Диссертация (1137272), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Нарисунке 4.13 показаны два усилителя диапазона 1,25…2,25 ГГц при входномсигнале Рвх = -20 дБм.Рисунок 4.13 – Изображения разработанных в диссертации СВЧ-МУМС:а – мощный двухвходовый модуль импульсных и цифровых сигналов;б – мощный двухвходовый модуль с выходным сумматором мощности146Мощный двухвходовый усилительный модуль импульсных и цифровыхсигналов (рисунок 4.13,а) с линеаризатором передаточных характеристик разработан на основе квазистационарного спектрального метода.Основные технические параметры некоторых разработанных на кафедретелекоммуникационных систем МИРЭА аспирантами, в том числе и авторомданной диссертации, и описанных в работе исследуемых линейных МУМС отражены в табл.
4.1.Таблица 4.1. Параметры исследуемых усилителейТип прибораБиполярные СВЧ-транзисторыКТ830 2Т637 КТ830Б КТ843В MRF382 MRF88КТ834 2Т842 КТ834В1КТ813Выходная мощ70507525ность, ВтРабочая частота,0,31,80,5-1,5 0,5-1,5ГГцУсиление, дБ>3>4>5Входная мощность,0,050,10,0300,02ВтПолевые СВЧ-транзисторыТип прибораВыходная мощность, ВтРабочая частота,МГцУсиление, дБ12550,41,8>8>818 Вт0,632П8052П8081,5601201515080080010001000>6>5>10>101800>152П813 MRF5015MRF275GВ данной таблице представлены основные параметры биполярных и полевых СВЧ-транзисторов, на базе которых выполнены МУМС и другие нелинейные устройства.Разработанный экспериментальная СВЧ-установка (стенд) для исследований МУМС включает генераторы с произвольной формой сигнала (рисунок4.14).
Сигнал формируется на компьютере, и затем записывается в генератор, а147также спектроанализатор или векторный анализатор, который позволяет выделить модуляцию из ВЧ-сигнала на его входе и рассчитать характеристики.Рисунок 4.14 – Экспериментальная СВЧ-установка:а – для тестирования цифровых МУМС;б – для исследования многочастотных сигналовДля подтверждения теоретических исследований и предложенных устройств, а также проведенных компьютерных расчетов была разработана струк-148турная схема экспериментальной СВЧ-установки с различными дополнениями.Для получения метрологических параметров установка укомплектована измерительными приборами и исследуемыми нелинейными МУМС.
Выполненысборка, монтаж и испытание узлов и всей экспериментального СВЧ-стенда сгрупповыми сигналами с цифровой огибающей.Экспериментальный стенд позволяет не только исследовать нелинейныетранзисторные СВЧ-устройства, но и оценить их метрологические характеристики [8, 11, 13, 102, 92-94, 128-134]. На экспериментальном СВЧ-стенде произведена настройка различных схем линеаризаторов, отработка и апробацияметодов выделения и измерения мощности полезных сигналов и составляющихИМС 3-го и 5-го порядков всех видов и типов, возникающих на выходе МУМСв многосигнальном режиме при 25 и более многочастотных сигналах на еговходе.С помощью экспериментальной установки выполнено полунатурное моделирование многостанционных систем связи с нелинейным трактом, в которойэкспериментально измерены односигнальные и многосигнальные характеристики МУМС, а также ИМС.Экспериментальная установка для тестирования цифровых МУМС наширокополосном сигнале включает генератор с произвольной формой сигнала(рисунок 4.14,а) [8, 11, 13, 102, 92-94, 128-134].
Сигнал формируется на персональном компьютере, и затем записывается в генератор, а также спектроанализатор или векторный анализатор сигналов, который позволяет выделить модуляцию из ВЧ-сигнала на его входе и рассчитать цифровые характеристики.Сейчас усилительные устройства систем подвижной связи тестируются, какправило, с использованием цифровых сигналов, поэтому должны быть проверены различные виды модуляции несущих. В этом случае важнейшими характеристиками являются коэффициент побитовых ошибок, подавление соседнегоканала и ИМС [8, 11, 13, 102, 92-94, 128-134].
Для достижения предельных характеристик мощных СВЧ-устройств и с целью оптимизации системы связи вцелом необходимо объединить эти две методики.149Использование цифрового метода формирования входного мультичастотного сигнала позволяет производить различные типы измерений, например, генерировать монотональное, двухтональное и многотональное воздействие, атакже сигналы со сложными видами модуляции, при обработке которых могутвозникнуть проблемы, связанные с нелинейностями усилителей и другими паразитными эффектами.
Вся измерительная система работает под управлениемкомпьютера, осуществляющего формирование входного и обработку выходного сигналов, а также общие математические операции.Выводы по главе 41. Рассмотрены принципы и проблемы функционирования радиосистем связи с малыми нелинейными искажениями сигналов.2. Предложены методы анализа искажений сигналов в горных радиосистемах связи с АФАР и ИА.3.
Предложены методы моделирования диаграммы направленности многолучевых АФАР в радиосистемах связи с малыми искажениями для горныхтрасс.4. Разработан метод и схема линеаризации трактов ИА и АФАР радиосистем связи для загородных и горных трасс.150ЗаключениеВ процессе выполнения исследований в диссертации разработана научнотехническая концепция реализации специальных антенных устройств типа интеллектуальных антенн и АФАР, в которые интегрированы мощные усилителимногочастотных (групповых) сигналов, позволяющие реализовать радиосистемы и устройств связи с малыми искажениями для загородных и горных трасс.При этом получены следующие результаты:1.
Исследовано и проведено моделирование процесса распространенияэлектромагнитных волн на различных сложных по рельефу трассах в природных средах и их влияние на характеристики антенн.2. Проведен численный анализ структуры электромагнитного поля вблизиместа размещения антенной системы для сложных по рельефу загородных игорных трасс.3. Созданы новые методы моделирования диаграмм направленности АФАРс интегрированными МУМС; разработаны модели специализированных антенных устройств для повышения эффективности радиотехнических систем связидля загородных и горных трасс.4. Разработаны и испытаны линеаризированные усилительные тракты с малыми нелинейными искажениями, интегрированные в интеллектуальные антенны и АФАР радиосистем и устройств связи.Таким образом, в результате теоретических и экспериментальных исследований, а также компьютерных расчетов разработана методика по снижениюинтермодуляционных составляющих в радиосистемах и устройствах связи смалыми искажениями для загородных и горных трасс.
Рассчитаны и смоделированы условия распространения электромагнитных волн радиосистем связи назагородных и горных трассах с различным ландшафтом. Разработаны линейныеусилительные тракты предложенных интеллектуальных антенн и АФАР радиосистем связи. Характерные экспериментальные данные подтверждаются результатами измерений.151СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.
Скляр Б. Цифровая связь. /Теоретические основы и практическоеприменение/. Издание 2-е, исправленное. – М.: Издательский дом «Вильямс»,2004 г. 104 с.2. Ehsan Johari, Haleh Karkhaneh, Ayaz Ghorbani. Theoretical Approach toEstimate Intermodulations in Wideband Active Transmit Phase-Array Antennas.Electromagnetics, 32:50–59, 2012.3. Муад Х.М., Халимов С.С., Трефилов Н.А. Применение пассивныхретрансляторов в системах сотовой связи на границах зон обслуживания// Антенны.
2014. №9 (208). С36-39.4. Связь с подвижными объектами в спектре СВЧ. / под ред. У. К.Джейкса. М.: Связь. 1979. – 520 с.5. Слюсар В.И. Цифровое формирование луча в системах связи: будущеерождается сегодня. Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2001. №1. С.6-12.6. Григорьев Л.Н. Цифровое формирование диаграммы направленностив фазированных антенных решетках.
– М.: Радиотехника, 2010. 144 с.7. Maas S.A. Measurements and Nonlinear Modeling. Proceed. 53rd ARFTGConference Digest, Anaheim, June 18, 2014, pp. 1-10.8. Каганов В.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Компьютеризированный курс: Учебное пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА–М, 2013. 432 с.9. Donohue D.I., Kutter I.R.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
