а также вычисляется модуль напряжения t/34 и проверяется условие (2.31).

8. Определяются мощность на входе и на выходе УМ и его коэффициент усиления:

P, = 0,5UfRe{Y,J; Pni = 0,5UlRe{Y,y, Кр = Рпх/Рш-

9. Рассчитываются потребляемая мощность Ро и КПД г\:

0 = кО 31 = Hl/0

где постоянная составляющая тока коллектора определяется из выражения

= То. То = [sin 61 -f sin eo-cos (бо- e)].

10. Вычисляется модуль первой гармоники тока коллектора: 4i=2PHi/f/6.

11. Вычисляется эффективная граничная частота по выражению (2.32). Если /т1-/т! <А/т, где А/т -заданная погрешность пределения граничной частоты, то расчет УМ считается оконченным. В противном случае, начиная с п. 2, расчеты повторяются при новом значении /т, равном fn, и вновь находятся значение эффективной граничной частоты /т и модуль разности /т1-/ti.

12. Величине Urr присваивается значение Un2 и повторяются расчеты по п. 3-10.

13. Решается уравнение (2.29). Для чего вычисляются разности

А Р (Um) = Рв-Рв (Urn), Р iJJm) = Рв-в (Um)

и по методу линейной интерполяции определяется новое значение Un, при котором новая разность фц) меньше предыдущих. Вычисления продолжаются до выполнения равенства АРв(1/) = = АРв.

Рассмотрим теперь порядок расчета каскада УМ с максимальным значением Кр при заданных частоте и мощности возбуждения. Очевидно, что если УМ абсолютно устойчив {Ку>\), то максимальный Кр достигается при выполнении условий

<Кг)* = Увй; У*н1 = 1кы.1. (2.34

где Увых!-выходная проводимость АП на первой гармонике. Ре шение системы (2.34) относительно Ун1 имеет вид

У.1 = О Ь + Vac+ b)/2a, (2.35)

a=Yu cosjpn;

ft= WiYil sin(9ai-f ф12) + 2УпУ8а1 с08фцС08фаа; С=\У21УпУ22\ С08(фа1 + Ф1в-Фаа) + 11111>221с08фи,

а элементы матрицы Y представлены в форме Угь= 1 У лехр(] фгл).

Оптимальная проводимость Уг определяется из выражения <Уг)* = Уп - Уп у21 /(У22 + Ут). (2.36)

При /Су<1 задача оптимизации УМ сводится к нахождению оптимальных значений Уг и Ун, которые обеспечивали бы наибольший допустимый Кр при заданном i<yi>l, где Kyi - коэффициент устойчивости усилителя:

= [2Re (Кп + У,) Re (Па + Уш) - Re (П Hi)]/ I.

Подобная задача решена в [24].

Из сказанного следует, что для расчета энергетических параметров УМ в режиме максимального Кр можно использовать с некоторыми изменениями вышеописанную последовательность расчета УМ при известных значениях Уг и Унь Эти изменения заключаются в следующем.

1. При задании начальных данных исключаются Унь Уг идо-полнительно задается требуемое значение коэффициента устойчивости усилителя.

2. При выполнении п. 4 вместо указанных в нем расчетов проводятся следующие:

а) по (2.28) определяется внутренний коэффициент устойчивости Ку\

б) если Ку<.\, то значения Ун1 и Уг вычисляются по методике [24] при заданных значениях Kyi;

в) если Ку>\, то полные проводимости Ун1 и Уг рассчитываются соответственно гя по (2.35), (2.36).

Описанные выше методики относятся к расчету параметров на первой гармонике. Рассматриваемый же усилитель мощности работает в

нелинейном режиме. При .9. Эквивалентная схема УМ на час-

этом, ПОМИМО основной часто-

ты, коллекторный ток содержит ряд гармонических составляющих. Для расчета мощностей высших гармоник в нагрузке воспользуемся эквивалентной схемой, приведенной на рис. 2.9. Здесь через Унп и Угп соответственно обозначены проводимости нагрузки и внутренняя проводимость генератора на частоте п-й гармоники. При известном токе генератора НЧС, определяемого из [26]:

l-fjntoTs l-fjncoTg

(2.37)

Мощности высших гармоник, выделяемые в нагрузке, легко рассчитать с помощью метода узловых напряжений. Нумерация уз-

лов оказана на рис. 2.9. Значения элементов матрицы проводи мостей F для данного случая вычисляются из выражений:

1 = Кгп + j л Qe + / л ft) Сб -Fia; Fi2 = Р21 = 1

32 = 23 = 24 = f 42 = - j ) кп.

f jnft)(C a+C J;

= 4в=---

56 =

j/го)

/ +( coL )2 34 = 43=-i fi)C a.

Вычислив матрицу F, обратную F, мощность в нагрузке на частотах гармоник можно рассчитать по формуле ,

Рпп = 0,5 iF -Fr Рп Gn (в1-е )/2я.

(2.38)

Выражение (2.38) выведено в лредположении, что входными являются узлы 4-5, а выходными - 6-0. При определении модуля тока / величина уп рассчитывается по (2.23).

Рассмотренная методика расчета мощности в нагрузке на частотах гармоник была реализована на ЭВМ и применялась для определения коэффициента фильтрации высших гармоник:

n=101g(P /P i).

(2.39)

Одним из этапов проектирования активных передающих антенн является расчет нагрузочных характеристик АП. Рассмотрим вначале способ построения нагрузочных характеристик транзистора на частоте первой гармоники Phi (Zhi) = const.

Нагрузочные характеристики определяют при заданном уровне мощности Рв и условии согласования (Уг) * = Увх1 путем расчета зависимостей P i = F{Z i). Далее полученные зависимости представляются графически, а нагрузочные характеристики строятся путем нанесения на плоскость Rni, X i точек пересечения Phi = F(Z i) и прямой PHio=iconst, определяющий уровень задан-