Відповідно до мети дисертаційної роботи теоретичні та експериментальні дослідження і розробка вхідних малошумливих модулів приймальних трактів на частоти понад 50 ГГц містили в собі кілька етапів: моделювання КВЧ-компонент хвилеводних трактів ПП та квазіоптичних коливальних систем ГН, експериментальне дослідження характеристик різних варіантів ПП і ГН та дослідження і оптимізація за смугою підсилення і рівнем шумів вхідного модуля в цілому. Сформулюємо основні результати дисертаційної роботи: 1. Аналіз стану освоєння мм діапазону довжин хвиль і просування в його короткохвильову частину вказує на необхідність вивчення фізичних явищ, покладених в основу розробки і дослідження вхідних малошумливих КВЧ трактів різного призначення з підсиленням сигналу. При сучасному рівні розвитку досліджень КВЧ технологій поряд з транзисторами найбільш перспективними є вхідні ПП. З усіх розглянутих схем ПП для систем зв'язку застосовними є двоконтурні, оскільки спектр сигналу, що підсилюється, не підлягає спотворенням. Однак, для мінімізації температури шуму вони вимагають перевищення частоти накачування над частотою сигналу приблизно в 3 рази. У зв'язку з цим виникає проблема пошуку ГН, адекватних даній задачі. 2. Електродинамічне моделювання основних вузлів ПП і ГН, з яких складаються вхідні тракти мм діапазону довжин хвиль, проведено з єдиної методологічної позиції. Вона полягає в тому, що фільтри, з'єднання сигнальних хвилеводів та хвилеводів накачування ПП і квазіоптичні коливальні системи ГН моделюються близькими по своїй структурі двовимірними хвилеводними моделями з неоднорідностями типу ступіньки, або набору ступіньок у хвилеводі, а також неоднорідностями типу діелектричних вставок у хвилевід. Для дослідження дисперсійних характеристик перерахованих компонентів застосовано метод часткових областей, декомпозиційний підхід поділу складного вузла на ключові блоки і метод узагальненої матриці розсіювання. Чисельний аналіз моделей проведений з використанням системи електродинамічного моделювання СЭМ-04. 3. При просуванні в КВЧ діапазон довжин хвиль для стабілізації частоти і поліпшення спектрів твердотільних генераторів запропоновано використовувати квазіоптичні методи побудови коливальних систем. Досліджено спектри і топології полів вимушених коливань кутово-ешелетного ВР. Проведено класифікацію типів коливань і встановлено, що найбільшу добротність мають так звані квазіосновні типи Н- і Е-поляризованих коливань, які запропоновано використовувати як робочі. Визначено критерії мінімізації апертури дзеркал ВР з метою зменшення габаритів і ваги генератора. 4. В побудові ланок режекторних фільтрів комбінаційної частоти двоконтурних ПП мають перевагу ступінчатоподібні розширення прямокутного хвилеводу в Н-площині, що працюють на двох коливаннях одного класу симетрії з порівнянними добротностями, що забезпечує формування симетричної частотної характеристики. Встановлено, що в діапазоні понад 50 ГГц при розробці фільтрів комбінаційної частоти двоконтурних ПП на діелектричних вставках необхідно застосовувати діелектрики з > 3,5 (наприклад, кварц). Показано, що для розробки двоконтурних ПП КВЧ діапазону довжин хвиль застосовні фільтри на основі відрізків Н-хвилеводів довжиною менше довжини хвилі, зв'язані відрізками закритичних прямокутних хвилеводів. Такі фільтри мають розширену смугу запирання, в яку попадає частота накачування і комбінаційна частота. Проведено моделювання топології полів в смузі частот сигналу на з’єднанні сигнального хвилеводу і хвилеводу накачування. Визначено зони розміщення параметричних нелінійних елементів з найбільш ефективним зв'язком з полем сигналу, що підсилюється. 5. Проведено моделювання полів у перетворювачі нижчих типів хвиль у вищі з метою розробки балансного ПП на кутовому перетворювачі. Отримано добрий збіг розрахункових і експериментальних даних по всім модельованим вузлам, що свідчить про правильність вибору і підходу до моделювання. Запропоновано рекомендації з масштабного моделювання всіх електродинамічних компонентів вхідного тракту для розробки подібних систем в більш короткохвильовій області (до 100 ГГц). 6. Показано, що багатоступінчате узгодження за допомогою ланцюгів коаксіальних і дискових резонаторів, а також за допомогою частини хвилеводу обмеженої довжини найбільш прийнятне в квазіоптичних генераторах з кутово-ешелетним ВР. Проведено дослідження трансформації імпедансу в ВР з додатковим обмеженням резонансного простору. Розроблено і виготовлено квазіоптичні ГН на діодах Ганна і ЛПД з сферо-кутово-ешелетною коливальною системою, що перекривають діапазон l = 3,5-2,5 мм. Показано перспективність безкорпусної планарної технології при розробці квазіоптичних генераторів з дисперсійними ВР в КВЧ діапазоні довжин хвиль та визначені шляхи освоєння субмм діапазону довжин хвиль за допомогою методу масштабного моделювання дисперсійних коливальних систем квазіоптичних генераторів. Досліджено короткочасну і довготермінову стабільність ГН зі сферо-кутово-ешелетним ВР і встановлено, що навантажена добротність контуру складає близько 9000, що дозволяє одержати генерацію з частотними шумами до –120 дБ при розстроюванні на 10 кГц від несучої. Цей показник значно кращий, ніж у квазіоптичних генераторів з класичними ВР та інших типів генераторів. 7. Для застосування в двоконтурних ПП розроблені коливальні системи, де в фільтрах та контурах сигнальної і комбінаційної частоти використані діелектричні вставки і ступінчатоподібні розширення в Н-площині хвилеводу сигналу, що дозволило знизити втрати в фільтрах ПП. Збіг експерименту та моделювання основних електродинамічних вузлів та запропонованих схем ПП КВЧ діапазону довжин хвиль підтверджено практичною реалізацією макетів двоконтурних ПП 5-мм діапазону довжин хвиль, що мають коефіцієнт підсилення не менш 15 дБ у робочій смузі частот 1,2 ГГц при шумовій температурі 550-600 К с можливістю зміщення робочої смуги в межах 5-6 ГГц. Показано можливість використання конструкції ПП на зустрічних хвилеводах як ефективного перетворювача частоти вгору. 8. Показано можливість розширення робочої смуги ПП в КВЧ діапазоні довжин хвиль шляхом застосування балансної схеми включення нелінійних елементів. Відмінною рисою запропонованого балансного ПП є коливальна система з хвилеводним перетворювачем типу хвилі Н10 в Н20 на кутових неоднорідностях тракту. Практична реалізація експериментальних макетів балансного ПП підтвердила правильність підходу. Коефіцієнт підсилення склав 10-14 дБ у смузі робочих частот 1,8 ГГц при температурі шуму 450-550 К. Поставлена в дисертаційній роботі мета досягнута: на основі проведених фізичних досліджень створені і досліджені малошумливі твердотільні вхідні тракти з параметричним підсиленням сигналу для застосування в системах різного призначення мм діапазону довжин хвиль і показана перспективність застосування розробленого підходу при просуванні в короткохвильову частину (до 100-120 ГГц). Зокрема, дуже важливо запропонований підхід побудови ПП і ГН перенести на планарні (мікрополоскові) технології з використанням ступінчатої деформації полоскових ліній передачі (аналог ПП на зустрічних хвилеводах) і ступінчатої деформації полоскового резонатора (аналог ГН із ешелетним ВР). Не менший інтерес представляють також дослідження безкорпусного включення нелінійних елементів (варакторів, діодів Ганна і ЛПД) у фільтруючі, резонансні і розв'язуючі кола з тим чи іншим ступенем інтеграції вхідного модуля. Розроблені методики побудови, аналізу та оптимізації вхідних малошумливих підсилювачів використовуються при розробці вхідних трактів перспективних систем мм діапазону наземного і бортового базування. | 