ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2021. № 5
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.5.1
УДК 621.372.512
МЕТОД СИНТЕЗА ШИРОКОПОЛОСНЫХ УСТРОЙСТВ С ОПТИМАЛЬНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ КОЭФФИЦИЕНТА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МОЩНОСТИ, СОГЛАСУЮЩИХ ИЗМЕНЯЮЩИЙСЯ ВО ВРЕМЕНИ ИМПЕДАНС НАГРУЗКИ
П. В. Бойкачев, И. А. Дубовик, В. О. Исаев
Военная академия Республики Беларусь, 220057, Минск, пр-т. Независимости, 220Статья поступила в редакцию 27 апреля 2021 г.
Аннотация. Предложен метод синтеза широкополосных согласующих устройств, адаптирующих радиотехнические системы к изменяющемуся импедансу нагрузки в широком спектре естественных условий их эксплуатации. Представлены результаты экспериментальных исследований влияния условий эксплуатации на импеданс антенн радиосвязи VHF и UHF диапазона, имеющих в своем составе согласующие устройства. Получен инвариант чувствительности функции коэффициента отражения к изменениям импеданса нагрузки, на основе которого разработан комплексный критерий синтеза широкополосных согласующих устройств. Синтезирована широкополосная согласующая цепь для антенного устройства AD-44/CW-TA-30-512, обеспечивающая выигрыш в потенциально достижимой дальности радиолинии до 5 % по отношению к штатному согласующему устройству. Разработана аналитическая математическая модель устройства широкополосного согласования и на основе ее синтезировано согласующее устройство адаптивное к изменяющемуся импедансу антенны AD-25/CW-3512, обеспечивающее усредненный выигрыш в потенциально достижимой дальности действия радиолинии от 2 % до 15 % в рамках представленных экспериментальных исследований.
Ключевые слова: широкополосное согласование, инвариант, чувствительность, импеданс, методика синтеза.
Abstract. A method is proposed for the synthesis of broadband matching devices that adapt radio engineering systems to the changing load impedance in a wide range of natural conditions of their operation. The results of experimental studies of the effect of operating conditions on the impedance of VHF and UHF radio antennas with matching devices are presented. An invariant of the sensitivity of the reflection coefficient function to changes in the load impedance is obtained, on the basis of which a complex criterion for the synthesis of broadband matching devices is developed. A broadband matching circuit was synthesized for the AD-44/CW-TA-30-512 antenna device, which provides a gain in the potentially achievable radio line range of up to 5% in relation to the standard matching device. An analytical mathematical model of a broadband matching device is developed and based on it, a matching device adaptive to the changing impedance of the AD-25/CW-3512 antenna is synthesized, providing an average gain in the potentially achievable range of the radio line from 2% to 15% in the framework of the presented experimental studies.
Key words: broadband matching, invariant, sensitivity, impedance, synthesis technique.
Литература
1. Дик А.М., Кашкаров А.В., Макатерчик А.В. Радиостанции малой и средней мощности. Минск, БГУИР. 2014. 108 с.
2. Бойкачев П.В., Дубовик В.О., Исаев В.О. Результаты исследования влияния условий эксплуатации на импеданс антенных устройств радиостанций ОВЧ/УВЧ диапазонов. Вестник ВАРБ. 2019. №2(63). С.32–40.
3. Trival antene. Datasheet AD-44/CW-TA-30-512. Slovenia, 2019.
4. Trival antene. Datasheet AD-25/CW-3512. Slovenia, 2019.
5. Руководство по эксплуатации радиостанции Р-180 КЛСИ.46.464429.002РЭ.
6. Гришин В.П., Ипатов Ю.М., Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Москва, Высшая школа. 1990. 496 с.
7. Гехер К. Теория чувствительности и допусков электронных цепей. Москва, Советское радио. 1973.
8. Хьюдсман Л.П., Аллен Ф.Е. Введение в теорию и расчет активных фильтров. Москва, Радио и связь. 1984. 384 с.
9. Филиппович Г.А. Широкополосное согласование сопротивлений. Минск, ВА РБ. 2004.
10. Дубовик И.А., Бойкачев П.В., Исаев В.О., Янцевич М.А. Адаптивное согласование широкополосных радиотехнических устройств к изменяющемуся импедансу. 8-я Международная научная конференция по воено-техническим проблемам, проблемам обороны и безопасности, использования технологий двойного применения. Минск, 16–17 мая 2017 г. C.50–53.
11. Yarman B.S. Design of ultra wide-band antenna matching networks. Istanbul, Springler. 2008. 308 p.
12. MWO Software Guide: NI AWR Design Environment v14 Edition. El Segundo, CA. 2018.
13. Ланнэ А.А. Оптимальный синтез линейных электрических цепей. Москва, Связь. 1969. 294 с.
14. Небылов А.В. Гарантирование точности управления. Москва, Наука Физматлит. 1998. 293 с.
15. Полушин П.А., Самойлов А.Г., Самойлов С.А. Адаптация цепей согласования импеданса высокочастотных нагрузок. Симпозиум с международным участием «Аэрокосмические приборные технологии». Москва. 1999. С.34-35.
16. Коновалов Г.Ф. Радиоавтоматика. Москва, Высшая школа. 1990. 335 с.
17. Филановский И.М., Персианов А.Ю., Рыбин В.К., Схемы с преобразователем сопротивления. Ленинград, Энергия. 1973.
18. Дубовик И.А., Согласующая цепь для широкополосного антенного устройства радиостанции Р-180 на основе инварианта чувствительности функции коэффициента отражения. Сборник научных трудов НИИ ВС. 2020. №2(10). С.111–120.
19. Королюк В.С. и др. Справочник по теории вероятностей и математической статистике. Москва, Наука. 1985. 640 с.
20. Дубовик И.А., Бойкачев П.В., Исаев В.О., Дмитренко А.А. Методы синтеза согласующих цепей для широкополосных радиотехнических устройств c нестабильным импедансом нагрузки. Доклады БГУИР. 2021. №19(1). С.61-69.
21. Дубовик И.А., Бойкачев П В., Исаев В О. Комплексный критерий синтеза широкополосных согласующих устройств на основе инварианта чувствительности. В сб. Информационные радиосистемы и радиотехнологии. Минск, БГУИР. 2020.
22. Курушин А.А., Пластиков А.Н. Проектирование СВЧ устройств в среде CST Microwave Studio. Москва, Издательство МЭИ. 2011. 155 с.
23. Техника связи [электронный ресурс]. Режим доступа: https://t-c.by/wp-content/uploads/2019/10/Katalog-TVN.pdf (дата обращения 10.04.2021).
Для цитирования:
Бойкачев П.В., Дубовик И.А., Исаев В.О. Метод синтеза широкополосных устройств с оптимальной характеристикой коэффициента преобразования мощности, согласующих изменяющийся во времени импеданс нагрузки. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021. №5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.5.1