автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Синтез входных согласующих цепей оконечных каскадов мощных транзисторных радиопередатчиков

004614462

-.....-/""/ж

л.

'0-

ПЕТРОВ СЕМЕН АЛЕКСАНДРОВИЧ

СИНТЕЗ ВХОДНЫХ СОГЛАСУЮЩИХ ЦЕПЕЙ ОКОНЕЧНЫХ КАСКАДОВ МОЩНЫХ ТРАНЗИСТОРНЫХ РАДИОПЕРЕДАТЧИКОВ

Специальность: 05.12.04-Радиотехника, в том числе системы и устройства

телевидения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 5 НОЯ 2010

Воронеж-2010

004614462

Работа выполнена на кафедре радиотехники Воронежского института МВД России.

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, доцент Булгаков Олег Митрофанович

доктор технических наук, профессор Леньшин Александр Валентинович

кандидат физико-математических наук Швырев Борис Анатольевич

ГУ НПО «Специальная техника и связь» (г. Москва)

Защита диссертации состоится «7» декабря 2010 года в 15:00 часов в аудитории № 215 на заседании диссертационного совета Д 203.004.01 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Воронежском институте МВД России по адресу: 394065, г. Воронеж, пр. Патриотов, 53.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского института МВД России.

С текстом автореферата можно ознакомиться на официальном сайте Воронежского института МВД России: www.vimvd.ru в разделе «Научная работа» -«Диссертационные советы» - «Д 203.004.01»

Автореферат разослан «5» ноября 2010 г.

Учёный секретарь --

диссертационного совета 5 C.B. Белокуров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проектирование мощных ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей в составе радиопередающей аппаратуры, в особенности - оконечных каскадов усиления мощности, в основном заключается в расчете согласующих ЬС-цепей и выборе конструктивных решений для их реализации. Основное назначение согласующих цепей - трансформация активной составляющей входного (выходного) импеданса мощного ВЧ транзистора в сопротивление входного эквивалентного генератора (нагрузки) в заданной полосе частот.

В настоящее время техническими службами различных подразделений МВД России осваивается оборудование по определению координат и состояния подвижных объектов (приказ МВД России от 06.05.1999г. №340 «Об утверждении концепции развития систем связи МВД России»). Для решения этих задач используются глобальные (орбитальные) и локальные системы навигации и контроля состояния объектов, использующие мощные СВЧ радиопередающие устройства. Усложнение электромагнитной обстановки за счет увеличения количества и повышения мощности радиопередающих ретранслирующих устройств коммерческого назначения приводит к необходимости использовать более мощные и широкополосные средства связи для обеспечения деятельности подразделений ОВД.

По мере повышения выходной мощности Р| и рабочих частот ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей мощности все более важное значение для прогнозирования их усилительных свойств приобретают индуктивности их эквивалентных схем, а также зависящие от них малосигнальные и энергетические параметры. Возрастание Р1 сопровождается увеличением количества соединенных параллельно по входу и выходу и конструктивно идентичных модулей (транзисторных ячеек), каждый из которых включает в себя ВЧ(СВЧ) транзисторную структуру с входной согласующей ЬС—цепью. Усложнение конструкций ВЧ и СВЧ транзисторных усилительных каскадов затрудняет расчеты их эквивалентных параметров и проектирование согласующих ЬС-цепей.

В результате индукционного взаимодействия рабочих токов транзисторных усилителей мощности имеет место увеличение неоднородности электрических параметров усилительных модулей, в частности - индуктивностей 1-х звеньев их входных согласующих ЬС-цепей и активных составляющих входных импедан-сов. Эти изменения приводят к значительным потерям мощности на согласование. Широкополосные входные согласующие цепи оконечных каскадов мощных ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей представляют наибольшие трудности для синтеза ввиду малых (единицы и десятые доли ома) активных составляющих входных импедансов транзисторов, уменьшающихся по мере увеличения Р1 и усложнения конструктивной реализации согласующих ЬС-звеньев.

Поэтому разработка новых алгоритмов синтеза согласующих цепей оконечных каскадов мощных ВЧ (СВЧ) транзисторных радиопередатчиков, обеспечивающих минимальные потери мощности в полосе согласования является актуальной задачей.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка алгоритмов и методик синтеза входных согласующих цепей

\

оконечных каскадов мощных ВЧ (СВЧ) транзисторных радиопередатчиков с минимальными потерями на согласование.

Для достижения поставленной цели предполагается решение следующих основных задач:

1) анализ современных методов проектирования согласующих цепей оконечных каскадов мощных ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей;

2) выявление факторов, приводящих к дополнительным потерям входной мощности в согласующих цепях оконечных каскадов ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей и построение моделей, описывающих в аналитическом виде механизмы потерь мощности на согласование;

3) разработка алгоритмов синтеза входных согласующих цепей ВЧ транзисторных усилителей мощности на основе декомпозиционного подхода по критерию минимизации потерь мощности в полосе согласования;

4) обоснование и разработка конструктивных решений, обеспечивающих снижение потерь мощности во входных согласующих цепях ВЧ транзисторных усилителей мощности.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе используются методы теории электромагнитного поля, теории электрических цепей, математического анализа и линейной алгебры. Для проведения расчетов применялась программа для выполнения и документирования инженерных и научных расчетов МаШСАО 11.

Научная новизна. При выполнении диссертационного исследования получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:

1. Методики и результаты оценки потерь мощности во входных согласующих цепях ВЧ (СВЧ) транзисторных усилительных каскадов с параллельным соединением по входу и выходу идентичных по конструкции усилительных модулей, обусловленных неоднородностью электрических параметров согласующих цепей усилительных моделей.

2. Аналитические выражения для расчета эквивалентных индуктивностей входных согласующих цепей, учитывающие особенности конструкций и работы оконечных каскадов ВЧ (СВЧ) транзисторных усилителей мощности.

3. Методики и алгоритмы синтеза входных согласующих цепей ВЧ транзисторных усилителей мощности на основе декомпозиционного подхода.

4. Конструктивные решения, обеспечивающие уменьшение потерь выходной мощности и повышение надежности ВЧ транзисторных усилителей мощности.

Практическая значимость результатов работы заключается в возможности применения разработанных методик синтеза входных согласующих цепей и реализации полученных технических решений в практических конструкциях усилительных модулей в гибридном исполнении, предназначенных для работы в составе трактов усиления мощности ВЧ (СВЧ) транзисторных радиопередатчиков.

Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования техники генерирования и усиления сигналов на ВЧ и СВЧ, в том числе в аппаратуре связи специального назначения и системах навигации.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в НИР и учебный процесс Воронежского института МВД России.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанные методики проектирования оконечных каскадов мощных ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей на основе декомпозиционного подхода обеспечивают компенсацию неоднородности электрических параметров входных согласующих цепей транзисторных усилительных модулей.

2. Замена проводников круглого сечения на проводящие ленты повышает воспроизводимость номиналов образованных индуктивностей. Применение ленточных соединений, в особенности - готанарных, позволяет расширить полосу частот усилителей и повысить коэффициенты усиления по мощности усилительных каскадов за счет уменьшения минимально достижимых значений индуктивностей, а также обеспечивает уменьшение потерь мощности в межкаскадных согласующих цепях ВЧ (СВЧ) транзисторных усилителей за счет снижения неоднородности индуктивностей согласующих цепей.

3. Разработанный способ синтеза широкополосных входных согласующих цепей ВЧ транзисторных усилительных каскадов, состоящих из параллельно соединенных усилительных модулей с неоднородными эквивалентными индуктивностями и трансформируемыми сопротивлениями, обеспечивает уменьшение потерь входной мощности в полосе согласования транзисторных усилителей оконечных каскадов.

4. Защищенные патенты РФ на изобретения технических решений, разработанные на основе новых теоретических результатов, способные в значительной степени снизить потери входной мощности в полосе согласования и увеличить ширину полосы рабочих частот ВЧ (СВЧ) транзисторных усилительных модулей.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: XIV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 2008 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Охрана, безопасность и связь - 2007» (Воронеж, 2007г.), Международной научно-практической конференции «Преступность в России: состояние, проблемы предупреждения и раскрытия преступлений» (Воронеж, 2007г.), XV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 2009 г.), Всероссийской научно-практической конференции курсантов, слушателей, студентов, адъюнктов и молодых специалистов «Актуальные вопросы эксплуатации систем охраны и защищенных телекоммуникационных систем» (Воронеж, 2009 г.), XVI Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 2010 г.), научных семинарах кафедры радиотехники Воронежского института МВД России (2008, 2009, 2010г.).

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 печатная работа (13 статей, 6 материалов научных конференций), в том числе 1 работа опубликована без соавторов, получено 2 положительных решения на заявки на выдачу патентов на изобретения Российской Федерации. Основное содержание работы изложено в 19 публикациях. Работы [17,19] опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК России.

В работах, выполненных в соавторстве, автором лично выполнены: в [1,4,10,11] - численные оценки неоднородности электрических параметров и потерь входной мощности; в [6,7,8,9,12] - расчеты магнитных потоков и индуктивностей; в [2,3,5,13,14,15,19] - численные расчеты оптимизации характеристик согла-

сующих цепей; в [16,18] - трехмерное моделирование индукционных взаимодействий в конструкциях ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей мощности.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 117 наименований. Работа изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 67 рисунков и 14 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы, сформулированы цель и задачи исследований, показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов, выносимых на защиту.

В первой главе проведён анализ современного состояния проектирования мощных ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей в составе радиопередающей аппаратуры, в особенности — оконечных каскадов (ОК) усиления мощности, который в значительной мере заключается в расчете согласующих ЬС-цепей и выборе конструктивных решений для их реализации. Выявлено, что широкополосные входные согласующие цепи оконечных каскадов мощных ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей представляют наибольшие трудности для синтеза ввиду малых активных составляющих входных импедансов транзисторов и предполагающих различную конструктивную реализацию индуктивностей и емкостей согласующих ЬС-звеньев. Это привело к реализации малых значений Ь| индуктивностей первых звеньев согласующих ЬС-цепей в корпусе транзистора (транзисторной сборки), однако современные методы проектирования не учитывают неоднородность электрических параметров ВСЦ соединений параллельно по входу выходу усилительных модулей, которые увеличиваются по мере роста количества согласующих ЬС-звеньев и модулей.

Физическим фактором такой неоднородности являются индукционное взаимодействие рабочих токов, протекающих по системам соединений активных областей транзисторных ячеек, с обкладками конденсаторов согласующих ЬС-цепей, токоведущими шинами и микрополосками и тепловое взаимодействие активных областей транзисторных ячеек.

Максимум коэффициента передачи мощности согласующей цепи К (Л- 411е{гс„(/)}-*г

РСи (Дг +Кч{2Сц{/)})2 + (\т{2Сц{[)})2

достигается при равенстве нулю мнимой части импеданса согласующей цепи 1т{7Сц(Г)} и равенстве сопротивлению входного эквивалентного генератора Яг действительной составляющей импеданса 11е{2Сц({)}.

2 сл_ ы&т+ЛА^-ХпШ-^РЛ)}?■ ип-уп(л\ (2) сц А'ОО+^е^ОО^-^СЯ

трансформированное значение исходного импеданса

А„(0, Хп(0, В„(0, У„(0 вычисляются по рекуррентным формулам:

а„(0 = ап.,(0 - хп(0-рс„; вп(0 = в„.,(0 + уп(9-?е„, увю = Уп.,(0 - вп.,(ск.ьт хп(0 = х„.,(0 - А^фм*.

причем Ао = 1, В0 = О, Y0 = 1, Хо = О.

Для усилителей с шириной полосы частот AfkO,3f0 вид Крсц(0 выбирается так, чтобы обеспечить минимум реактивной мощности в полосе Af и, в ряде случаев, компенсировать убывание коэффициента усиления по мощности Кур транзистора с ростом f. При заданной величине минимальных потерь мощности ВСЦ неравномерности характеристики Krai(f) в полосе Af ширина полосы рабочих частот определяется количеством п LC-звеньев ВСЦ и коэффициентом трансформации импеданса

KTp=Re{Zcu(f)}/Re{ZDX(f)}, (3)

где ZBX(f) - входное сопротивление транзистора оконечного каскада.

Поскольку вклад индуктивной составляющей на частотах выше 100 МГц превышает 50% от Re{ZBX(f)} возрастают с увеличением частоты неоднородности Lok-индуктивности общего вывода k-й ТЯ, L^-индуктивности 1-го звена ВСЦк-й ТЯ, включающие в себя LDk, Re {20Х^}-активная составляющая входного сопротивлении k-й ТЯ, максимальные и минимальные значения которых различаются соответственно в 1,62, 1,34 и 1,32 раза, приводят к различию характеристик КрсцкСО ТЯ в отдельности и искажению KPCL((f) в целом.

В двухзвенной ВСЦ дополнительные потери мощности на согласование сопровождаются сужением ширины полосы согласования (график 4 в сравнении 1).

В трех- и четырехзвенных согласующих цепях изменение Li не приводит к заметному сужению полосы согласования, однако при отклонении индуктивности L, более чем на 30% от расчетного значения, уменьшается количество максимумов Крсцф в полосе Af для трехзвенной и че-тырехзвенной СЦ, что обуславливает увеличение потерь входной мощности Рвх на согласование. Полученные результаты свидетельствуют, что потери Рвх для узкополосных СВЧ усилителей определяются в основном неоднородностью L|k и мало за висят от К,р, который начинает сильно влиять на АР при Af>0,4f0.

При Af>l,2f0 неоднородность Llk начинает оказывать на ДР стабилизирующее влияние и ДР становится близкой к величине потерь в СЦ с одинаковыми L^, достигая, однако, к этому моменту неприемлемых значений. При ширине полосы частот в октаву и выше потери Рвх за счет неоднородности индуктивностей внутренней ВСЦ биполярного транзистора достигают 5.. .20% и не позволяют реализовать расчетные предельные значения Кур- коэффициента усиления по мощности каскада УМ. Этот фактор должен учитываться при проектировании широкополосных СВЧ УМ.

Вторая глава посвящена описанию механизмов потерь мощности в межкаскадных цепях за счет неоднородности индуктивностей первых LC-звеньев оконечных

/ \/ У-1 /\

1 д \FV-2 /

J 1 Т1ГЛ7Г1

( ■■. \ у ' м

100 120 140 160 180 f МГц

Рис. 1. Потери мощности в двухзвенной входной согласующей цепи при отклонении индуктивности Ьц ТЯ ±3% (к=4;6), ±7% (к=3;7), ±15%(к=2;8), ±40%(к=1;9) от расчетного значения. Здесь 1 - «идеальная» характеристика (к=5), 2 - Крсц,(0 (АЬ,=-0.4Ь,), 3 -Крсц9(0 (АЬ|=0.4Ь|), 4 - суммарная зависимость КрсцО для усилительного каскада.

каскадов усилителей мощности. Представлены новые выражения для аналитических расчетов магнитных потоков самоиндукции и взаимоиндукции входных и выходных контуров транзисторных ячеек, ограниченных проводниками прямоугольного сечения, в том числе — с учетом скин-эффекта и экранирования проводящими пассивными элементами конструкции оконечных каскадов усилителей мощности.

Полученные выражения позволяют осуществлять трехмерное моделирование индукционных взаимодействий в системах соединений ВЧ и СВЧ транзисторов и твердотельных ВЧ (СВЧ) усилителей мощности в гибридном исполнении, учитывать конечную ширину контуров, в которых наводятся потоки самоиндукции и взаимоиндукции. Показано, что в условиях выраженного скин-эффекта в результате проведенного компьютерного моделирования показан выигрыш снижения потерь мощности от применения ленточных проводников по сравнению с проволочным (круглого сечения) соединениям для контуров, ширина которых сопоставима с шириной или высотой сечения проводника, что характерно как для ленточных проводников (фольга на полиимидной основе), так и балочных и полосковых соединений ВЧ (СВЧ) транзисторов и усилительных ГИС.

Представлены графики, отражающие: случай минимальных потерь при отсутствии неоднородности величин Ъц -1, относительные потери мощности в ВСЦ отдельных транзисторных ячеек при максимальных относительных отклонениях индуктивностей в одну и другую сторону от номинального (расчетного) значения - 2 и 3. Результирующие зависимости 4 отражают суммарные потери при отклонении величин Ъц, при применении соединительных проводников проволочного типа. Результирующие зависимости 5 показывают потери при использовании проводников прямоугольного поперечного сечения.

Kpcu(f)

ПО 130 150 170 f(Mru) Рис. 2. Потери мощности в однозвенной входной согласующей цепи рц(Д

110 130 150 170 f(Mru) Рис. 3. Потери мощности в двух-звенной входной согласующей цепи

Knrnff)

100 120 140 160 180 ПМГц) Рис. 4. Потери мощности в трехзвенной входной согласующей цепи

100 120 140 160 180 f(Mru) Рис. 5. Потери мощности в четырех-звенной входной согласующей цепи

В случае, когда ленточные проводники располагаются вблизи проводящей поверхности, например теплопроводящего основания корпуса, за счет экранирования потоков взаимоиндукции неоднородность Ln и L^ уменьшается дополнительно в 1,5... 2,5 раз, что отражено в расчетах Kpa((f) OK с числом транзисторных ячеек N=9.

Как видно из рис. 4, для кривой 2 при отклонении индуктивности L|j на -25% наблюдается уменьшение числа максимумов из 3-х в 2, а при уменьшении неоднородности индуктивности L]j на -15% число максимумов остается неизменным.

В третьей главе на основе декомпозиционного подхода разработана методика синтеза узкодиапазонных и широкодиапазонных входных согласующих цепей ВЧ транзисторных усилительных каскадов с параллельным усилением и суммированием мощности, учитывающая неоднородность параметров эквивалентных схем усилительных модулей. Оптимизация частотных зависимостей коэффициентов передачи мощности входных согласующих цепей осуществляется за счет объединения на одной частоте резонансных максимумов ЧКПМ согласующих цепей всех усилительных модулей, а также уменьшения отклонения трансформированных сопротивлений от сопротивления входного эквивалентного генератора путем введения дополнительных последовательных активных сопротивлений в первые согласующие LC-звенья.

В четвертых строках таблиц 1,2- (AP(Rra;AL|)) - представлены относительные потери мощности в ВСЦ отдельных транзисторных ячеек (AP(Rnx;AL|)) в процентах, соответствующих отклонениям их индуктивностей (AL|,%) и входных сопротивлений (ARB*,%) от средних значений, по которым проектируются ВСЦ по типовым методикам, а также итоговые (в процентах) потери мощности ВСЦ оконечных каскадов усилителей мощности. На рис. 6, 7 соответствующие графики КрСц(ш) представлены кривыми 2. Графики 1 отражают случай минимальных потерь при отсутствии неоднородности величин L|j.

Далее, в таблицах 1, 2 приведены результаты минимизации потерь мощности в ВСЦ ОК транзисторного усилителя путем компенсации неоднородности Lij изменением емкостей Су и сопротивлений R^j первых LC-звеньев ВСЦ транзисторных ячеек.

Значения ДС|,% и ДР(ДС|)>% - соответственно относительные приращения емкостей Су, полученные в результате подбора емкостей, и минимизированные величины потерь мощности (кривые 3 на рис. 6, 7). Аналогично, AR(RBX),% - компенсирующие неоднородность индуктивностей положительные (из соображений технической реализуемости) добавки к значениям RBXj, а AP(AR),% - соответствующие минимизированные потери мощности в ВСЦ (при Сц = const = С15). Данный способ уменьшения величин ДР представлен графиками 4 на рис. 6,7.

Поиск и анализ экстремумов функций APj(Cij;RBXj) по параметрам С^ и RBxj одновременно для нахождения глобального минимума функции AP(Cij;RBXj), j=1,... ,N - чрезвычайно трудоемкая задача как с точки зрения программирования, так и в отношении вычислительных затрат. Поэтому нами осуществлялся последовательный поиск минимумов функций APj(Cij;RBXj) по параметру RBXj (нулей

5|"аР(Сц;Д„А"1 при условии возрастания функции APj(C|j;RBXj) в положи-

8Кч Сц = const

тельной 5-окрестности экстремума), а затем - поиск минимумов AP/C^R^) по

параметру Спри определенных таким образом значениях Ищ. Данной процедуре соответствуют значения относительных изменений емкости ДС|(Л11),% и соответствующие им относительные потери мощности АР(ДС|(ДЯ)),% в таблицах 1, 2, а также кривые 5 на рис. 6, 7. Набор приращений входного сопротивления при этом соответствует ранее найденным значениям ЛК(КВХ),%.

Таблица 1

1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 итог

ДЬ,,% -25 -12 -7 -3 0 +3 +7 +12 +25

ди™, % -15 -9 -5 -2 0 +2 +5 +9 +15

ДР(КМ;ДЬ|),% 16,07 6,46 4,43 3,63 3,48 3,67 4,40 5,98 12,74 6,77

АСи% +28 +12 +6 +2 -1 -4 -7 -11 -19

ДР(ДС,),% 7,25 4,33 3,82 3,56 3,46 3,44 3,46 3,60 4,96 4,21

да(явх),% +27 +12 +8 +8 +8 +8 +10 +14 +30

дргдя),0/« 12,44 5,52 4,02 3,42 3,34 3,57 434 5,93 1239 6,11

дс,(дк),% +11 +6 +3 0 -3 -5 -8 -12 -21

ДР(ДС,(ДЯ)),% 11,39 5,07 3,90 3,42 3,23 3,17 3,17 3,24 3,45 4,45

ДЯ (ДС,),% -15 -9 -2 +4 +10 +15 +21 +31 +55

ДР(ДЯ(ДС,)),% 7,25 4,33 здо 3,48 3,27 3,07 233 2,76 2,80 3,74

Таблица 2

Потери мощности в двухзвенной входной согласующей цепи

Г 1 2 3 4 5 6 7 8 9 итог

Ли, % -25 -12 -7 -3 0 +3 +7 +12 +25

ля„,% -15 -9 -5 -2 0 +2 +5 +9 +15

ДР(Квх;ДЬ|),% 539 1,68 0,90 0,62 0,59 0,71 1,06 1,80 4,92 1,96

ДС,,% +19 +10 +6 +3 +1 0 -3 -6 -И

Л(ДС,),% 2,32 0,63 0,48 0,49 0,57 0,71 0,94 138 3,14 1,19

дя(я„х),% +13 +8 +7 +7 +7 +7 +8 +10 +17

ДР(ДЯ),% 3,36 0.97 0,55 0,44 0,49 0,65 1,05 1,80 4,92 1,58

ДС,(ДЯ),% +3 +2 +2 0 -1 -2 -4 -6 -11

ДР(ЛС,(ДЯ)),% 331 0,92 0,54 0,44 0,48 0,60 0,87 из 3,00 1,28

ЛЯ (ДС,),% -15 -9 -4 +1 +5 +7 +14 +21 +37

ЛР(ДЯ(ЛС,)),% 232 0,63 0,48 0,47 0,52 0,65 0,81 1,11 2,41 1,04

Рис. 6. Рис. 7.

Значения приращений входных сопротивлений ДЫ (ДС1),% в таблицах I, 2 получены путем определения минимума функций ДР/Су;!^) по параметру при заданных значениях Су, определяемых набором приращений ДС|,%. Последователь-

ность поиска минимумов функции двух переменных ДР/С^Л^) по каждой переменной в отдельности в данном случае противоположна описанной выше. Полученным таким образом наборам значений Су и соответствуют величины относительных потерь мощности ДР(ДК(ДС])),% в таблицах 1,2, а также кривые 6 на рис. 6,7.

Дня многозвенных цепей трансформация графиков Крсц/О при отклонениях Ъц свыше 20% от расчетных значений может сопровождаться уменьшением количества экстремумов функций Крсц^О как в полосе согласования, так и в целом.

Обобщенные результаты расчетов потерь мощности за счет неоднородности индуктивностей первых звеньев ВСЦ отдельных ВЧ транзисторных ячеек и компенсации такого рода потерь приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Характеристики входных согласующих LC-цепей чебышевского типа

Кол-во звеньев Потери мощности, % Ширина полосы частот, Гц Неравномерность характеристики в полосе частот, дБ

APmin AP(AR,X; AL,) АР01ТГ Af Afmin Да

1 3,479 6,763 3,74 3,53-107 2,18-10' 0,4575

2 0,595 1,965 1,04 7-10' 6,65-10' 0,0568

3 1,555 3,169 2,21 1,2-108 1,02-10' 0,1412

4 0,260 1,580 0,88 1,17-108 1,01-10' 0,0261

APmln обозначены потери мощности, рассчитанные для случаев идеального (без учета неоднородности значений L,j) согласования, соответствующие функциям Kpcu5(f) и графикам 1 на рис. 6, 7. ДР0|ГГ - потери мощности, соответствующие наилучшим результатам компенсации неоднородности значений L,j изменением величин Сjj и RBXj (кривые 6 на рис. 6, 7). Полоса частот Af определялась по «идеальным» характеристикам КРСц5(0 для однозвенной цепи - по уровню 0,9, в остальных случаях — по уровню максимальных пульсаций. Величина Afmin определялась для результирующих характеристик КРСц(0 по тем же уровням, что Af. Да - величина, характеризующая неравномерность частотных зависимостей коэффициентов передачи мощности:

Да (дБ) =10-lg[Max{KPCU(f)} / min {КРСц(0}] = Ю-lg [(min {К,,Сц(0 })'']• (8) В результате проведенных расчетов установлено, что потери мощности за счет неоднородности индуктивностей первых звеньев входных согласующих цепей увеличиваются (в относительных величинах) по мере роста количества согласующих LC-звеньев: от 1,5...2 раз в однозвенных цепях до 4,5...8 раз в четы-рехзвенных широкополосных цепях. В то же время неоднородность величин Lij практически не приводит к сужению полосы согласования трех- и четырехзвен-ных LC-трансформаторов импеданса, тогда как для однозвенных и двухзвенных цепей сужение полосы согласования выражено более явно.

Процедура оптимального синтеза ВСЦ с минимальными вычислительными затратами включает в себя последовательную корректировку емкостей Су путем нахождения глобального минимума функции потерь при фиксированных RBXj, а затем - корректировку сопротивлений R^j при фиксированных значениях Су. Потери мощности в ВСЦ таким образом могут быть уменьшены в 1,5. ..2 раза для

однозвенных и двухзвенных цепей, а для трех- и четырехзвенных широкополосных трансформаторов импеданса снижение потерь мощности может достигать 3-4 раз.

Четвёртая глава посвящена разработке технических решений, направленных на уменьшение потерь мощности на согласование за счет снижения и компенсации неоднородности индуктивностей ТЯ.

С применением методов физического моделирования показано, что стабилизация активных составляющих входных импедансов транзисторных ячеек может быть осуществлена за счет конструктивного управления активными потерями на наведение вихревых токов в проводящих элементах входных согласующих цепей оконечных каскадов ВЧ транзисторных усилителей мощности путем оптимизации взаимного расположения токоведущих элементов и проводящих поверхностей. Представлено защищенное патентом РФ на изобретение техническое решение, в котором частичная или полная реализация необходимого значения сопротивления к-го из числа N соединений входного или общего электрода с обкладкой конденсатора 1-го ЬС-звена входной согласующей цепи достигается путем варьирования сопротивления соединительной металлической полоски, равного сумме омического сопротивления и сопротивления за счет наведения вихревых токов в полупроводниковой подложке, путем изменения ширины полоски.

Совмещение резонансных частот первых ЬС-звеньев согласующей цепи может быть достигнуто за счет подбора значений емкостей таких звеньев, удовлетворяющих условию резонанса. Конструктивно такое решение может быть достигнуто путем изоляции верхних обкладок конденсаторов первых согласующих ЬС-звеньев друг от друга. Проведенная оценка достижимого положительного эффекта показала, что оптимальное применение данного технического решения обеспечивает снижение более чем в два раза потерь входной мощности на согласование. Показана возможность реализации значений частотного коэффициента передачи мощности узкодиапазонной входной согласующей цепью транзисторного усилительного каскада на основной рабочей частоте Крса(^)=0,95...0,96 для количества транзисторных ячеек 8<N<12 и значений коэффициента трансформации б^К^^. При этом дополнительные потери входной мощности на согласование не превышают 2% от Рвх.

Задача оптимального распределения резонансных максимумов частотной зависимости коэффициента передачи мощности входных согласующих цепей КРСЦ(0 усилительных модулей для обеспечения максимальной ширины рабочих частот и обеспечения приемлемого уровня неравномерности КрСц(0 в полосе согласования может быть сведена к распределению в полосе рабочих частот по заданному закону полюсов или максимумов действительной части входных импедансов входных согласующих цепей усилительных модулей и нулей реактивных составляющих их входных импедансов. Для этой цели может осуществляться подбор емкостей первых входных согласующих ЬС-звеньев транзисторных ячеек, удовлетворяющих равенству нулю реактивных составляющих импедансов входных согласующих цепей усилительных модулей и производной по С| активных составляющих этих импедансов. Дополнительным параметром оптимизации частотных зависимостей частотных коэффициентов передачи мощности входных согласующих цепей усилительных модулей является сопротивление входного экви-

валентного генератора, корректура которого позволяет уменьшить потери входной мощности на согласование до 1,22 раза. Наибольший эффект дает процедура последовательной оптимизации емкостей входных согласующих цепей усилительных модулей и сопротивлений эквивалентного входного генератора.

Другое представленное в работе новое техническое решение, защищенное патентом РФ на изобретение, позволяет увеличить ширину полосы рабочих частот транзисторного модуля, предназначенного для работы в мощных СВЧ широкополосных транзисторных усилителях мощности. Изобретение обеспечивает уменьшение спада частотной зависимости коэффициента передачи мощности входной согласующей ЬС-цепыо транзистора слева и справа от центральной частоты рабочего диапазона за счет изменения индуктивностей ВСЦ, подключенных последовательно с входным сопротивлением транзисторных структур.

Для этого в двух проводящих лентах, соединяющих контактные площадки металлизации с проводящими элементами корпуса, находящимися под потенциалами входного и общего электродов, между местами соединения лент с металлизированными площадками в лентах сформированы выемки различной длины и ширины.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертации разработаны способы синтеза входных согласующих цепей оконечных каскадов мощных транзиторных радиопередатчиков направленные на снижение потерь мощности при трансформации входного импеданса, а также представлены конструктивные решения, направленные на повышение энергетических параметров каскадов усиления мощности. Получены следующие основные результаты:

1. По мере роста количества усилительных модулей потери мощности за счет неоднородности индуктивностей первых звеньев входных согласующих цепей увеличиваются до 2 раз в узкополосных цепях и до 8 раз в широкополосных цепях по сравнению с функцией без учета неоднородностей.

2. Основным направлением минимизации неоднородности значений электрических параметров транзисторных ячеек является ослабление индукционных взаимодействий между токами. В этой связи представляется перспективным формирование индуктивностей первых звеньев входных согласующих цепей транзисторных ячеек системами параллельных проводников прямоугольного сечения.

3. Показано, что применение ленточных проводников с большим отношением ширины сечения к его высоте обеспечивает уменьшение индуктивностей входных согласующих цепей и тем самым расширение полосы согласования, а также уменьшение потерь мощности в межкаскадных согласующих цепях ВЧ (СВЧ) транзисторных усилителей за счет снижения неоднородности индуктивностей согласующих цепей.

4. Оптимизация частотных зависимостей коэффициентов передачи мощности узкодиапазонных входных согласующих цепей на основе декомпозиционного подхода может быть осуществлена путем концентрации на основной рабочей частоте резонансных максимумов ЧКПМ входных согласующих цепей всех усилительных модулей, а также уменьшения отклонения трансформированных сопротивлений от сопротивления входного эквивалентного генератора путем введения дополнительных последовательных активных сопротивлений в первые согласующие ЬС—звенья.

5. Установлено, что минимум потерь мощности в полосе согласования может быть достигнут за счет оптимального распределения в полосе частот экстремумов ЧКПМ входных согласующих цепей каждого усилительного модуля в отдельности.

6. Разработаны процедуры синтеза широкополосных входных согласующих цепей оконечных каскадов ВЧ (СВЧ) транзисторных усилителей, основанные на формировании в полосе согласования максимально возможного количества полюсов активной составляющей и нулей активной составляющей импеданса входных согласующих цепей усилительных модулей, образующих каскад. В рамках данных процедур предусмотрена частичная компенсация неоднородности активных составляющих трансформируемых импедансов оптимальным выбором сопротивления эквивалентного входного генератора.

7. Оформленные патентами РФ на изобретения технические решения, разработанные на основе новых теоретических результатов, способны в значительной степени снизить потери входной мощности в полосе согласования и увеличить ширину полосы рабочих частот ВЧ (СВЧ) транзисторных усилительных модулей.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ:

1. Петров С.А. Выражение для расчета компенсации потерь мощности во внутренних согласующих цепях мощных высокочастотных транзисторов [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков // Инженерная физика. -2010. - №4. - С. 48-51.

2. Петров С.А. Подходы к решению проблемы неоднородности параметров входных LC-звеньев транзисторных ячеек при согласовании входных импедансов оконечных каскадов высокочастотных усилителей мощности [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков // Вестник Воронежского института МВД России. -2010.-№3,-С. 100-109.

В иных изданиях:

3. Петров С.А. Выражения для расчета индуктивности металлизированной полоски в составе плоского контура [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков, В.В. Лупандин // Твердотельная электроника и микроэлектроника: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2007. - Вып.6. - С. 80-86.

4. Петров С.А. Декомпозиционный подход к моделированию катастрофического отказа мощного ВЧ (СВЧ) транзистора [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков, В.В. Лупандин, Ю.С. Никитина // Твердотельная электроника и микроэлектроника: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2007. - Вып.6. - С. 200-205.

5. Петров С.А. Декомпозиционная модель катастрофического отказа мощного ВЧ (СВЧ) транзистора [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков, Ю.С. Никитина // Вестник Воронежского института МВД России. - 2007. - №4. - С. 116-119.

6. Петров С.А. Выражения для расчета потоков самоиндукции и взаимоиндукции, наводимых током, протекающим в тонкой металлизированной полоске [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков, В.В. Лупандин // Вестник Воронежского института МВД России. - 2008. - №1. - С. 104-108.

7. Петров С.А. Выражения для расчетов потоков самоиндукции и взаимоиндукции, наводимых током, протекающим в тонкой металлизированной полоске [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков, В.В. Лупандин // Сборник докладов XIV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 15-17 апреля 2008 г.). - Воронеж: ВНИИС, ВорГУ, 2008. -Т.2. - С. 1248-1255.

8. Петров С.А. Выражение для расчета потоков самоиндукции и взаимоиндукции, наводимых токами, протекающими в проводниках с прямоугольным поперечным сечением [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков, В.В. Лупандин // Вестник Воронежского института МВД России. - 2008. - №2. - С. 76-79.

9. Петров С.А. К вопросу об индуктивном эквиваленте прямолинейного проводника с прямоугольным поперечным сечением [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков, В.В. Лупандин // Вестник Воронежского института МВД России. -2008. -№3.- С. 80-84.

10. Петров С.А. Алгоритм синтеза входной широкополосной согласующей LC-цепи транзисторного каскада усиления мощности радиопередатчика [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков // Охрана, безопасность и связь - 2007: материалы Всероссийской нучно-практической конференции. - Часть 1. - Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2008. - С. 15-17.

11. Петров С.А. Синтез входных согласующих цепей с частотной зависимостью трансформируемого импеданса радиопередатчика [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков // Международная научно-практическая конференция «Преступность в России: состояние, проблемы предупреждения и раскрытия преступлений»: сборник материалов. - 4.2. - Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2008. - С.55-59.

12. Петров С.А. Учет скин-эффекта в задаче об индуктивном эквиваленте проводника с прямоугольным поперечным сечением [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков // Твердотельная электроника и микроэлектроника: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2008. - Вып.7. - С.164-173.

13. Петров С.А. Компенсация потерь мощности во внутренних согласующих цепях мощных высокочастотных транзисторов [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков // Вестник Воронежского института МВД России. - 2009. - №1. - С. 57-64.

14. Петров С.А. К вопросу об учете и минимизации потерь мощности во внутренних согласующих цепях мощных высокочастотных транзисторов [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков, Б.К. Петров // Сборник докладов XV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 14-16 апреля 2008 г.). - Воронеж: САКВОЕЕ, 2009. - Т.2. - С. 943-950.

15. Петров С.А. Учет скин-эффекта в проводниках с прямоугольным поперечным сечением [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков, Б.К. Петров, В.В. Лупандин // Сборник докладов XV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 14-16 апреля 2008 г.). - Воронеж: САКВОЕЕ, 2009. - Т.2. - С. 951 -957.

16. Петров С.А. Учет скин-эффекта в задачах о потоках самоиндукции и взаимоиндукции, наводимых током, протекающим в проводнике с прямоуголь-

ным поперечным сечением [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков, В.В. Лупандин // Компоненты и технологии. - 2009. -№4. - С.62-65.

17. Петров С.А. Об учете и минимизации потерь мощности во внутренних согласующих цепях мощных высокочастотных транзисторов [Текст] / С.А. Петров // Всероссийская научно-практическая конференция курсантов, слушателей, студентов, адъюнктов и молодых специалистов «Актуальные вопросы эксплуатации систем охраны и защищенных телекоммуникационных систем »: сборник материалов. - Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2009. - С.91-92.

18. Петров С.А. Выражения для расчета магнитных потоков, наводимых в плоском прямоугольном контуре током, протекающим в проводнике прямоугольного сечения [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков, Б.К. Петров, В.В. Лупандин // Вестник Воронежского государственного университета. - Серия: Физика, математика. - 2009. -№1. - С.54-59.

19. Петров С.А. Согласование активного входного сопротивления оконечного каскада мощного транзисторного радиопередатчика с учетом его частотной зависимости [Текст] / С.А. Петров, О.М. Булгаков, Б.К. Петров // Сборник докладов XVI Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 13-15 апреля 2010 г.). - Воронеж: САКВОЕЕ, 2010. -Т.1.-С. 580-585.

20. Заявка на изобретение РФ № 2009132071/28 (044973). Мощная высокочастотная транзисторная структура / О.М. Булгаков, Б.К. Петров, С.А. Петров. -Заявлена 25.08.2009 / решение о выдаче патента от 26.05.2010.

21. Заявка на изобретение РФ 2009130144/28 (041997). Мощный ВЧ и СВЧ широкополосный транзистор / О.М. Булгаков, Б.К. Петров, В.В. Лупандин, С.А. Петров. - Заявлена 05.08.2009 / решение о выдаче патента от 26.05.2010.

Подписано в печать 02.11.2010. Формат 60x84 ^

Усл. печ. л.0,93. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100. Заказ № 253 Типография Воронежского института МВД России 394065, г. Воронеж, пр. Патриотов, 53

ВВЕДЕНИЕ.

Список введенных сокращений.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ СИНТЕЗА ВХОДНЫХ СОГЛАСУЮЩИХ ЦЕПЕЙ В ОКОНЕЧНЫХ КАСКАДАХ ТРАНЗИСТОРНЫХ РАДИОПЕРЕДАТЧИКОВ.

1.1. Методы и процедуры синтеза входных согласующих цепей ВЧ и СВЧ усилительных каскадов.

1.2. Конструкции входных согласующих цепей оконечных каскадов транзисторных радиопередатчиков.

1.3. Особенности современных моделей мощных ВЧ и СВЧ транзисторов на переменном сигнале.

1.4. Потери мощности, обусловленные неоднородностью параметров входных согласующих цепей усилительных модулей.

1.5. Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. ОЦЕНКА ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ В СОГЛАСУЮЩИХ ЦЕПЯХ ОКОНЕЧНЫХ КАСКАДОВ РАДИОПЕРЕДАТЧИКОВ ЗА СЧЕТ НЕОДНОРОДНОСТИ ИНДУКТИВНОСТЕЙ ВХОДНЫХ СОГЛАСУЮЩИХ ЦЕПЕЙ.

2.1. Моделирование индукционных взаимодействий конструкционных элементов входных согласующих цепей.

2.2. Оценка неоднородности параметров и характеристик входных согласующих цепей усилительных модулей с учетом влияния проводящих поверхностей.

2.3. Оценка потерь мощности во входных согласующих цепях при планарной конструкции токопроводящих элементов.

2.4. Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. ДЕКОМПОЗИЦИОННЫЕ АЛГОРИТМЫ СИНТЕЗА ВХОДНЫХ СОГЛАСУЮЩИХ ЦЕПЕЙ ОКОНЕЧНЫХ КАСКАДОВ ТРАНЗИСТОРНЫХ РАДИОПЕРЕДАТЧИКОВ С МИНИМАЛЬНЫМИ ПОТЕРЯМИ МОЩНОСТИ.

3.1. Синтез узкополосных межкаскадных согласующих цепей транзисторных радиопередатчиков.

3.2. Алгоритмы синтеза широкополосных входных согласующих цепей транзисторных радиопередатчиков.

3.3. Согласование активного входного сопротивления оконечного каскада мощного транзисторного радиопередатчика с учетом его частотной зависимости.

3.4. Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ В МЕЖКАСКАДНЫХ ЦЕПЯХ ВЧ (СВЧ) ТРАНЗИСТОРНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ.

4.1. Снижение потерь мощности в СВЧ за счет компенсации неоднородности эквивалентных индуктивностей транзисторных ячеек.

4.2. Компенсация потерь мощности во входной согласующей цепи путем управления распределением резонансными максимумами в полосе согласования.

4.3. Согласующие цепи ВЧ транзисторных усилительных каскадов с планарными соединениями.

4.4. Выводы к главе 4.

Актуальность работы. Проектирование мощных ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей в составе радиопередающей аппаратуры, в особенности - оконечных каскадов усиления мощности, в основном заключается в расчете согласующих ЬС — цепей и выборе конструктивных решений для их реализации. Основное назначение согласующих цепей - > трансформация активной составляющей входного (выходного) импеданса мощного ВЧ транзистора в сопротивление входного эквивалентного генератора (нагрузки) в заданной полосе частот.

В настоящее время техническими службами различных подразделений МВД России осваивается оборудование по определению координат и состояния подвижных объектов (приказ МВД России от 06.05.1999г. №340 «Об утверждении концепции развития систем связи МВД России»). Для решения этих задач используются глобальные (орбитальные) и локальные системы навигации и контроля состояния объектов, использующие мощные СВЧ радиопередающие устройства. Усложнение электромагнитной обстановки за счет увеличения количества и повышения мощности радиопередающих ретранслирующих устройств коммерческого назначения приводит к необходимости использовать более мощные и широкополосные средства связи для обеспечения деятельности подразделений ОВД.

По мере повышения выходной мощности Р1 и рабочих частот ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей мощности все более важное значение для прогнозирования их усилительных свойств приобретают индуктивности их эквивалентных схем, а также зависящие от них малосигнальные и энергетические параметры. Возрастание Р! сопровождается увеличением количества соединенных параллельно по входу и выходу и конструктивно идентичных модулей (транзисторных ячеек), ' каждый из которых включает в себя ВЧ(СВЧ) транзисторную структуру с входной согласующей ЬС — цепью. Усложнение конструкций ВЧ и СВЧ транзисторных усилительных каскадов затрудняет расчеты их эквивалентных параметров и проектирование согласующих ЬС — цепей.

В результате индукционного взаимодействия рабочих токов транзисторных усилителей мощности имеет место увеличение неоднородности электрических параметров усилительных модулей, в частности - индуктивностей 1-х звеньев их входных согласующих ЬС - цепей и активных составляющих входных импедансов. Эти изменения приводят к значительным потерям мощности на согласование. Широкополосные входные согласующие цепи оконечных каскадов мощных ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей представляют наибольшие трудности для синтеза ввиду малых (единицы и десятые доли ома) активных составляющих входных импедансов транзисторов, уменьшающихся по мере увеличения Р) и усложнения конструктивной реализации согласующих ЬС - звеньев.

Поэтому разработка новых алгоритмов синтеза согласующих цепей оконечных каскадов мощных ВЧ (СВЧ) транзисторных радиопередатчиков, обеспечивающих минимальные потери мощности в полосе согласования является актуальной задачей.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка алгоритмов и методик синтеза входных согласующих цепей оконечных каскадов мощных ВЧ (СВЧ) транзисторных радиопередатчиков с минимальными потерями на согласование.

Для достижения поставленной цели предполагается решение следующих основных задач:

1) анализ современных методов проектирования согласующих цепей оконечных каскадов мощных ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей;

2) выявление факторов, приводящих к дополнительным потерям входной мощности в согласующих цепях оконечных каскадов ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей и построение моделей, описывающих в аналитическом виде механизмы потерь мощности на согласование;

3) разработка алгоритмов синтеза входных согласующих цепей ВЧ транзисторных усилителей мощности на основе декомпозиционного подхода по критерию минимизации потерь мощности в полосе согласования;

4) обоснование и разработка конструктивных решений, обеспечивающих снижение потерь мощности во входных согласующих цепях ВЧ транзисторных усилителей мощности.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе используются методы теории электромагнитного поля, теории электрических цепей, математического анализа и линейной алгебры. Для проведения расчетов применялась программа для выполнения и документирования инженерных и научных расчетов МаШСАЭ 11.

Научная новизна. При выполнении диссертационного исследования получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:

1. Методики и результаты оценки потерь мощности во входных согласующих цепях ВЧ (СВЧ) транзисторных усилительных каскадов с параллельным соединением по входу и выходу идентичных по конструкции усилительных модулей, обусловленных неоднородностью электрических параметров согласующих цепей усилительных модулей.

2. Аналитические выражения для расчета эквивалентных индуктивностей входных согласующих цепей, учитывающие особенности конструкций и работы оконечных каскадов ВЧ (СВЧ) транзисторных усилителей мощности.

3. Методики и алгоритмы синтеза входных согласующих цепей ВЧ транзисторных усилителей мощности на основе декомпозиционного подхода.

4. Конструктивные решения, обеспечивающие уменьшение потерь выходной мощности и повышение надежности ВЧ транзисторных усилителей мощности.

Практическая значимость результатов работы заключается в возможности применения разработанных методик синтеза входных согласующих цепей и реализации полученных технических решений в практических конструкциях усилительных модулей в гибридном исполнении, предназначенных для работы в составе трактов усиления мощности ВЧ (СВЧ) транзисторных радиопередатчиков.

Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования техники генерирования и усиления сигналов на ВЧ и СВЧ, в том числе в аппаратуре связи специального назначения и системах навигации.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в НИР и в учебный процесс Воронежского института МВД России.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Разработанные методики проектирования оконечных каскадов мощных ВЧ и СВЧ транзисторных усилителей на основе декомпозиционного подхода обеспечивают компенсацию неоднородности электрических параметров входных согласующих цепей транзисторных усилительных модулей.

2. Замена проводников круглого сечения на проводящие ленты повышает воспроизводимость номиналов образованных индуктивностей. Применение ленточных соединений, в особенности - планарных, позволяет расширить полосу частот усилителей и повысить коэффициенты усиления по мощности усилительных каскадов за счет уменьшения минимально достижимых значений индуктивностей, а также обеспечивает уменьшение потерь мощности в межкаскадных согласующих цепях ВЧ (СВЧ) транзисторных усилителей за счет снижения неоднородности индуктивностей согласующих цепей.

3. Разработанный способ синтеза широкополосных входных согласующих цепей ВЧ транзисторных усилительных каскадов, состоящих из параллельно соединенных усилительных модулей с неоднородными эквивалентными индуктивностями и трансформируемыми сопротивлениями, обеспечивает уменьшение потерь входной мощности в полосе согласования транзисторных усилителей оконечных каскадов.

4. Защищенные патенты РФ на изобретения технических решений, разработанные на основе новых теоретических результатов, способные в значительной степени снизить потери входной мощности в полосе согласования и увеличить ширину полосы рабочих частот ВЧ (СВЧ) транзисторных усилительных модулей.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: XIV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 2008 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Охрана, безопасность и связь - 2007» (Воронеж, 2007), Международной научно-практической конференции «Преступность в России: состояние, проблемы предупреждения и раскрытия преступлений» (Воронеж, 2007), XV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 2009 г.), Всероссийской научно-практической конференции курсантов, слушателей, студентов, адъюнктов и молодых специалистов «Актуальные вопросы эксплуатации систем охраны и защищенных телекоммуникационных систем» (Воронеж, 2009 г.), XVI Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 2010 г.),' научных семинарах кафедры радиотехники Воронежского института МВД России (2008, 2009, 2010 г. г.).

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 печатная работа (13 статей, 6 материалов научных конференций), в том числе 1 работа опубликована без соавторов, получено 2 патента на изобретение.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 117 наименований. Работа изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 67 рисунков и 14 таблиц.

4.4. Выводы к главе 4

1. Основными направлениями разработки технических решений по снижению потерь мощности во входных согласующих цепях оконечных каскадов ВЧ (СВЧ) транзисторных усилителей мощности за счет неоднородности эквивалентных электрических параметров транзисторных ячеек являются:

- уменьшение взаимной индукции входных и выходных контуров усилительных транзисторных модулей; стабилизация активных составляющих входных импедансов транзисторных ячеек;

- концентрация1 резонансных максимумов частотных зависимостей коэффициентов передачи мощности узкополосных входных согласующих цепей усилительных модулей на основной рабочей частоте транзисторного усилителя мощности;

- оптимальное распределение резонансных максимумов частотных зависимостей коэффициентов передачи мощности узкополосных входных согласующих цепей ' .усилительных модулей в диапазоне частот широкополосных транзисторных усилителей мощности;

- изменение конфигурации входных контуров транзисторных ячеек и ограничивающих их проводников в целях компенсации неоднородности магнитных потоков взаимоиндукции соответствующим изменением индуктивностей за счет внутреннего потокосцепления.

2. С применением методов физического моделирования показано, что у проводников ограничивающих контур, типичных для конструкций оконечных каскадов: ВЧ" транзисторных усилителей мощности, взаимная индукция входных и выходных контуров может быть уменьшена в несколько раз при расположении на расстоянии от плоскости контура, сравнимом с их шириной, проводящей поверхности, экранирующей магнитный поток.

3. Стабилизация ' активных составляющих входных импедансов транзисторных ячеек может быть осуществлена за счет конструктивного управления активными потерями на наведение вихревых токов в проводящих элементах входных согласующих цепей оконечных каскадов ВЧ транзисторных усилителей мощности путем оптимизации взаимного расположения токоведущих элементов и проводящих поверхностей. Представлено защищенное патентом РФ на изобретение техническое решение, в котором частичная или полная реализация необходимого значения сопротивления к-го из числа N соединений входного или общего электрода с обкладкой конденсатора 1-го ЬС-звена входной согласующей цепи достигается путем варьирования сопротивления соединительной металлической полоски, равного сумме омического сопротивления и сопротивления за счет наведения вихревых токов в полупроводниковой подложке, путем изменения ширины полоски.

4. Совмещение резонансных частот первых ЬС-звеньев согласующей цепи может быть достигнуто за счет подбора значений емкостей таких звеньев, удовлетворяющих условию резонанса. Конструктивно такое решение может быть достигнуто путем изоляции верхних обкладок конденсаторов первых согласующих ЬС-звеньев друг от друга. Проведенная оценка достижимого положительного эффекта показала, что оптимальное применение данного технического решения обеспечивает снижение более, чем в два раза потерь входной мощности на согласование. Показана возможность реализации значений частотного коэффициента передачи мощности узкодиапазонной входной согласующей цепью транзисторного усилительного каскада на основной рабочей частоте КРСц(^)-0,95. 0,96 для количества транзисторных ячеек 8<Ы<12 и значений коэффициента трансформации 6<Ктр<12. При этом дополнительные потери входной мощности на согласованйе не превышают 2%, от Рпх.

5. Задача оптимального распределения резонансных максимумов частотной зависимости • коэффициента передачи мощности входных согласующих цепей7 КрсцЩ усилительных модулей для обеспечения максимальной ширины рабочих частот и приемлемого уровня ! ,;.: . . ■.« неравномерности КРСц(^ в полосе согласования может быть сведена к распределению в полосе рабочих частот по заданному закону полюсов или максимумов действительной части входных импедансов входных согласующих цепей усилительных модулей и нулей реактивных составляющих их входных импедансов. Для этой цели может осуществляться подбор емкостей первых входных согласующих ЬС-звеньев транзисторных ячеек, удовлетворяющих равенству нулю реактивных составляющих импедансов входных согласующих цепей усилительных модулей и производной по С1 активных составляющих этих импедансов. Дополнительным параметром оптимизации частотных зависимостей частотных коэффициентов передачи мощности входных согласующих цепей усилительных модулей является сопротивление входного эквивалентного генератора, корректура I которого позволяет уменьшить потери входной мощности на согласование до 1,22 раз. Наибольший эффект дает процедура последовательной оптимизации емкостей входных согласующих цепей усилительных модулей и сопротивлений эквивалентного входного генератора.

6. Новое техническое решение позволяет увеличить ширину полосы рабочих частот транзисторного модуля, предназначенного для работы в мощных СВЧ широкополосных транзисторных усилителях мощности. Изобретение обеспечивает уменьшение спада частотной зависимости коэффициента передачи мощности входной согласующей ЬС-цепью транзистора слева 'и справа от* центральной частоты рабочего диапазона за счет изменения индуктивностей ВСЦ, подключенных последовательно с входным сопротивлением транзисторных структур.

Для этого в двух проводящих лентах, соединяющих контактные площадки металлизации с проводящими элементами корпуса, находящимися под потенциалами входного и общего электродов, между местами соединения лент с металлизированными площадками в лентах сформированы выемки различной длины и ширины.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации разработаны способы синтеза входных согласующих цепей оконечных каскадов мощных транзиторных радиопередатчиков направленные на снижение потерь мощности при трансформации входного импеданса, а также представлены конструктивные решения, направленные на повышение энергетических параметров каскадов усиления мощности.

На основании проведенных исследований можно сформулировать следующие основные результаты:

1. Индукционное взаимодействие рабочих токов, протекающих по системам соединений активных областей транзисторного усилителя мощности, состоящего из соединенных параллельно по входу и выходу усилительных модулей с обкладками конденсаторов согласующих ЬС-цегхей, токоведущими шинами и микрополосками, приводит к тому, что, несмотря на конструкционную однородность усилительных модулей, их входные сопротивления и индуктивности первых ЬС-звеньев входных согласующих цепей оказываются различными, что приводит к дополнительным потерям мощности в полосе согласования и снижает коэффициент усиления по мощности усилительного каскада.

2. По мере роста количества усилительных модулей потери мощности за счет неоднородности индуктивностей первых звеньев входных согласующих цепей увеличиваются до 2 раз в узкополосных цепях и до 8 раз - в широкополосных по сравнению с эталонной функцией, т.е. при совпадении между собой ' всех значений индуктивностей и входных импедансов усилительных модулей.

3. Учет и компенсация неоднородностей индуктивнозависимых параметров эквивалентных схем мощных ВЧ (СВЧ) транзисторных усилительных модулей могут быть осуществлены в рамках декомпозиционного подхода, согласно которому частотная зависимость коэффициента передачи мощности каскада представляет собой сумму соответствующих парциальных характеристик отдельных усилительных модулей (транзисторных ячеек), каждый из которых включает в себя транзисторную структуру с собственной входной согласующей цепью.

4. Основным направлением минимизации неоднородности значений электрических параметров транзисторных ячеек является ослабление индукционных взаимодействий между токами. В этой связи представляется перспективным формирование индуктивностей первых звеньев входных согласующих цепей транзисторных ячеек системами параллельных проводников прямоугольного сечения.

5. Полученные аналитические выражения для математического моделирования самоиндукций и взаимоиндукции в контурах, ограниченных проводниками прямоугольного сечения, в том числе с учетом скин-эффекта, расширяют возможности синтеза входных согласующих цепей оконечных каскадов транзисторных усилителей мощности, обеспечивают контроль воспроизводимости геометрии проводников и контуров и номиналов воспроизводимых ! ими индуктивностей. Показано, что применение ленточных проводников с большим отношением ширины сечения к его высоте обеспечивает уменьшение индуктивности входных согласующих цепей и тем самым расширение полосы согласования, а также уменьшение потерь мощности ' в' 1 межкаскадных согласующих цепях ВЧ (СВЧ) транзисторных усилителей" за счет снижения неоднородности индуктивностей согласующих цепей.

6. Оптимизация частотных зависимостей коэффициентов передачи мощности узкодиапазонных *' входных согласующих цепей на основе декомпозиционного подхода может быть осуществлена путем концентрации на основной рабочей ■ частоте' резонансных максимумов ЧКПМ входных согласующих цепей всех усилительных модулей, а также уменьшения отклонения трансформированных сопротивлений от сопротивления входного эквивалентного • генератора' путем введения дополнительных последовательных активных сопротивлений в первые согласующие ЬС-звенья.

7. Синтез широкополосных входных согласующих цепей ВЧ транзисторных усилительных каскадов, основанный на декомпозиционном подходе, заключается в минимизации по одному или нескольким параметрам интеграла потерь мощности в полосе согласования. Установлено, что минимум потерь мощности в полосе согласования может быть достигнут за счет оптимального распределения в полосе частот экстремумов ЧКПМ входных согласующих цепей каждого усилительного модуля в отдельности.

8. Разработаны процедуры синтеза широкополосных входных согласующих цепей оконечных каскадов ВЧ (СВЧ) транзисторных усилителей, основанные на формировании в полосе согласования максимально возможного количества полюсов активной составляющей и нулей активной -составляющей импеданса входных согласующих цепей усилительных модулей, образующих каскад. В рамках данных процедур предусмотрена частичная компенсация неоднородности активных составляющих трансформируемых импедансов оптимальным выбором сопротивления эквивалентного входного генератора.

9. Оформленные патентами РФ на изобретения технические решения, разработанные на основе новых теоретических результатов, способны в значительной степени - снизить потери входной мощности в полосе согласования и увеличить ширину полосы рабочих частот ВЧ (СВЧ) транзисторных усилительных модулей.

1. Фано P.M. Теоретические ограничения полосы согласования произвольных импедансов: пер. с англ. / P.M. Фано — М.: Сов. радио, 1965. - 69.

2. Ивлев Б.И. Оценка широкополосности мощных транзисторов метрового и дециметрового диапазонов. Широкополосные полупроводниковые устройства и системы СВЧ / Б.И. Ивлев, С.Ю. Матвеев, А .Я. Косой Новосибирск. 1986.— С. 110—118.

3. Сазонов Д.М. Устройства СВЧ / Д.М. Сазонов, А.Н. Гридин, Б.А. Мишустин. М.: Высшая школа, 1981. - 295 с.

4. Яковенко В.А. Двухконтурные цепи согласования простых типов нагрузок / В.А. Яковенко. — Радиотехника. — 1981. — №7. — С. 51—53.

5. Фрейдин Л:И.' Согласование импедансов одно- и двухступенчатыми трансформаторами минимальной длины / Л.И. Фрейдин, В.М. Увбарх // Радиотехника. 1983; —№2. — С. 58—61.

6. Беркута Д.Н. Согласование комплексных импедансов двухступенчатым трансформатором / Д.Н. Беркута, В.М. Шевелюк // Электронная техника. Сер.: Электроника СВЧ. — 1981. —Вып. 11. —С. 59.

7. Андрианов М.К. Расчет согласования комплексных импедансов последовательно соединенными отрезками линий передачи / М.К. Андрианов, Г.С. Шауро // Электронная техника. Сер.: Электроника СВЧ. — 1978. — Вып. 12. —С. 97—99. '! 1 "

8. Давидович М.В. Метод синтеза согласующей цепи транзисторных усилителей мощности с определением импеданса / М.В. Давидович // Электронная техника. Сер.: Упр. кач-вом ; стандартизация, метрология, испытания. — 1989. — Вып. 5. —С. 9—13.

9. Титов А.А. Расчет межкаскадной согласующей цепи транзисторного полосового усилителя мощности / А.А. Титов, Л.И. Бабака, М.В. Черка-шин // Электронная техника. — 2000. — Серия № 1. — С. 46—50, 55.

10. Шумилин М.С. Проектирование транзисторных передатчиков / М.С. Шумилин, B.C. Козырев, В.А. Власов. — М.: Радио и связь, 1987. — 320 с.

11. Никишин В.И. Проектирование и технология производства мощных СВЧ- транзисторов / В.И. Никишин, Б.К. Петров, В.Ф. Сыноров и др. — М: Радио и связь, 1989. — 144 с.

12. Маттэй Г JI. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи: пер. с англ. под ред. О.В.'Алексеева и Ф.В. Кушнира / Г.Л. Маттэй, Л.Янг, Е.М.Т. Джонс. — М.: Связь, 1971. — T.I. — 439 е., Т.П. — 495 с.

13. Характеристики трехзвенных полосовых тонкопленочных LC-фильтров. (Sugawara Е., Shirakawa К., Yano Т., Masumoto Т.) // Mang. Soc. Jap. — 1999. — № 3. — С. 863 — 866. Яп.; рез. англ.

14. Ragan G.L.'Microwave Transmission Circuits, McGraw-Hill Book Co., Inc., New York City, 1984, Chapters 9and 10, by R.M. Fano and A.W. Lawson. / В.Б. Текшев // Электрон, техн. Сер. 1. 1997. - № 2. - С. 46-49, 54.

15. Mumford W. W. Maximally Flat Filters in Waveguide // Bell System Tech. J. 1948. Vol. 27. P. 648—714.

16. Ragan G. L. Microwave Transmission Circuits, McGraw—Hill Book Co., Inc., New York City, 1948;'Chapters 9 and 10, by R. M. Fano and A. W. Lawson. •* 1

17. Matthaei G. L: Direct-Coupled-Band-Pass Filters with Xo/4 Resonators // IRE National Convention Récord: — 1958 , Part—1, P. 98—111

18. Reed J., Low'QVMicrowave Filters // Proc. IRE. —1950. — Vol. 38—P. 793—796.

19. Козырев В.Б. Широкодиапазонные цепи связи усилителей мощности колебаний с переменной амплитудой /В.Б. Козырев // Электросвязь. — 1995. — № 10. — С. 27—28.

20. Бабак Л.И. Синтез согласующих цепей и цепей связи транзисторных широкополосных усилителей по областям иммитанса / Л.И. Бабак // Радиотехника и электроника (Москва). — 1995. — № 10. — С. 1550-1560.

21. Бабак Л.И. Декомпозиционный подход к синтезу полупроводниковых ВЧ и СВЧ устройств / Л.И. Бабак // Севастополь, 25-27 сент., 1995.: матер. конф. Т.1. — Севастополь, 1995. — С. 189—192.

22. Бабак Л.И.' Проектирование транзисторных широкополосных СВЧ-усилителей с двухполюсными цепями коррекции и обратной связью. Расчет корректирующих двухполюсников по области иммитанса / Л.И. Бабак // Электронная техника. Сер 1. — 1994. — №3. — С. 9—16.

23. Тарасов Д.Г. К выбору значений исходных параметров при проектировании СВЧ-транзисторного усилителя мощности / Д.Г. Тарасов, М.А. Фурсаев: Гос. техн. ун-т. Саратов, 1994. 17 с. Деп. в ВИНИТИ 5.12.94, 278913-94.

24. Каганов В.И. Транзисторные радиопередатчики / В.И. Каганов. — М. : Энергия, 1976. —1448 с. 1

25. Маттей Г.Л. Таблицы для расчета трансформаторов сопротивлений в виде фильтра нижних частот Чебышева / Г.Л. Маттей // ТИИЭР. — 1964. — Т. 52. — № 8. — С. 1003—1028.

26. Зернов Н.В. Теория радиотехнических цепей / Н.В. Зернов, В.Г. Карпов. М.: Энергия, 1972. - 815 с.

27. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах / под ред. P.A. Вавилова, И.А. Попова. — М.: Сов. радио, 1973 —462 с.

28. RF Power Transistors // Microwave J. 1972. - Vol. 15. — № 5. - P.12.

29. Сидерис. Мощные транзисторные фирмы СТС// Электроника. — 1973. -№ 10.-С.72-75.

30. Булгаков О.М. Композиционные модели индукционных взаимодействий в мощных ВЧ и СВЧ транзисторах / О.М. Булгаков, Б.К. Петров. — Воронеж: Воронежский государственный университет, 2005—253с.

31. Hale R.I. Hybrid Transistor/ R.I. Hale. US Patent 4393392, Int. CI. H01L 23/02; US CI. 357/74. - 12.07.83.

32. Диковский В.И. Мощный биполярный генераторный СВЧ-транзистор / В.И. Диковский. А.с. СССР №1417721, МКИ H01L 29/72. -30.10.1986.

33. Puissance Hyperfrequence: СТС Lance Le Concept du Transistor Equi-libre//Inter-Electronic. -1977. -№252. PP. 18-21.

34. Granberg H.O. High Power Transistor Assembly / H.O. Granberg, S.L. Coffinan. US Patent 4639760, Int. CI. H01L 52/04; US CI. 357/75.- 27.01.87.

35. Асессоров ВЛЗ'. Научный поиск российских инженеров. Тенденция развития мощных СВЧ транзисторов / В.В. Асессоров, В. А. Кожевников, А .Я. Косой // Радио. 1994. - №6. - С. 2-3.

36. Poole W.E. S-band Transistors for Radar Applications / W.E. Poole // Microwave J. 1983. - Vol. 26. — № 3. - P. 85-86, 88-90.

37. Мощные высокочастотные транзисторы / Ю.В. Завражнов и др.; под ред. Е.З. Мазеля. -М.: Радио и связц 1985. 176 с.

38. Кремниевые планарные транзисторы / под ред. Я.А. Федотова. М.: Сов. радио, 1973.-336 с.

39. Майская В.' Высокочастотные полупроводниковые приборы / В. Майская // Электроника:.наука, технология, бизнес. 2004. — №8. — С. 16-21.

40. Borkowski М.Т. Microwave Transistor Package / М.Т. Borkowski, D.G. Laighton, В. Altshul. US Patent 4649416, Int. CI. H01L 23/02. - 10.03.87.

41. RF transmitting transistor and power amplifier fundamentals / Transmitting transistor design // Philips Semiconductors. — 1998. — Mar 23. — P. 5 9.

42. UHF power LDMOS' transistor BLF861 / Preliminary specification // Philips Semiconductors. — 1999. — Jul 07. 8 p.

43. Фурсаев M.А.-Расчет электрических характеристик СВЧ-усилителямощности на биполярном транзисторе / М.А. Фурсаев // Электронная техника. Сер. 1. 1993. - № 5-6. - С. 40-46.

44. Никифоров В.В. Определение элементов эквивалентной схемы мощных МДП-транзисторов /В.В. Никифоров, A.A. Максимчук // Полупроводниковая электроника в технике связи. М., 1985. — Вып. 25. — С.163-167.

45. Бабак Л.И. Графический анализ транзисторных СВЧ усилителей с обратной связью / Л.И. Бабак, М.Ю. Покровский // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1995. -№ 5-6. - С. 34-45.48. Method of designing a high-frequency circuit: US Patent 5528509, IntCl6

46. H03F 3/16; National Gl. 364/488 / Sawai Tetsuro, Murai Shigeyuki, Yamaguchi Tsutomi, Harada Yesio; Sanyo Electric Co Ltd № 214821; Deel. 17.03.94; Publ. 16.06.96. Prior. 17.03.93. -№ 5-057456 (Japan).

47. Бабак Л.И. Синтез согласующих цепей и цепей связи транзисторных широкополосных усилителей по областям иммитанса / Л.И. Бабак // Радиотехника и электроника (Москва). 1995. — № 10. - С. 1550-1560.

48. Евстигнеев A.C. Параметры полосковой линии на полупроводниковой подложке / A.C. Евстигнеев // Электронная техника. Сер. 2: Полупроводниковые приборы. —1981. -Вып. 5. — С. 32-37.

49. Евстигнеёв A.C. Характеристики системы проводник полупроводниковый кристалл / A.C. Евстигнеев // Электронная техника. Сер. 2: Полупроводниковые приборы. — 1982. — Вып. 7. — С. 53-58.

50. Laie A. Analytical evaluation of the MoM matrix elements / Alatan Laie, Aksun M.I., Mahadevan Karthikeyan, Tuncay Briand M. // IEEE Transaction On Microwave Theory And Techniques. 1996. - V.44. - №4. - P. 519-525.

51. Корнеев Л.А. Каскады радиопередающих устройств СВЧ на полевых транзисторах / JI.A. Корнеев. М.: МЭИ, 1984. - 68 с.

52. Схемотехника устройств на мощных полевых транзисторах: справочник / В.В. Бачурин, В.Я. Ваксенбург, В.П. Дьяконов и др.; под ред. В.П. Дьяконова. — М.: Радио и связь, 1994. — 280 с.

53. Huang Chien-Chang. Analysis of microwave MESFET power amplifier for digital wireless communication systems / Huang Chien-Chang, Pai Han-Ting, Chen Kuan-Yu // ШЕЕ Transaction Microwave Theory and Technique. 2004. -V. 52.-№4.-P. 1284- 1291.''

54. Шахгильдян B'.B. Проёктирование радиопередатчиков / В.В. Шах-гильдян, М.С. Шумилин, В.Б. Козырев и др.; под ред. В.В. Шахгильдяна. — М.: Радио и связь, 2000. 656 с.!

55. Викулин-И.М. Физика полупроводниковых приборов / И.М. Вику-лин, В.И. Стафеев1. —:М.: Радио-и связь, 1990. — 263 с.

56. Зи С. Физика полупроводниковых приборов: в 2 кн. / С. Зи;. пер. с англ.—М.: Мир, 1984; Кн.; 1. 456 е.; Кн. 2. - 440 с.

57. Окснер Э. С. Мощные 'полевые транзисторы и их применение / Э.С. Окснер. М.: Радио и связь, 1985. — 288 с.

58. Вай Кайчэнь.: Теория и проектирование широкополосных соглагсующих цепей: пер/ с англ.; под ред. Ю.Л. Хотунцева / Вай Кайчэнь: — М.: Связь, 1979.-288 с. :

59. An efficient method for computing the capacitance matrix of multicon-ductor interconnects in very high-speed integrated circuit systems / Luo Shui-Ping, Li Zheng-Fan // IEEE Trans. Microwave Theory and Techn. 1995. - V. 43. -№1.- P. 226-227.

60. Caverly R.H. Characteristic Impedance of Integrated Circuit Bond Wires / Robert H. Caverly // 1ЁЕЕ Transaction On Microwave Theory And Techniques. — 1986. Vol. МГТ-34. - №9. - P. 982-984.

61. Kuester E.F. Propagating Modes Along A Thin Wire Located Above A Grounded Dielectric Slab / E.F. Kuester, D.C. Chang // IEEE Transaction On Microwave Theory And Techniques. 1977. - Vol. MTT-25. - №12. - P.1065-1069.

62. Wheeler H.A. Transmission-Line Properties Of A Round Wire In A Polygon Shield / H.A. Wheeler // IEEE Transaction On Microwave Theory And Techniques. 1979. - Vol. MTT-27. - №8. -P.717-721.

63. Данилин B.H., Аналоговые полупроводниковые интегральные схемы СВЧ / В.Н. Даншшн,' А.ИЖушниренко, Г.В. Петров. М.: Радио и связь, 1985.-192 с. - '

64. Duncan D.M. Transistor Package / D.M. Duncan, J.H. Johnson. US Patent 3784883, Int: CI. H01L 3/00; US CI. 317/234 R. - 8.01.74.

65. Martin I.E.1 High Frequency Semiconductor Device Having Improved Metallized Patterns / I.E. Martin. US Patent 3908185, Int. CI. H01L 23/02; US CI. 357/74.-23.09.75. 1 1 !

66. Goedbloed-W. High Frequency Circuit Arrangement And Semiconductor For Use In Such An Arrangement / W. Goedbloed. US Patent 4739389, Int. CI. H01L 23/16; US Cli 357/75. -19.04.88.

67. Титов A.A. Расчет межкаскадной согласующей цепи транзисторного полосового усилителя мощности / A.A. Титов, Л.И. Бабак, М.В Черкашин // Электронная техника 2000. — Серия № 1. -С. 46-50, 55.

68. Полупроводнйковые приборы в схемах СВЧ: пер. с англ. / Под ред. М. Хауэса, Д. Моргана. М:: Мир, 1979. - 444 с.

69. Smith J.M: RF Power Semiconductor Package And Method Of Manufacture / J.M. Smith. US Patent 3996603, Int. CI. H01L 39/02; US CI. 357/80.07.12.76.

70. Сивяков Д.Б. Математическое моделирование нелинейных многочастотных режимов работы монолитных усилителей СВЧ / Д.Б. Сивяков // 52-я научная сессия, посвященная Дню радио Москва, 1997.: тез. докл., Ч.2.— М., 1997.-С. 35.

71. Диковскйй В.И. Влияние асимметрии элементов внутреннего согласования выхода на работу мощного транзистора / В.И. Диковский // Электронная техника. Сер. 2: Полупроводниковые приборы. — 1988. Вып. 1. - С. 7-17.

72. Плигин С.Г: Уменьшение нестабильности коэффициента передачи СВЧ-транзисторного усилителя при изменении параметров его элементов / С. Г. Плигин, В. Б. Текшев // Электротехника. Сер.1. 1993. - № 4. - С. 14-17,73.

73. Аронов В.Л. Электродинамические эффекты близости мощных СВЧ транзисторов / В.Л. Аронов, A.C. Евстигнеев // Электронная техника. Сер. 2: Полупроводниковые приборы. — 1983. Вып. 5. - С. 36-40.

74. International Conference of Electronic Technologies (ICET) Anugraha, Windsor, 6-7 June 1994 // Hybrid Circuits. 1994. - № 33. - P. 47-49.

75. Диковский В.И. Анализ поперечных резонансных явлений в структуре мощного транзистора при синфазном сложении мощности / В.И. Диковский // Электронная техника. Сер. 2: Полупроводниковые приборы. 1987. -Вып. 1.-С. 38-47.

76. Иовдальский В.А. Совершенствование конструкции и технологии гибридно-интегральных мощных усилителей СВЧ-диапазона / В.А. Иовдальский // Электронная техника. Сер 1. 1994. №4 — С. 13-16.

77. Resneau J.C. Device for Connecting in Parallel Power Transistor in Very High Frequency / J.C. Resneau, M. Cirio, J. Doyen. US Patent 4408219, Int. CI. H01L 39/02; US CI. 357/80.- 04.10.83.

78. Булгаков O.M. Потери мощности во входных цепях оконечных каскадов широкополосных мощных СВЧ транзисторных радиопередатчиков// Радиотехника. -2000. №9. - О. 79-82.

79. Булгаков О.М. • СВЧ-балансная транзисторная сборка / О.М. Булгаков, П.О. Гуков, И.Л. Инкерманлы, Б.К. Петров. A.c. 1625290 СССР, МКИ HOIL 29/72. - 28.02.89.

80. Петров Б.К., Булгаков О.М., Гуков П.О. Расчет индуктивностей входных цепей и коэффициента усиления по мощности СВЧ-транзисторов в схеме с ОБ/ Воронеж, гос. ун-т, г. Воронеж, деп. в ВИНИТИ №3249 В92.

81. Петухов В.М. Биполярные транзисторы средней и большой мощности сверхвысокочастотные и их зарубежные аналоги: справочник. Т.4 — М.: КУбК-а, 1997.-544 с. 4

82. Булгаков О.М. Некоторые приложения декомпозиционных моделей мощных ВЧ и СВЧ транзисторов на основе изоморфно-коллективного подхода / О.М. Булгаков. Воронеж : Воронежский государственный университет, 2006. — 236 с. ;

83. Булгаков OíM. Повьппение коэффициентов усиления по мощности и КПД оконечных каскадов узкодиапазонных СВЧ транзисторных радиопередатчиков / О.М. Булгаков // Вестник Воронежского института МВД России. — 2000. — № 2(7). — С. 61-66.

84. Калантаров П.Л. Расчёт индуктивностей: справочная книга / П.Л. Калантаров, JI.A. Цейтлин. JL: Энергоатомиздат, 1986. - 488 с.

85. Булгаков О.М. Потери мощности на основной рабочей частоте в согласующих цепях оконечного каскада ВЧ (СВЧ) транзисторного усилителя /

86. О.М. Булгаков, Г.А. Осецкая // Вестник Воронежского института МВД России.-2003.-№3(15).-С. 11-15.

87. Петров Б.К. Мощный ВЧ- и СВЧ-транзистор / Б.К. Петров, Ю.И. Китаев, О.М. Булгаков, Н.Г. Гвоздевская. А.с. 1489512 СССР, МКИ Н01Ь 29/72. - 17.02.87. ' " '| 1

88. Петров Б.К. Минимизация потерь во входной широкополосной согласующей цепи мощного ВЧ (СВЧ) транзистора / Б.К. Петров, О.М. Булгаков // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Физика, математика. - 2004. - №2. — С.72-77.

89. Булгаков' О.М. Потери мощности во входных цепях оконечныхкаскадов узкодиапазонных мощных СВЧ транзисторных радиопередатчиков и их компенсация / О.М. Булгаков // Радиотехника (Москва). 2002. - №11. -С.115-117.

90. Булгаков О.М. Мощный широкополосный ВЧ и СВЧ транзистор / О.М. Булгаков, Б.К. Петров. Патент на изобретение РФ № 2192692, МПК7 H01L 29/72.-11.03.01.

91. Заявка на изобретение РФ №2009132071/28 (044973). Мощная высокочастотная транзисторная структура / О.М. Булгаков, Б.К. Петров, С.А. Петров. Заявлена 25.08.2009 / решение о выдаче патента от 26.04.2010.

92. Булгаков О.М. Мощный ВЧ- и СВЧ-биполярный транзистор / О.М. Булгаков, Б.К. Петров, Г.В. Безрядина. A.c. 1480688 СССР, МКИ HOIL 29/40.- 17.02.87

93. Masuno 'S.' High-Frequency High Transistor / Sukeyuki Masuno. — Statement of Japan №63-141328, Int. CI. HOIL 21/60, 29/72. 03.12.86.

94. Suzuki H. High-Frequency High-Output, Transistor / Hideo Suzuki. -Statement of Japan № 61-220357, Int. CI. H01L 29/72.- 26.03.85.

95. Булгаков О.М. Двухтактная СВЧ-транзисторная сборка / О.М. Булгаков, Б.К. Петров, П.О. Гуков. A.c. 1809706 СССР, МКИ HOIL 29/73. -12.09.90. ' '

96. Булгаков О.М. Мощный ВЧ- и СВЧ-транзистор / О.М. Булгаков, Б.К. Петров. A.c. 1464820 СССР, МКИ HOIL. - 17.02.87.

97. Асессоров В.В. ;Мощная СВЧ-транзисторная структура / В.В. Асессоров, О.М. Булгаков, А.Я.' Косой, Б.К. Петров. — A.c. 1395054 СССР, МКИ HOIL 29/72. 16.07.86.

98. Булгаков О.М. Мощный ВЧ и СВЧ транзистор / О.М. Булгаков, Б.К. Петров. Патент на изобретение РФ № 2190899, МПК7 Н01Ь 29/72. -11.03.01.

99. Булгаков О.М. Компенсация неравномерности частотной зависимости коэффициента передачи мощности оконечного каскада СВЧ широкополосного транзисторного усилителя / О.М. Булгаков // Вестник Воронежского института МВД России. — 2001. №2(9). - С. 53-58.

100. Заявка на изобретение РФ №2009130144/28 (041997). Мощный ВЧ и СВЧ широкополосный транзистор / О.М. Булгаков, Б.К. Петров, С.А. Петров, В.В. Лупандин. Заявлена 25.08.2009 / решение о выдаче патента от 26.04.2010. • '