Математическая модель отражателя - модулятора необходима для моделирования этого устройства с помощью вычислительной техники. Предполагается, что все элементы математической модели будут представлены как совокупность элементарных пассивных элементов с постоянными или переменными параметрами. Эта модель позволит анализировать параметры отражателя – модулятора с помощью специальных программных продуктов, предназначенных для расчёта электрических цепей и схем.

Основной задачей моделирования является создание схемного аналога вибратора – антенны отражателя - модулятора, поскольку этот элемент устройства имеет большой разброс параметров для различных частот, а нам необходима общая модель для всего рабочего диапазона частот, который имеет коэффициент перекрытия три и более. Поэтому, разработке модели именно вибратора в данном разделе будет уделено особое внимание, поскольку задача является далеко не тривиальной, кроме того аналогичной задачи не рассматривалось ни в одной книге, просмотреной в ходе подготовке к дипломной работе. Разработанный мною метод моделирования может с успехом применяться для моделирования и других цепей, поскольку в ходе моделирования был использован общий подход.

Как было сказано выше, нам необходимо рассмотреть два случая, когда в закладке используется полупроводниковый диод и когда используется варикап. Использование этих двух элементов в устройстве даёт различные цепи согласования вибратора с самим модулятором. Ниже на рисунках представлены три эквивалентные цепные схемы для двух этих случаев.

Рис. 3.1. Эквивалентная схема отражателя - модулятора с использованием диода.

где

Е1 – источник высокочастотных колебаний, навязанных зондирующим сигналом;

Е_СМ – источник смещения (устанавливает рабочую точку диода);

U_МОД – источник модулирующего напряжения;

Д1 – полупроводниковый диод;

С_СОГЛ – ёмкость, компенсирующая реактивное сопротивление вибратора;

L_СОГЛ – блокировочная или согласующая индуктивность, блокирует шунтирование высокочастотного сигнала через источник смещения и модуляции, или компенсирует ёмкостную составляющую (назначение в зависимости от схемы);

Z_ВХ(p) – эквивалентное сопротивление вибратора (его эквивалентная схема как двухполюсника);

Рис. 3.2. Эквивалентная схема отражателя - модулятора с использованием варикапа (R_СОГЛ параллельно Д1).

Рис. 3.3. Эквивалентная схема отражателя - модулятора с использованием варикапа (R_СОГЛ последовательно Д1).

На рис 3.2 и рис.3.3 R_СОГЛ нужно для введения активного сопротивления, в полное сопротивление модулирующей части, это позволит согласовать модулирующую часть с вибратором на частоте зондирующего сигнала (R_СОГЛ выбирают равной активной составляющей вибратора на частоте зондирующего сигнала).

Видно, что единственным неизвестным квадратом в нашей схеме является эквивалент вибратора, приступим к его разработке и моделированию.