Методы синтеза согласующих цепей для широкополосных радиотехнических устройств c нестабильным импедансом нагрузки

Целью работы является выбор метода синтеза широкополосной согласующей цепи, обеспечивающей максимальную передачу мощности от источника сигнала в нагрузку при наличии изменяющегося импеданса нагрузки радиотехнического устройства. Для достижения поставленной цели был осуществлен анализ основных направлений проектирования широкополосных согласующих цепей (аналитические, численные, графоаналитические методы синтеза). По результатам сравнения методов синтеза были указаны их особенности (достоинства и недостатки). Был выполнен анализ методов синтеза широкополосных согласующих цепей. Для анализа были выбраны обобщенный метод Дарлингтона, метод вещественных частот, структурно-параметрический метод синтеза на основе аппарата Т-матрицы, графоаналитический метод на основе диаграммы Вольперта – Смитта. С помощью данных методов синтеза были получены широкополосные согласующие цепи применительно к различным типам нагрузок. Сопоставление полученных результатов осуществлялось по нескольким показателям: уровню коэффициента передачи мощности в рабочем диапазоне частот, чувствительности коэффициента передачи по мощности к изменению номиналов элементов согласующей цепи и импедансу нагрузки при условии, что количество элементов согласующей цепи не более шести. На основании проведенного сравнения и анализа методов синтеза было установлено, что для решения поставленной задачи наиболее предпочтительным является метод вещественных частот. Его достоинством является использование комбинационного подхода (итеративного нахождения параметров функции сопротивления с аналитическим представлением функции передачи). Согласующие цепи, полученные с помощью данного метода синтеза, обеспечили наибольший уровень коэффициента передачи по мощности, а также наименьшее значение чувствительности в заданной полосе частот для рассматриваемых типов нагрузок.

1. Гехер К. Теория чувствительности и допусков электронных цепей. Москва: Сов. радио; 1973.

2. Youla D.C. A new theory of broadband matching. IEEE Trans. 1964;11(1):30-50.

3. Chen W.K. Synthesis of optimum Butterworth and Chebyshev broad-band impedance-matching networks. IEEE Trans. 1977;5(24):157-169.

4. Филиппович Г.А. Широкополосное согласование сопротивлений. Минск; 2004.

5. Васильев А.Д. Структурно-параметрический синтез многополосных согласующе-фильтрующих схем на основе аппарата Т-матриц. Вестник Военной академии Республики Беларусь. 2010;1:73-80.

6. Carlin H., Amstutz P., Broadband M. Anales des telecommunications. IEEE Trans. 1981;28(5):401-405.

7. Yarman B.S. Real frequency broadband matching using linear programming. RCA Rev. 1982;43(4):626-654.

8. Курушин А.А.; ред: Когана Б.Л. Проектирование СВЧ устройств с использованием электронной диаграммы Смита. Москва: МЭИ; 2008.

9. Yarman B.S. Design of Ultra Wideband Power Transfer Networks. Hoboken, NJ: Wiley; 2010.

10. Курочкин А.Е. Теоретические основы активных магнитных антенн. Минск; 2003.