Telekommunik - PowerPoint PPT Presentation

About This Presentation
Title:

Telekommunik

Description:

Title: Telekommunik ci s rendszerek el ad s Author: Automatiz l si Tansz k Last modified by: Automatiz l si Tansz k Created Date: 10/24/2000 7:52:45 PM – PowerPoint PPT presentation

Number of Views:89
Avg rating:3.0/5.0
Slides: 110
Provided by: Autom7
Category:

less

Transcript and Presenter's Notes

Title: Telekommunik


1
Telekommunikációs rendszerek Elméleti
összefoglaló eloadás anyag
Miskolci Egyetem Villamosmérnöki
Intézet Automatizálási Tanszék
Készítette Dr Taszner István
2000
2
(No Transcript)
3
Telekommunikációs Rendszerek 3Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
  • Alapsávi jelek jellemzoi
  • A híradástechnikában általában valamilyen u(t)
    feszültség-ido függvényé alakított információ
    átvitelével foglalkozunk
  • Az u(t) jel szokásos osztályozása
  • 1.Értékkészlet és értelmezési tartomány szerint

Értékkészlet Idotartomány Idotartomány Idotartomány
Értékkészlet Folytonos Diszkrét
Értékkészlet Folytonos Analóg jel
Értékkészlet Diszkrét Digitális jel
4
Telekommunikációs Rendszerek 4Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
  • 2. Sztochasztikus és determinisztikus jelek
  • Sztochasztikus jelek
  • hasonló tulajdonságokkal rendelkezo függvények
    serege,
  • az egyes elemek véletlenszeruen fordulnak elo,
  • vizsgálatuk a valószínuség számítás eszközeivel
    lehetséges.
  • A híradástechnikában rendszerint ilyen jeleket
    kell átvinnünk.
  • Determinisztikus jelek
  • ismert tulajdonságú jelek,
  • berendezések vizsgálatára használjuk,
    következtetni lehet a rendszer jellemzoire az
    ilyen mérések alapján.

5
Telekommunikációs Rendszerek 5 Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
  • A jelek spektrális felbontása
  • lineáris, idoinvariáns rendszerek vizsgálatánál
    célszeru
  • a ki- és bemeno jeleket a Fourier-sorfejtés,
    illetve transzformáció segítségével harmónikus
    jelek összegére bontjuk
  • ez a felbontás teszi lehetové a rendszerek
    determinisztikus (szinuszos) jelekkel való
    vizsgálatát
  • a folytonos ideju jelek Fourier-transzformáltja

6
Telekommunikációs Rendszerek 6 Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
  • Tipikus alapsávi jelek
  • alapsávi jel a hírközlo csatorna bemenetére
    kapcsolt jel
  • emberi, vagy zenei hang teljes sávszélessége
    20Hz-20KHz, gyenge minoségu zenei csatorna
    200Hz-4,5KHz, telefon 300Hz-3,4KHz zenei hang
    digitalizálásához 44,1kHz mintavételi frekvencia
    és 16bit-es kvantálás (kb. 700Kbps), telefon
    hanghoz 8KHz-es mintavétel és 8 bit-es (64Kbps)
    kvantálás szükséges
  • Tv kép PAL szabvány szerint kb. 0-6Mhz-es teljes
    sávszélességet igényel, a digitalizálás kb. 12MHz
    mintavételi frekvencia mellett minimum 8bites
    mintákkal lehetséges (96Mbps), digitális
    képátvitelhez rendszerint veszteséges tömöríto
    eljárásokat alkalmaznak, így a nézheto Tv kép már
    1,5Mbps-mal átviheto

7
Telekommunikációs Rendszerek 7 Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
  • digitális jelfolyam adott jelzési sebesség és
    jelalak mellett
  • Legyakrabban használt jelalakok (bináris
    rendszerekben)

8
Telekommunikációs Rendszerek 8 Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
  • Átviteli csatornák jellemzése
  • 1. Analóg csatornák
  • lineáris torzítások amplitúdó változás és
    késleltetés
  • megadása H(f) frekvenciafüggo átviteli
    függvénnyel
  • Kimeno jel spektrumaH(f)Bemeno jel spektruma
  • nemlináris torzítás
  • zaj
  • additív zaj
  • a zaj, mint sztochasztikus folyamat jellemezheto
  • jel-zaj viszony

9
Telekommunikációs Rendszerek 9 Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
  • 2. Digitális csatornák
  • be- és kimeno jelek N elemu szimbólumkészletek
  • jelzési sebesség idoegység alatt átviheto
    szimbólumok száma (vjel, Baud)
  • adatátviteli sebesség
  • hibavalószínuség

10
Telekommunikációs Rendszerek 10 Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
  • Modulációs eljárások
  • A modulációs eljárások célja az alapsávi jel
    jellemzoinek megváltoztatása az átviteli
    csatornához illeszkedo jellegure (elfoglalt
    frekvenciasáv helye, szélessége, stb.)
    Technikailag megvalósítható, invertálható
    matematikai függvények szerinti eljárásokat
    igyekszünk használni.
  • Általános blokkvázlat

11
Telekommunikációs Rendszerek 11 Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
  • Analóg modulációs eljárások
  • A modulátor kimenetén megjeleno jel általános
    esetben
  • Amplitúdó moduláció az információt az a(t)
    hordozza, ?konstans
  • Szinuszos moduláló jel esetén a modulált jel
    idofüggvénye és spektruma

12
Telekommunikációs Rendszerek 12 Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
  • Szögmodulációk az információt a ? hordozza, a(t)
    konstans
  • Fázismoduláció
  • Frekvenciamoduláció

13
Telekommunikációs Rendszerek 13 Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
  • 2. Digitális modulációs rendszerek
  • diszkrét amplitúdó- és fázis állapotok
  • az elfoglalt sávszélesség, a berendezés
    bonyolultsága és a jelteljesítmény átváltható
    egymás között
  • tipikus ábrázolás a fazor-diagrammal

14
Telekommunikációs Rendszerek 14 Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
On-Off-Keying
15
Telekommunikációs Rendszerek 15 Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
Binary-Phase-Shift-Keying
16
Telekommunikációs Rendszerek 16 Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
QPSK/QAM

Q

01
00


I

11
10


00
01
11
10




17
Telekommunikációs Rendszerek 17 Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
  • Csatornák megosztása
  • 1. FDM (Frequency Division Multiplexing)
  • nagyobb sávszélességu analóg csatornát több,
    frekvenciában egymás mellé rendezett jel tölt ki
  • pl. AM-SSB jeleket (a moduláló jel egy
    telefoncsatorna) helyezünk egymás mellé
    frekvenciában eltolva, FDM-nek tekintheto a CATV
    rendszerekben egymás mellett elhelyezkedo Tv
    csatornák összessége is
  • 2. TDM (Time Division Multiplexing)
  • nagyobb sebességu digitális csatornán több
    digitális forrás jelét viszzük át, az egyes
    források jeleit idoben váltogatva rakjuk egymás
    után
  • térben különbözo helyeken elhelyezkedo források
    esetén is alkalmazható a csatornák megosztása

18
Telekommunikációs Rendszerek 18 Alapsávi jelek,
Modulációs rendszerek
  • 3. FDMA/TDMA (Frequency/Time division Multiple
    Acces)
  • FDMA az egyes eszközök más-más frekvencián
    kapcsolódnak egy központi egységhez
  • TDMA az egyes források a számukra kijelölt vagy
    véletlenszeruen kiválasztott idorésben adják le
    az információjukat (ha van mit)
  • 4. CDMA ( Code Division Multiple Acces)
  • Direct sequence spread spectrum, a 0 és 1
    biteknek L hosszúságú kódszó felel meg. (L16-64)
    Alkalmasan választott kódszavak esetén több
    párhuzamos kommunikáció is folyhat ugyanabban a
    frekvenciasávban. (ld. rádiós LAN)
  • Frequency hopping spread spectrum, a 0 és 1
    biteknek megfelelo kódsorozat szerint változik az
    adó frekvenciája (GSM frekvencia hopping)
  • a CDMA nemcsak többszörös hozzáférést biztosít,
    de zavarvédettséget és titkosítást is ad

19
Telekommunikációs Rendszerek 19
Maxwell-egyenletek, Elektromágneses hullámok
  • Maxwell-egyenletek
  • az elektromos és mágneses jelenségek leírásához
    axiómaként szolgálnak
  • egyszerubb fizikai törvények segítik a
    megértésüket, nem levezetés!
  • Gerjesztési törvény (zárt áramkörre)
  • nyitott áramkör esetén (pl. kondenzátor lemezei
    között a fenti formula nem egyértelmu, ki kell
    egészíteni

20
Telekommunikációs Rendszerek 20
Maxwell-egyenletek, Elektromágneses hullámok
  • Faraday indukció törvénye

21
Telekommunikációs Rendszerek 21
Maxwell-egyenletek, Elektromágneses hullámok
  • Az I. és II. Maxwell-egyenlet értelmezése
    vákuumban
  • További Maxwell-egyenletek

22
Telekommunikációs Rendszerek 22
Maxwell-egyenletek, Elektromágneses hullámok
  • Az alábbi összefüggések nem általános érvényuek
    számos gyakorlati esetben jól alkalmazhatóak
  • ?0 a vákuum dielektromos állandója (8,85510-12
    As/Vm), ?r a relatív permeabilitás
  • ?0 a vákuum mágneses permeabilitása (1,256610-6
    Vs/Am), ?r a relatív permeabilitás
  • ? a vezetoképesség A/Vm-ben, Ei a külso (idegen)
    térerosség

23
Telekommunikációs Rendszerek 23
Maxwell-egyenletek, Elektromágneses hullámok
  • Elektromágneses hullámok
  • Homogén, ideális dielektrikummal kitöltött áram
    és töltésmentes térben a Maxwell-egyenletek
  • ebbol a hulámmegyenletek
  • egyik lehetséges megoldásuk az ? körfrekvenciájú,
    szinuszos, x irányban haladó, lineárisan
    polarizált síkhullám, melynek polarizációs síkja
    az x-y sík

24
Telekommunikációs Rendszerek 24
Maxwell-egyenletek, Elektromágneses hullámok
  • X-Y síkban polarizált elektromágneses hullám
  • hasonló módon kaphatunk z-x síkban polarizált
    hullámot, illetve z-x és y-x síkban polarizált
    hullámok eredojeként elliptikusan polarizált
    hullámot

25
Telekommunikációs Rendszerek 25 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Tápvonalak elmélete
  • A távvezeték
  • mérete a hullámhosszal összemérheto, vagy annak
    sokszorosa,
  • két egymással párhuzamos vezetobol áll,
  • a vezetoknek véges ellenállásuk és induktivitásuk
    van, a vezetok között kapacitás és átvezetés van,
  • a vezetok árama, a vezetok közötti feszültség, a
    z koordináta és t ido függvénye
  • az egyik vezeto árama a z helyen i(z,t), a másiké
    -i(z,t). A két vezeto közötti feszültség u(z,t),
  • az áram és a feszültség idofüggését a
    távvezetékre kapcsolt gerjesztés idobeli
    változása szabja meg.

26
Telekommunikációs Rendszerek 26 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Tipikus távvezetékek

27
Telekommunikációs Rendszerek 27 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • A Távíró egyenletek megoldása
  • A távvezeték feszültségeinek és áramainak
    összefüggését a távíró egyenletek adják
  • R,L,G,C hosszegysége eso mennyiségek!

vagy szinuszos gerjesztéssel
28
Telekommunikációs Rendszerek 28 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • szinuszos gerjesztés esetén vizsgáljuk a
    távvezetéket,
  • ismertnek tekintjük az R,L,G,C hosszegységre
    vonatkozó jellemzoket,
  • a távíró egyenleteket z szerint differenciálva,
    az elso egyenletbol I-t a másodikból U-t
    kiküszöbölve
  • ? a komplex terjedési tényezo, ? a csillapítási
    tényezo, ? a fázistényezo


29
Telekommunikációs Rendszerek 29 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • A egyenlet megoldása szinuszos gerjesztés
    esetén
  • Z0 a távvezeték hullámimpedanciája,
  • U és U- a z tengely pozitív, illetve negatív
    irányában terjedo hullámok komplex amplitúdóit
    jelölik,
  • ha R0 és G0 ? csillapítatlanul terjedo
    hullámokat kapunk ? ideális távvezeték, melynek
    jellemzoi a kövektezok

30
Telekommunikációs Rendszerek 30 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Néhány ideális távvezeték hullámimpedanciája
  • Lecher vezeték
  • Koaxiális vezeték
  • Mikroszalag vonal

31
Telekommunikációs Rendszerek 31 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Aszimmetrikus lecher vezeték
  • Szalagvonal

32
Telekommunikációs Rendszerek 32 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • A tápvonal, mint áramköri elem vizsgálata
  • a tápvonalat rendszerint az alábbi elrendezésben
    vizsgáljuk
  • a ZL lezárásnál a feszültségek és az áramok a
    következok

Feszültség reflexiós tényezo
33
Telekommunikációs Rendszerek 33 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • keressük a reflexiós tényezo értékét tetszoleges
    l helyen
  • A bemeno impedancia tetszoleges l távolságra a
    lezárástól

34
Telekommunikációs Rendszerek 34 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Ideális tápvonal különbözo lezárásokkal
  • ZLZ0 illesztett lezárás
  • A tápvonal mentén tetszoleges l helyen a bemeno
    impedancia értéke állandó ZL, a reflexiós
    tényezo0

35
Telekommunikációs Rendszerek 35 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • ZL0 rövidrezárt ideális távvezeték

a feszültség az
helyeken nulla,
az
helyeken pedig maximális az idotol függetlenül ?
állóhullámok
36
Telekommunikációs Rendszerek 36 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Rövidrezárt ideális távvezeték állóhullámképe
  • a rövidrezárt távvezeték árama hasonló
    megfontolások alapján
  • a rövidrezárt távvezeték bemeno impedanciája
  • a bemeno impedancia tetszoleges képzetes értéket
    fölvehet, míg a valós része nulla (az érték függ
    a frekvenciától!)

Ez is állóhullám!
37
Telekommunikációs Rendszerek 37 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • ZL szakadással lezárt ideális távvezeték
  • a szakadással lezárt tápvonalon is állóhullámok
    alakulnak ki
  • az áram a korábban felírthoz hasonlóan adható meg
  • a bemeno impedancia

38
Telekommunikációs Rendszerek 38 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • ZLtetszoleges
  • az impedancia a távvezeték mentén ?/2 szerint
    periodikus

39
Telekommunikációs Rendszerek 39 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Tápvonalak néhány további jellemzoje
  • tetszoleges lezárás mellett a távvezetéken
    állóhullámok alakulnak ki,
  • a feszültség maximumok és minimumok értéke
  • ezek aránya az állóhullámarány
  • Umax és Umin egyszeru eszközökkel mérheto és
    ebbol a reflexió tényezo abszolút értéke
    számítható

40
Telekommunikációs Rendszerek 40 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Impedancia diagramm, Smith-féle poláris diagram
  • a normalizált impedancia
  • a Smith-diagramban az R'konstans és X'konstans
    értékekenk körök felelnek meg,
  • megkeresheto a Z'L lezáráshoz tartozó pont, (egy
    vektort kapunk a középpont és a kiválasztott pont
    között)
  • az ábra kerületén jelölt l/? értékkel elforgatva
    a vektort leolvashatjuk a normalizált impedanciát
    az l helyen

41
Telekommunikációs Rendszerek 41 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Smith-diagram

42
Telekommunikációs Rendszerek 42 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • CSOTÁPVONALAK
  • Ideális vezeto fémfallal határolt hullámvezeto,
  • keresztmetszete egyszeresen összefüggo,
  • lineáris, homogén, izotróp, veszteségmentes közeg
    tölti ki (?,? ),
  • az elektromágneses energia a cso hossztengelye
    irányában terjed,
  • az elektromágneses tér energiája transzverzális
    elektromos (TEmn) és transzverzális mágneses
    módusokban (TMmn) terjed,
  • az egyes módusok helyettesíthetok egy
    távvezetékkel
  • helyettesíto távvezeték specifikus impedanciája
    és terjedési tényezoje a geometriából és a
    kitölto anyag jellemzoibol meghatározható.

43
Telekommunikációs Rendszerek 43 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • a helyettesíto távvezetékek jellemzoi a km,n
    sajátértékek segítségével számíthatók
  • négyszögletes csotápvonal sajátértékei
  • körkeresztmetszetu csotápvonal sajátértékei

44
Telekommunikációs Rendszerek 44 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • az egyes módusok (a helyettesíto távvezetékek)
    jellemzoi
  • ? lehet
  • tiszta képzetes ?csillapítatlanul terjedo hullám
  • tiszta valós ? csillapodó hullám (levágási
    tartomány)
  • A két tartomány határa a határhullámhossz
  • ?0 gt ?c ? levágási tartomány
  • ?0 lt ?c ? terjedési tartomány
  • ?0 a szabadtéri hullámhossz

45
Telekommunikációs Rendszerek 45 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • csotápvonalon adott módusban terjedo hullám
    hullámhossza a csohullámhossz
  • a levágási tartományban a csillapítás
  • 1 Neper8,68 dB

46
Telekommunikációs Rendszerek 46 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Csotápvonalak módusai
  • Az egyes módusokhoz különbözo határhullámhosszak
    tartoznak,
  • általában csak a legnagyobb határhullámhosszú
    módust használjuk (alapmódus),
  • az üzemi hullámhossz felso határa az alapmódus
    határhullámhossza, alsó határa a következo
    magasabb módus határhullámhossza. 
  • Kör keresztmetszetu csotápvonal
    határhullámhosszai

Módus Határhullámhossz
TE11 1,71D
TM01 1,31D
TE21 1,03D
TE01 és TM11 0,82D
47
Telekommunikációs Rendszerek 47 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • az egyes módusokhoz tartozó erovonalképek
  • az alapmódus a TE11, de frekvencia növekedésével
    csökkeno csillapítása miatt a TE01 módust is
    használják

48
Telekommunikációs Rendszerek 48 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Négyszögletes csotápvonal határhullámhosszai
  • a határhullámhosszak az a és b méretektol függnek
  • példaképpen egy a58, b29 mm méretu
    négyszögletes csotápvonal határhullámhosszai
  • a TE10 módus határhullámhossza 2a, a TE20 módusé
    a így az üzemi hullámhossz tartomány elvileg
    2agt?0gta
  • a TE01 módus határhullámhossza 2b, így szükséges,
    hogy ?0gt2b legyen

Módus Határhullámhossz
TE10 116,0 mm
TM11 51,9 mm
TE11 51,9 mm
TM21 41,0 mm
49
Telekommunikációs Rendszerek 49 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Az egyes módusok erovonalképe

50
Telekommunikációs Rendszerek 50 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Csotápvonalak jellemzoi
  • a csotápvonalakat keresztmetszetük (kör,
    négyszög, elliptikus, ...) és jellemzo méreteik
    szerint csoportosítva szabványokba foglalták
    (IEC)
  • négyszögletes csotápvonalak R3......R2600
    (Rrectangular) néhány adata

IEC JEL Fr. sáv GHz a mm b mm Csillapítás dB/m Határ fr.GHz Max. telj. KW
R3 0,32-0,49 584,2 292,1 0,001 0,257 -
R40 3,22-4,90 58,17 29,1 0,03 2,579 2000
R120 9,84-15,0 19,05 9,52 0,14 7,870 205
R2600 217-330 0,864 0,43 13,8 173,5 -
51
Telekommunikációs Rendszerek 51 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • kör keresztmetszetu csotápvonalak C4-C890
    (Ccircular) néhány adata

IEC JEL TE11 határfrekvencia GHz TE01 határfrekvencia GHz D mm Csillapítás dB/m TE11
C3,3 0,27 0,56 647,9 0,0009
C40 3,38 7,03 51,99 0,03
C120 10,0 20,9 17,47 0,15
C8900 73,6 153 2,388 30,1
52
Telekommunikációs Rendszerek 52 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • a csotápvonalban elhelyezett fémes vezeto vagy
    dielektromos "akadályok", diszkontinuitások
    helyettesítoképe
  • központosan elhelyezett induktív bot
  • központosan elhelyezett kapacitív bot
  • egyoldalas kapacitív írisz

53
Telekommunikációs Rendszerek 53 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Tápvonalszakaszokkal megvalósított eszközök
  • Impedancia transzformátor
  • Teljesítmény osztó (Wilkinson hibrid)

54
Telekommunikációs Rendszerek 54 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Iránycsatoló
  • Üregrezonátor
  • Mindkét végén ideális vezeto fallal lezárt
    csotápvonal szakasz, melyben a méretei által
    meghatározott rezonancia alakulhat ki. pl. az a,b
    alapélu l magasságú hasáb rezonáns hullámhossza
  • Változtatható méretu üregrezonátor
    frekvenciamérésre alkalmas

55
Telekommunikációs Rendszerek 55 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Nonreciprok eszközök
  • az EM hullám elomágnesezett vagy mágneses térbe
    helyezett ferriteken halad át ? ? nem tekintheto
    skalár állandónak, tenzor mennyiség lesz
  • Cirkulátor
  • Izolátor

56
Telekommunikációs Rendszerek 56 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Speciális eszközök
  • Koax-csotápvonal átmenet
  • Hasított mérovonal

57
Telekommunikációs Rendszerek 57 Tápvonalak
típusai, jellemzoi
  • Lezáró impedancia meghatározása
  • a tápvonal mentén az feszültség amplitúdó
    mérheto (négyzetes detekció)
  • ZL0 lezárás mellett meghatározható az
    állóhullámok nullhelyeinek pozíciója és ebbol a
    ?g csohullámhossz
  • ZL lezárás mellett mérheto a VSWR és ebbol ?L
    abszolútértéke, valamint a minimumhelyek ?
    eltolódása
  • ZL értéke meghatározható számítással, vagy
    Smith-diagramon szerkesztéssel

Umax Umin
ZL lezárás
?
Rövidzár
58



Telekommunikációs Rendszerek 58 Antennák és
hullámterjedés
  • Antennákkal kapcsolatos alapfogalmak
  • Az antenna
  • elektromágneses hullámok kisugárzására és
    vételére szolgáló eszköz,
  • átalakító a tápvonalon vezetett és a szabadtérben
    terjedo hullámok között,
  • lehet adóantenna (vezetett- ? kisugárzott hullám)
    és vevoantenna(beeso- ? vezetett hullám),
  • sugárzása és vételi érzékenysége a tér különbözo
    irányaiban eltéro ? irányított ? térbeli szuro,
  • az irányítottság jellemzésére az
    iránykarakterisztika szolgál,
  • csak adott polarizációjú EM hullámok
    kisugárzására és vételére alkalmas ? polarizációs
    iránykarakterisztika, keresztpolarizációs
    elnyomás,
  • adás és vétel irányban jellemzoi azonosak ?
    rendszerint adóantennával számolunk,
  • sugárzását mindig a távoltérben vizsgáljuk.

59
Telekommunikációs Rendszerek 59 Antennák és
hullámterjedés
  • Az iránykarakterisztika
  • az antenna távolterében a sugárzás egy az
    origóból kiinduló gömbhullámmal írható le
  • a teljesítménysuruség Watt/m2-ben,
    figyelembevéve, hogy a szabadtér
    hullámimpedanciája 120?.
  • az antenna normalizált teljesítmény-iránykarakt
    erisztikája
  • az antenna feszültség-iránykarakterisztikája
  • ábrázolása gömbi koordinátarendszerben

60
Telekommunikációs Rendszerek 60 Antennák és
hullámterjedés
  • Az antenna iránykarakterisztikája
  • A gömbi koordinátarendszerben ábrázolt
    iránykarakterisztika szemléletes, de túl
    bonyolult,
  • az iránykarakterisztika z-tengelyen átmeno
    metszeteit használjuk ? iránydiagramok,
  • lineáris polarizáció esetén pl. a -hoz
    tartozó metszet az E-síkú iránydiagram, a -hoz
    tartozó metszet a H-síkú iránydiagram
  • Az antenna fosugárzási irányában az
    iránykarakterisztika értéke egységnyi,
  • a fosugárzási irányt veszi körül a fonyaláb,
  • további lokális maximumok a melléknyalábok,
  • a nyalábok között nullirányok találhatók,
  • a fosugárzási iránnyal ellentétes irányban
    (/-90-180) találhatók a hátsó nyalábok,
  • Általában -t logaritmikus léptékben
    (dB-ben) ábrázoljuk

61
Telekommunikációs Rendszerek 61 Antennák és
hullámterjedés
  • az antenna elore-hátra viszonya a fonyaláb és a
    hátsó nyalábok aránya,
  • esetenként elég a fonyaláb -3dB-es vagy -10dB-es
    pontjai távolságának megadása , ?
    irányélességi szög,
  • a fonyaláb melletti nullirányok távolsága a
    fonyaláb kúpszöge
  • a melléknyalábok fonyalábhoz viszonyított szintje
    a melléknyaláb-elnyomás (rendszerint az elso
    melléknyalábra adják meg),
  • megadható az antenna iránykarakterisztikája az
    antenna által sugárzott saját- és a vele
    ortogonális, keresztpolarizációra is (co-pol.,
    x-pol.),
  • a fosugárzási irányban az antenna fo- és
    keresztpolarizációs érzékenységének aránya a
    keresztpolarizációs elnyomás.

62
Telekommunikációs Rendszerek 62 Antennák és
hullámterjedés
  • A mérendo antenna az árnyékolt méroszobában egy
    forgatható tornyon helyezkedik el,
  • a méréshez szükséges nagyfrekvenciás jelet egy
    nagyfrekvenciás generátor (HP 8340 szintézer)
    állítja elo,
  • a nagyfrekvenciás jel a mérendo antennára és egy
    iránycsatolón keresztül referenciaként a mérovevo
    bemenetére kerül,
  • a vevoantenna ismert paraméterekkel rendelkezo
    kettos polarizációjú, széles sávú kúpos vagy
    egyszeres polarizációjú piramidális tölcsér
    lehet,
  • a vevoantenna jelét a mérovevo dolgozza fel és
    adja meg a referenciajelhez viszonyított értékét
  • a teljes rendszert és az antenna forgató
    berendezést egy számítógép vezérli. A
    vezérloszoftver segítségével végrehajtható a
    kalibráció, a nyereség és iránykarakterisztika
    mérése, valamint a mért eredmények megjelenítése
    és tárolása.
  • Meghatározható az antenna iránykarakterisztikája
    nyeresége, keresztpolarizációs elnyomása és ezek
    frekvenciafüggése.

63
Telekommunikációs Rendszerek 63 Antennák és
hullámterjedés
Az iránykarakterisztika mérése
64
Telekommunikációs Rendszerek 64 Antennák és
hullámterjedés
  • Tipikus antenna iránykarakterisztikák
    (nyalábformák)
  • Izotróp iránykarakterisztika
  • a tér minden irányában azonosan sugároz
  • referenciaként használatos
  • gyakorlatban nem megvalósítható
  • Körsugárzó
  • musorszóró rendszerekben használatos
  • a föld felszínen elhelyezkedo vevoket
  • kiszolgálja, felfelé nem sugároz

65
Telekommunikációs Rendszerek 65 Antennák és
hullámterjedés
  • Tunyaláb
  • pont-pont összeköttetésekben használatos
  • Legyezonyaláb
  • egyik síkban keskeny, másikban széles nyaláb
  • rádiólokátorokban használatos
  • mozgatható antennával a célpont keresésére és
    követésére alkalmas

66
Telekommunikációs Rendszerek 66 Antennák és
hullámterjedés
  • Irányhatás és nyereség
  • az iránykarakterisztika megadja, hogy a
    foirányhoz képest az antenna más irányokba hogyan
    sugároz, de nem jellemzi az antenna hatékonyságát
    a foirányban
  • az antenna irányhatása és nyeresége jellemzi az
    antenna sugárzását a foirányban
  • Irányhatás
  • az antenna által a foirányban kisugárzott
    teljesítménysuruség és a feltételezett azonos
    teljesítményt kisugárzó izotróp antenna
    teljesítménysuruségének hányadosa az irányhatás
  • az irányhatás csak az iránykarakterisztikától
    függ

67
Telekommunikációs Rendszerek 67 Antennák és
hullámterjedés
  • a gyakorlatban inkább csak közelíto formulákat
    használnak az ?A ekvivalens antennanyaláb
    bevezetésével
  • ?A rendszerint közelítheto a fonyaláb 3 dB-es
    kontúrja által elfoglalt térszögtartománnyal
  • pl. egy mindkét síkban élesen irányított,
    tunyalábot létrehozó antenna irányhatása

68
Telekommunikációs Rendszerek 68 Antennák és
hullámterjedés
  • Nyereség
  • az antenna által a foirányban kisugárzott
    teljesítménysuruség és az azonos bemeno
    teljesítményu izotróp antenna teljesítménysuruségé
    nek hányadosa az antenna nyeresége
  • a nyereség figyelembe veszi az antenna belso
    veszteségeit is
  • a nyereség mindig kisebb, mint az irányhatás
  • adóantennák esetén minimális veszteségre kell
    törekedni, G?D
  • vevoantennák esetén az irányítottság általában
    fontosabb ezért ezeknél nagyobb veszteség is
    megengedheto

69
Telekommunikációs Rendszerek 69 Antennák és
hullámterjedés
  • Apertúra hatásfok
  • Az antennák egy csoportja az úgynevezett apertúra
    antennák fontos jellemzoje a hatásos felület,
    melynek definíciója
  • Pv az antennából kiveheto maximális hatásos
    teljesítmény, S a beeso teljesítménysuruség
  • Az apertúra antennák A fizikai és Ah hatásos
    felületének aránya az apertúra hatásfok
  • az apertúra hatásfok tipikus értéke 0,5-0,8
  • a nyereség és a hatásos felület kapcsolata

70
Telekommunikációs Rendszerek 70 Antennák és
hullámterjedés
  • Antenna típusok
  • 1. Huzalantennák
  • Egyszeru alakú, állandó keresztmetszetu vezetobol
    kialakított antennák
  • Hosszméretük a hullámhosszal összemérheto
  • A keresztmetszet a hosszméretnél és a
    hullámhossznál jóval kisebb
  • Nyereségük korlátozott, még összetett
    antennarendszerek esetében sem haladja meg a
    15dB-t
  • Tervezésük összetett matematikai módszerekkel
    lehetséges

71
Telekommunikációs Rendszerek 71 Antennák és
hullámterjedés
  • 2. Apertúra antennák
  • muködésük az elektromágneses hullámok és a fény
    lényegi azonosságán alapul, hasonló az optikai
    reflektorokhoz
  • apertúra antennákat a mikrohullámú
    frekvenciasávban alkalmaznak
  • fobb típusai a tölcsérantennák, a
    paraboloid-reflektorok és a mikrosztrip antennák
  • Tölcsérantennák
  • a) kör keresztmetszetu csotápvonalból kialakított
    kúpos tölcsér
  • körösen polarizált, vagy kettos lineárisan
    polarizált hullámok átvitelére alkalmas,
  • leggyakrabban muholdvevo antennák
    primersugárzójaként alkalmazzák
  • b) és c) H-, illetve E-síkú szektoriális
    tölcsérek
  • a H-, illetve az E-vonalakat nyújtják meg
  • piramidális tölcsérek egyszerre E- és H-síkban is
    kiszélesednek
  • lineárisan polarizált jelek kisugárzására és
    vételére alkalmasak
  • különféle mikrohullámú mérésekben méroantennaként
    alkalmazzák

72
Telekommunikációs Rendszerek 72 Antennák és
hullámterjedés
  • Parabola antennák
  • a tölcsérantennák kis sugárzó felülete
    (apertúrája) kis irányítottságot és kis
    nyereséget biztosít
  • a tölcsérantennákat az optikai reflektorokhoz
    hasonló paraboloid reflektorral kombinálva
    használják
  • a primersugárzó a paraboloid fókuszában
    helyezkedik el
  • a parabola geometriai tulajdonságainak
    megfeleloen a primersugárzóból kiinduló
    gömbhullám síkhullámként hagyja el az apertúrát
  • egyszeruen megvalósítható, olcsó, nagynyereségu
    antenna állítható így elo

73
Telekommunikációs Rendszerek 73 Antennák és
hullámterjedés
  • Mikrosztrip antennák
  • megvalósításuk azonos a mikrosztrip
    tápvonalakéval
  • több azonos sugárzóelemet elhelyezve egymás
    mellet nagyobb nyereségu antenna állítható elo
  • általában gondot okoz az elemeket összeköto
    tápvonalhálózat vesztesége
  • gyakran minden egyes sugárzó elem mellé külön
    erosíto egységet építenek be

74
Telekommunikációs Rendszerek 74 Antennák és
hullámterjedés
  • Hullámterjedés
  • a rádióhírközlo rendszerekben az adó és a vevo
    közötti kapcsolatot az adóantenna által a szabad
    térbe sugárzott, majd a vevoantennákkal vett
    elektromágneses hullámok biztosítják
  • a hullámterjedési vizsgálatok célja az adó kimeno
    teljesítménye és a vevo bemenetére jutó
    teljesítmény arányának meghatározása
  • Szabadtéri hullámterjedés
  • elso közelítésként a két antenna akadálytalanul
    "látja" egymást, szabad térben helyezkednek el
  • a két egymástól R távolságba lévo antenna
    foiránya egymás felé irányul
  • közöttük polarizáció illesztés van
  • az üzemi hullámhossz ?

75
Telekommunikációs Rendszerek 75 Antennák és
hullámterjedés
76
Telekommunikációs Rendszerek 76 Antennák és
hullámterjedés
  • a gyakorlatban az antennák közötti tér nem
    tekintheto ideálisnak, a légkör, a Föld felszíne,
    az éghajlati és idojárási jellemzok, a
    tereptárgyak, az építmények befolyásolják a
    hullámterjedést. Ezek a hatások a
    szakaszcsillapítás számításánál különbözo
    modellekkel figyelembe vehetok
  • Alapveto hullámterjedési módok és jelenségek

77
Telekommunikációs Rendszerek 77 Antennák és
hullámterjedés
  • Refrakció
  • a levego törésmutatója gt1 és a magasság
    növekedésével csökken ? az EM hullámok elhajlanak
    a Föld felé
  • a gyakorlatban a valósnál nagyobb földsugárral
    számolunk az elhajlás figyelembevételére (kb.
    4/3-szor nagyobb sugárral)
  • Talajreflexió
  • az EM síkhullám ?r relatív dielektromos
    állandójú, ? vezetoképességu felületrol verodik
    vissza
  • 5 alatti beesési szög esetén a reflexiós tényezo
    -1
  • nagyobb beesési szögeknél
  • a horizontálisan polarizált hullámokra a
    reflexiós tényezo alig változik
  • a vertikálisan polarizált hullámokra a reflexiós
    tényezo abszolút értékének minimuma van az u.n.
    Brewster-szögnél

78
Telekommunikációs Rendszerek 78 Antennák és
hullámterjedés
  • Kétutas terjedés
  • URH és mikrohullámú összekötetésekre jellemzo
  • a vevoantennára közvetlenül és a talajról
    reflektálva is eljut az adó jele
  • URH rendszerekben, ha az adó és a vevo távolsága
    elég nagy a szakaszcsillapítás a következo
    formában írható
  • kisebb adó vevo távolság esetén r és hThR ?-hoz
    viszonyított arányától függ a csillapítás
  • Mikrohullámú rendszerekben a frekvencia és a
    geometria paramétek (távolság, antennák
    magassága) függvényében csillapítás minimumok és
    maximumok alakulnak ki?fading

hT
hR
r
79
Telekommunikációs Rendszerek 79 Antennák és
hullámterjedés
  • Diffrakció
  • a két antenna közötti térben akadály van, a
    vevoantenna "árnyékba" kerül
  • a Huygens-elv szerint az akadálynál másodlagos
    hullámforrásokkal kell számolni
  • Felületi hullámú terjedés
  • a vezeto földfelület és a levego határán alakul
    ki
  • kis antennamagasság esetén jellemzo néhány
    KHz-tol néhány MHz-ig terjedo sávban, a
    szakaszcsillapítás a távolság negyedik
    hatványával arányos
  • vertikális polarizáció esetén kedvezobbek a
    terjedési viszonyok
  • elonye, hogy a felszínt követve látóhatáron túlra
    is muködik
  • Troposzférikus terjedés
  • a levego törésmutatójában fellépo
    díszkontinuitások szóródást okoznak
  • két messze látóhatáron túl elhelyezett
    nagynyereségu antenna között biztosít kapcsolatot
  • néhány 100MHz-tol 10GHz-ig használható, muködés
    véletlenszeru
  • Ionoszférikus terjedés
  • a hullámok a légkör 40-100Km magasan elhelyezkedo
    rétegérol, az ionoszféráról verodnek vissza
  • az ionoszféra állapota és így a terjedés is
    erosen függ a napsugárzás intenzitásától

80
Telekommunikációs Rendszerek 80 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • Mikrohullámú aktív eszközök és áramkörök
  • A mikrohullámú aktív áramkörök csoportosítása
  • Az alkalmazott eszközök szerint
  • elektroncsövek
  • triódák, tetródák, pentódák
  • speciális mikrohullámú elektroncsövek
  • - magnetron
  • - klisztron
  • - reflexklisztron
  • - haladóhullámú cso
  • félvezeto eszközök
  • diódák
  • - tus dióda
  • - Schottky dióda
  • - Gunn-dióda
  • - varaktor
  • - p-i-n dióda
  • tranzisztorok
  • - bipoláris tranzisztor

81
Telekommunikációs Rendszerek 81 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • Feladatuk szerint
  • Erosítok
  • kisjelu erosítok
  • teljesítmény erosítok
  • speciális szempontok szerint optimalizált
    erosítok (kiszajú erosíto)
  • nagyfrekvenciás rezgés eloállítására szolgáló
    eszközök
  • oszcillátorok
  • egyéb nagyfrekvenciás áramkörök (részben passzív
    eszközökkel)
  • detektorok
  • keverok
  • frekvencia többszörözok
  • parametrikus erosítok
  • elektronikusan vezérelt csillapítók, kapcsolók

82
Telekommunikációs Rendszerek 82 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • Néhány tipikus eszköz
  • Elektroncsövek alapveto jellemzoi és felépítése
  • muködésük a termikus elektronemisszión és az
    elektromos tér és az elektronok kölcsönhatásán
    alapul
  • a megfeleloen magas homérsékletre hevített fémbol
    (katód) elektronok lépnek ki
  • a katód mellett a vákuumtérben elhelyezett másik
    elektródára, az anódra kapcsolt feszültség
    függvényében jutnak el az elektronok az anódra
  • az anódfeszültség-anódáram karakterisztikából
    látható, hogy az eszközön pozitív anódfeszültség
    esetén folyhat áram, míg negatív anódfeszültség
    esetén nem ? egyenirányító

83
Telekommunikációs Rendszerek 83 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • az anód és a katód között elhelyezett harmadik
    elektródára, a rácsra kapcsolt rendszerint
    negatív feszültséggel az anódáram szabályozható
  • a rácsba a negatív feszültség miatt nem csapódnak
    elektronok, így a rácsáram?0, a trióda anódárama
    a rácsfeszültséggel gyakorlatilag teljesítmény
    nélkül vezérelheto?erosíto
  • a triódák mellett további rácsokat is tartalmazó
    tetródák és pentódák léteznek. A segéd és fékezo
    rácsok javítják a csövek erosítési jellemzoit.
  • a belso kapacitások és az elektronok nagy futási
    ideje erosen korlátozzák az ilyen jellegu
    elektroncsövek nagyfrekvenciás alkalmazását
  • az elérheto maximális frekvencia 1 GHz alatt
    marad
  • különösen nagy teljesítményu adóberendezésekben
    néhány száz MHz-ig ma is számos elektroncsövet
    alkalmaznak

84
Telekommunikációs Rendszerek 84 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • Speciális mikrohullámú elektroncsövek
  • Haladóhullámú cso 
  • Elvi muködés
  • a kV nagyságrendu feszültséggel gyorsított
    elektronok sebessége a fénysebesség tizedrésze
    körül van
  • a spirális vonalán fénysebességgel terjedo hullám
    látszólagos sebessége a spirális tengelye mentén
    beállítható úgy, hogy azonos legyen az elektronok
    sebességével
  • az elektronok a spirálison haladó hullám
    pillanatnyi fázisának megfeleloen felgyorsulnak
    vagy lelassulnak ? a homogén elektronnyaláb
    csomósodik
  • a csomósodott elektronnyaláb nagyobb
    elektromágneses hullámot hoz létre a spirálison,
    a nagyobb hullám pedig erosebb csomósodást okoz ?
    erosítés

85
Telekommunikációs Rendszerek 85 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • Gyakorlati jellemzok
  • az izzó katódból kilépo elektronokat 1,5kV körüli
    feszültséggel gyorsítjuk, az elektronáram néhány
    mA
  • az elektronnyaláb a néhány 10cm hosszú spirálison
    végighaladva a gyujtoelektródára jut
  • a csotápvonalon érkezo felerosítendo hullámok a
    spirális elejére csatolódnak
  • a felerosített hullámok a spirális túlsó végén
    egy másik csotápvonalba csatolódnak
  • a HH cso elonye a nagy erosítés mellett (?30dB) a
    kivételesen nagy sávszélesség
  • mikrohullámú erosítoeszközként alkalmazzák,
    elsosorban végerosítokben, muholdak fedélzetén,
    földi mikrohullámú hírközlo-berendezésekben

86
Telekommunikációs Rendszerek 86 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • Magnetron
  • Elvi muködés
  • a katódból kilépo elektronok az elektromos és a
    mágneses tér együttes hatására epiciklois pályán
    mozognak
  • a rezgo üregek nyílásához "szerencsés" fázisban
    érkezo elektron energiát ad át a térnek, az
    energiaátadás miatt lassuló elektronra ható
    mágneses eltéríto ero lecsökken, így ez az
    elektron az elektromos tér hatására az anódba
    csapódik
  • a rossz fázisban érkezo elektron energiát vesz
    fel a térbol, felgyorsul, megno a rá ható
    mágneses eltéríto ero és visszakényszeríti a
    katódba
  • a közelítoleg kedvezo fázisban lévo elektronokat
    a fázisfókuszálás segíti a legkedvezobb
    energiaátadást biztosító fázisba kerülni

87
Telekommunikációs Rendszerek 87 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • Gyakorlati jellemzok
  • a magnetron a rezgo üregek mérete által
    meghatározott közel állandó frekvencián muködik,
    frekvencia pontossága nem nagy, nehezen
    hangolható vagy frekvenciamodulálható
  • nagy anódfeszültség és anódáram mellett
    rendszerint impulzus üzemben muködik, az impulzus
    teljesítmény több MW is lehet, folytonos üzemben
    a nagy disszipáció miatt nem használják
  • az impulzusüzemu rádiólokátorok alapveto
    építoeleme
  • ipari és háztartási mikrohullámú melegíto és
    szárító rendszerekben elterjedten alkalmazzák
  • távközlési rendszerekben nem használják

88
Telekommunikációs Rendszerek 88 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • Klisztron, Reflexklisztron
  • Elvi muködés
  • a klisztron a sebességmoduláció elvén muködik
  • az U0 egyenfeszültség hatására a katódból
    egyenletes suruségu és sebességu elektronnyaláb
    lép ki
  • a bal oldali rezonáns üregbe vezetett kis
    teljesítményu mikrohullámú jel hatására az
    elektronok sebessége megváltozik
    (sebességmodulálódik) a mikrohullámú rezgés
    pillanatnyi fázisának megfeleloen
  • a két rezonáns üreg között haladva a
    felgyorsított elektronok "utolérik" a lelassult
    társaikat, a homogén elektronnyalábból
    elektroncsomók és elektronban szegényebb részek
    képzodnek
  • a csomósodott elektronnyaláb a betápláltnál jóval
    nagyobb teljesítményu mikrohullámú rezgést hoz
    létre a második rezonáns üregben

89
Telekommunikációs Rendszerek 89 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • Gyakorlati jellemzok
  • klisztron nagyfrekvenciás erosíto és oszcillátor
    eszköz
  • a gyakorlatban a ki- és a bemeneti rezonátorok
    között néhány további hangolt rezonátor is
    található, amelyek a sebességmoduláció
    hatékonyságát fokozzák
  • többüreges klisztronokat alkalmaznak a Tv IV-V
    sávú (460-860 MHz) adóberendezésekben
  • kimeno teljesítményük néhányszor 10 KW,
    erosítésük 40-50 dB, nyalábáramuk 10-100 A,
    nyalábfeszültségük 10-100 KV
  • ellentétben a haladóhullámú csovel (TWT) keskeny
    frekvenciasávban muködnek

90
Telekommunikációs Rendszerek 90 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • Mikrohullámú félvezetoeszközök
  • a mikrohullámú integrált áramkörök (MIC's)
    alapveto építoelemei
  • az áramkörtervezo kezébe egyre fejlettebb
    céleszközök kerülnek (erosíto chip, kiegyenlített
    kevero, stb.), a MIC tervezo feladata az ilyen
    elemek kiválasztása és az oket összekapcsoló
    mikrosztrip tápvonalhálózat megtervezése
  • a mikrohullámú félvezetok alapanyaga Si, GaAS, és
    esetenként InP
  • a nagyfrekvenciás félvezetoeszközök leírására
    hasonló fizikai modelleket használnak, mint a
    kisebb frekvenciás eszközöknél, de mások az
    optimalizálás szempontjai és esetenként olyan
    jelenségeket használnak ki amelyek kisebb
    frekvencián nem lépnek fel

91
Telekommunikációs Rendszerek 91 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • Diódák
  • Tus dióda
  • a dióda a fém-félvezeto átmenetnél alakul ki ( a
    wolfram-tu hegyénél )
  • a kis érintkezési felület miatt kicsi a dióda
    kapacitása
  • nagyon sérülékeny, rosszul turi a túlzott
    elektromos és mechanikus igénybevételt
  • általában koaxiális tokozásban készül,
    jelentosége egyre csökken
  • Schottky-dióda
  • Si vagy GaAs hordozón alakítják ki, modern
    félvezeto-gyártási technológiával
  • a fém-félvezeto átmenet a gyengén adalékolt
    félvezeto és a nikkel réteg között alakul ki
  • Elsosorban mikrohullámú keverokben és
    detektorokban alkalmazzák

92
Telekommunikációs Rendszerek 92 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • Varaktor
  • pn-átmenetu dióda, melynek záróirányú kapacitása
    feszültségfüggo (minden általános dióda ilyen, de
    a varaktort kifejezetten erre az alkalmazásra
    optimalizálják)
  • záróirányú elofeszítés esetén a feszültség és a
    pn-átmenet adalékprofilja függvényében változik a
    dióda kapacitása
  • a helyettesítoképben szereplo LS és RS határozza
    meg, hogy a varaktor milyen frekvenciatartományban
    alkalmazható
  • elsosorban feszültségvezérelt oszcillátorok
    hangolására, frekvenciasokszorozásra és
    parametrikus erosítokben alkalmazzák

93
Telekommunikációs Rendszerek 93 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • PIN-dióda
  • speciális háromrétegu dióda, melyben a p és n
    rétegeket között egy közel adalékolatlan
    (intrinsic) réteg helyezkedik el
  • a PIN-diódán átfolyó nyitóirányú egyenáram
    hatására tértöltés halmozódik fel
  • nagyobb frekvencián a töltéstárolás már nem lép
    fel, de az i rétegben tárolt töltés mennyiségétol
    függ a réteg ellenállása
  • PIN-dióda a nagyfrekvenciás jelre nézve
    feszültségvezérelt lineáris ellenállásként
    muködik
  • alkalmazási területei kapcsolók, változtatható
    csillapítók, stb.

94
Telekommunikációs Rendszerek 94 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • Gunn-dióda
  • nem tartalmaz pn- vagy fém-félvezeto átmenetet ?
    nem dióda ? tömbeffektusú eszköz
  • GaAs sávszerkezetében két vezetési sáv található,
    az alacsonyabb energiájú sávban az elektronok
    mozgékonysága nagyobb, míg a magasabb energiájú
    sávban kisebb
  • az eszközre kapcsolt feszültség (térerosség)
    növelésével egyre több elektron kerül a magasabb
    energiájú sávba, így a kisebb mozgékonyság miatt
    az áram csökken ? negatív ellenállás ?
    oszcillátorként és erosítoként használható
  • a Gunn-diódás oszcillátor legfobb elonye az
    egyszeru, olcsó felépítése
  • frekvenciája, stabilitása és fáziszaja elsosorban
    az eszközt befogadó üregrezonátor méretétol és
    jóságától függ

95
Telekommunikációs Rendszerek 95 Mikrohullámú
aktív áramkörök
  • Tranzisztorok
  • a tranzisztorok egyre szélesebb körben
    elterjednek a mikrohullámú tartományban is
  • a gyakorlatban távközlési célokra használt
    mikrohullámú frekvenciatartományban (lt15 GHz)
    szinte teljesen kiszorították az elektroncsöveket
    és az egyéb spe
Write a Comment
User Comments (0)
About PowerShow.com