Исследование и разработка диодных СВЧ преобразователей частоты тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.07, кандидат технических наук Мирзаев, Зайнудин Нурмагомедович

• Мирзаев, Зайнудин Нурмагомедович
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Мирзаев, Зайнудин Нурмагомедович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УРОВЕНЬ ТЕХНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ СВЧ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

1.1 Особенности применения микрополосковых диодных преобразователей частоты в аппаратуре СВЧ диапазона

1.2 Анализ методов расчета и проектирования схем и конструкций СВЧ преобразователей частоты

1.2.1 Смесители

1.2.2 Умножители частоты

1.2.3 Многофункциональные преобразователи частоты

1.3 Вопросы автоматизации проектирования СВЧ преобразователей частоты

1.4 Выводы - задачи исследования

ГЛАВА 2 РАСЧЕТ И АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВЧ СМЕСИТЕЛЕЙ

2.1 Смесители проходного типа

2.2 Смесители с диплексером

2.3 Анализ результатов расчёта смесителей

2.4 Выводы

ГЛАВА 3 РАСЧЕТ И АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВЧ

УМНОЖИТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

3.1 Балансный удвоитель частоты на ДБШ

3.2 Балансный утроитель частоты на ДБШ

3.3 Выводы

ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МИКРОПОЛОСКОВЫХ ДИОДНЫХ СВЧ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

4.1 Смесители проходного типа, смесители с диплексером

4.2 Удвоители частоты на ДБШ

4.3 Утроители частоты на ДБШ

4.4 Многофункциональные ГИС на базе умножителей частоты

4.4.1 Умножитель частоты 0,5-16 ГГц

4.4.2 Умножитель частоты на 32 ГГц, 48 ГГц, 44 ГГц

4.5 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ Результаты расчета и оптимизации смесителей различных диапазонов

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка диодных СВЧ преобразователей частоты»

ВВЕДЕНИЕ

В технике измерений на СВЧ постоянно повышаются требования к радиоизмерительной аппаратуре. Необходима высокая точность, освоение более высоких частот, широкополосность и быстродействие. В последние годы благодаря развитию преобразователей частоты разрабатываются новые СВЧ устройства.

Преобразователи частоты это входные приемные устройства, преобразующие спектр частот СВЧ сигналов в сравнительно низкочастотный диапазон промежуточных частот, или выходные устройства, преобразующие информационные сигналы из низкочастотной области в СВЧ диапазон для передачи к измеряемому объекту.

Наибольшее распространение получили диодные преобразователи частоты. До настоящего времени они являются основным типом преобразователей частоты в радиоприемных устройствах (РПУ) и аппаратуре см- и мм-диапазонов длин волн благодаря меньшему уровню шумов и более высокому быстродействию по сравнению, например, с транзисторными преобразователями.

Из всего многообразия диодных преобразователей частоты, в настоящей работе рассматриваются следующие устройства: смесители, умножители частоты и многофункциональные преобразователи частоты. Эти устройства позволяют расширить частотный диапазон, увеличить широкополосность, повысить чувствительность, расширить динамический диапазон аппаратуры, которые способствуют дальнейшему прогрессу в совершенствовании техники средств связи, в исследованиях и разработках элементов полупроводниковой электроники, в технике антенных измерений, в разработках аппаратуры СВЧ диапазона.

Использование смесителей для супергетеродинных приемников диапазона СВЧ позволяет получать характерные промежуточные частоты 20.. ..300

МГц, однако в отдельных современных приемниках используется двух- или трехкратное преобразование частоты и первая промежуточная частота может достигать 1.. .2 ГГц и выше (в приемниках диапазона миллиметровых волн).

К смесителям предъявляются следующие требования: высокая чувствительность устройства (определяющая обнаружительную способность приемника), характеризующаяся малой величиной коэффициента шума, что соответственно требует минимальных потерь преобразования смесителя и собственных шумов входящих активных элементов; широкая полоса рабочих частот, которая в основном зависит от конструкции смесителя; хорошее подавление ложного сигнала по зеркальному каналу, а также комбинационных составляющих частотного спектра, что в свою очередь также требует большой развязки между полюсами; большой динамический диапазон принимаемых сигналов, характеризуемый как активными элементами, так и схемным построением смесителя; относительно низкая требуемая мощность гетеродина, которая определяется как качеством диодов, режимом их работы, так и конструктивным исполнением смесителя. Таким образом, выполнение требований зависит от качества выбранных активных элементов, режимов их работы, схемных и конструктивных построений.

Основные принципы построения умножителей частоты остаются, конечно, справедливыми и в СВЧ диапазоне. Однако способы их реализации специфичны для этого диапазона и могут заметно варьировать для дециметровой, сантиметровой и миллиметровой областей.

Энергия входного и выходного колебаний передается с помощью соответствующих линий передачи; фильтрация колебаний выполняется СВЧ резонаторами — коаксиальными, волноводными и другими. Для согласования импедансов также используются специальные согласующие СВЧ устройства.

Выбор линий передачи, резонаторов, типа варактора, согласующих устройств и способов размещения варактора в системе - таковы основные факторы, характеризующие конкретный умножитель.

Использование многофункциональных преобразователей частоты,

объединяющих различные функциональные элементы, позволяет существенно уменьшить габариты и массу радиоаппаратуры, снизить электропотребление, повысить надежность и улучшить технические характеристики. Круг задач, решаемых с применением комплексированных устройств сантиметрового (см-) и миллиметрового (мм-) диапазонов длин волн быстро расширяется. Это - создание синтезированных гетеродинов и широкополосных источников сигналов с быстрой перестройкой частоты, преобразователей частоты - входных каскадов радиоприемных устройств (РПУ) и аппаратуре СВЧ диапазона, приемо-передающих модулей в системах радиосвязи и т.д. При разработке многофункциональных устройств возникает ряд сложных технических задач, связанных с оптимальным выбором структурной схемы, тщательной отработкой конструкции для исключения взаимного паразитного влияния различных элементов, с обеспечением максимального количества функциональных возможностей и универсальности для различных применений. Максимальный эффект от использования многофункциональных СВЧ устройств связан с их внедрением в РЭА массового производства: системы радиосвязи, радиолокации, навигации, аппаратура СВЧ диапазона.

Для многих применений требуются преобразователи частоты с очень высокими (уникальными) характеристиками, которые не регламентируются и не выпускаются ни в России, ни за рубежом. Например, подавление паразитных составляющих в спектре выходного сигнала широкополосных (с перекрытием октава) утроителей частоты не менее 35-40дБс.

Для достижения этих требований и улучшения характеристик новых разрабатываемых устройств требуются все более новые и нестандартные подходы к методике проектирования диодных СВЧ преобразователей частоты различных типов и конструкций.

Существующие автоматизированные методы расчета и проектирования СВЧ устройств часто в силу конструктивно-технологических особенностей,

непригодны. Требуется их доработка (адаптация) под конкретную задачу. Таким образом задача теоретического и экспериментального исследования и проектирования преобразователей частоты с повышенными техническими характеристиками, решению которой посвящена настоящая диссертационная работа, актуальна.

Качественный скачок в повышении характеристик преобразователей частоты и аппаратуры СВЧ диапазона, например, расширение верхней границы рабочего диапазона частот с единиц до сотен гигагерц, уменьшение в несколько раз габаритов и массы невозможен без перехода на новую элементную базу, применения новых типов линий передачи и их соединений, внедрения новых технологий в проектирование и производство, использования новых принципов преобразования частоты.

Основы теории и методов расчета преобразователей частоты разработаны в конце 50-х годов [1-6], но и сегодня по вопросам анализа, расчета и автоматизированного проектирования преобразователей публикуется большое количество работ [7-12], что свидетельствует об их актуальности, и связано с тенденциями расширения диапазона частот, использованием новой элементной базы, новых конструктивно-технологических решений в проектировании преобразователей.

Вопросы анализа и расчета простейших схем умножителей частоты (УЧ) см-диапазона на различных нелинейных элементах сегодня представлены в обширной литературе [19, 61-63, 84-100]. Однако, несмотря на обилие различных методов (аналитических и машинных) анализа умножителей частоты СВЧ диапазона, задача их проектирования, как отмечается в монографии И.Х. Ризкина [84], достаточно сложна, обычно решается итеративно, и важную роль играют экспериментальные исследования и практическая «доводка» реализованной схемы.

Актуальность развития технологии СВЧ схем определяется тем, что их использование позволяет значительно улучшить качественные характери-

стики радиоэлектронных систем гражданского и военного назначения.

Помимо сложных технологических проблем, создание СВЧ преобразователей частоты требует также решения задач проектирования аппаратуры СВЧ диапазона. В частности, важнейшей проблемой, с которой сталкивается разработчик, является точность моделирования СВЧ схем в заданном частотном диапазоне. Для этого в распоряжение пользователя должны быть предоставлены достаточно точные модели элементов, отражающие особенности технологии, используемой при изготовлении устройств.

К сожалению, существующие САПР СВЧ цепей в недостаточной степени снабжены моделями элементов. Поэтому при разработке СВЧ схем требуется организация серьезной работы, направленной на создание библиотек моделей элементов с учетом конкретной технологии изготовителя. Эта работа связана с выбором типов моделей, подбором их параметров и верификацией в необходимом частотном диапазоне. При разработке отечественной технологии изготовления СВЧ схем такие библиотеки требуется создать заново.

Другой важнейшей проблемой является выбор (синтез) принципиальной схемы СВЧ схем, удовлетворяющей поставленным требованиям. Решение этой задачи требует очень квалифицированных кадров, так как проектировщик должен обладать знаниями в области схемотехники, СВЧ техники. В настоящее время выбор схемы осуществляется наиболее часто на основе опыта разработчика, применения упрощенных инженерных методик расчета, методом проб и ошибок и т.д. это делает процесс проектирования СВЧ схем длительным и трудоемким.

Перспективным путем для решения задачи выбора (поиска) схемных решений является использование методов и программ синтеза. К сожалению, существующие программы не позволяют осуществить синтез СВЧ цепей непосредственно на элементах. Проблема состоит в том, что известные методы синтеза и расчета цепей приводят к схемам, содержащим идеальные пассивные элементы. Однако реальные элементы обладают потерями

и паразитными параметрами, изменяющими характеристики.

Естественно, построение моделей элементов может быть осуществлено только после того, как отработана технология изготовления элементов и проведены их измерения.

Однако в настоящее время технология изготовления СВЧ схем находится в стадии отработки, не для всех типов элементов технологические процессы в достаточной степени отработаны и стабильны. Поэтому вопросы построения моделей конкретных типов элементов СВЧ схем, выполняемых по технологии предприятий, в настоящей работе решались по мере того, как внедрялась и отрабатывалась технология их изготовления.

В то же время многие проблемы, относящиеся к данной работе, не связаны с особенностями конкретной технологии. К ним относятся, в частности, разработка методик и алгоритмов для получения математических моделей элементов, для повышения эффективности моделирования и оптимизации СВЧ схем, разработка алгоритмов и программного обеспечения для структурного синтеза СВЧ схем и др.

Для сокращения времени указанные вопросы целесообразно решать параллельно с работой по построению моделей элементов по технологии предприятий. Проверку разработанных методик, алгоритмов и программ можно проводить на примере уже отработанных технологий изготовления СВЧ схем, по которым имеется достаточная информация. После создания библиотек моделей элементов, изготавливаемых на базе предприятий, указанные методики и программы могут быть применены для проектирования отечественных СВЧ схем.

Приоритетной целью диссертационной работы является разработка диодных СВЧ преобразователей частоты с повышенными техническими характеристиками, обеспечивающих расширение верхней границы рабочего диапазона частот с единиц до сотен гигагерц, уменьшение в несколько раз габа-

ритов и массы, низкую себестоимость, компактность и простоту производства устройств.

Цель диссертационной работы - разработка автоматизированных методов проектирования диодных СВЧ преобразователей частоты. Исследование и разработка новых СВЧ устройств с повышенными техническими характеристиками на основе этих методов.

Цель диссертационной работы была достигнута решением следующих

задач:

1) Сравнительный анализ методов расчета и проектирования диодных СВЧ преобразователей частоты и оценка возможности их использования с см и мм диапазонах.

2) Адаптация автоматизированных методов проектирования для решения задач проектирования преобразователей с высокими характеристиками.

3) Моделирование характеристик диодных СВЧ преобразователей частоты, выполненных на основе сочленений различных видов линий передачи.

4) Экспериментальная верификация характеристик разработанных устройств.

Научная новизна работы:

1) Разработаны оригинальные математические модели широкополосных балансных удвоителей и утроителей частоты см- и мм- диапазонов на основе современных программ моделирования СВЧ устройств. Указанные модели построены с учетом фильтрующих и резонансных свойств волнове-дущих структур, которые позволяют определить основные характеристики умножителей (потери преобразования, входные и выходные импедансы, уровни подавления паразитных сигналов).

2) Разработаны новые модели смесителей на основе современных программ моделирования СВЧ устройств, позволяющие определить основные характеристики смесителей проходного типа и смесителей с диплексером

(потери преобразования, неравномерность потерь преобразования, ослабление побочных каналов приёма, нелинейные искажения)

3) Предложены, оптимизированы и разработаны структуры комплекси-рованных многофункциональных преобразователей в виде ГИС СВЧ, обеспечивающие повышенные характеристики аппаратуры СВЧ.

4) Предложены и исследованы оригинальные структуры малогабаритных, широкополосных диодных СВЧ преобразователей частоты, выполненные на основе сочленений различных видов линий передачи, дающие возможность работы в сантиметровом и миллиметровом диапазонах.

Основные методы исследования:

а) Теоретические: методы теории цепей, компьютерное моделирование.

б) Экспериментальные

Научные положения, выносимые на защиту:

1 ) Хорошую точность проектирования широкодиапазонных преобразователей частоты можно получить лишь при проектировании их как комплек-сированных устройств, при одновременном учете характеристик фильтрующих и нелинейных элементов.

2) Для преобразователей СВЧ сигнала на основной частоте гетеродина в диапазон частот 18 ГГц и выше целесообразно использование схемы балансных смесителей, где для передачи сигналов используются комбинации пар волноводных, щелевых, копланарных и других микрополосковых линий, в которых силовые линии электромагнитных полей имеют ортогональную ориентацию.

3) Выполнение умножителя частоты в виде сочленений двух линий передачи: входной - копланарного волновода и выходной - fine-line, имеющей плавный или ступенчатый переход на волноводный тракт позволяет получить высокое подавление паразитных составляющих в спектре выходного сигнала.

4) Общие принципы выбора оптимальных конструкций широкополосных умножителей частоты, которые позволяют получить СВЧ устройства с повышенными характеристиками должны учитывать:

- требование ортогональности полей входного и выходного сигналов (при возможности);

- возможную простоту реализации фильтров и согласующих цепей;

- максимально простую и широкополосную связь умножительного узла с входным и выходным трактами;

- возможность и простоту настройки.

5) Новые, высокоэффективные методы проектирования базовых мик-рополосковых и волноводно-микрополосковых конструкций преобразователей СВЧ, основанные на комплексном использовании результатов аналитических, автоматизированных и экспериментальных исследований.

Практическая значимость результатов работы;

1) Предложенные в работе методы проектирования могут быть использованы для разработки базовых микрополосковых и волноводно- микропо-лосковых конструкций диодных СВЧ преобразователей частоты.

2) Разработанные методы и модели широкополосных преобразователей частоты позволяют на основании паспортных данных на умножительные и смесительные диоды, по заданным требованиям к диапазону и полосе частот, коэффициенту умножения по частоте и уровню входной мощности рассчитывать все основные характеристики диодных СВЧ преобразователей частоты во временной и частотной областях.

3) Применение предложенных методов и алгоритмов позволяет повысить качество и существенно сократить сроки проектирования диодных преобразователей частоты с повышенными техническими характеристиками.

Апробация работы;

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

На Всероссийских НТК:

«Исследование, разработка и применение средств радиоэлектроники, телекоммуникаций и информационных систем в промышленности», Махачкала, ДГТУ, 2011;

«Средства радиоэлектроники, телекоммуникаций, информационных систем и их применение», Махачкала, ДГТУ, 2012;

На республиканских НТК:

«XXVIII итоговая научно-техническая конференция ДГТУ. Технические науки» (Махачкала ДГТУ, 2007);

«XXIX итоговая научно-техническая конференция ДГТУ. Технические науки» (Махачкала ДГТУ, 2008);

«XXX итоговая научно-техническая конференция ДГТУ. Технические науки» (Махачкала ДГТУ, 2009);

«XXXII итоговая научно-техническая конференция ДГТУ. Технические науки» (Махачкала ДГТУ, 2011);

Публикации: Основные теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 20 статьях и докладах, среди которых 6 статей в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в действующем перечне ВАК, 3 публикации в сборнике научных трудов, 11 работ в материалах Всероссийских и республиканских научно-технических конференций.

Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 128 наименований. Объем диссертации составляет 156 страниц, включая 136 страниц основного текста, 35 рисунков и 14 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Антенны, СВЧ устройства и их технологии», Мирзаев, Зайнудин Нурмагомедович

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. Разработан общий подход к проектированию СВЧ преобразователей частоты, основанный на сочетании аналитических, автоматизированных и экспериментальных методов исследования.

2. Проанализированы схемы широкополосных балансных удвоителей и утроителей частоты см- и мм- диапазонов на ДБШ, получены модели, позволяющие определить основные характеристики: потери преобразования, входные и выходные импедансы, уровни подавления паразитных сигналов, которые составляют основу для расчета согласующих цепей и оптимального проектирования СВЧ устройств.

3. На основе результатов анализа предложены и разработаны методы расчета с использованием современных программных продуктов и проектирования широкополосных преобразователей СВЧ, реализующие их повышенные технические характеристики, соответствующие современным требо

Т> ПТТ1ГП1 Я * оапитт,

- базовых микрополосковых конструкций смесителей сантиметрового диапазона;

- широкополосных микрополосковых умножителей частоты сантиметрового и мм диапазонов на ДБШ;

- многофункциональных преобразователей частоты.

4. Разработана широкая номенклатура базовых СВЧ узлов сантиметрового и миллиметрового диапазонов:

- смесителей, как комплексированных устройств, содержащих полосовые фильтры в каналах на диапазоны частот 18-26 ГГц, 26-38 ГГц, 37-42 ГГц, обеспечивающих достаточно малые потери преобразования ~ 6-8 дБ при низком уровне мощностей гетеродина Р ~ 5-7 дБм; г

- широкополосные (10 - 46%) удвоители и утроители частоты на ДБШ в общем диапазоне частот 4-40 ГГц с потерями 13-18 дБ;

5. Предложены, оптимизированы и разработаны структуры комплексированных многофункциональных преобразователей в виде ГИС СВЧ новой узловой элементной базы - для реализации аппаратуры СВЧ диапазона с повышенными техническими характеристиками.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведено теоретическое и экспериментальное исследование, в результате которого развиты методы проектирования СВЧ устройств с преобразованием частоты на базе программ схемотехнического моделирования, и разработан широкий класс СВЧ преобразователей частоты, обеспечивающих повышение технических характеристик и расширение диапазона частот твердотельной радиоэлектронной аппаратуры общего и специального назначения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Мирзаев, Зайнудин Нурмагомедович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андронов A.A., Витт А А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. - М.: Физма-тгиз, 1959, изд.2-е, перераб. и доп. -915 с.

2. Manly J.W., Rowe Н.Е. "Some general properties of nonlinear elements. General energy relations". - Proc. JRE, 195 6, v. 44, №7, pp. 904-913.

3. Боголюбов H.H., Митропольский Ю.А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. - М.: Физматгиз, 1959.-408 с.

4. Гоноровский И.С. Радиосигналы и переходные явления в радиоцепях. — М.: Связь-издат, 1959.-326 с.

5. Бруевич А.Н. Спектры в умножителях частоты. - «Радиотехника и электроника», 1962, т.7,№7, с.1082-1090.

6. Харкевич A.A. Нелинейные и параметрические явления в радиотехнике. — М.: Гос-техиздат, 1956. - 184 с.

7.Уткин Г.М., Благовещенский М.В., Жуховицкая В.П. и др. Проектирование радиопередающих устройств СВЧ. Учебн. пособие для ВУЗов. Под ред. Г.М. Уткина. — М.: Сов. радио, 1979.-320 с.

8. Данилов Л.В., Матханов П.Н., Филлипов Е.С. Теория нелинейных электрических цепей. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отд-е, 1990. - 256 с.

9. Калабеков Б.А., Лапидус В.Ю., Малафеев В.М. Методы автоматизированного расчета электронных схем в технике связи: Учебн. пособие для ВУЗов. -М.: Радио и связь, 1990.-272 с.

10. Гассанов Л.Г., Липатов A.A., Марков В.В., Могильченко H.A. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи. М.: Радио и связь, 1988. - 288 с.

11. Розанов Б.А., Розанов СБ. Приемники миллиметровых волн. - М.: Радио и связь, 1989.-168 с.

12. Maas S.A. Nonlinear Microwave circuits. 1988. - 480 p.

13. Буторин Е.Н., Корж В.И., Крушгаа Е.Б. О времени восстановления обратной проводимости умножительных диодов.- Радиотехника, 1972, т. 27, № 6, с.65-68.

14. Коаксиальные, волноводные и оптические устройства -Каталог ННИПИ «Кварц», Н. Новгород, 2002 г.

15. 18 to 40 GHz High Performance Integrated Block Converters. Microwave Journal. June, 1991, pp. 158-164.

16. Мирзаев 3.H., Щитов A.M., Гусейнов M.С. Широкополосный балансный удвоитель частоты миллиметрового диапазона (26-40 ГГц) // Вестник Воронежского государственного технического университета . - 2012. -Т.8, № 12. -С. 119-122.

17. Щитов A.M., Мирзаев З.Н., Исаев М.Д. Расчет и проектирование смесителя проходного типа 18-26 ГГц // Вестник Воронежского государственного технического университета . -Воронеж: ВГТУ, 2010. -Т.6, № 11. -С. 119-122.

18. Валиев К.А., Пашинцев Ю.И., Петров Г.В. Применение контакта металл -полупроводник в электронике. М. : Радио и связь. 1981. 304 с.

19. Millimeter-wave multipliers rely on Diode Integrated Circuits in finline structures for high output power. RF and Microwave Measurement Symposium and. Exhibition. - Hewlett-Packard, 1985, April.

20. Стародубровский P.K., Береснева Г.М. Полосовые фильтры и фильтры нижних частот миллиметровых диапазонов волн. - Радиоизмерения и электроника, 2001, № 9, с. 17-19.

21. Малорацкий Л.Г. Микроминиатюризация элементов и устройств СВЧ.-М.: Сов. Радио, 1976. -216 с.

22. Щитов A.M. СВЧ умножители частоты высокой кратности. - В кн. Тезисы докладов и сообщений I Международной НТК «Физика и технические приложения волновых процессов», т. 1, Самара, 2001, с. 176.

23. Мирзаев З.Н., Щитов A.M., Комягин Р.В. Широкополосный умножитель частоты 4-6,4/12-19,2 ГГц // Наука и образование (МГТУ им. Н.Э. Баумана) (электронный журнал), 2012. № 12. -С. 70-76.

24. Гусейнов М.С., Мирзаев З.Н., Щитов A.M. Расчет широкополосного по-лосно-пропускающего фильтра (12-19,2 ГГц) с короткозамкнутыми четвертьволновыми шлейфами // Вестник Дагестанского государственного технического университета. - Махачкала: ДГТУ, 2012. -№22. - С. 18-23.

25. Яковенко В.А., Голощапов Ю.В. Алгоритм расчета конструкции мик-рополосковых согласующих цепей СВЧ. Радиотехника, 1987, № 6, с. 7376.

26. Яковенко В.А. Аналитический расчет согласующих цепей лестничной структуры. Электронный журнал "Исследовано в России", 276, стр. 2661 -2666, 2006. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/276.pdf

27. Мирзаев З.Н., Щитов A.M., Тагилаев А.Р. Многофункциональные СВЧ преобразователи частоты // Вестник Дагестанского государственного технического университета. - Махачкала: ДГТУ, 2010. -№18. - С. 14-20.

28. Тагилаев А.Р., Исаев М.Д., Мирзаев З.Н. Высокочастотный балансный модулятор с высоким подавлением несущей частоты // Радиотехника, 2011, № 10, С. 45-47.

29. Гусейнов М.С., Мирзаев З.Н. Широкополосный балансный умножитель частоты на связанных микрополосковых линиях передачи // Вестник Дагестанского государственного технического университета. - Махачкала: ДГТУ,

оа1 л о _ п 7,1 1

j1-17. v^. /il.

30. Ефремов Ю.Г., Кондратенко В.Н., Солганик Б. Д. Подавление комбинационных составляющих частотного спектра балансного смесителя на диодах Шоттки.— Радиотехника и электроника, 1977, № 8, с. 1745—1747.

31. Harmonie (Comb) Generators 0.1-50 GHz. Microwave Journal, May, 2000, p. 398.

32. Панков C.B., Стародубровский P.K., Щитов A.M. Волноводные смесители

миллиметрового диапазона// Радиоизмерения и электроника. ННИПИ «Кварц», вып. 9, 2001, с. 32-39.

33. Мирзаев З.Н., Исаев М.Д. Расчет параметров микрополосковых полосовых фильтров на связанных линиях // Сборник научных трудов кафедры микроэлектроники.- Махачкала: тип. ИП Тагиева Р.Х., 2011. - Вып.1. - С.36-40.

34. Мирзаев З.Н., Гусейнов М.С. Расчет элементов широкополосной согласующей цепи в диапазоне 4-6,4 ГГц (статья) // Средства радиоэлектроники, телекоммуникаций, информационных систем и их применение: матер. В серое. науч.-тех. конф. - Махачкала: ДГТУ, 2012. - С. 183-187.

35. Мирзаев З.Н., Гусейнов М.С. Расчет широкополосных согласующих цепей лестничной структуры (статья) // Средства радиоэлектроники, телекоммуникаций, информационных систем и их применение: матер. Всерос. науч.-тех. конф. - Махачкала: ДГТУ, 2012. - С. 163-166.

36. Мирзаев З.Н., Салихов Ш.М. Моделирование копланарно-полоскового перехода в программе HFSS // Сборник докладов XXXII итоговой научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ. - Махачкала ДГТУ, 2011. - 4.1. - С. 274-275.

37. Мирзаев З.Н., Гусейнов М.С. Моделирование утроителя частоты в диапазоне 4-6,4 ГГц // Сборник докладов XXXII итоговой научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ. -Махачкала ДГТУ, 2011. - Ч. 1. - С. 270-271.

38. Щитов A.M. Диодные умножители частоты.// Радиоизмерения и электроника. ННИПИ «Кварц», вып. 9, 2001, с. 41-46.

39. Вальд-Перлов В.М. Анализ умножителя частоты на нелинейной емкости. Полупроводниковые приборы и их применение. / Под ред. Я.А. Федотова. -М: Советское радио, 1964. - Вып. 11. - С. 59-70.

40. Каганов В.И. СВЧ полупроводниковые передатчики. - М.: Радио и связь, 1981.-400 с.

41. Яковенко В.А., Машарский Е.И. Расчет режимов полупроводниковых диодов в умножителях частоты. - Новосибирск: Изд-во НЭТИ, 1980. -102 с.

42. Мирзаев З.Н., Касаткина Е.Г. Расчет параметров связанных микрополос-ковых линий, используемых в варакторных умножителях частоты (статья) // Исследование, разработка и применение средств радиоэлектроники, телекоммуникаций и информационных систем в промышленности: матер. Всерос. науч.-тех. конф. - Махачкала: ДГТУ, 2011. - С. 272-274.

43. Kruiskamp W. and Leenaerts D. DARWIN: CMOS opamp synthesis by means of a genetic algorithm // in Proc. 23rd Design Automation Conf.: Association for Computing Machinery. - 1995. - pp. 433-438.

44. Матей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. -4.1/ Пер. с англ.; Под ред. Л.В. Алексеева и Ф.В.Кушнира. - М.: Связь, 1971.439 с.

45. Матей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи. -4.2/ Пер. с англ.; Под ред. Л.В. Алексеева и Ф.В.Кушнира. - М.: Связь, 1971.496 с.

46. Щитов A.M. Многофункциональные комплексированные устройства мм диапазона.// Радиоизмерения и электроника. ННИПИ «Кварц», вып. 9, 2001, с. 49-54.

47. А 20 to 32 GHz GaAs MMIC Receiver.// Microwave Journal, December, 2001, p. 104-109.

48. Щитов A.M. Диодные преобразователи частоты СВЧ и КВЧ диапазонов. // Радиоизмерения и электроника, 1994, вып. 3, с. 15-21.

49. Пильдон В.И., Визель А.А. Полупроводниковые диоды для умножения частоты. - В кн.: Полупроводноковые приборы и их применение. Под ред. Я.А. Федотова. - М.: Сов. радио, 1970, вып.23, с.82-108.

50. Millimeter Wave Components. - Microwave Journal, № 12,1999, p. 131.

51. Gibson S.R. "MM-Wave Concerns Influence Antenna Test Setups". - Microwaves and RF, March 1992, pp. 129-133.

52. Mantovani F. "Active MESFET multipliers solve low signal levels". - Microwaves and RF, August 1984, pp. 129-131.

53. Takcnaka Т., Ogawa H. "An Ultra-Wideband MMIC Balanced Frequency Doubler Using Line-Unified HEMTs". - IEEE Transactions on MTT, 1992, vol. 40, № 10.

54. Каталог ф. United Monolithic Semiconductors.

55. Гамзаев А.Г., Мирзаев З.Н. Расчет параметров ФНЧ на полосковых линиях. (тезисы). Сборник тезисов докладов XXXII итоговой научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ. -Махачкала ДГТУ, 2011. - Ч. 1. - С. 274-275.

56. Ханмагомедов Т.З., Мирзаев З.Н. Согласующие СВЧ электрические цепи, (тезисы). Сборник тезисов докладов XXXII итоговой научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ. -Махачкала ДГТУ, 2011. - 4.1. - С. 274-275.

57. Чупров И.И., Косухин А.А., Ульянычевене М.-Л.П. СВЧ фильтры с переключаемой полосой пропускания. - Техника средств связи, сер. РИТ, вып. 4, 1976, с. 84-89.

58.Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств Под ред. В.И. Вольмана. -М.: Радио и связь, 1982.-328

59. Клич С.М. Проектирование СВЧ устройств радиолокационных приемников. М. : Сов. радио, 1973. 320 с.

60. Клич С.М., Николаев А.Л. Расчет степени подавления гармоник разностной частоты в балансном смесителе СВЧ.— Радиотехника и электроника, 1976, № 8, с. 1675—1682.

61. Harmonic Generation using Step Recovery Diodes and SRD Modules. Application Note 920. Hewlett-Packard Journal.

62. Pulse and Waveform Generation with Step Recovery Diodes. Application Note 918. Hewlett-Packard Journal.

63. Moll J.L., Hamilton S.A. "Physical Modeling of the Step Recovery Diode for Pulse and Harmonic Generation Circuits". - PIEEE, 1969, vol.57, № 7.

64. Щитов A.M., Серебряков A.E. Широкополосные умножители частоты миллиметрового диапазона (26,5-110 ГГц). // Вестник ВВО АТН РФ, серия Высокие технологии в радиоэлектронике, 1997, № 1 (3), с. 91-96.

65. Лобенстейн X. Номограмма для расчета значений комбинационных частот.— Электроника, 1973, № 16, с. 62—65.

66. Microwave Journal, 12, 2002

67. Microwave Office, Applied Wave Research, Inc.. [электронный ресурс], -режим доступа: htpp://www.appwave.com.

68. Сысоев И.В. Расчет полосковых фильтров - М.: ГУ НПО «Специальная техника и связь», 2003. - 124 с.

69. Карпуков Л. М. Метод расчета микроволновых ступенчатых фильтров на соразмерных отрезках линий / Л. М. Карпуков, Р.Ю. Корольков // Радіоелектроніка, інформатика, управління. - 2008. - № 1. - С. 13-16.

70. Дьяконов В. MATHCAD 2001: Специальный справочник, - СПб.: Питер, 2002. -832 с.

71. Разевиг В.Д., Потапов Ю.В., Курушин A.A. Проектирование СВЧ устройств с помощью Microwave Office. Под ред. В.Д. Разевига. - М.: СО-ЛОН-Пресс, 2003. - 496 с.

72. Буторин E.H., Писарев Б.В. Формирующая линия с СВЧ варакторными диодами в качестве нелинейных конденсаторов. - В кн.: Нано- и пикосекунд-ная импульсная техника: Тез. докл. 4-го Всес. симпозиума, Горький, 1979, С.44.

73. Агаханян Т.М. Основы транзисторной электроники.- М.: Энергия, 1974,-256с.

74. Тхорик Ю.А. Переходные процессы в импульсных полупроводниковых диодах. - Киев: Техника, 1966.-244с.

75. Еремин С.А., Мокеев O.K., Носов Ю.Р. Полупроводниковые диоды

с накоплением заряда и их применение. - М.: Сов. Радио, 1966,- 152с.

76. Джонстон Р.Г., Бутройд А.Р. Умножители частоты на нелинейных элементах с накоплением заряда// Тр. ин-та инженеров по электротехнике и радиоэлектронике: Пер. с англ.-1968.-Т.56, № 2,-, С.36-46.

77. Johnston R.H., Optimized Frequency Multipliers Using an Ideal Step-Recovery Diode without Idlers// Electronics Letters. -Vol. 5, № 7, P. 136-137.

80. Schunemann K. Theerie der Frequenzvervielfacher mit Speicher - diode// AEU.-1970.- Bd 24,H. 6.- S. 269-282.

78. Гупта К., Гардж P., Чадха P. Машинное проектирование СВЧ устройств: Пер. с англ.- М.: Радио и связь, 1987. - 432 с.

79. Пат. 3512090 (США).

80. Микроэлектронные устройства СВЧ/ Н.Т. Бова, Ю.Г. Ефремов, В.В. Конин и др. К.: Техника, 1984.—184с., ил.—Библиогр.: с. 177—182.

81. Петров Г.В., Седлецкий В.Б. Интегральные схемы диодных смесителей СВЧ диапазона — Зарубеж. электрон, техника, 1975. № 19. с. 3—38.

82. Rodwell М. J. W., Komegawa М., Yu R.,... "GaAs Nonlinear Transmission Lines for Picosecond Pulse Generation and Millimeter-Wave Sampling." IEEE Transactions on MTT, v. 39, №7, July 1991, p.p. 1194-1204.

83. Проектирование радиоприемных устройств/ Под ред. А.П. Сиверса М. : Сов. радио, 1976. 485 с.

84. Ризкин И.Х. Умножители и делители частоты. - М.: Связь, 1976. - 326 с.

85. Бруевич А.Н. Расчет варакторных умножителей на ЦВМ. - Радиотехника и электроника, 1975,№8,с.1634-1645.

86. Хотунцев Ю.Л. Полупроводниковые СВЧ устройства. - М.: Связь, 1978. -256с.

87 Жаботинский М.Е., Свердлов Ю.Л. Основы теории и техники умножения частоты. -М.: Сов. радио,. 1964,327 с.

88 Григулевич В.И., Иммореев И.Я. Радиоимпульсное преобразование частоты. М.:Сов. радио, 1966, 335 с.

89. Burckhardt C.B. "Analysis of varactor frequency multipliers for arbitrary capacitance variation and drive level." - Bell System Tech. J. 1965, vol.44, № 4, pp.675-692.

90. Петров Б.Е. Спектральный анализ в применении к нелинейной колебательной системе. - Радиотехника, 1964, т. 19, №7, с.3-12.

91. Петров Б.Е. КПД варакторрных умножителей частоты с холостым контуром, настроенным на вторую гармонику. - В кн.: Полупроводниковые приборы и их применение, под ред. Я.А. Федотова, вып.20. М.: Сов радио, 1968,

с.356-366.

92. Armbruster Н. „Einschwingen von Frequenzver-vielfachern und Frequenzteilern mit Step-Recovery-Dioden". -Archiv der Elektrischen Übertragung, 1970, B.24, №3, S.105-111.

93. Schunemann K., Bergandt H. „Ein Diodenmodell für Frequenzvervielfacher mit Speicherdiode". Teil I.. - Archiv der Elektrischen Übertragung, 1970, B.24, №7/8, S.328-336.

94. Schunemann K. „Theory of frequency multiplication including transition loss". — Trans. IEEE, 1971, ED-18, №3, p.210-214.

95. Archer J.W. "An Efficient 200-290 GHz Frequency Tripler Incorporating A Novel Strip-line Structure". -IEEE Trans. MTT, 1984, v.32, pp.416-420.

96. Birch J.R. "Free space video detection of harmonic content of 100 GHz IM-PATT-oscillator". - Electron. Lett., 1980, v.16, №21, p.799-800.

97. Орлов В.Б., Якимов Л.В. Анализ работы диода Ганна в режиме умножения частоты. - Радиотехника и электроника, 1983, т.28, №7, с. 1419-1423.

98. Кукушкин В.В., Эленкриг Б.Б. Экспериментальное исследование удвоения частоты на диоде Ганна. - Радиотехника и электроника, 1974, т. 19, №1, с.227-228.

99. Гусев В.И., Петров Б.Е. Исследование устойчивости стационарного режима варакторного умножителя частоты высокой кратности. Полупроводниковые приборы в технике электросвязи. - М., 1975, вып. 16, с.95-105.

100. Archer J.W. "High-Output, Single- and Dual-Diode, Millimeter-Wave Frequency Doub-lers." - IEEE Trans. MTT, 1985, v.33, №6, pp.533-538.

101. Burckhardt C.B. Analysis of Varactor Frequency Multiplier for Arbitrary Capacitance Variation and Drive Level// The Bell System Technical Journal.-1965.-April.-P.675-692.

102. Петров Б.Е. Умножение частоты с использованием р-n переходов в режиме частичного отпирания// Полупроводниковая электроника в технике связи /Под ред. И.Ф. Николаевского.-Вып.5.-1970.-С. 197- 215; Вып.6.-1971 .-С.197-215.

103. Schunemann К. Theerie der Frequenzvervielfacher mit Speicher - diode// AEU.-1970.- Bd 24,H. 6,- S.269-282.

104. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. - М.: Мир, 1984,- 4.1. -456с.

105. Викулов И.К. СВЧ суперкомпоненты за рубежом. — Электронная техника, сер. 1, Электроника СВЧ, вып. 4, 1985, с. 72-74.

106. Cuthbert T.R. Broadband impedance matching using GRABIM // Applied Microwave and Wireless, - 1999. - Vol.11. -№ 3. - pp. 68-80; - 1999. - № 4. -pp. 70-76.

107. Алексеев О.В., Головков А.А., Полевой В.В., Соловьев А.А. Широкополосные радиопередающие устройства / Под ред. О.В. Алексеева. - М.: Связь, - 1978.-302 с.

108. Ланнэ А.А. Оптимальный синтез электронных схем. - М.: Связь, -1978.-336 с.

109. Балабанян Н. Синтез электрических цепей. - М.: Госэнергоиздат, 1961. 416 с.

110. Carlin H.J. A new approach to gain-bandwidth problem // IEEE Trans., -1977. - Vol. CAS-24. - № 4. - pp. 170-175.

111. Yarman B.S., Carlin H.J. A simplified real frequency technique applied to broadband multistage microwave amplifiers // IEEE Trans., - 1982. - Vol. MTT-30. -№ 12.-pp. 2216-222.

112. Carlin H.J., Amstutz P. On Optimum Broad-Band Matching // IEEE Trans. -1981. - Vol. CAS-28. - № 5. _ pp. 401 -405.

113. Abrie P.L.D. Design of RF and microwave amplifiers and oscillators. - London-Boston: Artech House, - 2000. - p. 480.

114. Должиков B.B. и др. Активные передающие антенны. - М.: Радио и связь. - 1984.

115. Яворский С.С. Анализ динамической модели диода для большого сигнала// Тез. докл. 23 Обл. науч.-техн. конф.-Новосибирск, 1980.-С.336-337.

116. Яковенко В.А., Машарский Е.И. Расчет режимов полупроводниковых диодов в умножителях частоты. - Новосибирск, 1980, 102с.- В надзагл.: Новосиб. электротехн. ин-т.

117. Чуа Л.О., Лин М.-П. Машинный синтез электронных схем.-М.: Энергия, 1980.-640с.

118. Фидлер В.А., Найнтингейл К. Машинное проектирование электронных схем. - М.: Высшая школа, 1985.-216с.

119. Ducros D. An Efficient Algorithm Reduces Computing Time in Solving a System of Stiff Ordinary Differetial Equations// IEEE Trans. CAS.-1980.-Vol. 27, N 9.-P.747-755.

120. Gear Ch. W. Simultaneous Numerical Solution of Differential Algebraic Equation// IEEE Trans. CT.-1971. - Vol. 18, № 1,- P.89-95.

121. Multimatch - RF and microwave impedance-matching amplifier and oscillator synthesis software, West: AMPS A Ltd. [электронный ресурс], - режим доступа: htpp:/Vwww.arnpsa.com.

122. Potter A. HP RF compiler automates schematic capture and extends capabilities of circuit synthesis // Microwave & Wireless Magazine. - 1999. -№ 6. - pp. 109-117.

123. Genesys 7. Technical overview: Eagleware Corporation, [электронный ресурс], - режим доступа: http://www. eagleware.com.

124. Advanced Design System. Technical overview. Agilent Technologies.

[электронный ресурс], - режим доступа: http://www.agilent.com.

125. Brooks R.D., Gewartowski J.W. A Unilateral 6-GHz 2 1/2-Watt Varactor Quadrupled/ IEEE J. SC.-1968.-Vol.3, F 2,- P. 182- 189.

126. Kotzebue K.L., Mattheei G.E. The Design of Broad Band Frequency Doublers Using Charge-Storage Diodes// IEEE Trans. MTT. -1968,-Vol. 17, № 10.-P. 10771086.

127. Redd J.C., Kotzebue K.L. Broad Band High-Efficiency Frequency Tripler// Electronics Letters.- 1970,- Vol. 6, № 22.-P. 702-703.

128. Груненков A.A., Калинин Б.В., Королева Н.А. Балансный утроит ель частоты на диодах с барьером Шоттки// Радиотехника.-1981.- Т. 36, № I.-С.45-46.

Fr«q |6Ht|

Рисунок 1.1a- Потери преобразования при различных Рг.

Для реализации минимальных потерь преобразования оптимальная мощность гетеродина Рг ~ 7 дБм. Далее все расчеты проведены при Рг = 7 дБм.

АпшлЛ См рог «ton НмпмхМ« 1КИ:47 „ v)

dhTOll • ИО»ИI