Проектирование приемника сотовой системы связи, работающего в диапазоне 900 МГц

1.  Введение

2.  Обзор литературы по теме проекта

3.  Выбор и обоснование структурной схемы приемника

3.1 Предварительная структура приемника

Для обеспечения указанных  характеристик приемник должен быть построен по супергетеродинной схеме с двойным преобразованием частоты . Рекомендуемые значения промежуточных частот для приемников сотовой связи , работающих в диапазоне 900 МГц  составляют 90 МГц и 10,7 кГц. Выбор таких частот позволяет реализовать необходимую селективность приемника по зеркальным каналам первого и второго гетеродина по каналу прямого прохождения и по соседнему каналу. Также при этом выполняется рекомендуемое условие :

1)   Промежуточные частоты :

2)   Входной сигнал :

3)   Первый гетеродин :

Частота зеркального канала для первого гетеродина :

Частота канала прямого прохождения :

4)   Второй гетеродин :

       Частота зеркального канала для второго гетеродина :

       Частота канала прямого прохождения

3.2 Определение полезного спектра сигнала

3.3 Определение полосы пропускания  приемника

Принимаем нестабильность частоты гетеродина равной  , что соответствует нестабильности кварцевого генератора используемого в цифровом синтезаторе частоты первого гетеродина и во втором гетеродине. Стандартное значение полосы пропускания приемника сотовой системы связи с учетом  всех нестабильностей  составляет  30кГц.

3.4 Требования предъявляемые к преселектору

Преселектор  будет выполнен на основе двух  цепей , разделенных усилителем радиочастоты (УРЧ). На входе УРЧ применена  апериодическая входная цепь , которая осуществляет согласование антенны со входом  УРЧ (в данном диапазоне частот применяют настроенные антенны с входным сопротивлением Rа = 50 Ом ). УРЧ нагружен на многозвенный (3¸5 звена) фильтр , который реализует селективные свойства преселектора (обеспечивает селективность по зеркальному каналу первого гетеродина и каналу прямого прохождения).  Применение УРЧ позволяет существенно снизить коэффициент шума приемника и повысить его чувствительность. В данном случае УРЧ необходим для компенсации потерь в многозвенном  фильтре-СВЧ.

3.5 Требования к усилителю  радиочастоты (УРЧ)

 УРЧ выполнен на СВЧ транзисторе. Его назначение :

·  развязка  цепей преселектора ;

·  увеличение  уровня входного сигнала до значения необходимого для нормальной работы первого смесителя ;

·  уменьшение  уровня собственных шумов приемника.

Основным требованием к УРЧ является неискаженное усиление сигнала в полосе пропускания преселектора равной  25МГц.

3.6 Требования к первому полосовому фильтру

Первый полосовой фильтр выполнен  по микрополосковой  технологии , должен обеспечить полосу пропускания не менее  25 МГц (центральная частота fo=947.5 МГц ) и затухание в полосе задерживания  не менее 50 дБ. При этом селективность по каналу прямого прохождения реализуется автоматически. Также фильтр должен иметь минимальное количество звеньев и минимальное затухание в полоса пропускания. 

3.7 Требования к первому гетеродину

 Первый гетеродин приемника представляет собой синтезатор гетеродинных частот. Необходимый диапазон частот - 845¸870 МГц . Шаг перестройки частоты 10кГц. Такая величина шага обеспечивает шесть дискретных   значений частот внутри полосы отводимой для каждого канала связи.

3.6.1 Выбор типа синтезатора

Существует две группы синтезаторов гетеродинных частот : синтезаторы прямого и косвенного синтеза . Принцип действия  синтезаторов  прямого синтеза заключается в последовательном сложении частот разных порядков. Недостатком синтезаторов этого типа является наличие в спектре выходного  сигнала помимо основной частоты большого количества различных составляющий , которые возникают в процессе сложения частот. Эти составляющие приводят к появлению в приемнике дополнительных каналов приема , а также могут непосредственно проникать в тракт промежуточной частоты .

В настоящее время широкое применение нашли синтезаторы косвенного синтеза лишенные указанного недостатка. Поэтому в данном приемнике   применим синтезатор косвенного синтеза .

3.6.2 Принцип  действия синтезатора косвенного синтеза.

Упрощенная структурная схема синтезатора  приведена на рисунке  №3.1. Синтезатор состоит  из управляемого гетеродина (управление частотой генерации осуществляется электронным способом , например с помощью варикапа). Этот гетеродин служит источником выходных колебаний  и должен иметь диапазон перестройки соответствующий диапазону всего синтезатора. Управление гетеродином осуществляется    через цепь фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) , основой которой служит фазовый детектор. Цепь ФАПЧ устанавливает равенство между частотами поступающими на ее вход. На один вход ФАПЧ поступает выходная частота синтезатора поделенная на N в управляемом делителе. На другой вход поступает частота с опорного генератора равная величине шага перестройки частоты синтезатора. Обычно N=Q+n , где Q- постоянный коэффициент деления , а n = 0,1,2,....9 Таким образом  на выходе синтезатора можно получить частоты :