Исследование многодиапазонного фильтра радиоприёмного устройства

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические основы построения многодиапазонных селективных систем РПУ

1.1. Классификация и принципы функционирования многодиапазонных фильтров в современной радиоаппаратуре

1.2. Нормативно-правовое регулирование использования частотного спектра и требования ГОСТ к избирательным цепям

1.3. Обзор достижений отечественных научных школ в области разработки малогабаритных фильтрующих устройств

1.4. Анализ возможностей построения 32 и 64 диапазонных фильтров в диапазоне 500-2500 МГц

Глава 2. Техническое проектирование и анализ характеристик фильтрующей цепи

2.1. Исследование схем построения отдельного диапазона как части 32 или 64 диапазонного фильтра в диапазоне 500-2500 МГц

2.2. Сравнительный анализ элементной базы российского производства для реализации диапазонных фильтров

2.3. Сравнительный анализ элементной базы производителя Tai-Saw SAW-фильтры

2.4. Сравнительный анализ элементной базы производителя Mini-Circuits, HFCG/LFCG и HFCN/LFCN -фильтры

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: Исследование многодиапазонного фильтра радиоприемного устройства

Направление: Электроника, радиотехника и системы связи
Специальность: 11.02.01 – Радиоаппаратостроение

ВВЕДЕНИЕ

Развитие современной радиоаппаратуры характеризуется постоянным усложнением требований к селективным системам радиоприемных устройств (РПУ), что обусловлено интенсификацией использования частотного спектра и расширением диапазонов функционирования радиотехнических комплексов. Многодиапазонные фильтры представляют собой критически важные функциональные узлы, обеспечивающие избирательность приема и подавление внеполосных помех в условиях плотного заполнения радиочастотного ресурса. Актуальность исследования многодиапазонных фильтрующих устройств обусловлена необходимостью создания отечественной элементной базы, способной обеспечить высокие технические характеристики в широком диапазоне частот при минимальных массогабаритных показателях.

Степень разработанности проблемы в российской научно-технической литературе определяется активной деятельностью ведущих профильных организаций – ФГУП «НИИР», АО «Концерн Радиоэлектронные технологии», АО «НПО РТИ», предприятий холдинга «Росэлектроника». Отечественные научные школы МИРЭА, МЭИ, СПбГЭТУ «ЛЭТИ» внесли значительный вклад в теорию синтеза фильтрующих цепей и разработку конструктивно-технологических решений. Однако задача создания компактных 32- и 64-диапазонных фильтров для диапазона 500-2500 МГц остается актуальной с точки зрения импортозамещения и обеспечения технологического суверенитета.

Современные радиотехнические системы требуют реализации высокоселективных фильтрующих устройств с минимальными вносимыми потерями, крутыми скатами амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и стабильными параметрами в условиях температурных воздействий и механических нагрузок.

Цель курсовой работы – провести комплексное исследование многодиапазонного фильтра радиоприемного устройства с анализом технических решений построения селективных систем в диапазоне 500-2500 МГц.

Задачи курсовой работы:

• изучить классификацию и принципы функционирования многодиапазонных фильтров в современной радиоаппаратуре;
• проанализировать нормативно-правовую базу использования частотного спектра и требования стандартов к избирательным цепям;
• исследовать достижения отечественных научных школ в разработке малогабаритных фильтрующих устройств;
• провести технический анализ схем построения отдельного диапазона как части многодиапазонного фильтра;
• выполнить сравнительный анализ элементной базы отечественного и зарубежного производства для реализации диапазонных фильтров.

Объект исследования – многодиапазонные фильтры радиоприемных устройств.

Предмет исследования – технические характеристики и конструктивно-технологические решения построения многодиапазонных фильтров в диапазоне 500-2500 МГц.

Методологическая база исследования включает теоретические основы синтеза фильтрующих цепей, методы расчета параметров полосовых фильтров, анализ амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик, нормативно-техническую базу: ГОСТ РВ 0015-002-2012, ГОСТ Р 51318.22-2006, решения ГКРЧ, а также конструкторскую документацию по ЕСКД (ГОСТ 2.001-2013).

Научная новизна работы заключается в систематизации подходов к проектированию 32- и 64-диапазонных фильтров с применением различных типов элементной базы и формировании рекомендаций по выбору оптимальных технических решений.

Теоретическая значимость состоит в обобщении принципов построения многодиапазонных селективных систем и анализе современных достижений отечественной школы радиоаппаратостроения. Практическая значимость определяется возможностью использования результатов сравнительного анализа элементной базы при проектировании реальных радиоприемных устройств.

Структура работы: курсовая работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованной литературы. Первая глава посвящена теоретическим основам построения многодиапазонных селективных систем, вторая глава – техническому проектированию и анализу характеристик фильтрующих цепей.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ МНОГОДИАПАЗОННЫХ СЕЛЕКТИВНЫХ СИСТЕМ РПУ

1.1. Классификация и принципы функционирования многодиапазонных фильтров в современной радиоаппаратуре

Многодиапазонные фильтры представляют собой ключевые функциональные узлы радиоприемных устройств, обеспечивающие селекцию полезного сигнала в широком диапазоне рабочих частот при одновременном подавлении внеполосных помех и зеркального канала приема. Классификация фильтрующих устройств РПУ базируется на нескольких критериях: по типу используемой элементной базы, по конструктивному исполнению, по количеству диапазонов переключения, по методу реализации избирательности. Исторически в отечественной радиоаппаратуре применялись LC-фильтры на сосредоточенных элементах, пьезокерамические фильтры, кварцевые фильтры и электромеханические резонаторы [1, c. 45].

Современный этап развития радиоаппаратостроения характеризуется широким внедрением фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ-фильтры), объемных акустических резонаторах (BAW), микроэлектромеханических системах (MEMS) и интегральных пассивных устройствах (IPD). Принцип функционирования многодиапазонного фильтра основан на коммутации отдельных полосовых фильтров, каждый из которых настроен на определенную полосу частот, либо на перестройке параметров единого широкополосного фильтра с управляемыми элементами. Первый подход обеспечивает высокую селективность и стабильность характеристик, второй – компактность и быстродействие переключения [4, c. 112].

Требования к многодиапазонным фильтрам определяются условиями электромагнитной обстановки и параметрами радиоприемного тракта. Основными техническими характеристиками являются: центральная частота полосы пропускания, ширина полосы пропускания на уровне –3 дБ, вносимые потери в полосе пропускания, неравномерность АЧХ, крутизна скатов АЧХ, подав

…