Адаптация дискретных согласующих устройств ДКМВ-диапазона к изменяющемуся импедансу нагрузки

A A Izvolsky

doi:10.22213/2413-1172-2024-2-58-69

Authors

A. A. Izvolsky 18th Central Research Institute of the Ministry of Defense of the Russian Federation

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2024-2-58-69

Keywords:

radio-transmitting devices, adaptation, fine tuning, impedance, antenna tuning units

Abstract

The issue of matching the antenna with thetransmitter-receiverplays a primary role in radio communications. The matching problem is relevant for different ranges and is solved in many ways. In the high frequency wave range, matching has a number of features when using an antenna coupler based on discrete elements consisting of capacitance and inductance boxes. The article discusses the concept of fast matching of high-frequency amplifying paths ofdecametric wavestransceivers with non-stationary loads using discrete antenna couplers. An innovative approach has been developed to the tuning process when changing the operating frequency and ensuring self-adaptation of the antenna coupler when changing the impedance, based on methods for quickly searching for the geometric proximity of points. A quick method for configuring the antenna coupler is proposed, eliminating the procedure for recalculating the input impedance based on the results of measuring the input impedance of the antenna coupler. When using it, the speed of setting the antenna coupler at the current operating frequency is limited only by the time of a single state change of the discrete power circuit, which in the case of electromagnetic relays is numerically equal to their switching time. The configuration of the antenna coupler using the method of fast search for the geometric proximity of points is based on a set of frequency cards with settings options. Such cards can be recalculated for the reference plane between the generator and the antenna coupler input for all combinations of discrete elements in accordance with the known matrix model of a discrete power circuit. This eliminates the complicated procedure of recalculating the input impedance of the antenna using complex numbers. The technical result of the proposed innovative method of antenna coupler configuringis simplification, tracking of systematic errors of the impedance meter, elimination of time-consuming calculations with complex numbers, expansion of the method functionality, reduction of the tuning duration and improvement its quality. The practical significance lies in the fact that the implementation of the proposed technical solutions in the high frequency range communications means can significantly (about 100 times) limit the duration of preparation for a radio communication session, eliminate the procedure for recalculating the antenna input impedance and reduce the resource requirements of switching elements.

Author Biography

A. A. Izvolsky, 18th Central Research Institute of the Ministry of Defense of the Russian Federation

PhD in Engineering

References

Извольский А. А. Матричная модель дискретных органов настройки согласующего антенного устройства ДКМВ-диапазона вычислительного типа // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2022. Т. 25, № 4. С. 63-72. DOI: 10.22213/2413-1172-2022-4-63-72

Извольский А. А. Эффективные алгоритмы настройки дискретных согласующих антенных устройств ДКМВ-диапазона с использованием быстрого поиска геометрической близости точек // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2024. Т. 27, № 1. С. 89-101. DOI: 10.22213/2413-1172-2024-1-89-101

Varlamov O.V. and Gromorushkin V.N. (2020) High Efficiency Power Amplifier for IoT Application: RF Path: System of Signals: Generating and Processing in the Field of on Board Communication, Moscow, Russia, 2020, pp. 1-10.

Варламов О. В. Максимальная мощность коммутируемого p-i-n-диодами антенно-согласующего устройства диапазона ВЧ при рассогласовании // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2020. Т. 14, № 10. С. 26-32.

Жуков В. М., Муромцев Д. Ю. Метод синтеза мостовых измерителей и датчиков для информационно-измерительных и управляющих систем антенными согласующими устройствами // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. 2020. № 3 (51).С. 128-134.

Жуков В. М. Информационно-управляющая система антенным согласующим устройством с распределенными параметрами элементов настройки // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2020. № 4 (36). С. 79-87.

Методы синтеза согласующих цепей для широкополосных радиотехнических устройств с нестабильным импедансом нагрузки / И. А. Дубовик, П. В. Бойкачев, В. О. Исаев, А. А. Дмитриенко // Сборник научных статей БГУИР. 2021. № 19 (1). С. 61-69.

Бойкачев П. В., Дубовик И. А., Исаев В. О. Результаты исследования влияния условий эксплуатации на импеданс антенных устройств радиостанций ВЧ/ОВЧ-диапазонов // Вестник ВАРБ. 2019. № 2 (63). С. 32-40.

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.

Дубовик И. А., Бойкачев П. В., Исаев В. О. Комплексный критерий синтеза широкополосных согласующих устройств на основе инварианта чувствительности // Информационные радиосистемы и радиотехнологии. 2020. C. 41-44.

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. 2021. № 5. С. 1-27.

Ковалевич Д. А. Способ автоматического согласования антенны и выходных каскадов передатчика // Сборник научных статей БГУИР. 2021. № 19 (3). С. 31-39.

Ковалевич Д. А. Моделирование процесса согласования автоматических антенных согласующих устройств коротковолнового диапазона // Сборник научных статей БГУИР. 2019. С. 79-80.

Ковалевич Д. А. Использование расчетного способа согласования антенны с учетом конечной точности измерителя иммитанса // Известия Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины. 2021. № 6 (129). С. 134-140.

Адаптивное согласование широкополосных радиотехнических устройств к изменяющемуся импедансу нагрузки / И. А. Дубовик, П. В. Бойкачев, В. О. Исаев, М. А. Янцевич // Новости науки и технологий. 2019. № 4. С. 50-53.

Зиновьев А. Г., Шестаков И. А. Выходная колебательная система коротковолнового передатчика, согласованная с антенной // Техника радиосвязи. 2022. Вып. 2 (53). С. 66-78.

Листопад Н. И., Ковалевич Д. А. Методика синтеза согласующих устройств для мобильных систем связи КВ-диапазона // Новости науки и технологий. 2020. № 4 (55). С. 17-25.

Ковалевич Д. А. Антенные согласующие устройства для коротковолновых систем связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты // Новости науки и технологий. 2019. № 4. C. 54-57.

Климов И. З. Принципы построения эффективной системы передачи информации в декаметровом диапазоне радиоволн: монография. Ижевск: Изд-во ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, 2017. 268 с. : ил.

Модель многоступенчатой адаптации низкоэнергетической радиолинии коротковолнового диапазона с учетом затрачиваемых ресурсов радиолинии и прогнозирования сигнально-помеховой обстановки / А. Е. Алекаев, В. А. Липатников, Р. Ю. Ряскин, Ю. А. Капкин // Системы управления, связи и безопасности. 2020. № 3. C. 158-183.