Предложена электродинамически обоснованная модель балансного усилителя мощности УВЧ-диапазона. Анализ усилителя выполнен на основе системного применения декомпозиции сложной конструкции и вычислений на основе аналогии плоско- и сферопараллельных полей что позволяет учесть электромагнитные помехи коммуникатора в виде зависимых источников электрической энергии. Их мaкромодели разработаны в программной среде MicroCap, что дало возможность провести сравнительную оценку АЧХ.

The proved model balance of the amplifier of capacity UHF of a range is offered. The analysis of the amplifier is executed on the basis of a system principle of decomposition of a complex design and calculations on the basis of analogy plainly- and sferoparallel of fields, that has allowed to take into account electromagnetic noise of a communicator as dependent sources of electrical energy. Their macro-models are developed in program environment MicroCap, that has enabled to carry out a comparative rating AFC.

Розроблено та промодельовано інтегральний НВЧ підсилювач потужності класу Е на частоту 2,4 ГГц для виготовлення за стандартною 0,18-мкм КМОН технологією. Внаслідок використання диференціальної топології та каскадної схеми вихідного каскаду, підсилювач має вихідну потужність 0,47 Вт на 50-Ом навантаженні з 60 % к.к.д. за доданою потужністю за напруги живлення 1,2 В.

Разработан и смоделирован интегральный СВЧ усилитель мощности класса Е на частоту 2,4 ГГц для изготовления по стандартной 0,18-мкм КМОП технологии. Используя дифференциальную топологию и каскодную схему выходного каскада, усилитель имеет выходную мощность 0,47 Вт на 50-Ом нагрузке с 60 % к.п.д. по добавленной мощности при напряжении питания 1,2 В.

A 2,4 GHz integrated class-E power amplifier implemented in 0,18-?m CMOS technology was designed and simulated. Using differential topology and cascode output stage the amplifier delivers 0,47 W of output power in 50-Ohm load with PAE of 60% with supply voltage of 1,2 V.

Наведено результати розробки й експериментального дослідження хвилевідно-мікросмугового подільника потужності 10-міліметрового діапазону довжин хвиль. Подільник потужності на 2 сполучений з переходами на мікросмугову лінію для зв'язку з вузлами підсилювачів потужності в мікросмуговому виконанні, що містять активні елементи.

Приведены результаты разработки и экспериментального исследования волноводно-микрополоскового делителя мощности 10-миллиметрового диапазона длин волн. Делитель мощности на 2 совмещен с переходами на микрополосковую линию для связи с узлами усилителей мощности в микрополосковом исполнении, содержащими активные элементы.

Рассмотрена схема широкополосной усилительной ступени с автоматической регулировкой потребляемого тока, обеспечивающая устранение влияния детекторного эффекта на уровень выходной мощности и сохранение работоспособности ступени при работе на несогласованную нагрузку. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований указанной усилительной ступени и ступени с фиксированной рабочей точкой, и их сравнительный анализ.

Предложена методика синтеза параметров четырехполюсной корректирующей цепи третьего порядка, позволяющая осуществлять расчет мощных узкополосных усилительных ступеней по таблицам нормированных значений элементов цепи. Приведены пример расчета ступени на транзисторе КТ939А, результаты машинного и натурного эксперимента, описание характеристик усилителя с полосой пропускания 425 - 445 МГц и выходной мощностью 30 Вт.

Рассмотрены принципы построения, особенности проектирования и методика расчета элементов схемы двухтактных усилительных ступеней передатчиков УКВ ЧМ- и ТВ-радиовещания на линейных биполярных СВЧ-транзисторах. Приведены пример расчета и результаты экспериментальных исследований.

На основании метода рядов Вольтерра проведен анализ нелинейных свойств усилителя на биполярном транзисторе с гетеропереходом при воздействии на его вход интенсивных помех. Показано, что характер и уровень нелинейности транзистора зависят как от взаимной компенсации гармоник, генерируемых в цепи базы и коллектора, так и от соотношения между коэффициентами разложения нелинейных элементов эквивалентной схемы в ряд Тейлора в окрестности рабочей точки, а также от входного импеданса транзистора.

Методом поперечного резонанса проведен анализ периодической структуры из связанных П-образных щелевых резонаторов в заземляющем слое микрополосковой линии передачи. Показано, что такая схема обеспечивает запирание основной волны микрополосковой линии одновременно на двух частотах с относительно широкими полосами пропускания. Синтезирована цепь в виде 2-звенной периодической структуры из связанных щелевых резонаторов с фильтрацией первых двух гармоник частоты 1,5 ГГц. На основе полученной матрицы рассеяния проведено моделирование высокоэффективного усилителя мощности с манипуляцией на гармониках на базе транзистора CRF24010 со стоковым к.п.д. не менее 50 % и выходной мощностью 2,7 Вт на частоте 1,5 ГГц.

Рассмотрен усилитель мощности, в котором для коррекции формы тока нагрузки применена схема источника тока, управляемого напряжением. Исследования, проведенные с помощью предложенной схемы, показали устранение синхронной помехи при регистрации спектра ЯКР.

Рассмотрены полиномиальные модели предкомпенсатора, объединенные принципом "черного ящика". Предложена модель Вольтерры с одномерной девиацией динамики. Синтезирован адаптивный предкомпенсатор для линеаризации модели Винера - Гаммерштейна усилителя мощности. Приведены оценки точности линеаризации, выполнен сравнительный анализ моделей предкомпенсаторов.

Предложены характеристики электромагнитной совместимости входных малошумящих усилителей при воздействии последовательности сверхкоротких видеоимпульсов и методика их измерения. Описан автоматизированный измерительный комплекс, реализующий данную методику. На основании измеренных экспериментальных зависимостей предложены способы оптимизации работы малошумящего усилителя при воздействии импульсных помех.

Предложен новый метод обеспечения устойчивости малошумящих усилителей на полевых гетероструктурных транзисторах. Основа метода - целенаправленный выбор режима постоянного тока в ненасыщенной зоне вольтамперных характеристик. Устойчивость, в первую очередь внеполосная, повышается без деградации шумовых характеристик. В подтверждение эффективности предложенного метода приведены результаты исследования усилителей с различными типами транзисторов.

Разработан алгоритм расчета динамического диапазона радиочастотных усилителей по интермодуляционной составляющей 3-го порядка. Предложенный метод позволяет проводить предварительную оценку потенциально достижимого динамического диапазона по интермодуляции 3-го порядка радиочастотного усилителя, выполненного на том или ином полевом транзисторе.

Для борьбы с нелинейными искажениями сигналов в усилителе мощности предложено использовать предкомпенсатор с каскадной структурой, в котором первый блок описан кусочно-полиномиальной моделью, а второй блок - полиномиальной моделью. На примере линеаризации модели Винера - Гаммерштейна усилителя мощности показано, что при каскадной структуре компенсатора повышается точность линеаризации усилителя. Для упрощения синтеза предкомпенсатора степень кусочной модели первого блока следует выбирать невысокой, а точность линеаризации повышать степенью полинома второго блока.

Рассмотрены различные бесструктурные инерционные нелинейные модели усилителей мощности и методы их идентификации. На основе полиномиальной модели с памятью и модели Вольтерры проанализировано влияние разных видов входных сигналов, их полосы и средней мощности на точность моделирования усилителей мощности и сложность модельной реализации.

Рассмотрены процедура расчета и экспериментальное исследование усилителя мощности класса Е с расширением полосы рабочих частот путем двукратного выполнения условий переключения при нулевом напряжении (условия класса Е) в диапазоне рабочих частот. Проанализированы зависимости характеристик усилителя от параметров выходной согласующей цепи.

Предложена и экспериментально проверена схема усилителя мощности инверсного класса F (F–1) на основе GaN-транзистора NPTB00004, работающего на частоте 1,7 ГГц. Новым является использование в схеме трехслойной структуры на основе щелевых резонаторов прямоугольной формы в заземляющей плоскости микрополосковой линии передачи в качестве фильтра высших гармоник. Для контроля уровней второй и третьей гармоник в спектре выходного сигнала и одновременно для согласования с 50-омной нагрузкой на рабочей частоте усилителя используется планарная периодическая структура, состоящая из двух щелевых резонаторов различной длины. Стоковым к.п.д. по добавленной мощности экспериментального макета усилителя составил 60% при выходной мощности 3,9 Вт и коэффициенте усиления.

Запропоновано та експериментально перевірено схему підсилювача потужності на базі GaN-транзистору інверсного класу F (F–1), що працює на частоті 1,7 ГГц. Новим є використання в схемі тришарової структури, що складається з щілинних резонаторів прямокутної форми у заземлювальній площині мікросмужкової лінії передачі для фільтрації вищих гармонік основного сигналу. Зокрема, періодична планарна структура, що складається з двох пар щілинних резонаторів різної довжини, використовується для контролю рівня другої та третьої гармонік у спектрі вихідного сигналу та одночасно для узгодження із 50-омним навантаженням на робочій частоті підсилювача. Стоковий к.к.д. експериментального макета підсилювача склав 60 % за вихідної потужності 3,9 Вт та коефіцієнта підсилення 13 дБ.

The authors proposed and experimentally verified the power amplifier circuit of inverse class F (F–1) based on GaN transistor NPTB00004, operating at 1,7 GHz. The novelty of this scheme is the application of a three-layer structure based on slot rectangular shaped resonators in the ground plane of the microstrip transmission line as a filter of higher harmonics. To control the levels of the second and third harmonics in the output signal spectrum and simultaneously to match the 50 ohm load at the operating frequency of the amplifier, a planar periodic structure is used, consisting of two slot resonators of different lengths. Power added efficiency for experimental model of the amplifier is 60% at an output power of 3.9 W and a gain factor of 13 dB.

Декомпозиция кусочно-полиномиальной модели предысказителя выполнена с учетом динамики изменения модуля комплексной огибающей сигнала, преобразуемого в усилителе. Декомпозиционная модель обеспечивает более высокую точность компенсации нелинейных искажений сигналов в усилителе по сравнению с кусочно-полиномиальной моделью предысказителя. Сравнительный анализ моделей предысказителей выполнен при линеаризации модели Винера - Гаммерштейна усилителя мощности.

Предложена методика построения и расчета нагрузочной цепи (НЦ) для сверхвысокочастотного усилителя мощности (УМ) класса F с добавлением третьей и пятой гармоник напряжения. Предложенная НЦ позволяет скомпенсировать негативное влияние паразитных элементов транзистора (выходной емкости и выходной индуктивности) на работу УМ класса F. Также НЦ позволяет снизить негативное влияние конденсатора на импедансы, создаваемые НЦ на кристалле транзистора. Для УМ класса F с добавлением третьей и пятой гармоник напряжения получена формула для расчета нагрузочного сопротивления транзистора на заданную выходную мощность.