А.С. Величкина1, А.Е. Елфимов2, Г.К. Усков3, А.М. Бобрешов4

1-4 Воронежский государственный университет (г. Воронеж, Россия)

1 velichkina@phys.vsu.ru; 2 elfimov@phys.vsu.ru; 3 uskov@phys.vsu.ru; 4 bobreshov@phys.vsu.ru

Постановка проблемы. Реализация возможности формирования гауссовских сверхкоротких импульсов (СКИ) с заданными параметрами является важной задачей при использовании последних в сверхширокополосных системах связи, радиолокации, навигации и др. Очевидно, что для решения такой задачи необходимо наличие генераторов с возможностью управления  его выходными характеристиками. В генераторах, построенных на основе диода с накоплением заряда (ДНЗ), достаточно обеспечить управление процессами накопления и рассасывания зарядов в структуре диода, что позволит генерировать сигналы с заданными формой, длительностью и амплитудой.   

Цель. Разработать генератор СКИ, на основе диодов с накоплением заряда, с возможностью изменения формы результирующих сигналов и уменьшения уровня послеимпульсных искажений.

Результаты. Проведены экспериментальные исследования характеристик генератора СКИ на основе ДНЗ с двумя каналами управления накоплением и рассасыванием зарядов. Приведены границы возможного изменения длительности и амплитуды импульса в пределах 160 – 313 пс и 36 – 52,7 В соответственно.

Практическая значимость. Представленные результаты могут быть использованы для организации сверхширокополосных (СШП) высокоскоростных систем связи, высокоточной и подземной локации. Полученные возможности перестройки позволяют сделать систему реконфигурируемой под различные практические задачи, так как перестройка длительности импульсов влияет на разрешающую способность систем навигации, а амплитуда - на дальность их действия.

Величкина А.С., Елфимов А.Е., Усков Г.К., Бобрешов А.М. Генератор гауссовских импульсов с независимым управлением временем накопления и рассасывания заряда // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 12. С. 83−88. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202412-07

1. Еремин С.А., Мокеев О.К., Носов Ю.Р. Полупроводниковые диоды с накоплением заряда и их применение. М.: Советское радио. 1966. 152 с.
2. Ильюшенко В.Н. Пикосекундная импульсная техника / Под ред. В.Н. Ильюшенко. М.: Энергоатомиздат. 1993. 386 с.
3. Bobreshov A.M., Zhabin A.S., Stepkin V.A., Uskov G.K. Ultra-short Pulse Generator with Back Edge Shaper // 2019 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). Divnomorskoe. Russia. 2019. Р. 204-207.
4. Белкин В.С., Шульженко Г.И. Формирователи мощных наносекундных и пикосекундных импульсов на полупроводниковой элементной базе. Новосибирск: ИЯФ СО АН СССР. 1990. 36 с.
5. Бобрешов А.М., Елфимов А.Е., Степкин В.А., Усков Г.К. Формирование сверхкоротких импульсов с помощью сумматора конструкции Уилкинсона // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2021. Т. 24. № 4. C. 46-52.
6. Wang, Zitong & Wu, Qi & Su, Donglin. A Novel Wideband Wilkinson Pulse Combiner with Enhanced Low Frequency Isolation // Chinese Journal of Electronics. 2022. P. 127-133.
7. Uskov G.K., Elfimov A.E., Velichkina A.S., Smuseva K.V. Formation of a Gauss Doublet Using a Configurable UWB Signal Generator // IEEE 8th All-Russian Microwave Conference (RMC). 2022. P. 110–112.
8. Ampleon BLF574 HF / VHF power LDMOS transistor Datasheet, Ampleon.com. Accessed: Jun. 30 2023. Available (17.02.2024): https://www.ampleon.com/documents/data-sheet/BLF574.pdf.
9. Macom MAVR-044769-12790T Datasheet, Macom.com. Accessed: Dec. 30, 2020. [Online]. Available (17.02.2024): https://www.macom.com/products/product-detail/MAVR-044769-12790T.
10. Bobreshov A.M., Zhabin A.S., Ryazantsev A.D., Stepkin V.A., Uskov G.K. Improvement of Ultrashort Pulses by Serial Connection of Step Recovery Diodes // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 2021. V. 31. № 2. P. 204-206.
11. Bobreshov A.M., Zhabin A.S., Stepkin V.A., Uskov G.K. Novel Tunable Ultrashort Pulse Generator with High Amplitude and Low Ringing Level // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 2017. V. 27. № 11. P. 1013-1015.
12. Бобрешов А.М., Жабин А.С., Рязанцев А.Д., Степкин В.А., Усков Г.К. Последовательное включение двух диодов с накоплением заряда в схеме генерации сверхкоротких импульсов // Радиотехника. 2017. № 10. С. 139-143.