Любой ГВВ содержит активный элемент, цепи возбуждения, нагрузки и питания. Назначение цепи возбуждения заключается в подаче сигнала на вход АЭ. Нагрузкой ГВВ являются (колебательные системы, настроенные на рабочую частоту ГВВ и обеспечивающие выделение энергии высокочастотных колебаний. Цепь питания обеспечивает подачу энергии источника постоянного тока на АЭ, который преобразует ее в энергию колебаний.

Большое число разнообразных схем ВЧ генераторов с внешним возбуждением, являются частным случаем обобщенной структурной схемы (см рис. 1, а), состоящей из трех, каскадно-включенных, четырехполюсников (ЧП):

- входной согласующей электрической цепи;

- электронного прибора – транзистора или лампы;

- выходной согласующей электрической цепи.

Рис. 1. Обобщенная схема ВЧ генератора с внешним возбуждением

Назначение электрических цепей состоит в согласовании входного и выходного сопротивлений электронного прибора соответственно с источником возбуждения и нагрузкой и в фильтрации высших гармоник сигнала.

Электронный прибор может быть представлен в виде генератора тока , имеющего внутреннюю проводимость , входного  и выходного , сопротивлений (см. рис. 1, б). Все эти элементы являются нелинейными и частотно-зависимыми.

Конечная цель анализа работы ВЧ генератора (см. рис. 1, а) при подаче на его вход одночастотного сигнала  состоит в определении его энергетических параметров:

- выходной колебательной мощности ВЧ сигнала, поступающего в нагрузку, ;

- мощности потребления по постоянному току от источника питания ;

- коэффициента полезного действия (КПД) ,

- коэффициента усиления по мощности , где  - мощность входного источника сигнала;

- определение условий оптимального режима работы ВЧ генератора согласно определенному критерию.

Такими критериями могут являться:

- максимум колебательной мощности в нагрузке ;

- максимальный КПД ,

- максимальный коэффициент усиления по мощности ,

- минимум искажений, вносимых усилителем в сигнал,

- максимальная ширина полосы пропускания;

- при расчете и построении различных характеристик генератора: динамической, нагрузочной, амплитудной, фазоамплитудной, амплитудно-частотной, фазо-частотной в одночастотном режиме работы.

Определение данных характеристик дается во 2-м вопросе.

Дополнительный анализ работы ВЧ генератора может проводиться при усилении модулированных и сложных ВЧ сигналов, например многочастотных. Перечисленные параметры и характеристики ВЧ генератора можно найти с помощью метода гармонической линеаризации (рис. 2).

Рассмотрим принципы метода гармонической линеаризации.

Электронный прибор и ВЧ генератор в целом являются нелинейными устройствами. В частности, при подаче на вход такого прибора синусоидального напряжения (рис. 2, а) сигнал на его выходе искажается (рис. 2, б). Согласно разложению функции в ряд Фурье сигнал, приведенный на рис. 2, б, можно представить в виде суммы постоянной составляющей и нескольких гармоник (рис. 2, в). Из этой «смеси» с помощью фильтра можно выделить только 1-ю гармонику сигнала. Именно такую функцию выполняет выходная согласующая цепь в схеме ВЧ генератора. Поэтому напряжение на нагрузке генератора снова приобретает синусоидальную форму (рис. 2, г).

Именно в фильтрации несинусоидального сигнала, выделении из него 1-й гармоники сигнала и преобразовании его вновь в синусоидальный сигнал и состоит метод гармонической линеаризации, лежащий в основе анализа ВЧ генератора.

Рис. 2 – Принцип метода гармонической линеаризации

Сам анализ включает в себя:

- определение с помощью ВАХ электронного прибора формы тока на его выходе при подаче на вход синусоидального сигнала;

- разложение в ряд Фурье полученной несинусоидальной зависимости для тока  эквивалентного генератора электронного прибора (см. рис. 1, б);

- определение напряжения на выходе электронного прибора;

- определение выходной мощности 1-й гармоники  поступающей в нагрузку;

- определение потребляемой мощности  от источника постоянного тока и КПД генератора ;

- анализ входной цепи ВЧ генератора, определение мощности входного сигнала , и коэффициента усиления генератора по мощности ,

- выбор схемы и расчет выходной и входной согласующих электрических цепей ВЧ генератора.