов, механическими повреждениями, старением, разбросом параметров нагрузок различных типов при перестройке по частоте в рабочем диапазоне. ■

Отсюда возникает актуальная научная и техническая проблема защиты выходных каскадов усилителей мощности передатчиков систем радиосвязи и радиовещания, работающих в МВ и ДМВ диапазонах, от произвольного изменения величины импеданса нагрузки.

Проблемам защиты транзисторов радиопередающих устройств от перегрузок посвящены работы В. И. Каганова, В. В. Шахгильдяна, А. Г. Самойлова, Л. Грея, Р. Грэхема, Т. Мадера и других. Однако имеющиеся на сегодняшний день решения недостаточно эффективны вследствие следующих причин:

- при использовании описанных устройств защиты от рассогласования снижается КПД усилителя мощности передатчика, а часто применяемые на практике устройства согласования с ручной или электромеханической регулировкой требуют наличия обслуживающего персонала и длительного времени настройки;

нет однозначного ответа на вопрос о том, каким образом обеспечить одновременно защиту выходных транзисторов передатчика при произвольном изменении импеданса нагрузки и сохранить постоянство энерговклада в нагрузку в широкой полосе частот;

- не обеспечивается эффективная защита активных элементов широкополосных передатчиков МВ и ДМВ диапазонов, имеющих высокий уровень выходной мощности, во всем диапазоне возможных изменений импеданса нагрузки.

Целью работы является разработка методов и устройств защиты мощных генераторов и широкополосных передатчиков систем радиосвязи и радиовещания от рассогласования с нагрузкой.

Исходя из цели работы, задачами исследования являются:

1. Исследование устройств согласования и устройств защиты ВЧ усилителей мощности от рассогласования с нагрузкой.

2. Разработка устройств автоматической защиты транзисторов выходных каскадов генераторов и радиопередающих устройств от произвольного изменения импеданса нагрузки.

3. Разработка программного обеспечения, позволяющего моделировать устройства адаптивной защиты от рассогласования при использовании различных типов цепей согласования и рассчитывать параметры цепей и характеристики согласования.

Методы исследования. В работе были использованы методы теории электрических цепей, теории автоматического управления, математического моделирования и методы теории экспериментов.

Научная новизна работы состоит в разработке:

1. Методики динамической защиты каскадов передатчика.

2. Аналитических выражений, определяющих диапазон перестройки элементов и значений параметров адаптивных цепей согласования.

3. Алгоритмов моделирования процесса динамической защиты каскадов передатчика.

4. Программного обеспечения для оценки скорости перестройки адаптивной цепи согласования.

Достоверность и обоснованность результатов подтверждается использованием апробированного математического аппарата, логической обоснованностью разработанных вопросов, результатами модельных и натурных экспериментов.

Прастическая значимость работы.

1. Предложено и исследовано устройство защиты высокочастотных генераторов и передающих устройств от рассогласования с нагрузкой, защищающее их от перегрузок и обеспечивающее постоянство мощности, отдаваемой в нагрузку с изменяющимся в значительном интервале значений (до 10) КСВ.

2. Предложена новая схема адаптивной двухзвенной цепи согласования.

3. Разработаны программные средства, позволяющие определить диапазон перестройки элементов адаптивных цепей согласования и оценить длительность процесса согласования.

4. Разработаны рекомендации по реализации перестраиваемых элементов адаптивных цепей согласования.

Реализация и внедрение. Основные теоретические и практические результаты получены автором при выполнении работ по заказам министерств РФ. Теоретические и технические решения и запатентованные полезные модели нашли применение в аппаратуре, выпускаемой ОАО «Владимирское КБ радиосвязи», а также в учебном процессе ВлГУ для подготовки инженеров радиотехнических специальностей.

На защиту выносятся:

1. Методика динамической защиты каскадов передатчика от изменений импеданса нагрузки с помощью адаптивных цепей согласования.

2. Устройство защиты широкополосных передатчиков, защищающее от перегрузок и обеспечивающее постоянство мощности, отдаваемой в нагрузку, КСВ которой может изменяться в значительном интервале значений (до 10).

3. Аналитические выражения и программное обеспечение, позволяющие оценить скорость согласования и определить диапазон перестройки элементов, а также значения параметров адаптивных цепей согласования.

4. Программное обеспечение для моделирования и исследования устройств динамической защиты каскадов передатчика.

Апробация работы. Основные результаты работы представлялись и были опубликованы в трудах четырех научно-технических конференций: 8-ой Международной НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации», Владимир, 2009 г.; Международной НТК «1п-1егта11С-2009», Москва, 2009 г.; Всероссийской межвузовской НК «Наука

и образование в развитии промышленной, социальной и экономической сфер регионов России», Муром, 2010; 9-ой Международной НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации», Владимир-Суздаль, 2011 г.

Публикации и личный вклад автора. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, включая 2 патента на полезную модель и 2 статьи в рекомендованных списком ВАК журналах. Личный вклад автора определяется: разработкой методики динамической защиты каскадов передатчика; разработкой алгоритмов расчета и получением аналитических выражений для нахождения скорости и диапазона перестройки элементов, а также значений параметров адаптивных цепей согласования; разработкой алгоритмов для моделирования процессов адаптивной подстройки; предложением новой схемы адаптивной двухзвенной цепи для согласования мощных широкополосных передатчиков МВ и ДМВ диапазонов с переменными нагрузками.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем работы составляет 140 страниц, в том числе 105 страниц основного текста, 8 страниц списка литературы и 26 страниц приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности исследования, сформулированные цель и задачи диссертации, научную новизну, практическую значимость результатов и структуру работы.

В первой главе приведен краткий обзор устройств согласования, применяемых разработчиками при проектировании радиопередатчиков, на основании которого сделан вывод, что известные цепи согласования достаточно успешно могут решать задачи передачи высокочастотной энергии от источника сигнала в нагрузку при статической величине ее импеданса.

Для оценки защитных свойств цепей согласования с помощью соотношений, связывающих КСВ с коэффициентом отражения, а коэффициент отражения нагрузки - с частотой, коэффициентом трансформации и элементами матрицы А-параметров нагруженного согласующего четырехполюсника, получены [1, 4] аналитические выражения для определения зависимостей уровня КСВ и относительной полосы согласования по заданному уровню КСВ по входу одно- и двухзвенных согласующих цепей от частоты входного сигнала и коэффициента трансформации.

На основании анализа полученных зависимостей (рисунок 1, рисунок 2) можно сделать вывод, что с ростом коэффициента трансформации полоса согласования у всех типов цепей согласования уменьшается. При

этом полоса согласования двухзвенных цепей более чем в два раза шире полосы П-образной цепи, и это отношение растет с ростом коэффициента трансформации.

Двухзвенные цепи могут обеспечить согласование в довольно широкой полосе частот, но коэффициент трансформации сопротивления нагрузки при этом не будет превышать 6-8. Для дополнительного увеличения коэффициента трансформации на входе и выходе каскада применяют ТДЛ, а между ним и транзистором включают 2-3-звенную цепь согласования на сосредоточенных элементах или отрезках полосковой линии.

Однако изменение импеданса реальных нагрузок передатчиков приводит к тому, что цепи согласования перестают защищать выходные транзисторы усилителя. КСВ нагрузки, ощущаемое в коллекторных цепях, и рассеиваемая на выходных транзисторах мощность увеличиваются, а энерговклад усилителя в нагрузку уменьшается.

Рисунок 1 - Зависимости КСВ от частоты при коэффициенте трансформации равном 10 для различных видов согласующих устройств: 1 — для двухзвенного полосового фильтра (ПФ) в случае идеального согласования на центральной частоте; 2 - для двухзвенного фильтра низких частот (ФНЧ) в случае идеального согласования на центральной частоте; 3 - для двухзвенного ПФ в случае расширения полосы согласования за счет отказа от идеального согласования; 4 - для цепи с внутриемкостной связью; 5 - для симметричной П-образной цепи.

Рисунок 2 - Зависимости относительной полосы согласования по уровню КСВ = 2 от коэффициента трансформации для различных видов согласующих устройств: 1 - для двухзвенного ПФ в случае идеального согласования на центральной частоте; 2 — для двухзвенного ФНЧ в случае идеального согласования на центральной частоте; 3 - для двухзвенного ПФ в случае расширения полосы согласо-к, вания за счет отказа от идеального согласования; 4 - для симметричной П-образной цепи.

Особенно опасна работа на аварийную нагрузку для твердотельных активных элементов, не допускающих даже кратковременного превышения максимально допустимых параметров по напряжению. В результате анализа принимаемых разработчиками передающего оборудования защитных мер поставлена задача построения универсальной системы автоматической зашиты выходных каскадов усилителей мощности передатчиков систем радиосвязи и радиовещания от произвольного изменения импеданса нагрузки.

Для решения этой задачи потребуется провести исследования по следующим направлениям:

- оценить негативное влияние произвольного изменения импеданса

нагрузки на транзисторы;

- рассмотреть существующие варианты защиты транзисторов;

- разработать устройства динамической защиты каскадов;

- исследовать свойства устройств динамической защиты каскадов.

Вторая глава диссертации посвящена исследованию существующих вариантов устройств защиты выходных транзисторов ВЧ усилителей мощности от рассогласования.

Датчиками рассогласования могут быть направленный ответвитель со слабой связью, регистрирующий отраженную от нагрузки мощность, пиковый детектор, подключенный к коллектору транзистора оконечного каскада, и резистор, последовательно включенный в цепь питания транзистора выходного каскада.

В результате исследования системы автоматической защиты от повышения уровня, отраженной от нагрузки мощности (рисунок 3) были получены аналитические выражения, описывающие переходной процесс в системе, и проведено сравнение с экспериментально полученными зависимостями (рисунок 4) [2].

Рисунок 3 - Обобщенная структурная схема системы защиты от повышения уровня отраженной от нагрузки мощности: Атг - управляемый аттенюатор (при наличии), ПУ - предварительный усилитель, УМ - выходной усилитель мощности, НО - направленный ответвитель, Н - нагрузка, Д - детектор, СС - схема сравнения, иоп -' опорное напряжение, ФНЧ - фильтр низких частот, УПТ - усилитель постоянного тока.

рлвт

\

\

\

и

V

\ " /

28

21

\

\ г

± X

50

«7

а) б)

Рисунок 4 - Теоретическая (1) и экспериментальная (2) зависимости огибающей отраженной мощности от нагрузок: а), с КСВ = 2; б), с КСВ = 4.

Несовпадение кривых на начальном участке связано с упрощениями, принятыми при выведении выражений.

На основании анализа работы усилителя мощности с системой защиты от повышения уровня отраженной мощности, изображенной на рисунке 3, был сделан вывод, что при рассогласовании уменьшается КПД

выходных каскадов усилителя, так как при снижении напряжения возбуждения транзисторы переходят в недонапряженный режим работы.

Для устранения этого недостатка было предложено [2, 9] управлять не маломощными каскадами усилителя мощности, а питанием непосредственно выходного транзистора усилителя мощности, который является наиболее уязвимым элементом при рассогласовании с нагрузкой (рисунок 5).

"1

Рбх

Маломощные каскады

*!\Аш\

ПУ

¿/т —

УМ ил

УИП

Блок упрабп — а

Н

Рисунок 5 - Схема защиты выходных транзисторов усилителя мощности от рассогласования.

Сигналом с датчика, рассогласования регулируется выходное напряжение управляемого источника питания (УИП) мощного высокочастотного транзистора. Для постоянной реализации критического режима работы транзисторов возможно одновременное управление смещением и питанием выходного каскада, КПД которого при этом остается практически неизменным.

Эксперименты показали, что максимальный уровень отраженной от нагрузки мощности у ВЧ усилителя с УИП в два раза меньше, чем у усилителя с системой защиты, показанной на рисунке 3. Однако переходный процесс несколько длиннее и имеет более сложный колебательный характер. Это связано с тем, что ФНЧ УИП имеет больший порядок и постоянную времени.

При рассогласовании ток, потребляемый транзисторами выходного каскада, может возрасти. Поэтому были рассмотрены и предложены модификации схем устройств защиты транзистора мощного каскада от увеличения постоянной составляющей коллекторного тока, а также проведено их сравнение [3, 5].

Применение устройств защиты каскада по уровню отраженной от нагрузки мощности в совокупности с защитой ВЧ транзистора от увеличения постоянной составляющей коллекторного тока позволяет снизить вероятность выхода из строя радиопередатчика из-за перегрузок, однако выходная мощность при этом может значительно уменьшиться.

Эффективная защита транзисторов радиопередающих устройств от рассогласования с сохранением требуемого уровня выходной мощности при изменении нагрузки возможна при комбинированном использовании различных типов датчиков, схем управления и стабилизации мощности.

Упрощенная структурная схема такой системы представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Структурная схема комбинированной системы защиты усилителя мощности.

Напряжения, пропорциональные падающей и отраженной волнам, после двунаправленного ответвителя (ДНО) снимаются с первого (Д1) и второго детекторов (Д2) соответственно и поступают в управляющее устройство (УУ). Туда же с соответствующих датчиков поступают сигналы, пропорциональные амплитудам ВЧ напряжения (Ш) и тока (1к) на коллекторе транзистора. На основании этих данных УУ вырабатывает напряжения регулирования управляемым источником питания (УИП) и маломощными каскадами, подстраивая напряжение питания (Ек), смещения, уровень мощности возбуждения и амплитуду импульсов коллекторного тока выходного каскада усилителя мощности (УМ). Для реализации критического режима работы транзисторов выходного каскада в процессе регулирования УУ стремиться обеспечить выполнение условия:

Ек~ик= 1к/Бкр,

где Бкр - крутизна линии критического режима.

В этом случае при изменении нагрузки подстройкой напряжений питания и смещения УМ, а так же уровня выходного сигнала ПУ добиваются того, чтобы при уменьшении сопротивления нагрузки, когда Ин = 11н„ом/КСВ, выполнялись условия:

1к1=1к1 ; пк = ик-юм ; г « Ек-тм ,

4ксв 4ксв

где 1к_„ом> ик_ном и Ек ном - коллекторный ток, напряжение на коллекторе транзистора и напряжение питания выходного каскада соответственно при номинальном сопротивлении нагрузки (Кн„ом).

При увеличении сопротивления нагрузки, когда Ян = Янн0М-КСВ, подстройкой параметров добиваются выполнения условий:

Угл = =ик „омксв; ек«ек тм-4ксв.

VКСВ

В обоих случаях результатом регулировки является подстройка выходного сопротивления каскада к сопротивлению нагрузки, при этом режим работы транзисторов выходного каскада оказывается близким к критическому, а выходная мощность близка к номинальной. Однако при комплексной нагрузке и, особенно, когда мощности в рассогласованной (Рр) и согласованной (Рс) нагрузках связаны соотношением:

Рр = Рс-со5(р0,

где (р0 - угол между вектором импеданса нагрузки и положительным направлением вещественной оси комплексной плоскости, для поддержания номинальной выходной мощности в нагрузке необходимо увеличивать и ток, и напряжение коллекторного питания в \Ncosfpo раз. Потребляемая мощность при этом увеличится, а КПД уменьшится в 1/со5^0 раз, что приведет к увеличению рассеиваемой на ВЧ транзисторе мощности.

Таким образом, диапазон изменения сопротивления нагрузки, в котором возможно сохранение выходной мощности и энерговклада постоянными, зависит от того, с каким запасом по предельным значениям рассеиваемой мощности, допустимого тока коллектора и пикового обратного напряжения коллектора выбран транзистор выходного каскада. Кроме этого существует ограничение и по максимальному значению угла отсечки коллекторного тока, т. к. при больших углах отсечки (более 120°) из-за роста постоянной составляющей коллекторного тока ухудшаются энергетические характеристики каскада.

Поэтому для защиты транзисторов выходного каскада от превышения предельных значений рассеиваемой мощности и напряжения на коллекторе необходимо осуществлять их непрерывный контроль и, в зависимости от скорости роста какой-либо из этих величин, снижать напряжение питания и уменьшать напряжением смещения угол отсечки.

Один из вариантов подобного устройства предложен в [8], его структурная схема приведена на рисунке 7.

Устройство работает следующим образом. В первом вычитателе определяется разность выходных напряжений первого и второго детекторов, пропорциональных уровням выходной и отраженной мощности соответственно, и подается на интегратор, на другой вход которого подает-

ся напряжение с выхода регулируемого ИОН, соответствующее требуемой в данный момент мощности (Ри) в нагрузке.

Рисунок 7 - Структурная схема адаптивной системы защиты усилителя мощности: ПОК - предо-конечный усилитель; ОК - оконечный усилитель; ДНО - двунаправленный ответвитель; H — нагрузка, Д1 и Д2 - детекторы; В1, В2 и ВЗ - вычитатели; ИНТ - интегратор; ИОН - источник опорного напряжения; СУМ - сумматор, УИП - управляемый источник питания; ИМ - измеритель мощности; ПУ1 и ПУ2 - пороговые устройства.

Напряжение (11и) на выходе интегратора пропорционально с соответствующим коэффициентом (кц> величине разности уровней требуемой и выделяющейся в нагрузке мощностей:

ии = ки\ [ Рн - (Рвых- P0Tp)]dt

В случае, если текущая мощность высокочастотного сигнала в нагрузке недостаточна, то уровень выходного напряжения интегратора увеличивается, при этом возрастает и уровень напряжения питания, вырабатываемого УИП. Если текущий уровень мощности в нагрузке превышает необходимый, то напряжение интегратора снижается, соответственно уменьшаются уровни питающего напряжения и выходной мощности. Когда уровень выделяющейся мощности соответствует требуемому, перестройка выходного напряжения интегратора прекращается.

Для предотвращения перегрева с помощью измерителя мощности и второго вычитателя осуществляется непрерывный контроль уровня выделяющейся на активном элементе ОК мощности (РК):

Рк = Ро-(Рвых~Ротр)-

Если Рк превысит допустимый уровень, то выходное напряжение второго порогового устройства поступает через сумматор на третий вы-читатель, понижая уровень напряжения на его выходе. При этом одновременно снижается напряжение питания и вырабатываемая ОК мощность, предохраняя его активный элемент от перегрева.

Другая возможность аварийной ситуации возникает, когда величина нагрузки сильно отличается от номинальной. Поэтому, в случае появления отраженной мощности значительного уровня, величина напряжения питания ОК снижается. Чтобы понизить сигнал возбуждения ОК, уменьшается уровень напряжения питания и ПОК.

Таким образом, применение описанной адаптивной системы защиты усилителя мощности позволяет обеспечивать требуемую величину мощности высокочастотного сигнала, отдаваемой в нагрузку, даже при определенных допустимых отклонениях значения импеданса нагрузки от номинальной величины. При значительном отклонении импеданса нагрузки от номинальной величины (вплоть до обрыва или короткого замыкания нагрузки) оконечный каскад защищается снижением напряжения питания и амплитуды сигнала возбуждения (вплоть до отключения), однако каскад сохраняет работоспособность. Также активный элемент оконечного каскада защищается от возможного перегрева.

Однако существуют и недостатки применения такой системы защиты: во-первых, допустимый диапазон изменения сопротивления нагрузки ограничен запасом по предельным значениям энергетических параметров активного элемента оконечного каскада. Поэтому для увеличения этого диапазона приходится недоиспользовать транзисторы выходного каскада по мощности. Например, чтобы была возможность обеспечить номинальный уровень мощности в рассогласованной активной нагрузке с заданным значением КСВ, требуется в КСВ раз уменьшать выходную мощность активного элемента при работе на номинальную нагрузку. Это приводит к увеличению количества активных элементов в выходном каскаде усилителя, появлению или увеличению количества устройств сложения мощностей, и, как следствие всего вышеперечисленного, увеличению массогабаритных параметров и стоимости усилителя мощности.

Во-вторых, при работе усилителя на комплексную нагрузку в l/cosç?0 раз может увеличиться потребляемая от источника питания мощность. Если источник питания рассчитывать на эти перегрузки, то также приходится существенно увеличивать его массу и габариты.

В третьей главе разрабатываются устройства динамической защиты выходных каскадов, в основе которых предложено [7, 11] применить адаптивные цепи согласования.

Для определения импеданса нагрузки требуется измерять уровни проходящей (Р„ад) и отраженной от нагрузки (Ротр) мощностей и фазовый сдвиг между ними (Дер). В этом случае система адаптивного согласования (рисунок 8), включаемая между ВЧ генератором и его нагрузкой, будет состоять из двунаправленного ответвителя (ДНО), устройств вычисления

модуля (ДМ) и фазы (ДФ) импеданса и устройств управления (УУ) параметрами регулируемых элементов (РЭ) управляемой цепи согласования.

Рисунок 8 - Структурная схема системы адаптивного согласования.

Алгоритм работы устройства управления параметрами регулируемых элементов цепи может быть аналитическим, когда по значениям иотр, ипад, Х\-..Хп, где п - число перестраиваемых элементов, вычисляются значения каждого ¡-ого элемента Х„ а может быть и градиентным, и тогда он представляется выражением:

ас, дйотрщ{хк}),хв{{х,})\

—- = -а,-——--—'

' дХ,

где X[ - номинал ¡-го подстраиваемого элемента цепи согласования; а\ - коэффициент, определяющий скорость регулирования значения данного элемента; {Х\} - совокупность номиналов перестраиваемых элементов цепи согласования, 2т = Яях + ]Хт - входное сопротивление нагруженной АЦС.

Возможны различные методы управления перестраиваемой цепью согласования. Можно использовать метод последовательной подстройки с разнесением регулировки каждой ветви по времени или метод параллельной подстройки с одновременной регулировкой по всем каналам с использованием ортогональных управляющих сигналов.

Наиболее прост в реализации и является наилучшим с точки зрения скорости и точности метод непрерывной подстройки.

Алгоритм перестройки элементов цепи согласования сводится к уменьшению мнимой и действительной составляющих коэффициента отражения. Так, если согласование отсутствует, то коэффициент отражения от входа устройства согласования определяется выражением:

Кп =

где Яг - выходное сопротивление ГВВ передатчика.

Как видно, знаки Хвх и 1ш[Ко] совпадают, и 1т[Ко] = 0 при Хвх= 0. Таким образом, величина 1т[Ко] указывает знак текущего значения Хвх и одновременно указывает требуемое направление его изменения.

Если организовать подстройку Хвх более быстрой, чем подстройку Квх, путем соответствующего выбора постоянных времени в цепях управления, то через некоторое время наступит момент, когда Хвх = 0. В этом случае величина коэффициента отражения станет чисто вещественной:

/?„ - К,

Re

К„

Как видно, знак величины Re[Ko] совпадает со знаком разности (R.x - Rr ). При Re[Ko] > 0, величину RBX нужно уменьшать, а при Re[Ko] < 0

— увеличивать. Таким образом, при достижении условия Re[Ko] = 0 обеспечивается состояние RBX = Rr. Значит, так как ранее было достигнуто Хвх = 0, такая ситуация соответствует требуемому согласованию генератора и нагрузки.

Структурная схема устройства, реализующего выше описанный алгоритм, приведена на рисунке 9.

Рисунок 9 - Адаптивное устройство согласования: УМ - усилитель мощности; ДНО - двунаправленный ответвитель; АЦС - адаптивная цепь согласования; РЭ1 - 1-ый регулируемый элемент; ФВ - фазовращаетель;

и - перемножители; I) и ¡2 - интеграторы.

• • • • •

Если (/отр(0) = Ко {/тд(0) = Ко1/г, где иг - комплексная амплитуда сигнала генератора на выходе направленного ответвителя, то сигналы после первого и второго перемножителей описываются выражениями:

Ü„, ~ Re

В качестве адаптивной цепи согласования можно использовать Т-, П-контур, или двухзвенную цепь согласования с перестраиваемыми

реактивными элементами.

Для этих цепей были определены законы регулирования элементов, которые в общем виде можно представить выражением:

где а/ - постоянный коэффициент, обратно пропорциональный постоянной времени ього интегратора, у, - фазовый сдвиг в ¡-ом канале.

Кроме того, из выражений для входных сопротивлений цепей получены условия однозначной регулировки их элементов, а также ограничения на диапазон возможных импедансов нагрузок, с которыми достижимо согласование, при ограничении на характер элементов цепей.

Так, для Т-образной цепи, когда X, и Х3 - положительные реактивности, а Х2 - отрицательная, согласование достигается при любом Хн, если > Однако при Кн < Яг согласование возможно только при выполнении условия: _

Если использовать Т-образную цепь, в которой X, и Х3 - отрицательные реактивности, а Х2 - положительная, то согласование достигается при любом Хн, если Ян > Яг, а при Ян < Яг согласование возможно только при выполнении условия: _

С помощью П-образной цепи, у которой Х1 и Х3 отрицательные реактивности, а Х2 - положительная, согласование достигается, если:

Хн < К-н-

Если в П-образной цепи X) и Х3 положительные, Х2- отрицательная реактивности, то согласование достигается, когда:

Диапазон импедансов нагрузок, с которыми возможно согласование с помощью двухзвенной цепи при ограничениях на характер реак-тивностей зависит от значения элемента Х4 цепи.

На основании полученных законов перестройки элементов Т-, П-образных и двухзвенной цепей разработана методика динамической защиты усилителя адаптивными цепями согласования с нагрузкой, кото-

^- = агЯе Ко(0-е

'Я-

рая заключается в следующем. При работе передатчика непрерывно контролируются уровни излученной и отраженной от нагрузки мощностей, а также составляющие комплексного коэффициента отражения. При превышении любым из них порогового значения {Уотр ав, Яе(А'0 АН), ЩКо_АВ)), свидетельствующего о рассогласовании, передатчик переходит в режим настройки. При этом, поскольку оконечный каскад не допускает работу на рассогласованную нагрузку, подстройка осуществляется при пониженной выходной мощности.

В режиме настройки быстрой регулировкой элемента X! по соответствующему закону в зависимости от выбранного типа цепи, а также элемента Х4 для двухзвенной цепи, добиваются уменьшения мнимой составляющей коэффициента отражения ниже порогового значения соответствующего приемлемому согласованию с нагрузкой. Одновременно с этим тождественной перестройкой элементов Х2 и Х3 по закону в зависимости от выбранного типа цепи добиваются уменьшения действительной составляющей коэффициента отражения и уровня отраженной от нагрузки мощности ниже пороговых значений (Ке(К0 нр), иотр_нр), соответствующих приемлемому согласованию с нагрузкой. Настройка продолжается, пока обе составляющие коэффициента отражения не примут требуемые значения. После чего, передатчик переходит в рабочий режим с требуемым номинальным уровнем выходной мощности.

Пороговые значения уровней отраженной от нагрузки мощности и составляющих коэффициента отражения выбираются исходя из требований, предъявляемых к аппаратуре, в которую входит радиопередающее устройство. Тем не менее, для исключения постоянных переходов в режим настройки и обратно, необходимо выполнение условий:

и0тр_ав> и0Тр_нр, |Яе(/ч>_лв)| > МАГо \Ы(К0 АВ)\ > \\т(К0 НР)\.

Для исследования свойств адаптивных цепей были составлены программы на ЭВМ, моделирующие согласование различных нагрузок с 50-омным ВЧ трактом. С помощью этих программ были проведены эксперименты с целью определения для каждой цепи скорости согласования, диапазона возможных импедансов нагрузки, диапазона изменения значений перестраиваемых элементов. При этом считалось, что импеданс нагрузки лежит в круге, ограниченном значением КСВ = 10 относительно 50-омного ВЧ тракта, а по входу цепи требуется обеспечить значение КСВ = 1,5. Кроме активных нагрузок, соответствующих заданным КСВ, было рассмотрено согласование с комплексными нагрузками для случаев, когда реактивность нагрузки для данного уровня КСВ максимальна (рисунок 10, а):

\Х„

ксв2

[,w при

2 ■ КСВ " 2 ■ КСВ

а также когда фаза комплексного коэффициента отражения равна 90° (рисунок 10, б):

"1 КСВ +1 КСВ2+1

1

1

11

lli 1

^

Л 1

s

1

-1

Л

20 ¡Л 60

Ш 120 НО 160 180 200

а) б)

Рисунок 10 - Изменение КСВ по входам АЦС различных типов (1 - Т-образной, 2 - П-образной, 3 - двухзвенной) в процессе согласования ВЧ тракта с нагрузкой с КСВ = 5: a). RH = 130 Ом, |ХН| = 120 Ом; б). RH = 19,23 Ом, |ХН| = 46 Ом.

Исследование времени перестройки элементов цепей для достижения уровня КСВ = 1,5 по входу показало, что при чисто активной нагрузке для всех типов цепей оно практически одинаковое и увеличивается с ростом КСВ нагрузки. При этом, чем больше разность между сопротивлением нагрузки и требуемым входным сопротивлением цепи (волновым сопротивлением ВЧ тракта), тем дольше процесс согласования.

Согласование комплексной нагрузки и ВЧ тракта с помощью П-образной и двухзвенной цепей осуществляется в 2-3 раза быстрее, чем с помощью Т-образной. Время, требуемое для согласования комплексной нагрузки П-образной и двухзвенной цепями, в 2-3 раза меньше, чем активной нагрузки с тем же значением КСВ.

Это объясняется тем, что длительность процесса согласования зависит в первую очередь от перестройки действительной части входного импеданса цепи, поскольку мнимая его часть должна подстраиваться намного быстрее, как это показано на рисунке 11. У П-образной и двухзвенной цепей действительная часть входного импеданса зависит только от действительной части импеданса нагрузки, в отличие от Т-образной цепи, у которой она зависит и от реактивной части импеданса нагрузки.

а) б)

Рисунок 11 - Изменение входного импеданса Т-образной АЦС в процессе согласования ВЧ тракта и нагрузки: а) с КСВ = 5; б) с КСВ = 10.

На основании выражений для входных импедансов цепей получены соотношения, определяющие диапазоны перестройки, и рассчитаны значения их элементов для случая согласования с 50-омным ВЧ трактом. Сравнение полученных результатов показало, что двухзвенная цепь согласования имеет наименьший (на 70-80%) из всех рассмотренных цепей диапазон перестройки элемента X, для согласования с нагрузкой с заданным значением КСВ. Из этого следует, что с помощью адаптивной двух-звенной цепи при одинаковом диапазоне перестройки элементов можно обеспечить согласование в более широкой полосе частот.

Исследование системы (рисунок 9) на устойчивость показало, что, согласно критерию Рауса-Гурвица, она является устойчивой при любых значениях параметров ДНО, перемножителей, ФНЧ, поскольку имеет характеристическое уравнение 2-ого порядка с положительными коэффициентами, если выполняется условие независимости колец авторегулирования и перестройка осуществляется на линейном участке характеристики детектора составляющих коэффициента отражения.

Важным вопросом при построении АЦС является реализация регулируемых элементов. В ряде работ для этих целей было предложено использование варикапов. Однако малые допустимые уровни ВЧ напряжения, достаточно высокий уровень потерь, и, как следствие, необходимость применения устройств охлаждения, ограничивает их применение при больших уровнях мощности.

Можно при работе с сигналами большого уровня мощности (более 100 Вт) использовать электронные реактивные лампы. Однако, как и у варикапов, отношение максимальной их возможной реактивности к минимальной не превышает 20.

В работе предложено осуществлять перестройку емкостей АЦС с помощью p-i-n-диодов.

Рисунок 12 - Переменная емкость, регулируемая с помощью p-i-n-диодов.

В заключении представлены основные результаты работы.

1. Предложено и экспериментально исследовано устройство защиты усилителя мощности, при использовании которого КПД выходного каскада при изменении нагрузки остается практически неизменным, а длительность переходного процесса не превышает 100 мкс.

2. Предложена адаптивная система многоуровневой защиты усилителя мощности, основанная на подстройке напряжений смещения, питания и входной мощности транзисторного каскада.

3. Разработана методика динамической защиты каскадов передатчика от изменений импеданса нагрузки с помощью адаптивных цепей согласования и предложено устройство, обеспечивающее постоянство мощности, отдаваемой в нагрузку, КСВ которой может меняться в значительном интервале значений (до 10).

4. Получены аналитические выражения и разработано программное обеспечение, позволяющие при использовании различных типов адаптивных цепей согласования определить диапазон перестройки их элементов и оценить длительность процесса согласования.

5. Показано, что двухзвенная цепь согласования выигрывает на 60% по скорости согласования с комплексной нагрузкой и по диапазону перестройки элементов на 70-80% по сравнению с известными одно-звенными.

6. Предложена новая схема адаптивной двухзвенной цепи согласования, перестройка элементов которой осуществляется с помощью p-i-n-диодов.

В приложении приведены соотношения для определения зависимостей параметров различных типов цепей согласования от частоты и коэффициента трансформации, листинг разработанного программного обеспечения и акты внедрения результатов диссертационной работы.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Рябоконь А. В., Самойлов А. Г. Проектирование цепей согласования для мощных генераторов с внешним возбуждением / Проектирование и технология электронных средств - 2008 - №1. - С. 7-12.

2. Рябоконь А. В., Самойлов А. Г. Анализ систем защиты транзисторов усилителей мощности / Проектирование и технология электронных средств - 2009 - №1. _ с.2-9.

3. Рябоконь А. В., Самойлов А. Г. Автоматическая защита по току мощных транзисторов радиопередающих устройств систем радиосвязи // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения: Материалы международной НТК, Москва, 2009. - ч.З: С. 113-116.

4. Рябоконь А. В. Использование двухзвенных цепей согласования в широкополосных усилителях мощности передатчиков // Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 8-ой международной НТК, Владимир, 2009. -т.2: С.57-60.

5. Рябоконь А. В., Самойлов А. Г. Защита транзисторов усилителей мощности от повышения постоянной составляющей коллекторного тока // Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 8-ой международной НТК, Владимир, 2009. - т. 1: С. 156-158.

6. Рябоконь А. В., Самойлов А. Г. Анализ системы автоматической стабилизации выходной мощности ГВВ И Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 8-ой международной НТК Владимир, 2009. - т. 1 : С. 159-161.

7. Самойлов А. Г., Самойлов С. А., Рябоконь А. В. Новая концепция защиты радиопередатчиков от перегрузок // Наука и образование в развитии промышленной, социальной и экономической сфер регионов России: сборник тезисов докладов Всероссийской межвузовской научной конференции, Муром, 2010. - С. 398-400.

8. Патент РФ № 95199. Адаптивный высокочастотный генератор / Полушин П. А., Самойлов А. Г., Самойлов С. А., Рябоконь А. В. // Бюл №16-10.06.2010.

9. Патент РФ № 98300. Устройство защиты усилителя мощности / Рябоконь А. В. // Бюл. №26 - 10.10.2010.

10. Samoilov A. G., Sidorenko A. A., Ryabokon А. V. Research of consorting methods of powerful generators which work a variable loads // Materials of 9th Int. Sci. Conf. «Perspective Technologies in the Information Transmission Media», Vladimir-Suzdal, Russia, 2011. - p. 12.

11. Рябоконь A. В. Применение многополюсников СВЧ в устройствах защиты транзисторов выходного каскада радиопередатчика // Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 9-ой международной НТК, Владимир-Суздаль, 2011. - т.2: С. 161-165.

Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Гарнитура «Тайме». Усл.п.л. 5,58. Заказ № 2087. Тираж 80

Отпечатано с готового оригинал-макета в AHO «Типография на Нижегородской» 600020, Б.Нижегородская, 88-Д. Тел. (4922) 322 161

Перечень используемых сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Анализ устройств согласования каскадов.

1.1. Краткий обзор устройств согласования каскадов.

1.2. Потери энергии при согласовании каскадов.

1.3. Оценка защитных свойств цепей согласования.

1.4. Постановка задачи исследования.

Выводы.

ГЛАВА 2. Исследование устройств защиты каскадов.

2.1. Мониторинг рассогласования нагрузки с каскадами генераторов.

2.2. Защита каскада по уровню отраженной от нагрузки мощности.

2.3. Защита каскада по величине тока питания.

2.4. Разработка комбинированной схемы защиты.

Выводы.

ГЛАВА 3. Разработка устройств динамической защиты каскадов.

3.1. Энергетическая эффективность адаптивных цепей согласования.

3.2. Разработка методики защиты усилителя адаптивными цепями согласования с нагрузкой.

3.3. Исследование свойств адаптивных цепей согласования.

3.4. Реализация адаптивных цепей согласования.

Выводы.

Актуальность темы диссертации. По мере развития систем радиосвязи и радиовещания требования к их надежности и технико-экономическим показателям постоянно повышаются. Также возрастают объемы передаваемой информации и скорость передачи данных. Все это приводит к необходимости увеличения КПД, уровня выходной мощности, полосы рабочих частот, а также к ужесточению требований, предъявляемых к уровням внеполосных излучений, массогабаритным показателям и стоимости.

Соответствие систем выше указанным параметрам в значительной мере зависит от входящих в её состав передающих устройств, промежуточные и оконечные каскады которых обычно представляют собой генераторы с внешним возбуждением (ГВВ), преобразующие мощность источника питания в мощность высокой частоты в нагрузке. При этом уже с 70-х годов XX века выпускаются полностью транзисторные передатчики мощностью до 5 кВт в непрерывном режиме.

При проектировании мощных ГВВ для радиопередающих устройств разработчики стремятся максимально использовать возможности транзисторов по мощности, однако вследствие этого они не имеют запасов по предельно допустимым параметрам и даже при незначительных отклонениях от нормальных режимов эксплуатации могут выйти из строя. Поэтому возникает важная проблема стабилизации режимов работы и защиты транзисторов выходных каскадов радиопередатчиков.

Основной причиной произвольного изменения режимов эксплуатации радиопередающего оборудования является рассогласование выходных каскадов передатчика с нагрузкой. Флюктуации импеданса нагрузки в реальных условиях эксплуатации могут быть вызваны климатическими изменениями окружающей среды, влиянием на параметры нагрузки расположенных рядом с ней объектов, механическими повреждениями, старением, разбросом параметров нагрузок различных типов при перестройке по частоте в рабочем диапазоне.

Отсюда возникает актуальная научная и техническая проблема защиты выходных каскадов усилителей мощности передатчиков систем радиосвязи и радиовещания, работающих в МВ и ДМВ диапазонах, от произвольного изменения величины импеданса нагрузки.

Проблемам защиты транзисторов радиопередающих устройств от перегрузок посвящены работы В.И. Каганова, В.В. Шахгильдяна, А.Г. Самойлова, Л. Грея, Р. Грэхема, Т. Мадера и других. Однако имеющиеся на сегодняшний день решения недостаточно эффективны вследствие следующих причин:

- при использовании описанных устройств защиты от рассогласования снижается КПД усилителя мощности передатчика, а часто применяемые на практике устройства согласования с ручной или электромеханической регулировкой требуют наличия обслуживающего персонала и длительного времени настройки;

- нет однозначного ответа на вопрос о том, каким образом обеспечить одновременно защиту выходных транзисторов передатчика при произвольном изменении импеданса нагрузки и сохранить постоянство энерговклада в нагрузку в широкой полосе частот;

- не обеспечивается эффективная защита активных элементов широкополосных передатчиков МВ и ДМВ диапазонов, имеющих высокий уровень выходной мощности, во всем диапазоне возможных изменений импеданса нагрузки.

Целью работы является разработка методов и устройств защиты мощных генераторов и широкополосных передатчиков систем радиосвязи и радиовещания от рассогласования с нагрузкой.

Исходя из цели работы, задачами исследования являются:

1. Исследование устройств согласования и устройств защиты ВЧ усилителей мощности от рассогласования с нагрузкой.

2. Разработка устройств автоматической защиты транзисторов выходных каскадов генераторов и радиопередающих устройств от произвольного изменения импеданса нагрузки.

3. Разработка программного обеспечения, позволяющего моделировать устройства адаптивной защиты от рассогласования при использовании разI личных типов цепей согласования и рассчитывать параметры цепей и характеристики согласования.

Методы исследования. В работе были использованы методы теории электрических цепей, теории автоматического управления, математического моделирования и методы теории экспериментов.

Научная новизна работы состоит в разработке:

1. Методики динамической защиты каскадов передатчика.

2. Аналитических выражений, определяющих диапазон перестройки элементов и значений параметров адаптивных цепей согласования.

3. Алгоритмов моделирования процесса динамической защиты каскадов передатчика.

4. Программного обеспечения для оценки скорости перестройки адаптивной цепи согласования.

Достоверность и обоснованность результатов подтверждается использованием апробированного математического аппарата, логической обоснованностью разработанных вопросов, результатами модельных и натурных экспериментов.

Практическая значимость работы.

1. Предложено и исследовано устройство защиты высокочастотных генераторов и передающих устройств от рассогласования с нагрузкой, защищающее их от перегрузок и обеспечивающее постоянство мощности, отдаваемой в нагрузку с изменяющимся в значительном интервале значений (до 10) КСВ.

2. Предложена новая схема адаптивной двухзвенной цепи согласования.

3. Разработаны программные средства, позволяющие определить диапазон перестройки элементов адаптивных цепей согласования и оценить длительность процесса согласования.

4. Разработаны рекомендации по реализации перестраиваемых элементов адаптивных цепей согласования.

Реализация и внедрение. Основные теоретические и практические результаты получены автором при выполнении работ по заказам министерств РФ. Теоретические и технические решения и запатентованные полезные модели нашли применение в аппаратуре, выпускаемой ОАО «Владимирское КБ радиосвязи», а также в учебном процессе Владимирского Государственного Университета для подготовки инженеров радиотехнических специальностей.

На защиту выносятся:

1. Методика динамической защиты каскадов передатчика от изменений импеданса нагрузки с помощью адаптивных цепей согласования.

2. Устройство защиты широкополосных передатчиков, защищающее от перегрузок и обеспечивающее постоянство мощности, отдаваемой в нагрузку, КСВ которой может изменяться в значительном интервале значений (до 10).

3. Аналитические выражения и программное обеспечение, позволяющие оценить скорость согласования и определить диапазон перестройки элементов, а также значения параметров адаптивных цепей согласования.

4. Программное обеспечение для моделирования и исследования устройств динамической защиты каскадов передатчика.

Апробация работы. Основные результаты работы представлялись и были опубликованы в трудах четырех научно-технических конференций: 8-ой Международной НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации», Владимир, 2009 г.; Международной НТК «Ыегта1лс-2009», Москва, 2009 г.; Всероссийской межвузовской НК «Наука и образование в развитии промышленной, социальной и экономической сфер регионов России», Муром, 2010; 9-ой Международной НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации», Владимир-Суздаль, 2011 г.

Публикации и личный вклад автора. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, включая 2 патента на полезную модель и 2 статьи в рекомендованных списком ВАК журналах. Личный вклад автора определяется: разработкой методики динамической защиты каскадов передатчика; разработкой алгоритмов расчета и получением аналитических выражений для нахождения скорости и диапазона перестройки элементов, а также значений параметров адаптивных цепей согласования; разработкой алгоритмов для моделирования процессов адаптивной подстройки; предложением новой схемы адаптивной двухзвенной цепи для согласования мощных широкополосных передатчиков МВ и ДМВ диапазонов с переменными нагрузками.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем работы составляет 140 страниц, в том числе 105 страниц основного текста, 8 страниц списка литературы и 26 страниц приложений.

Основные результаты работы:

1. Предложено и экспериментально исследовано устройство защиты усилителя мощности, при использовании которого КПД выходного каскада при изменении нагрузки остается практически неизменным, а длительность переходного процесса не превышает 100 мкс.

2. Предложена адаптивная система многоуровневой защиты усилителя мощности, основанная на подстройке напряжений смещения, питания и входной мощности транзисторного каскада.

3. Разработана методика динамической защиты каскадов передатчика от изменений импеданса нагрузки с помощью адаптивных цепей согласования и предложено устройство, обеспечивающее постоянство мощности, отдаваемой в нагрузку, КСВ которой может меняться в значительном интервале значений (до 10).

4. Получены аналитические выражения и разработано программное обеспечение, позволяющие при использовании различных типов адаптивных цепей согласования определить диапазон перестройки их элементов и оценить длительность процесса согласования.

5. Показано, что двухзвенная цепь согласования выигрывает на 60 % по скорости согласования с комплексной нагрузкой и по диапазону перестройки элементов на 70-80 % по сравнению с известными однозвенными.

6. Предложена новая схема адаптивной двухзвенной цепи согласования, перестройка элементов которой осуществляется с помощью p-i-n-диодов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе проведен обзор устройств согласования транзисторных каскадов передатчика, получены выражения для определения А-параметров, зависимостей относительной полосы согласования по заданному уровню КСВ от коэффициента трансформации, коэффициента фильтрации и КСВ от частоты для одно- и двухзвенных цепей согласования. Проведено исследование методов автоматической защиты выходных транзисторов радиопередатчиков от рассогласования и от повышения значения постоянной составляющей коллекторного тока. Предложены модификации схем устройств защиты мощного каскада. Разработаны устройства динамической защиты, позволяющие произвести адаптивное согласование мощных широкополосных передатчиков с нагрузкой.

1. Андреев Г. А., Самойлов А. Г., Самойлов С. А. Схемотехника устройств формирования сигналов: Учеб. пособие - Владимир: изд-во Владим. гос. унта., 2001. - 168 с. - 1.BN 5-89368-223-8.

2. Радиопередающие устройства: Учеб. для вузов / под ред. В. В. Шахгиль-дяна. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 2003. — 560 с. — ISBN 5-256-01237-1

3. Гавриленко И. И. Радиопередающие устройства. Учебник для морех. училищ 4-ое изд., прераб. и доп. - М.: Транспорт, 1983. — 368 с.

4. Каганов В. И. Транзисторные радиопередатчики. 2-е изд. — М.: Энергия, 1976.-448 с.

5. Яковенко В. А. Аналитический расчет широкополосных согласующих цепей Электронный ресурс. // Электрон, научн. жур. «Исследовано в России», 2007. С. 1528-1538 - Режим доступа: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2007/140.pdf

6. Радиопередающие устройства / под ред. О. А. Челнокова. М.: Радио и связь, 1982.-256 с.

7. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет / под ред. Р. А. Валитова и И. А. Попова М.: Советское радио, 1973.-464 с.

8. Грей Л., Грэхем Р. Радиопередатчики / пер. с англ. под ред. A.M. Локши-на-М.: Связь, 1965 -480 с.

9. Алексеев О. В. Широкополосные радиопередающие устройства. М.: Связь, 1978,-304 с.

10. Титов А. А. Транзисторные усилители мощности MB и ДМВ. Расчет, изготовление, настройка. М.: Солон, 2006 - 325 с.

11. Горбань Б. Г. Широкополосные усилители на транзисторах. М.: Энергия, 1975.-248 с.

12. Клоков В. В., Павликов С. Н. Устройства формирования и генерирования сигналов в системах подвижной радиосвязи: Учеб. пособие Владивосток: изд-во МГУ, 2008. - 287 с.

13. Карякин В. JL Компьютерные технологии проектирования усилителей мощности телевизионных радиопередатчиков: Учеб. пособие для вузов М.: Радио и связь, 2002. - 120 с. - ISBN 5-256-01661-Х

14. Бабак Л.И., Поляков А.Ю. Автоматизированное проектирование мало-шумящих транзисторных СВЧ-усилителей с реактивными согласующими цепями // Доклады ТУСУРа. т. 1. Выпуск 1. Томск: изд-во Томск, гос. ун-та систем упр. и радиоэлектроники, 1997. - С. 94-108.

15. Титов А. А. Расчет выходного трансформатора сопротивлений передатчика ДМВ-диапазона // Схемотехника. 2004 - №9. - С. 28-29.

16. Carlin H. J. Amstutz P. On Optimum Broad-Band Matching // IEEE Trans. Circuits Syst. 1981. - Vol. CAS-28. - №5. - P. 401-405.

17. Сазонов Д. M. Антенны и устройства СВЧ: учеб. для радиотехнич. спец. ВУЗов-М.: Высшая школа, 1988.-432 с.

18. Фуско В. СВЧ цепи. Анализ и автоматизированное проектирование: Пер. с англ. А. А. Вольман, А. Д. Муравцева М.: Радио и связь, 1990. - 288 с. — ISBN 5-256-00663-0.

19. Мощные полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справочник / Б.А. Бородин, В. М. Ломакин, А. В. Мокряков и др. // под ред. А. В. Голоме-дова М.: Радио и связь, 1985. - 560 с.

20. Мощные высокочастотные транзисторы / Ю.В. Завражнов, И.И. Кагано-ва, Е.З. Мазель, А.И Миркин // под ред. Е.З. Мазель. — М.: Радио и связь, 1985.- 176 с.

21. Каганов В. И. Системы автоматического регулирования в радиопередатчиках. М.: Связь, 1969. - 232 с.

22. Патент РФ № 2271605. Радиопередающее устройство с автоматической адаптацией к нагрузке / Лузан Ю.С., Петров Е.Н., Щеков П. Ф. // Бюл. №7 -10.03.2006.

23. Патент РФ № 2257670. Транзисторный радиопередатчик с автоматическим регулированием мощности / Понур А.В.,Сивелькаев А.Б.,Сорокин Д.Т., Тарасов В.В. // Бюл. №21 27.07.2005.

24. Patent US005426395. Method and apparatus for protecting power amplifiers from excessive operating power levels. / Lawrence F. Cygan

25. Offenlegungsschrift DE 19708837. Die folgenden Angaben sind den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen / T. Mader, G. Kottschlag, G. Pitz, A. Gallmann, W. Mevissen

26. ГОСТ 12252-86. Радиостанции с угловой модуляцией сухопутной подвижной службы. Типы. Основные параметры. Технические требования и методы измерений. -М.: Издательство стандартов, 1986.

27. Рябоконь А. В., Самойлов А. Г. Анализ систем защиты транзисторов усилителей мощности / Проектирование и технология электронных средств -2009 — №1 С.2-9.

28. Рябоконь А. В., Самойлов А. Г. Анализ системы автоматической стабилизации выходной мощности ГВВ // Материалы 8-ой международной НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации», т.1 Владимир, 2009. - С. 159-161. - ISBN 978-5-89368-946-4

29. Тартаковский Г. П. Динамика систем автоматического регулирования. — М.; Л.: ГОСЭНЕРГОИЗДАТ, 1957. 191 с.

30. Каганов В. И. Радиоэлектронные системы автоматического управления. Компьютеризированный курс: Учеб. пособие М.: Горячая линия - Телеком, 2009. - 432 с. - ISBN 978-5-9912-0058-5

31. Филипс Ч., Харбор Р. Системы управления с обратной связью / пер. с англ. Б. И. Копылова М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001 - 616 с.

32. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического управления. 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Профессия, 2003. - 747 с. - ISBN 593913-035-6

33. Титов А. А., Мелихов С. В. Широкополосный усилитель мощности с системой защиты // Приборы и техника эксперимента. 1993 - №2 - С. 105-107.

34. Титов А. А., Ильюшенко В. Н. Защита усилителей мощности систем радиосвязи, 4M- и ТВ-вещания от перегрузки по входу и от рассогласования по выходу // Радиотехника 2003 - №12 - С. 66-69.

35. Патент РФ № 98300. Устройство защиты усилителя мощности / Рябо-конь A.B. // Бюл. №26 10.10.2010.

36. Корчагин Ю. В. О стабилизации выходной мощности транзисторного усилителя при рассогласовании нагрузки // Полупроводниковая электроника в технике связи. Выпуск 28 / под ред. И.Ф. Николаевского, М.: Радио и связь, 1990. С. 124-130. - ISSN 0235-5272

37. Котляров В. Н. Анализ линейных систем стабилизации выходных параметров управляемых генераторов на базе несимметричных направленных ответвителей // Научно-технический сборник «Техника средств связи». Выпуск 1, 1993. — С.71-79.

38. Патент РФ № 95199. Адаптивный высокочастотный генератор / Полу-шин П. А., Самойлов А. Г., Самойлов С. А., Рябоконь А. В. // Бюл. №16 -10.06.2010.

39. Самойлов С. А. Моделирование устройств согласования высокочастотных генераторов с газоразрядными нагрузками: автореф. дис. на соисканиеуч. степ. канд. техн. наук: спец. 05.13.14 системы обработки информации и управления — Владимир, 1998. — 16 с.

40. Т. Ida, J. Takada, A. Honda, Y. Oishi, Experimental Results of the Adaptive Impedance Matching System. COST 273 Temporary Document TD(04)187, Duisburg, Germany, September, 2004.

41. Novak R., Ranta T. Antenna Tuning Approach Aids Cellular Handsets. Microwaves & RJF, November 2008.

42. Patent US005778308 Adaptive antenna matching / P. Sroka, J. A. Samuels

43. Полушин П. А., Самойлов А. Г., Самойлов С. А. Адаптирующиеся высокочастотные генераторы для биомедицииских целей / Медицинская техника. -2000-№4.-С. 26-36.

44. Рябоконь А. В., Самойлов А. Г. Проектирование цепей согласования для мощных генераторов с внешним возбуждением / Проектирование и технология электронных средств 2008 - №1. - С. 7-12.

45. Фролов И. Ю., Каганцов С. М., Соловьев А. В. Построение мощных адаптивных цепей согласования генераторов ВЧ с переменной нагрузкой // Меж-вуз. сб. научн. тр. «Методы и устройства передачи и обработки информации» СПб.: Гидрометеоиздат, 2003. - С. 34-38.

46. Polushin P. A., Samoilov A. G. An adaptive pump generator for waveguide lasers / IET. v. 38. part 1. № 2. 1995.- P. 206-211.

47. Полушин П. А., Самойлов А. Г., Самойлов С. А. Результаты модельных исследований устройств согласования импедансов // Международный форум информатизации МФИ-98 Москва, 1998 - С. 302-304.

48. Полушин П. А., Самойлов А. Г., Самойлов С. А. Адаптация цепей согласования импеданса высокочастотных нагрузок // Симпозиум с международным участием. Аэрокосмические приборные технологии. Москва, 1999. -С. 34-35.

49. Патент РФ № 2056683. Газовый лазер / Минеев А.П., Полушин П.А., Самойлов А.Г., Самойлов С.А. // Бюл. изобрет. 1996. - № 8 (ч.2). - С. 273.

50. Polushin P. A., Samoilov A. G., Samoilov S. A., Frolov I. Y. Method of adaptive pumping of waveguide lasers // SPIE. "High-Power Laser Ablation IV", 2002. Taos, New Mexico. P. 281

51. Зеленов Д. Ю., Самойлов А. Г., Самойлов С. А. Адаптивное согласование высокочастотных генераторов с переменными нагрузками / Проектирование и технология электронных средств — 2006 — №3 С. 7-13.

52. Полушин П. А., Самойлов А. Г. Измеритель импеданса газоразрядных лазеров, возбуждаемых высокочастотным сигналом / Приборы и техника эксперимента 1993 - № 5. - С. 90-93.

53. Справочник по элементам полосковой техники / под ред. A. JI. Фельд-штейиа М: Связь, 1979 - 336 с.

54. Мещанов В. П., Фельдштейн A. JI. Автоматизированное проектирование направленных ответвителей СВЧ —М.: Связь, 1980. — 144 с.

55. Фельдштейн А. Л., Явич Л. Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ-М.: Связь, 1978.-388 с.

56. Панферов А. И., Лопарев А. В., Пономарев В. К. Применение Mathcad в инженерных расчетах: Учеб. пособие СПб.: СПбГУАП, 2004 - 88 с.

57. Ракитин В. И. Руководство по методам вычислений и приложения MATCAD. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 264 с. - ISBN 5-9221-0636-8