[rloc 43]

Попалась интересная статья наших соотечественников с громким названием "Planar Bandpass Filter with 100-dB Suppression up to Tenfold Passband Frequency" - решил выложить, дать "пищу" для размышления на тему микрополосковых фильтров.

 

05.14013003.pdf

 

Ключевые моменты:

 

1. Внеполосное подавление 6-резонаторного фильтра - от -120 дБ до -100 дБ в декадном диапазоне.

 

2. Линейные размеры на частоте 1 ГГц - 45 мм X 12 мм.

 

3. Потери в полосе пропускания на частоте 1 ГГц при относ. полосе 11% и материале RT-Duroid 5880 - 1.5-2.0 дБ.

 

4. Исполнение - Stripline, и как следствие - отсутствие подстройки диэлектрическими накладками.

 

5. Легкий синтез геометрии фильтра на основе оптимизации физических размеров.

 

6. Ненагруженная добротность на частоте 1 ГГц и материале RT-Duroid 5880 - 400-600.

 

Давайте попробуем представить, что будет, если взять вместо Duroid пластину из монокристаллического кварца (предположим, что доступнее сапфира), потери в котором в 5-10 раз меньше Duroid, а повторяемость диэлектрических свойств и геометрических параметров (в том числе шероховатость) намного выше, и структуру фильтра перенесем методом фотолитографии, как при производстве микросхем. Как думаете, реально собрать компактный "сендвич" фильтров на диапазон 10-20 ГГц без подстройки?

[saab 2]

Довольно любопытно, но главная идея в отсутствии гармоник, что довольно необычно.

Тут на затравку Low pass на 1GHz.

[Terehov 0]

Довольно любопытно, но главная идея в отсутствии гармоник, что довольно необычно.

Тут на затравку Low pass на 1GHz.

По LP - реализация индуктивности в смысле энергетики оставляет желать лучшего. Думаю, если посмотреть анимацию, то напряженности во внутренних витках и углах индуктивностей во много раз превышают напряженности внешнего витка. Реально, при токе 6 А на частоте 30 МГц внутренний виток трехмиллиметровой катушки становиться красным и расплавляется. В остальном , в смысле LP, все красиво.

[saab 2]

По LP - реализация индуктивности в смысле энергетики оставляет желать лучшего. Думаю, если посмотреть анимацию, то напряженности во внутренних витках и углах индуктивностей во много раз превышают напряженности внешнего витка. Реально, при токе 6 А на частоте 30 МГц внутренний виток трехмиллиметровой катушки становиться красным и расплавляется. В остальном , в смысле LP, все красиво.

А что тогда лучше, змейка?

 

 

[Terehov 0]

А что тогда лучше, змейка?

В смысле энергетики может быть, не пробовал. Для "токовых" катушек ничего лучшего не смог придумать как цилиндрическую катушку - витки располагаются соосно в слоях, друг над другом и соединяются последовательно межслойными перемычками. Концентрация напряженности полей в углах резко снижается при скруглении этих углов. Наверное, все это актуально при мощностях десятки и более ватт, когда тепловыделение катушек становиться большим.

[Vitaly_K 0]

Свеженькое на тему PLG

http://www.micran.ru/sites/micran_ru/data/...Z_FREQUENCY.pdf

http://www.micran.ru/sites/micran_ru/data/..._RESOLUTION.pdf

Андрей, не значит ли это (см.ниже), что у вас появился конкурент: PLG-06 vs. FS-6400?

 

Мы рады предоставить Вашему вниманию информационную рассылку ELECTRONIX.ru:

--------------------------------------------------------------------------------------------

Научно-производственное предприятие "Специальные технологии и разработки" (НПП СТР) предлагает Вашему вниманию новый синтезатор частот FS6400. Изделие представляет собой компактный и экономичный сверхширокополосный синтезатор частот общего применения с питанием и управлением исключительно от шины USB 2.0. Благодаря современным достижениям техники синтеза частот и накопленному опыту, команде НПП СТР удалось создать прибор с выдающимися характеристиками:

 

- диапазон выходных частот 25...6400 МГц с шагом перестройки 1 Гц;

- диапазон мощностей минус 10...10 дБм с шагом 0,25 дБ;

- уровень фазовых шумов на отстройке 10 кГц от несущей 1 ГГц не выше минус 117 дБн/Гц;

- уровень негармонических спектральных составляющих не выше минус 70 дБн;

- уровень гармонических составляющих не выше минус 20 дБн;

- потребляемая мощность не более 2 Вт;

- питание и управление через один кабель USB;

- габаритные размеры 90х50х14 мм;

 

Синтезатор построен по архитектуре ФАПЧ с октавным управляемым генератором (УГ), стабилизированным относительно недорогого термокомпенсированного кварцевого генератора. Выходной сигнал УГ проходит через программируемый делитель частоты, ступенчатый аттенюатор, усилитель мощности и переключаемые ФНЧ, обеспечивающие формирование выходного сигнала с указанными параметрами.

Синтезатор представляет собой моноблок во фрезерованном корпусе с разъемами для подключения тракта СВЧ, внешнего опорного сигнала и кабеля USB.

 

Синтезатор предназначен для испытаний блоков и узлов радиоэлектронной аппаратуры СВЧ.

 

Подробную информацию можно получить на сайте НПП СТР

http://nppstr.ru/index.php?route=product/p...p;product_id=83

 

или по адресу email:[email protected]

--------------------------------------------------------------------------------------------

 

Надеемся эта информация была Вам полезна.

Администрация ELECTRONIX.ru

 

 

 

[Юрий_Прим 0]

Уважаемые участники форума!

Есть вопрос.

Допустим у нас есть широкополосный приемник и мы хотим разглядеть слабый сигнал на фоне сильного. Сильный сигнал перемножается с гетеродином и дают широкополосный шум во всей полосе, что фактически эквивалентно увеличению коэффициента шума, и слабый сигнал "утопает" под шумами. Какой тогда смысл вылизывать МШУ с КШ=0.5 дБ, если гетеродин испортит его до 30 дБ? Динамика приемного тракта всегда была первоочередной задачей разработчика.

 

Есть и другое мнение:

 

VCO

Такой усилитель ставится обычно в антенном тракте для вытаскивания сигнала на фоне шумов эфира, а не гетеродина. При преобразовании сигнала вниз мы уже имеем дело с "ломовыми" уровнями сигнала, а шумовая дорожка даже такого "шумного" гетеродина будет значительно ниже шумов эфира. Проверено на практике с более шумными гетеродинами, построенными на однопетлевой ФАПЧ.

 

 

Учитывая мнение VCO можно сделать вывод о том, что «далеко не всем разработчикам нужны топовые фазовые шумы» (Цитата VCO @ Jun 26 2014, 15:09) при построении тракта супергетеродинного приёмника СВЧ. А при построении тракта спектроанализатора обойтись однократным преобразованием едва ли получится. Если выбрать значение первой ПЧ достаточно отстоящей от частоты первого гетеродина, то влияние его шумов будет некритичным? При текущем значении частоты входного (анализируемого) сигнала 3,31 ГГц частота первого гетеродина скорее всего будет отстоять существенно больше, чем 1,5 МГц (полоса анализа ФШ первого гетеродина, больше не встречал).

 

В статье «Фазовый шум: как спуститься ниже –120 дБн/Гц на отстройке 10 кГц в диапазоне частот до 14 ГГц, или Борьба за децибелы» (КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 6 '2009) Сергей БЕЛЬЧИКОВ пишет: «Допустим, что нам нужно измерить фазовый шум синтезированного генератора SME06 (5 кГц – 6 ГГц). Возьмем частоту 3,31 ГГц и по- дадим ее на вход нескольких анализаторов спектра. Анализатор спектра Rohde & Schwarz FSU26 первого поколения3 на данной частоте измеряет фазовый шум в –111,29 дБн/Гц». Далее по тексту идут рассуждения о качестве прибора СК4-БЕЛАН 240, в котором я нисколько не сомневаюсь, и описание эксперимента. Входной сигнал, подаваемый на вход прибора, на рис. № 25, полагаю, тоже можно назвать "ломовым". Но при этом на экране анализатора удается качественно рассмотреть спектральные составляющие сигнала. Вопрос в следующем: как же влияют шумовые параметры первого гетеродина на качество сигнала, который поступит в дальнейшем для преобразования и обработки? Если не за счет снижения ФШ первого гетеродина, то за счёт чего достигнуто улучшение параметров анализатора?

[vhk 1]

Уважаемые участники форума!

Есть вопрос.

.......

Если не за счет снижения ФШ первого гетеродина, то за счёт чего достигнуто улучшение параметров анализатора?

Можно увеличить кол-во точек для FFT, включить функции накопления, усреднения сигнала. Мощность ФШ в полосе одного бина уменьшится. Пример на картинках.

http://www.cqham.ru/forum/attachment.php?a...mp;d=1418668455

http://www.cqham.ru/forum/attachment.php?a...mp;d=1418668455

 

[rloc 43]

Вопрос в следующем: как же влияют шумовые параметры первого гетеродина на качество сигнала, который поступит в дальнейшем для преобразования и обработки? Если не за счет снижения ФШ первого гетеродина, то за счёт чего достигнуто улучшение параметров анализатора?

Не очень понятно о каком качестве сигнала идет речь и при каких условиях? У Сергея идет речь о приеме одиночного большого сигнала, при перемножении которого с гетеродином, получается сигнал с шумами худшего из них. Очевидно, если мы хотим увидеть шумы самого сигнала, то у гетеродина они должны быть лучше. Я же рассматривал случай, когда на вход СА подавалась сумма большого и малого сигнала, и речь идет о влиянии гетеродина, перемноженного с большим сигналом, на малый сигнал. Входной усилитель компенсирует только чувствительность СА, а ФШ - это параметр относительный, и при определенных условиях он может стать доминирующим. Очень часто в современных синтезаторах более низкие частоты получаются делением фундаментальной частоты, и шумы при дальних отстройках лежат на уровне -150 дБн/Гц, что выше шумов простой однопетлевой схемы с уровнем около -160 дБн/Гц.

[ledum 0]

Не очень понятно о каком качестве сигнала идет речь и при каких условиях?

Вообще ИМХО надо сразу разделить мухи и котлеты - поражение избирательности по соседнему каналу при преобразовании шумов гетеродина - reciprocal mixing - когда сильная помеха начинает работать как гетеродин и сносит шумы ближней зоны гетеродина первого преобразования в ПЧ, накрывая этими шумами полезный сигнал. И поражение чувствительности за счет пролаза шумов гетеродина на вход смесителя и на выход ПЧ. В КВ вторые два механизма редки - из-за хороших подавлений пролазов в балансных смесителях и обычно дальней зоны для шумов гетеродина, но на СВЧ, где часто применялись небалансные смесители с никаким подавлением и гетеродинами с высоким шумовым полом в широкой полосе за счет часто умножения опор на over9000 - проблемы могли возникнуть. В первом случае ограничения из-за фазовых шумов гетеродина в ближней зоне и избирательности ФОСа - ограничивает худшее из двух, во втором - из-за фазовых шумов в дальней зоне и качеством смесителя по подавлению пролазов - здесь комбинация обоих факторов. Отдельно стоят приемники прямого преобразования. У них оба механизма действуют вместе.

Изменено 18 декабря, 2014 пользователем ledum

[Юрий_Прим 0]

Не очень понятно о каком качестве сигнала идет речь и при каких условиях? У Сергея идет речь о приеме одиночного большого сигнала, при перемножении которого с гетеродином, получается сигнал с шумами худшего из них. Очевидно, если мы хотим увидеть шумы самого сигнала, то у гетеродина они должны быть лучше....

 

В моём случае шумов хватает: меня интересует сигнал спутниковой системы (ПСС), который не просто слабый, а едва различим, его ещё надо вытащить. Сигнал от системы SIRIUS, наклонение орбиты 66 град. Сигнал радиовещания. Что получится не знаю...

Но в рассматриваемом в статье Бельчикова случае если не хватает уровня исследуемого сигнала над шумовой полкой гетеродина, не прощель было просто его усилить?

[rloc 43]

У меня складывается впечатление, что в одну кучу слились понятия абсолютного шума (коэффициент шума, чувствительность, тепловые шумы) и относительного (фазовый шум). Эти два вида шума можно сравнить между собой только после перемножения (на смесителе) сигнала с гетеродином. Допустим уровень сигнала составляет -164 дБм в полосе 1 Гц, а с учетом мощности тепловых шумов, равной -174 дБм в полосе 1 Гц, сигнал превышает шум на 10 дБ. Даже если у гетеродина приемника относительный уровень шумов (ФШ) на больших отстройках лежит на уровне -100 дБн/Гц, то после смесителя эти шумы будут лежать в лучшем случае на 90 дБ ниже тепловых шумов и ими можно пренебречь. Т.е. в данном случае качество гетеродина не играет никакого значения. Температурная стабильность гетеродина - это отдельный вопрос, и о нем не следует забывать.

Ваша задача - сделать узконаправленную антенну с низкими боковыми лепестками, чтобы отсечь "высокотемпературные" шумы земли, максимально хорошо согласовать ее со входным усилителем, который в свою очередь следует взять с минимально возможным коэффициентом шума и усилением, достаточным для компенсации потерь цепей, следующих за усилителем.

[Юрий_Прим 0]

У меня складывается впечатление, что в одну кучу слились понятия абсолютного шума (коэффициент шума, чувствительность, тепловые шумы) и относительного (фазовый шум). Эти два вида шума можно сравнить между собой только после перемножения (на смесителе) сигнала с гетеродином...

 

Полагаю, их (шумы) слили вместе на рис. № 25 в статье С. Бельчикова: там изображена огибающая, которая отражает уровень составляющих в каждой её точке. Если на предыдущих рисунках составляющих вблизи исследуемого сигнала нет, то на рис. № 25 они появляются. Тогда получается, что реально применение приема, описанного в статье, повлияло на общее отношение сигнал/шум в тракте спектроанализатора, расширение динамического диапазона, снижение общего уровня шумовой полки.

В чём я не прав?

[vhk 1]

Полагаю, их (шумы) слили вместе на рис. № 25 в статье С. Бельчикова: там изображена огибающая, которая отражает уровень составляющих в каждой её точке. Если на предыдущих рисунках составляющих вблизи исследуемого сигнала нет, то на рис. № 25 они появляются.

То что появилось на рис. 25 в вышеуказанной статье, можно назвать спурами.

Более нагляден режим, когда на экране анализатора одновременно отображается спектр сигнала и спектр фазовых шумов этого сигнала.

Изменено 20 декабря, 2014 пользователем vhk

[rloc 43]

Тогда получается, что реально применение приема, описанного в статье, повлияло на общее отношение сигнал/шум в тракте спектроанализатора, расширение динамического диапазона, снижение общего уровня шумовой полки.

Вы согласны с тем, что на рис. 25 приведен спектр большого сигнала? По условиям Вашей задачи, идет прием малого сигнала, со спутника. Условия немного разные: в одном случае ФШ оказывается выше шумового пола (чувствительности), в другом - намного ниже. В статье говорится, что на других СА, при измерении сигнала с генератора SME06 на частоте 3.31 ГГц, шумы при отстройках от несущей на 10 кГц определяются гетеродином, а на рис. 25 - самим сигналом, что подтверждается измерением собственного шума SME06 на рис. 26. Ни о каком повышении чувствительности речи не идет, только о снижении шумов гетеродина и сигнала при близких отстройках от несущей.

 

снижение общего уровня шумовой полки.

Давайте уточним: что Вы понимаете под этими словами?

 

Крайне сложно понять, в каком месте идет непонимание происходящих процессов. На одном из семинаров по измерительной технике один человек преклонных лет пытался доказать мне, что ФШ не может быть ниже тепловых шумов, и как ни странно доказать обратное у меня не получилось, с каких сторон я бы не подходил и какие аргументы ни приводил. Рекомендую провести моделирование, причем сделать это не так сложно в программах математического расчета, например MatLab, MathCad.