Проектирование приемника сотовой системы связи, работающего в диапазоне 900 МГц, страница 5

Сопротивление стабилизирующего резистора  Rст = 975 Ом ;

Входное сопротивление активного элемента Zвх = 9.2-j19 Ом ;

Выходное сопротивление активного элемента Zвых = 36-j137 Ом.

4.3 Расчет входной цепи.

Входная цепь ВЦ рассчитывается из условия согласования активного сопротивления настроенной  антенны Ra=50 Ом и входного сопротивления УРЧ по методике изложенной в [12]. Предварительный расчет показал , что  произвести согласование сопротивления антенны  с сопротивлением  9,2-j19 Ом с помощью одного отрезка линии технологически трудно из-за очень малой длины и большой ширины согласующего отрезка линии. Поэтому  для компенсации емкостной составляющей входного сопротивления УРЧ применим  короткозамкнутый отрезок линии индуктивного характера. Длина отрезка определяется по формуле :

 , где l - длина волны , соответствующая центральной частоте 947,5 МГц , x - реактивная составляющая входного сопротивления УРЧ , r - волновое сопротивление линии.

Относительная ширина отрезка для поликоровой подложки составляет :, ширина отрезка -  , h = 2 мм - толщина поликоровой пластины.

Эффективная диэлектрическая проницаемость :

Длина отрезка с учетом проницаемости подложки :

Для согласования активных составляющих сопротивлений применим два последовательно включенных четвертьволновых трансформатора (один трансформатор трудно реализуем).

Волновое сопротивление первого трансформатора выбираем равным  , сопротивление второго трансформатора рассчитываем по формуле .

Определяем размеры линий :

;

;

;

Результаты расчета :

Тип элемента

Ширина элемента , мм

Длина элемента , мм

КЗ-шлейф

1,96

7,14

четвертьволновый т-тр.

3,2

30

четвертьволновый т-тр.

0,4

32,6

Размеры занимаемые согласующей цепью на плате можно уменьшить , если применить меандровую  укладку линий. Примерный вид топологии платы входной цепи приведен в приложении №7.

4.4 Расчет фильтра СВЧ (на структурной схеме фильтр Ф1)

Расчет (выбор) фильтра производится по методике и справочным данным приведенным в [12] .

Определим требуемую относительную полосу пропускания фильтра Ф1:

 

Зададимся величиной неравномерности АЧХ в полосе пропускания фильтра .

Рассчитываемый фильтр должен обеспечивать селективность по зеркальному каналу -50дБ при частоте зеркального канала первого  гетеродина  780 МГц  и селективность по каналу прямого прохождения - 62дБ. Эти характеристики обеспечивает пятизвенный фильтр с Чебышевской АЧХ его параметры взяты из [12] :

Число звеньев - 5 ;

Относительная полоса пропускания с учетом потерь - 5,2% ;

Затухание в полосе пропускания - 3,08 дБ ;

Относительная полоса задерживания  при затухании в полосе задерживания 50 дБ - 15% ;

Абсолютная полоса пропускания фильтра  .

Абсолютная полоса задерживания фильтра .

Т.е. при расстройке на от центральной частоты обеспечивается подавление сигнала на 50дБ . ( селективность по зеркальному каналу и каналу прямого обеспечивается с запасом , который может скомпенсировать ухудшение АЧХ фильтра в результате рассогласования фильтра и УРЧ при работе в полосе частот).

Относительная ширина полосковых резонаторов и зазоров между ними составляют :

            

Толщина подложки фильтра  h=2мм. Определяем размеры микрополосковых резонаторов :

    

Определение длины микрополосковых резонаторов

 - длина волны соответствующая средней частоте сигнала;

Длина резонатора при его выполнении на поликоровой подложке с  вычисляется по формуле [12] :

Топология платы фильтра приведена в приложении №7.

4.5 Расчет узла согласования входного сопротивления фильтра с выходом УРЧ

Этот узел предназначен для согласования выходного сопротивления УРЧ с сопротивлением подводящих линий фильтра СВЧ.

Расчет производится аналогично п.4.3. 

Выходное сопротивление УРЧ - Zвых =  r-jx = 36-j137Ом ;