Текстът завършен

(1) UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO MAESTRIA EN ENGENIERIA FACULTY DE INGENIERIA. "УСИЛИТЕЛ ЗА НИСКИ ШУМ ЗА ПОЛУЧАТЕЛЯ НА СИСТЕМАТА ЗА ТЕЛЕКОМУНИКАЦИИ В КАНДАТА Ka" ТЕЗАТА ЗА ПОЛУЧАВАНЕ НА СТЕПЕНТА НА. МАЙСТЪР В ИНЖЕНЕРНОТО ПРЕДСТАВЯНЕ:. VICTOR LOPEZ CASTELLANOS ДИРЕКТОР НА ТЕЗАТА: Д-Р. ОЛЕКСАНДР МАРТИНЮК МЕКСИКО Д.Ф. 2005 г.

система

(4) ПРИСЪЕДИНЕНО ЖУРИ:. Председател:. Д-р Гилермо Монсивайс Галиндо. Секретар:. Д-р Сергей Хотяинцев. Вокал:. Д-р Александър Мартинюк. ъъъъ. 1 заместник:. Д-р Франсиско Гарсия Угалде. 2-ри заместник:. Д-р Владимир Свирид. Инженерен аспирант, Национален автономен университет в Мексико, Ciudad Universitaria, México D.F . РЕПУСТРАТОР ПО ДИСЦИ: д-р Александър Мартинюк.

(5) "УСИЛИТЕЛ ЗА НИСКИ ШУМ ЗА ПРИЕМНИКА НА СИСТЕМАТА ЗА ТЕЛЕКОМУНИКАЦИЯ В КАНДАТА Ka." СЪДЪРЖАНИЕ. СЪДЪРЖАНИЕ. . 1. . . . . . . . . 4 5 6 8 9 12 13 21 27 . . . 29 30 40. 2 ТРАНСФОРМАТОР НА РЪКОВОДНИТЕ ВЪЛНИ H . 45. 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2.6. Цилиндрични вълноводи Правоъгълен вълновод ТЕ режими ТМ Прекъсвания във вълноводи Промяна на височината в правоъгълни вълноводи 2.7 H-тип вълноводи 2.8 Метод на напречен резонанс 2.9 Преходи на вълновод 2.10 Импедансният трансформатор 2.11 Казус Практически. . . . . . . 47 50 51 56 59 60 . . . . . 61 64 66 68 72. 3 . 84. ВЪВЕДЕНИЕ 1. ПРОЕКТИРАНЕ НА ВРЪЗКАТА. 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8. Аналогов или цифров OSI модел Предавателна мощност Честота на работа и модулация Широчина на честотната лента Шум в микровълнови системи Антени Уравнение за предаване на мощност на Friis 1.9 Загуби в атмосферата 1.10 Затихване от дъжд 1.11 Практически случай. 1 СТЕПЕНЕН УСИЛИТЕЛ ЗА НИЗКИ ШУМ. 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6. S параметри ABCD параметри Стабилност на транзистора Проучване на казуса с нисък шум . . . . . . 85 87 90 91 92 98. 4. УСИЛИТЕЛ ЗА НИСКИ ШУМ. МНОГОСТЕПЕННО. . 107. 4.1 Техника за намаляване на съотношението на постоянна вълна 4.2 Практически случай 4.3 Оптимизация. . 107 . …………………………………………………. 113 117.

(6) "УСИЛИТЕЛ ЗА НИСКИ ШУМ ЗА ПРИЕМНИКА НА ТЕЛЕКОМУНИКАЦИОННАТА СИСТЕМА В КАНДАТА Ka." СЪДЪРЖАНИЕ. . . . 124 124 125 . 127 . . 131 132. ЗАКЛЮЧЕНИЯ. . 138. ПРИЛОЖЕНИЕ. . 140. БИБЛИОГРАФИЯ. . 156. 5 ПРОИЗВОДСТВО 5.1 Микровълнови интегрални схеми 5.2 Хибридни микровълнови интегрални схеми 5.3 Технология на производство на тънък филм 5.4 Индуктивност на тел 5.5 Практически случай.

(9) ВЪВЕДЕНИЕ. шум; и допълвайки, четвъртата глава се занимава с двустепенния усилвател с нисък шум. В пета глава са представени техниките и инструментите, които позволяват изработването на дизайн като представения. Тази работа е свързана с електрическия дизайн и разпределението на размерите, което е непосредствената предходна стъпка за бъдещо изпълнение на прототип. Накрая завършва, отстъпвайки на общите заключения. Представената по-долу работа може да представлява интерес за специалиста, който работи в комуникационни системи, дистанционно наблюдение, измервателни уреди или радари в микровълновата лента. 3.

(12) VÍCTOR LÓPEZ CASTELLANOS. ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРАНЕ НА ВРЪЗКАТА. ТОЧКА А. ТОЧКА Б ЛОГИЧНИ ВРЪЗКИ., ------- . CAPA 7. 6. 5. 4. 3. 2. 1. CAPA. ПРИЛОЖЕНИЕ. ПРИЛОЖЕНИЕ. . . ПРЕЗЕНТАЦИЯ. ПРЕЗЕНТАЦИЯ. . . СЕСИЯ. СЕСИЯ. . . ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТ. . . НЕТ. НЕТ. . . ВРЪЗКА С ДАННИ. ВРЪЗКА С ДАННИ. . . ФИЗИЧЕСКИ. ФИЗИЧЕСКИ. 7. 6. 5. 4. 3. 2. 1. ФИЗИЧЕСКИ ПЪТ НА ЗНАЦИТЕ. Фигура 1.1 Модел за взаимосвързаност с отворена система (OSI) на Международната организация по стандартизация (ISO) [4] . 1.2 Аналогов или цифров При започване на проектирането на система от този характер човек се изправя пред дилемата да я третира цифрово или аналогично . Цифровата пътека беше взета и решението се основава на следните аргументи, които са изброени като предимства пред аналоговите системи [12]. Първото общо предимство на цифровите комуникационни системи е, че те са обект на по-малко изкривяване от аналоговите, което позволява висок капацитет за регенерация. Това се обяснява, защото цифровите схеми 6.

(17) VÍCTOR LÓPEZ CASTELLANOS. ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРАНЕ НА ВРЪЗКАТА. Избирам модулация с М = 64, за да има схемата, илюстрирана на фигура 1.2 . 64-QAM. • • • • • • • •. • • • • • • • •. • • • • • • • •. • • • • • • • •. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •. Фигура 1.2 64QAM схема за модулация. Съзвездие . По-долу е връзката между предадената битова скорост за всеки индекс M и скоростта на предаване или символ (1/T) . Rb [bps] = (1/T) log2 M. (1.4.2). Трябва да се отбележи, че скоростта на битовете в секунда Rb се увеличава линейно със скоростта на символите (1/T) и логаритмично със стойността на М. От друга страна, за да се поддържа постоянна вероятност за битови грешки и на приемливо ниво, представеният компромис е с еквивалента на съотношението сигнал/шум на аналоговите системи, което е битовата енергия, разделена на мощността на шума. Eb. С това имаме предвид, че докато имате по-висок N0. битрейт в една и съща честотна лента или по-добра спектрална ефективност, е необходима по-висока мощност на бит, за да се преодолеят ограниченията, наложени от шума. В. единадесет.

(21) VÍCTOR LÓPEZ CASTELLANOS. ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРАНЕ НА ВРЪЗКАТА. 1.6.3 Мощност на шума и еквивалентна температура на шума. v (t) RT [K]. т. ФИГУРА 1.3. Случайно напрежение, генерирано от шумен резистор. Помислете за резистор при температура T в Келвин, както е показано на фигура 1.3. Електроните в този резистор са в произволно движение с кинетична енергия, пропорционална на температурата Т. Тези произволни движения произвеждат малки произволни вариации на напрежението в клемите на резистора. Това напрежение има средна стойност нула, но различна от нула в средно ефективната стойност, дадена от закона за излъчване на черното тяло на Планк. υn =. 4hfBR и hf kT - 1. (1.6.1). Където: h = 6.546X10-34 J-s е константата на Планк. k = 1,38X10-23 J/K е константата на Болцман. T е абсолютната температура в Келвин (K). B е системната честотна лента в Hz . 15.

(24) VÍCTOR LÓPEZ CASTELLANOS. ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРАНЕ НА ВРЪЗКАТА. въпросният. Съотношението сигнал/шум е съотношението на мощността на желания сигнал към мощността на нежелания шум, разбира се. Тогава тази връзка зависи от интензивността на мощността на сигнала. Когато шумът и желаният сигнал се прилагат към входа на безшумна мрежа, както сигналът, така и шумът се усилват или затихват от един и същ фактор, така че връзката между тях остава непроменена. Но ако, напротив, мрежата е шумна, мощността на шума на изхода ще бъде увеличена в по-голяма степен от изходния сигнал, така че посоченото съотношение ще бъде намалено. Тогава цифрата F на шума е мярка за това намаляване на сигнала към шум, когато преминава през компонент, мрежа или етап. По този начин цифрата на шума се определя като:. F =. Да Ni S0 N0. (1.6.4). ≥1. където Si и Ni са входният сигнал и шум. S0 и N0 са сигналът и шумът на изхода. По дефиниция се приема, че входният шум е мощността на шума, получена от свързан резистор при температура T0 = 290K, т.е. Ni = kT0B. (1.6.5). R A.

. ШУМНА НЕТ G, B, T.

(26) VÍCTOR LÓPEZ CASTELLANOS. ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРАНЕ НА ВРЪЗКАТА. обща стойност на шума и общата температура на шума на водопада като един елемент. Общата печалба на каскадата е G1 G2. Използвайки шумовите температури, мощността на шума на изхода на първия етап ще бъде: N 1 = G1 kT0 B + G1 kTe1 B. (1.6.8). тъй като Ni = kT0B за изчисления на цифрите на шума. Мощността на шума на изхода на втория етап е:. N 0 = G2 N 1 + G2 kTe 2 B = G1G2 kB (T0 + Te1 +. 1 Te 2) G1. (1.6.9). За еквивалентната система имаме:. N 0 = G1G2 kB (Tcas + T0). (1.6.10). В сравнение с (1.6.9) той ни дава температурата на шума на каскадната система:. Tcas = Re1 +. 1 тройник 2 G1. (1.6.11). Използвайки (1.6.7) за преобразуване на температурите в цифри на шума в (1.6.11), той ни дава цифрата на шума на цялата каскадна система:. Fcas = F1 +. 1 (F2 - 1) G1. (1.6.12). Уравнения (1.6.11) и (1.6.12) показват, че шумовите характеристики на каскадната система са доминирани от характеристиките на първия етап, тъй като ефектът от втория етап е намален от усилването на първия. Следователно, за да се получи най-добрата стойност на общия шум за системата, първият етап трябва да има нисък коефициент на шум и поне умерено усилване. 20.

(34) VÍCTOR LÓPEZ CASTELLANOS. ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРАНЕ НА ВРЪЗКАТА.  λ2 A r = e r D r (θ r, φ r)   4π.   . (1.8.3). Количеството мощност Pr, което приемащата приемна антена може да запише, използвайки (1.8.2) и (1.8.3) като:. Pr = er Dr (θ r, φ r). λ2 Dt (θ t, φ t) Dr (θ r, φ r) Pt λ2 ρˆ t ⋅ ρˆ r Wt = et er 4π (4πR) 2. (1.8.4). 2. или като отношение на получената към предадената мощност:. λ2 Dt (θ t, φ t) Dr (θ r, φ r) Pr = et e r Pt (4πR) 2. (1.8.5). Получената мощност въз основа на (1.8.5) приема, че предавателната и приемащата антена са свързани към съответните им линии или товари (Γ = 0) и че поляризациите на антените също са свързани. Ако трябва да добавим тези два фактора, това би било като: 2. Pr λ  2 2   Dt (θ t, φ t) Dr (θ r, φ r) ρˆ t ⋅ ρˆ r = ecdt ecdr (1 - IΓt I) (1 - IΓr I)  2  Pt  (4πR) . 2. (1.8.6). За две антени, свързани в поляризация и импеданс, докато са подравнени за максималната им насоченост, (1.8.4) намалява до:. Pr  λ  =   G 0 t G0 r Pt  4πR  2. (1.8.7).  λ  Терминът   е известен като загуби на свободно пространство и  4πR  2. представлява енергийното затихване на вълните поради тяхното сферично разпространение. В допълнение към този термин се добавят и някои други загуби, които възникват в атмосферата и са от основно значение за изчисляването на микровълнова връзка.