Актуальность проблемы. Проблема разработки источников колебаний СВЧ-диапазона с высокой долговременной стабильностью частоты и низким уровнем фазовых шумов возникла более 50 лет назад и остается актуальной до настоящего времени. Основными видами радиотехнических систем, для функционирования которых требовались такие источники, были и остаются радиолокационные системы и различные виды систем связи и передачи информации. С появлением новых видов сигналов и способов их формирования и обработки требования к стабильности частоты основных источников колебаний и уровням их фазовых шумов становятся все более жесткими.
Одним из ключевых функциональных узлов, влияющих на уровни фазовых шумов таких источников колебаний СВЧ-диапазона, как синтезатор частот (СЧ) с системой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), является генератор, управляемый по частоте напряжением (ГУН).
Изобретение термостабилизированных керамических материалов и освоение производства малогабаритных коаксиальных керамических резонаторов (ККР) открыло новые возможности построения колебательных систем малошумящих ГУН. Такие автогенераторы (АГ) являются подклассом генераторов, в состав колебательных систем которых входит высокодобротный резонатор, обеспечивающий повышение стабильности частоты собственных колебаний и добротности рабочей моды колебательной системы (КС), а также снижение уровней фазовых шумов в выходных колебаниях ГУН.
Появление коммерческих пакетов программ, Microwave Office (компании Applied Wave Research — AWR), Advanced Design System (ADS) и Genesys (компании Agilent Technologies) и др., позволяющих осуществлять схемотехническое моделирование и сквозное проектирование линейных и нелинейных СВЧ-устройств, существенно упростило их разработки. Однако для получения удовлетворительно воспроизводимых результатов проектирования нелинейных СВЧ-устройств, к числу которых относятся ГУН, требуется использовать как достаточно точные модели компонентов ГУН (активных и пассивных) и типовых фрагментов их топологий, так и методики проектирования, позволяющие находить нехудшие технические решения поставленных задач. Разработки моделей компонентов (в общем случае нелинейных и содержащих источники собственных шумов) опираются на результаты тщательно планируемых измерений, научно обоснованные структуры моделей и использование программных средств идентификации параметров этих моделей.