| |
Информация "download = договор с автором" | |
Григо,З.:"Приёмный фильтр для широкополосного согласования смесителя СВЧ" | |
|
Для малошумных приёмников СВЧ без входной селекции, например приёмников для спутниковой связи, нужен
полосовой фильтр между малошумном усилителем (LNA) и смесителем. Это нужно, чтобы подавлять шумы полосы зеркальной частоты. Рис. 1 показывает этот принцип. Требования к этому фильтру не велики. Затухание 15 дБ на полосе зеркальных частот полностью достаточно. Но отражение частот зеркальной полосы и гетеродина имеет отрицательный эффект на свойства смесителя на полосе приёмных частот.  рис. 1 Свойства смесителя можно значительно улучшить, если создают условия, что смеситель на входе и выходе согласован для всех поступающих частот. Коэффициент отражения -8...-10 дБ для этих целей достаточен. На стороне ПЧ это легко достичь путём соответственных модификацией входной схемы первого каскада усилителя. На стороне фильтра было бы примитивное решение в том, вставлять аттенюатор примерно 3дБ (рис. 2).  рис. 2 Но это решение увеличит общий коэффициент шумов приёмника. Выход из этой ситуации получается пользованием фильтра с широкополосным согласованием без потери свойств селекции для полосы пропускания. Путь к этому прост: два идентичные фильтра параллельно соединяются кольцевыми делителями мощности (Wilkinson Couplers). Нужный фазовый сдвиг получается с помощью двух λ/4-50Ω-линиями передачи. Понижение селекции на 3 дБ из-за параллельного подключения фильтров в данном случае не важно. Рис. 3 показывает это решение с фильтром двух параллельно связанных резонаторов в микрополосковой технике.  рис. 3 Схема фильтра разработана для подложки RT-Duroid 5870 с толщиной 0.438 мм для высокой полосы спутника связи "Intelsat". Расчёты проведены САПР "HP-MDS". Рис.4 показывает рассчитанные характеристики отдельного фильтра. Маркировки ограничат полосу приёма 11.45...11.70 ГГц. Полоса гетеродина - 12.78...13.03 ГГц. Следует, что полоса зеркальных частот 14.11...14.36 ГГц.  рис. 4 Рис.5 показывает Layout реализованного кольцевого делителя и рис.6 измеренные у него характеристики S11 и S32. Как 100Ω-сопротивление для "Wilkinson" было выбрано тонкослойный SMD-шип формата 0504. Высокочастотные свойства сопротивления не были приняты в симуляции, но ответвления типа Т. Для реализации 71Ω-линии передачи приняты средние длины отрезков в форме дуги. Измеренные характеристики делителя достаточны для пользования его для описанных целей.  рис. 5  рис. 6 Рис. 7 показывает результаты симуляции всей схемы фильтра с делителями. Коэффициент отражения в полосе зеркальных частот ниже -10дБ, а селекция выше 25 дБ. При частотах гетеродина согласование лучше 8 дБ.  рис. 7 Практические результаты достаточно соответствуют теоретическим характеристикам (рис. 9). Таким образом, разработка успешно кончилась с первым макетом.  рис. 8 Рис. 9 показывает фильтр в узле приёмника приёмопередатчика для спутниковой связи. |
 |
рис. 9
| Резюме: В этой статье описан новый путь для реализации широкополосных согласованных смесителей с помощью новой форму приёмного фильтра. Предложенное решение может во всякою случае быть альтернативой к многозатратному однополосному смесителю. Пример реализованного фильтра на RT-Duroid 5870 для 11ГГц-полосы представлен и результаты измерения показаны. |
 |