Оптимизация параметров входных каскадов на полевых тетродах радиоприемных устройств СВЧ диапазона
Диссертация
В представленной работе исследована возможность применения адаптивных механизмов для характеристик ЭМС МШУ, построенных на базе полевых тетродов. В результате исследования установлено, что оптимумы по линейности и коэффициенту шума от напряжения на первом затворе в усилителе на ДЗПТШ существенно различаются. Настройка усилителя в отсутствии помехи происходит на минимум коэффициента шума… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Моделирование полевого тетрода
- 1. 1. Физическая модель полевого тетрода
- 1. 2. Линейная шумовая эквивалентная схема полевого тетрода
- 1. 3. Программа расчета параметров модели полевого тетрода по геометрическим и электрофизическим параметрам
- 1. 4. Интерполяционная модель полевого тетрода, предназначенная для программ машинного моделирования
- Выводы
- Глава 2. Оптимизация характеристик полевого тетрода
- 2. 1. Основные источники возникновения шумов в полевых тетродах
- 2. 2. Теоретический анализ нелинейного взаимодействия помехи и шума в усилителе на полевом тетроде
- 2. 3. Исследование зависимости нелинейных характеристик от режима питания полевого тетрода
- 2. 4. Влияние геометрических и электрофизических параметров на нелинейные характеристики полевого тетрода
- Выводы
- Глава 3. Разработка методов адаптации МШУ на полевых тетродах с целью улучшения характеристик помехозащищенности
- 3. 1. Параметры и признаки адаптивных устройств
- 3. 2. Адаптивный усилитель на полевом тетроде
- 3. 3. Нелинейные явления в преобразователях частоты при различных режимах работы
Список литературы
- Владимиров В.И., Докторов А. Л., Елизаров Ф. В. и др. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем/ Под ред.Н. М. Царькова.- М.: Радио и связь, 1985. — 272с.
- Бабанов Ю.Н., Силин A.B. Проблема взаимных помех при совместной работе радиосистем. Учебн.пособие.- ГГУ, 1975.
- Князев А.Д. Элементы теории и практики обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. М.: Радио и связь, 1984. — 336с.
- Грибов Э.Б. Нелинейные явления в приёмопередающем тракте аппаратуры связи на транзисторах.- М.: Связь, 1971. 264с.
- Бокк О.Ф., Грибов Э. Б., Чернолихова В. П. Динамический диапазон транзисторных каскадов радиоприёмных устройств//Радиотехника.- 1974.- т.29, N 6.- С.65−70.
- Алгазинов Э.К., Мноян В. И. Входные усилители СВЧ в свете требований электромагнитной совместимости// Радиотехника, — 1985, — N 8.- С.3−13.
- Хотунцев Ю.Л. Интермодуляционные искажения в приёмных и передающих СВЧ полупроводниковых устройствах// Известия ВУЗов. Радиоэлектроника. 1983. -26, N10. — С.28−38.
- Петровский В.И., Седельников Ю. Е. ЭМС радиоэлектронных средств.- М.: Радио и связь, 1986. 216с.
- Защита от радиопомех/ Под ред. Максимова М. В. М.: Сов. радио, 1976. -496с.
- Голубев В.Н. Оптимизация главного тракта приема радиоприемного устройства. М.: Радио и связь, 1982. — 144с
- Бобрешое A.M. Оптимизация СВЧ усилителей в условиях действия помех.- В кн.: Проблемы электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. Всесоюзное научно-техническое совещание.- М.: Радио и связь, 1982.-С.73.
- Алгазинов Э.К., Аверина Л. И., Бобрешое A.M. Влияние помех на шумовые параметры входных транзисторных каскадов приёмников СВЧ// Сб. трудов конф. «Направления развития систем и средств радиосвязи» Воронеж — 1996.-С.1163−1165.
- Crosmun A.M., Maas S.A. Minimization of intermodulation distortion in GaAs MESFET small-signal amplifiers// IEEE Trans, on Microwave Theory and Tech. 1989. — v.37, N9. — P.1411−1417.
- Волков E.A., Говорухин Д. Н. Устранение эффекта блокирования в каскадах радиоприемных устройств при минимизации их интермодуляционных искажений//Радиотехника. 1990. — № 4. — С. 27 — 31.
- Малевич И.Ю. Проектирование высоколинейных усилительных трактов с последовательной структурой// Радиотехника. 1999. — № 1. — С.91−93.
- Tsironis С., R. Meierer, Stallman С. Dual-Gate MESFET mixers// IEEE Tran. Microwave Theory Tech. mar. 1984. — v. MTT-32. — P.248−255.
- Tsironis С., R. Meierer. Modeling of single and dual-gate MESFET mixers// Electron. Lett. Jan. 1984. — v.20. — P.97 -98.
- Miles R., Howes M. Large-signal eqvivalent-curcuit Model of a GaAs Dual-Gate MESFET mixer// IEEE Tran. Microwave Theory Tech. may 1985. — v. MTT-33. — P.433 -436.
- Tsironis C., Stahlmann R., Ponse F. A self-oscillating Dual Gate MESFET X-band mixer with 12 dB convertion// Proc. of the 9th European Microwave Conf. -1979.- P.321 -325.
- Kermarrec C., Harrop P., Tsironis C. Monolithic circuits fort 12-Ghz DBS reception//IEE MMIC Symp Dig. 1982.-P.5−10
- Mass S.A. Microwave mixers. Artech House, Norwood. -1986.
- Schellenberg J., Watkinns E.T. EHF Low-noise FET receiver// Microwave J. 1983. — v.26, — N11. — P.91−92, 94, 96, 97−111.
- Tsai W., Paik S., Hewitt B.S. Gregory N., Tanzi P. An X-band dual-gate Fet Up-converter// IEEE MTT-S Int/ Microwave Symp. Dig. -1979 P.459−497.
- Cripps S., Nielsen O., Parcer D., Turner J. An experimental evaluation of X-band mixers using dual-gate GaAs MESFETs //7th Eur. Microwave Conf. -1977. P.101−104.
- Мадарисов M.P., Петров Г. В., Толстой А. И. Полевые транзисторы с двумя затворами Шотки в СВЧпреобразователях частоты и фазы//3арубежнаярадиоэлектроника. 1990. — N.10 — С. 54−68.
- Егудин А.Б., Еленский В. Г., Чкалова О. В. СВЧ полевые транзисторы с двумя затворами Шотки(полевые тетроды)// Зарубежная радиоэлектроника. 1982. — N.6. — С.80−94.
- Данилин В.Н., Кушниренко А. И., Петров Г. В. Аналоговые полупроводниковые схемы СВЧ. М.: Оадио и связь, 1985. — 192 стр.
- Гассанов Л.Г., Липатов А. А., Марков В. В., Манилъченко Н. А. Твердотельные устройства СВЧ диапазона в технике связи. М.: Радио и связь, 1988.- 288 стр.
- Tsironis C., Harrop P. Dual-Gate GaAs MESFET Phase Shifter with Gain at 12 dB// Electron. Lett. Jul 1980.
- Голышко А.В., Соломкин А. В. Малошумящие усилители СВЧ диапазона с регулируемым коэффициентов усиления на полевом транзисторе с двумя затворами Шотки//Техника средств связи. Серия Тех. Радиосвязи. 1990. — С. 98−101.
- Goel J., Wolkstein Н. А 4−8 Ghz Dual-Gate Amplifier// IEEE Int. Solide-State Circuits Conf. 1978. — P.126−127.
- Ahlyren D. Perfomance limitations and synthesis matched droadband unilateral amplifiers using field-effect transistor active elements//Int. J. Electron. 1980. — v.48.- N.6 — P.497−506.
- Mamodaly N., Quentin P., Dueme P., Ogregon J. 100 Mhz to 17 Ghz dual-gate variable gain amplifier// IEEE Tran/ Microvawe Theory and Tech. 1982. — v.30. — N.6. — P.918−919.
- Gary Barbary. UHF preamplifier center on budget dualgate FET// Microwave and RF. 1984. — v.23. — N.2. — P.141, 143−145.
- Sansoni R.A. Low-noise v.h.f. preamplifier// Electron. And Wireless World. 1986. — v.92, — N.1604. -P.39.
- Kennan W. Distributed amplifier using dual-gate GaAs FET. Пат. 4 595 881, США. МКИ H 03 T 3/60, НКИ 330/54.
- Orr Jerry. A stable 2−26.5 GHz two-stage dual-gate distributed MMIC amplifier// IEEE Microwave and Millimeter-Wave Monolithic Circuits Symp. Dig. 1986. — P.19−22.
- Neubauer A., Sporkmann Т., Wolff I. A simple, phisics Based based Dual Gate MESFET Model for CAD Applications in Microwave Frequencies// Proceedings of the 22nd Eur. Microwave Conf. 1992. — P.807−812.
- Schoon M. A novell, bias-depend, small-signall model of the Dual-Gate MESFET// IEEE Tran. On Microwave Theory and Tech. Feb 1984. — v.42. — N.2. — P.212−216.
- Scott J., Minasian R. A simlified microwave model of the GaAs Dual-Gate MESFET// IEEE Tran. On Microwave Theory and Tech. -Marl984. v. MTT-32. — N.3. — P.243−247.
- Tsironis C., Meierer R. DC Characteristics aid Dual-Gate FET analysis// Microwaves. Jul 1981. — P.71−73.
- Tsironis C., Meierer R. Microwave wide-band model of GaAs Dual Gate MESFETs// IEEE Tran. On Microwave Theory and Tech. -Marl982. v. MTT-30. — N.3. — P.243−251.
- Darling R.B. Distributed numerical modeling of Dual-Gate GaAs MESFETs// IEEE Tran. On Microwave Theory and Tech. -Sep 1989. v.37. — N.9. — P. 135 1−1 360.
- Deng W-K., Chu T-H. Elements extraction of GaAs DualGate MESFET small-signal equivalent circuit// IEEE Tran. On Microwave Theory and Tech. Dec 1998. — v.46. — N.12. -P.2383−2390.
- Filicori F., Vannani, Monaco V. Large-signal modelling of Dual-Gate MESFETs// Proc. of the 23rd Eur. Microwave Conf. 1993. — P.458−461.
- Langrez D., Delos E., Salmer G. Accurate extraction of Dual-Gate field-effect transistor parasitic element//Microwave and Optical Tech. Lett. Jun 1995. — v.9. — N.2. — P.91−95.
- Minasian R.A. Modelling DC characteristics of DualGate MESFETs// Proceeding of the IEE. Aug 1983. — N.4. -P.182−186.
- Петров Г. В., Храмов А. В. Нелинейная полевого транзистора с двумя затворами Шоттки// Радиотехника. -1990. N.2. — С.43−46.
- Turner J., Waller A., Kelly Е., Parker. Dual-gate galliumarsenide microwave field-effect transistor// Electron. Lett. -Nov 1971. v.7. — P.661−662.
- Asai S., Murai F., Kodera H. The GaAs dual-gate FET with low noise and wide dynamic range// IEEE Int. Electron Device Conf. Dig. Tech. Papers. 1973. — P.64−67.
- Лабутин В.К. О применении адаптивных регулировок в радиоприемных устройствах// Вопросы радиоэлектроники, сер. 12, 1966, вып. 32, С.3−18.
- Лабутин В.К., Попов Ю. А. Пути реализации адаптивной регулировки чувствительности радиоприемного устройства с помощью бинарного логарифмического аттенюатора// Вопросы радиоэлектроники, серия ОТ, 1969, вып. 15, С.17−23.
- Лабутин В.К., Попов Ю. А. Многоконтурная входная цепь с переменной гальванической связью для адаптивной регулировки чувствительности и избирательности радиоприемного устройства// Вопросы радиоэлектроники, серия ОТ, 1972, вып. 7, С.67−77.
- Алгазинов Э.К., Аверина Л. И., Бобрешое A.M. Коррекция режимов работы транзисторного усилителя в присутствии помех// Сб. трудов конф. «Направления развития систем и средств радиосвязи" — Воронеж 1996.- С.1 166−1 168.
- Алгазинов Э.К., Аверина Л. И., Бобрешов A.M. Оптимизация режима работы транзисторного каскада при наличии помех// Сб. трудов Всерос. конф. «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники» -Таганрог- 1996, — С.105−107.
- Алгазинов Э.К., Аверина Л. И., Бобрешов A.M. Нелинейные режимы в транзисторных усилителях и способы их оптимизации// Сб. трудов Междунар. конф. «Антенно-фидерные устройства, системы и средства радиосвязи"-Воронеж- 1996.- Т.2.- С.307−3 13.
- Алгазинов Э.К., Аверина Л. И., Бобрешов A.M. Проблемы проектирования транзисторных СВЧ усилителей с учётом работы их в нелинейном режиме// Сб. трудов конф. «Радиолокация, навигация и связь" — Воронеж- 1998.- Т.З.-С.1258−1264.
- Алгазинов Э.К., Бобрешов A.M., Иркутский O.A. Повышение эффективности работы входного усилителя в присутствии помех // Материалы IV междунар. науч.-техн. конф. «Радиолокация, навигация и связь». Воронеж, 1998. — Т. 3. — С. 1265 — 1269.
- Алгазинов Э.К., Бобрешов A.M. Теоретический анализ усиления в ЛБВ многочастотного сигнала на фоне шумов// Изв. Вузов Радиоэлектроника. 1981. — N12. — С.3−9.
- Алгазинов Э.К., Нестеренко Ю. Н., Будзинский Ю. А. Характеристики помехозащищенности входногоэлектростатического усилителя// Эл.техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1986. Вып.9(393). — С.17−23.
- Алгазинов Э.К., Бобрешов A.M., Аверина Л. И. Изменение шумов в усилителе на полевом транзисторе в нелинейном режиме//Радиотехника и электроника. 1996. -том. 41. -N11.- С.1386−1389.
- Кобболд Р. Теория и применение полевых транзисторов. -Л.: Энергия. -1975. -304стр.
- Statz Н., Newman P., Smith I., Pucel R., Haus H. GaAs FET device and circuit simulation in SPICE// IEEE Trans. On Electron Devices. 1987. — v.39. — N2. -P.160−169.
- McCamant A., McCormark G., Smith D. An Improved GaAs MESFET models for SPICE// IEEE Trans, on Microwave Theory and Tech. 1990. — v.38. — N6. — P.822−824.
- Van der Ziel A., Takagi K. Improvement in the tetrode FET noise figure by neutralization and tuning// IEEE J. of SolideState Curcuits. -1969. v. SC-4. -N2.- P.170−172.
- Фролов А.В. Обобщённая модель СВЧ-транзистора с барьером Шотки.- В кн.: Нелинейные проблемы полупроводниковой электроники СВЧ. Межвуз.сб.научных трудов, — М.: МГПИ, 1986.- С.55−73.
- Алгазинов Э.К., Аверина Л. И., Бобрешов A.M., Дыбой А. В. Расчёт нелинейной модели полевого СВЧ транзистора на основе его электрофизических параметров// Сб. трудов
- Междунар. конф. «Антенно-фидерные устройства, системы и средства радиосвязи" — Воронеж- 1996.- Т.2.- С.301−306.
- Попов В.П. Основы теории цепей. -М.:Высш.шк., 1985. 496с.
- Богданович Б.М. Нелинейные искажения в приёмно-усилительных устройствах.- М.: Связь, 1980.- 280с.
- Takashi F., Masaky О., Nobuo К. GaAS Dual-Gate MESFETs// IEEE Tran. On Electron Devices. 1978. — v. ED-25. — N6. — P.580−586.
- Богданович Б.М. Радиоприёмные устройства с большим динамическим диапазоном.- М.: Радио и связь, 1984.- 176с.
- Law C.L., Aitchison C.S. Prediction of wideband power performance of MESFET devices using the Volterra series representation// IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Digest, New York.- 1986.- P.487−489.
- Lambrianou G., Aitchison C.S. Power characterisation of a MESFET amplifier using small-signal measurements and Volterra Series// Int. Microwave Symp. Digest, N.Y.- 1985.-P.409−412.
- Gilmore R.J., Rosenbaum F. J, Modelling of nonlinear distortion in GaAs MESFETs// IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Digest, N.Y.- 1984, — P.430−431.
- Rhyne G. W., Steer M.B., Bates B.D. Analysis of nonlinear circuits driven by multi-tone signals using generalized power series// IEEE Int. Symp. Circuits System Digest.- 1987.1. P.903−906.
- Steer M.B., Khan P. J., Tucker R.S. Relationship of Volterra series and generalized power series// Proc. IEEE.- 1983.- N 12.- P.1453−1454.
- Maas S.A. Analysis and optimization of nonlinear microwave circuits by Volterra series analysis// Microwave J.-1990.- N 4.- P.245−251.
- Narayanan S. Transistor Distortion Analysis Using Volterra Series Representation// Bell Syst.Tech.J.- 1967.- v.46, May.- P.991−1024
- Волков E.A. Анализ нелинейных устройств РПТ во временной области// Радиотехника. 1990. — № 5.
- Волков Е.А. Анализ радиоприемных трактов во временной области// Радиотехника. 1990. — № 5. — С. 19−21.
- Nelder J., Mead R. A simplex method for function minimization//The Computer J. 1965. — v.7. -P.308−3 13.
- Pucel R., Haus H., Statz H. Signal and Noise Properties of GaAs Microwave Field-effect Transistors// Advances in Electronics and Electron Physics.- 1975.- v.38.- P.195−265.
- Baechold W. Noise Behavior of GaAs Field-effect Transistor with Short Gate Lenth//IEEE Tran. 1972. — v. ED-19. — N5. — P.674−680.
- Ахманов С.А., Дьяков Ю. Е., Чиркин А. С. Введение в статистическую радиофизику и оптику. М.: Нука, 1981. -640с.
- Современная радиолокация/Под. ред. Ю. В. Кобзарева. -М.:Советское радио. -1969. 704с.
- Алгазинов Э.К., Бобрешов A.M. Коэффициент шума приемника при наличии помех// Радиотехника. 1980. — т. 35. — N.6. — С.35−36.
- Полевые транзисторы на арсениде галлия. Принципы работы и технология изготовления: Пер. с англ./ Под ред. Д. В. Ди Лоренцо, Д. Д. Канделуола.- М.: Радио и связь, 1988.-496с.
- Алгазинов Э.К., Бобрешое А.М, Краеец М. А. Характеристики блокирования входного СВЧ усилителя на двухзатворном полевом транзисторе.// Изв. Вузов Радиоэлектроника. 1999. — N4. — С.70−73.
- Стратонович Г. П. Принципы адаптивного приёма.- М.: Сов. радио, 1973.- 143с.
- Шарапов Ю.И. Преобразование частоты Fn4= Fr- Fc при Fj> Fc и постоянной частоте гетеродина без заданных комбинационных составляющих// Радиотехника. 1997. — № 12. — С.79−83.
- Шарапов Ю.И. Сравнительные характеристики разностных видов преобразования частоты// Радиотехника. 1986. — № 8. — С. 66−70.
- Antognetti P., Massobrio G. Semiconductor device modeling with SPICE. McGraw-Hill, Inc. New York, 1988. — 391 p.
- Родерик Э. X. Контакт металл-полупроводник. M.: Радио и связь, 1982.-208 с.
- Лавренко Е.Ю., Лукьянов А. И. Особенности синтеза цепей согласования диодного смесителя СВЧ с учетом высших гармоник частоты гетеродина// Радиотехника. 1990. — № 1. — С.25−27.
- Петров Г. В. Исследование характеристик смесителей СВЧ диапазона на основе диодов с барьером Шоттки// Микроэлектроника. 1982. — т.11, вып.1. — С. 64−69.
- Мелихов C.B., Кологривов В. А. Метод анализа и расчета широкополосного преобразователя частоты в режиме сильных гармонических воздействий//Радиотехника. 1999. — № 1. — С.38−45.
- Волков Е.А. Расчет нелинейных искажений в несимметричных балансных преобразователях частоты// Радиотехника. 1979. — № 7.
- Сбитнев Ю.П. Интермодуляционные свойства двухканальных усилителей. Радиотехника. — 1989. — № 8. — С. 94−97.
- Dreifuss J., Madjar A., Bar-Lev A. New method for the analysis of dualgate MESFET mixers// IEEE Proceedings. Feb 1987, — v. 134, Pt. H, — N1. -P.11−15.
- Chen T-H., Kumar M. Dual-Gate GaAs FET: A Versatile Circuit Component for MMICs//Microwave J. Jun. 1989. — P.125−135.
- Chen D.R. DBS high volume market for GaAs MMICs// Microwave J. -Feb. 1989.-v.26-P.116.
- Fu M., Gupta K. Device and circuit modeling for 3.5−6.5 GaAs Monolithic Dual-Gate FET switch Module// Comsat Technical Review. -1989. v. 19. — N1. -P.123−143.
- Wern D.W., Shelton C.T. Advanced UHF Receiver Development//RCA Engineer, 1973. — V.19-N3.-P.75−81.
- R. Goyal. Monolithic microwave integrated circuits//Artech House, Norwood. 1989.
- Kermarrec C., Harrop P., Tsironus C., Faguet J. Monolithic circuits for 12Ghz DBS reception// in IEEE MMIC Symp. Dig. 1982. — P.5−10.