Каждое новое поколение мобильных телефонных аппаратов обеспечивает выполнение все более сложных задач, но при этом от них ожидают и постоянного снижения габаритов, массы, повышения времени работы в режиме ожидания и в режиме разговора. Все это требует либо внедрения новых разработок, либо модернизации стандартных схем и архитектур. В результате такой модернизации и появилась технология прямой квадратурной модуляции.
В статье рассмотрены различные архитектуры построения передающих устройств применительно к мобильной телефонной связи. Существует три варианта построения передатчика: схема с двойным преобразованием, схема с использованием ФАПЧ (в американской терминологии "схема с петлей захвата фазы") и схема с прямым преобразованием.
В схеме с двойным преобразованием частичное преобразование частоты осуществляется в модуляторе, а смеситель завершает его. Такой подход применяется во многих передатчиках систем мобильной телефонной связи. Преимуществом такой схемы является то, что узкополосная фильтрация и управление уровнем проводится на промежуточной частоте. Кроме того, использование генератора на частоте, отличной от радиочастоты, позволяет снизить уровень помех. Недостатком схемы является необходимость включения сразу двух фильтров: на промежуточной и на радиочастоте, они устраняют как гармоники и шум на промежуточной частоте, так и паразитные составляющие, возникающие при преобразовании частот в смесителе.
Преимуществом схемы с ФАПЧ является низкий уровень шума и возможность снизить максимальную мощность, выдаваемую усилителем мощности. Недостаток - заметное усложнение схемы.
Прямая квадратурная модуляция - вариант прямого преобразования, используемого в передающих устройствах. Такая архитектура имеет ряд преимуществ перед схемой с двойным преобразованием и схемой с ФАПЧ. В первую очередь это связано с упрощением схемы (отсутствие смесителя и элементов фазовой петли). Схемы с прямым преобразованием иногда применялись на практике, однако были вытеснены фазовыми схемами, поскольку имели слишком высокий уровень шума.
Ситуация изменилась с появлением нового сверхмалошумящего прямого квадратурного модулятора RF2483, который, за счет сниженных требований к фильтрации, позволяет устранить фильтры в передающем тракте, что, в свою очередь, дает выигрыш в площади, массе и потреблении энергии. Кроме того, это позволяет расширить частотные диапазоны работы телефона, так как один и тот же телефон может одновременно покрывать диапазоны PCS1900 и DSC1800, а также поддерживать стандарты GSM, EDGE и TDMA.
В статье приведены таблицы и графики, подтверждающие большие преимущества, которые обеспечивает применение нового прямого квадратурного модулятора RF2483 в устройствах мобильной телефонной связи.
Обширная статья является первой частью цикла, посвященного истории сверхширокополосной (СШП) связи и локации. В ней прослеживаются разработки в области использования СШП сигналов, начиная с конца 60-х годов. Основными фигурами в них были Хармут, Росс, Робинс, ван Эттен и Мори, а также целый ряд советских и китайских исследователей. Они сформулировали основные принципы проектирования СШП систем, их подсистем и компонентов, защищенные рядом патентов. В начале 70-х годов началось коммерческое использование СШП локационных систем. В итоге в 1973 году Росс получил патент за создание первой системы СШП связи.
Далее в статье рассматриваются основные принципы расчета длины импульса, полосы сигнала и соотношения сигнал/шум для СШП систем, указываются сложности в расчетах, вызываемые нелинейностью процессов. Наглядно показано применение преобразований Лапласа для анализа СШП сигналов.
Кроме того, в статье подробно рассмотрены основные компоненты СШП систем, приведены способы их построения. Для каждого из компонентов приведена история его разработки с указанием дат и авторов.
К статье прилагается обширный список ссылок, который может заинтересовать исследователей, аспирантов, а также всех, интересующихся сверхширокополосными технологиями.
Формат W-CDMA - широкополосный CDMA - один из стандартов, разработанных в соответствии с требованиями на оборудование мобильной связи третьего поколения. Он объединил в себе ранние версии подобных технологий, разработанных японскими и европейскими компаниями.
Коротко об основных параметрах данного стандарта. Устройство W-CDMA может работать как в режиме временного, так и частотного дуплекса. Оно должно поддерживать различные скорости передачи данных, как для медленных голосовых, так и для более быстрых, видео или пакетных применений. Для обеспечения высокой скорости передачи данных устройство W-CDMA должно передавать более одного кодового канала. В статье описана структура сигнала W-CDMA, методы ее анализа, возможные ошибки и методы их устранения.
Копланарные линии передачи активно применяются в современной радиоэлектронике. Широко известные методы расчета и анализа таких линий не учитывают, в частности, наличия нижнего заземляющего проводника.
Автор данной статьи предлагает ряд простых выражений для расчета волнового сопротивления и эффективной диэлектрической проницаемости асимметричных и симметричных копланарных линий с заземляющим проводником и заземленной верхней крышкой, а также без них. В основе расчетов лежит метод квазистатического анализа. Все предложенные выражения могут быть легко встроены в систему САПР.
В первой части статьи, опубликованной в Microwave Journal за декабрь 2000 года, приведена общая процедура, позволяющая спроектировать полосно-пропускающий фильтр на базе ФНЧ-прототипа. Рассмотрены основные варианты резонаторов, применяемых при построении таких фильтров, а также способы их соединения.
Во второй части статьи процедура проектирования полосно-пропускающих фильтров проиллюстрирована рядом наглядных примеров, в их числе:
В приложении к статье приведена информация по проектированию фильтров на диэлектрических резонаторах, винтовых резонаторах, а также выражения для расчета параметров круглых стержней между заземленными поверхностями.
Первая международная конференция по вакуумной электронике прошла 2-4 мая 2000 года в Монтерее и явилась крупнейшим событием в данной отрасли за последнее десятилетие. В ней приняли участие около 400 участников из 20 стран.
Несмотря на бурный рост технологий в области полупроводниковых приборов, вакуумная электроника по-прежнему жива и активно применяется на практике. Именно это и было лейтмотивом всей конференции. Участники первого пленарного заседания обсуждали перспективы научно-технического и коммерческого развития отрасли, проблемы подготовки кадров. Далее последовало около 170 докладов, в том числе на следующие темы: будущее клистронов, разработка высоколинейных вакуумных устройств для нужд телекоммуникации, разработка средств проектирования вакуумных электронных устройств, мощные гиро-усилители миллиметрового диапазона волн, высокомошные генераторы СВЧ и т.д. Подробности о конференции можно узнать по адресу: www.ewh.ieee.org/soc/eds/ivec.
10-13 сентября 2000 года в Денвере прошла конференция IEEE, посвященная проблемам радио и беспроводной связи. Около 250 человек из 18 стран приняли участие в обсуждении 67 докладов. Основные темы, затронутые на конференции: разработка новых технологий для систем мобильной связи четвертого поколения, использование сверхширокополосных технологий, беспроводные сети передачи данных, беспроводной доступ в сеть Интернет.
Семинар по беспроводным технологиям проводился в Седоне 22-25 октября 2000 года. В семинаре приняли участие более 70 представителей крупнейших компаний, обсуждавших проблемы, возникшие в отрасли в связи с резким ростом требований к скорости передачи данных и полосе пропускания систем. В статье дан полный список докладов и выступлений участников семинара.
В связи с активным ростом числа систем связи и передачи информации, работающих в диапазоне частот 24 - 42 ГГц, возникла необходимость в создании массового недорого корпуса для высокочастотных модулей. RF-VIA™ создан компанией Kyocera America, он совмещает невысокую стоимость, малые габариты с прекрасными характеристиками в области радиочастот.
Корпус состоит из одного слоя керамики и металлической несущей рамки. При необходимости герметизации корпус закрывается металлической крышкой с использованием припоя Au-Sn. Корпусированное устройство устанавливается на плату по стандартной технологии монтажа на поверхность. Благодаря особому расположению сигнальных и заземляющих сквозных отверстий корпус вносит небольшие потери - не более 1 дБ до 33 ГГц и не более 1,4 дБ до 40 ГГц.
Компания IFR Systems представила новый анализатор спектра, модель 2399, который обеспечивает все возможности полнофункционального прибора при небольших размерах и массе около 9 кг. Прибор работает в диапазоне частот от 9 КГц до 2,9 ГГц с разрешением до 1 Гц, динамический диапазон составляет +30 - -110 дБм. Стоимость базового прибора фирма указывает, как 9600 долларов. Анализатор 2399 представляется удобным инструментом для установщика и наладчика систем мобильной связи, но может использоваться и в лаборатории.
Компания Paratek Microwave предлагает новую серию пассивных фазированных антенных решеток с электронным управлением для работы в диапазоне от 20 до 40 ГГц. В статье приводятся примеры диаграмм направленности антенн.
