متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی برق

گرایش :الکترونیک

عنوان : بررسی یک مخلوط کنندهي فرکانسی(میکسر) در باند فرکانسی خیلی وسیع UWB با استفاده از تکنولوژي CMOS

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار براي دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”

مهندسی برق-الکترونیک

عنوان :

بررسی یک مخلوط کنندهي فرکانسی(میکسر) در باند فرکانسی خیلی وسیع

UWB با استفاده از تکنولوژي CMOS

 

استاد راهنما :

دکتر فرخ حجت کاشانی

شهریور 1388

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

فهرست مطالب

 

چکیده……………………………………………………………………………………………………………………… 1

مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………… 2

 

.1 فصل اول سیستمهاي فرا پهن باند 3……………………………………………………………… (UWB)

 

1.1 تاریخچه…………………………………………………………………………………………………………….. 4

 

UWB     1.2 در قوانین 5………………………………………………………………………………………… FCC

1.3 معرفی شماي 8………………………………………………………………………………………… DS-UWB

 

.2 فصل دوم مخلوطکنندههاي فرکانسی 9……………………………………………………….. MIXER

 

2.1 تاریخچه……………………………………………………………………………………………………………. 10

 

2.2 انواع میکسر………………………………………………………………………………………………………. 11

 

2.3 کاربرد میکسر………………………………………………………………………………………………….. .. 12

2.4 عملکرد میکسر…………………………………………………………………………………………………. 12

 

2.4.1 میکسر به عنوان یک ضربکننده………………………………………………………………………………. .. 13

 

2.4.2 عملکرد میکسر به کمک یک سوییچ………………………………………………………………………….. 14

 

.3 فصل سوم بررسی مقالات……………………………………………………………………………………. 16

 

3.1 ساختار اول :[1] یک میکسر UWB با تکنولوژي 17………………………………. 0.18ΜM RF CMOS

 

3.1.1 مدار تطبیق 18 ……………………………………………………………………………………………….. RF

3.1.2 مدار تغذیهي 18………………………………………………………………………………………………. LO

 

3.1.3 نتایج…………………………………………………………………………………………………………….. 19

3.2 ساختار دوم:[2] میکسر کم توان و بهرهي بالا براي سیستم 21………………………………….. UWB

 

3.2.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادي…………………………………………………………………………………. 21

 

3.2.2 نتایج…………………………………………………………………………………………………………….. 22

 

3.3 ساختار سوم:[3] میکسر و LNA ادغام شده CMOS ، 24………………………………… 3.1~10.6GHZ

3.3.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادي…………………………………………………………………………………. 24

 

3.3.2 نتایج…………………………………………………………………………………………………………….. 24

3.4 ساختارچهارمLNA : [4] و میکسرUWB کمتوان باتکنولوژي 26…………………….. CMOS 0.18ΜM

 

3.4.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادي…………………………………………………………………………………. 26

 

3.4.2 نتایج…………………………………………………………………………………………………………….. 27

 

3.5 ساختار پنجم : [5] یک میکسر تاشدهي کم توان براي سیستم UWB در تکنولوژي 29…… CMOS

3.5.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادي…………………………………………………………………………………. 29

 

3.5.2 نتایج…………………………………………………………………………………………………………….. 30

3.6 ساختار ششم:[6] طراحی و تحلیل یک میکسر CMOS توزیع شده 31………………………….. UWB

 

3.6.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادي…………………………………………………………………………………. 32

3.6.2 نتایج به دست آمده…………………………………………………………………………………………….. 32

 

3.7 ساختار هفتم:[7]میکسر تا شدهي آینهاي CMOS پهن باند کم توان 35 ………………………. UWB

 

3.7.1 بررسی مدار میکسر……………………………………………………………………………………………… 35

3.7.2 نتایج به دست آمده از میکسر پیشنهادي……………………………………………………………………… 36

 

3.8 ساختار هشتم:[8] میکسر سوئیچ کننده-تاشده پهن باند با توان کمLO براي گیرندهي 37 .. UWB

 

3.8.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادي…………………………………………………………………………………. 38

 

3.8.2 نتایج حاصله از میکسر………………………………………………………………………………………….. 39

3.9 ساختار نهم:[9]میکسر ولتاژ پایین، خطی بالا در تکنولوژيCMOS براي گیرندهي 40………… UWB

 

3.9.1 بررسی مدار میکسر……………………………………………………………………………………………… 41

3.9.2 نتایج به دست آمده از مدار میکسر…………………………………………………………………………….. 42

 

3.10   ساختار دهم:[10] میکسر پایینآورنده، تاشدهي بدون سلف کم ولتاژ در تکنولوژي 65NM

 

CMOS براي کاربردهاي 44…………………………………………………………………………………….. UWB

3.10.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادي………………………………………………………………………………. 44

3.10.2 بررسی نتایج حاصله………………………………………………………………………………………….. 45

 

.. 3. 11 ساختار یازدهم :[11] یک میکسر UWB کم نویز در تکنولوژي CMOS با استفاده از تکنیک بایاس

 

سوئیچ شده……………………………………………………………………………………………………………. 46

3.11.1 بررسی مدار میکسر پیشنهادي………………………………………………………………………………. 47

3.11.2 بررسی مدار میکسر پیشنهادي………………………………………………………………………………. 48

 

.4 فصل چهارم نتیجهگیري و پیشنهادات…………………………………………………………………. 50

 

4.1 میکسر سلول گیلبرت…………………………………………………………………………………………. 51

 

4.2 بررسی روشهاي مطرح شده…………………………………………………………………………………… 51

4.3 پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………. 53

 

فهرست منابع لاتین………………………………………………………………………………………………. 54

 

چکیده انگلیسی:………………………………………………………………………………………………………. 55

 

فهرست جدول ها

 

شماره

عنوان

صفحه

 

 

جدول -1 نتایج به دست آمده از ساختار 20…………………………………………………………… [1]

 

جدول -2 نتایج به دست آمده از ساختار 23…………………………………………………………… [2]

 

جدول -3 نتایج به دست آمده از ساختار 26…………………………………………………………… [3]

 

جدول -4 نتایج به دست آمده از ساختار 29…………………………………………………………… [4]

 

جدول -5 نتایج به دست آمده از ساختار 31…………………………………………………………… [5]

 

جدول -6 نتایج به دست آمده از ساختار 34…………………………………………………………… [6]

 

جدول -7 نتایج به دست آمده از ساختار 37…………………………………………………………… [7]

 

جدول -8 نتایج به دست آمده از ساختار 40…………………………………………………………… [8]

 

جدول -9 نتایج به دست آمده از ساختار 43…………………………………………………………… [9]

 

جدول -10 نتایج به دست آمده از ساختار 46………………………………………………………. [10]

 

جدول -11 نتایج به دست آمده از ساختار 49………………………………………………………. [11]

 

فهرست شکلها

 

شماره

عنوان

صفحه

 

 

شکل -1 طرح ماسک توان براي سیستم UWB بر حسب فرکانس 6……………. …………………………..

 

شکل -2 ماسک طیف شماي 8…………………………………………………………………. DS-UWB

 

شکل -3 ساختار گیرنده سوپر هترودین…………………………………………………………………… 10

 

شکل -4 میکسر به عنوان یک عنصر سه دهانه………………………………………………………….. 11

 

شکل -5 میکسر به عنوان یک ضرب کننده…………………………………………………………….. . 13

 

شکل-6 میکسر با ساختار تکی………………………………………………………………………………. 14

 

شکل -7میکسر ساختار متوازن تکی……………………………………………………………………….. 15

 

شکل -8ساختار میکسر……………………………………………………………………………………….. 17

 

شکل -9 منبع جریان امپدانس بالا استفاده شده براي تزریق بار…………………………………….. 18

 

شکل -10 مدار تطبیق UWB براي سیگنال ورودي 18……………………………………………. RF

 

شکل -11 مدار تغذیهي 19……………………………………………………………………………….. LO

 

شکل -12 بهرهي توان میکسر شامل طبقهي بافر……………………………………………………….. 19

 

شکل -13 تلف بازگشت ورودي 20………………………………………………………………………. RF

 

شکل -14 مدار میکسر پیشنهادي………………………………………………………………………….. 22

 

شکل -15 بهره تبدیل و ایزولاسیون پورت به پورت برحسب فرکانس………………………………. 22

 

شکل -16 توان خروجی IF برحسب توان 23…………………………………………………………. RF

 

شکل DSB NF -17 برحسب فرکانس 23……………………………………………………………. LO

 

شکل -18 شماتیک LNA و میکسر ادغام شده پیشنهادي…………………………………………… 24

 

شکل S11 -19 شبیه سازي شده………………………………………………………………………….. 25

 

شکل -20 بهره تبدیل توان شبیه سازي شده بر حسب فرکانس 25………………………………. RF

 

شکل SSB NF -21 شبیه سازي شده برحسب فرکانس 25………………………………………. RF

 

شکل -22 بلوك دیاگرام گیرنده 26…………………………………………………………………. UWB

 

شکل -23 دیاگرام شماتیک میکسر پایین آورنده……………………………………………………….. 27

 

شکل -24 دیاگرام شماتیک تقویت کننده بعد از میکسر………………………………………………. 27

 

شکل -25 بهره تبدیل اندازه گیري شده باند پایین و بالا میکسر…………………………………….. 28

 

شکل IIP3 -26 اندازه گیري شده میکسر……………………………………………………………….. 28

 

شکل NF -27 اندازهگیري شده در هر دو باند میکسر………………………………………………… 28

 

شکل -28 شماتیک مدار میکسر پیشنهادي………………………………………………………………. 30

 

شکل -29 بهره تبدیل اندازه گیري شده برحسب فرکانس 30……………………………………… RF

 

شکل OIP3 -30 اندازه گیري شده بر حسب فرکانس 31………………………………………….. RF

 

شکل -31 شماتیک مدار میکسر UWB جدید…………………………………………………………. 32

 

شکل -32 بهره تبدیل میکسر پیشنهادي…………………………………………………………………. 33

 

شکل -33 نتایج اندازه گیري آزمایش دو تن براي 33……………………………………………… IIP3

 

شکل -34 دامنه ضریب انعکاس ورودي در پورت 34…………………………………………………. RF

 

شکل NF -35 اندازه گیري شده مدار میکسر توزیع شده دو طبقه پیشنهادي…………………. .. 34

 

شکل -36 شماتیک میکسر پهن باند.((a بالن ورودي/طبقه (b).gm سوئیچ و تقویت کننده آینه

 

جریان.((c بالن خروجی.((d شبکه تطبیق 35 ……………………………………………………………… LO

 

شکل -37 بهره تبدیل و NF اندازه گیري شده…………………………………………………………. 36

 

شکل P1dB -38 ورودي و IIP3 اندازه گیري شده میکسر پیشنهادي……………………………. 37

 

شکل -39 طیف تخصیص یافته به مخابرات 37…………………………………………………… UWB

 

شکل -40 شماي میکسر سوئیچ کننده تا شده CMOS پهن باند.((a سوئیچ و طبقه خروجی.((b

 

طبقه رسانایی متقابل………………………………………………………………………………………………… 38

 

شکل -41 شبکه R-L براي عملکرد پهن باند. (a) شماتیک مدار (b) مدل سیگنال کوچک….. 39

 

شکل -42 تلف بازگشت ورودي……………………………………………………………………………… 39

 

شکل -43 بهره تبدیل اندازه گیري شده………………………………………………………………….. 39

 

شکل P1dB -44 ورودي و IIP3 اندازه گیري شده میکسر پیشنهادي……………………………. 40

 

شکل -46 مدارات طبقه رسانایی متقابل………………………………………………………………….. 42

 

شکل -47 نتیجه S11 اندازه گیري شده…………………………………………………………………. 42

 

شکل -48 بهره تبدیل اندازه گیري شده………………………………………………………………….. 43

 

شکل -49 نتیجه اندازهگیري 43……………………………………………………………………….. IIP3

 

شکل -50 شماتیک مدار سادهشده میکسر تاشده پیشنهادي………………………………………. .. 45

 

شکل -51 بهره تبدیل اندازه گیري شده، P1dB ورودي و IIP3 با توان LO برابر 45….. 1dBm

 

شکل NF -52 اندازهگیري شده (a) نویز سفید در IF=50MHz و (b) نویز فلیکر براي فرکانس

 

هاي متفاوت 46…………………………………………………………………………………………………….. LO

 

شکل -53 توپولوژي میکسر CMOS، UWB پیشنهادي با استفاده از بایاس سوئیچ شده……. 47

 

شکل DSB NF -54 شبیه سازي شده در باند 48……………………………… (6.600-6.846 ) 7

 

شکل DSB NF -55 شبیه سازي شده براي فرکانس 4MHz :IF براي چهار توپولوژي متفاوت

 

48…………………………………………………………………………………………………….. …………………………..

 

شکل -56 بهره تبدیل شبیه سازي شده………………………………………………………………….. 49

 

شکل -57 توپولوژي میکسر نوع گیلبرت متداول………………………………………………………… 51

 

 

چکیده:

 

امروزه بهکار بردن میکسرهاي فرکانس بالا در سیستم هاي ارتباطاتی بدون سیم، داراي اهمیت خاصی میباشد. اجراي میکسرهاي پایین آورنده1 در گیرندهها به لحاظ وجود نویز و تضعیف در سیگنال دریافتی از اهمیت بیشتري برخوردار است. ساختارهاي متفاوت مخلوط کنندههاي فرکانسی (میکسرها) که در سالهاي اخیر براي کاربرد در سیستمهاي فرا پهن باند (UWB) با رنج فرکانسی 3.1~10.6GHz ، معرفی شدهاند، بررسی گردیده. تمرکز ما در اینجا بر روي ساختارهاي مبتنی بر تکنولوژي CMOS میباشد. در این ساختارها سعی بر بهبود پارامترهاي مورد نیاز براي سیستمهاي

 

UWB میباشد، هر یک از این روشها مزایا و معایبی دارند که به آنها نیز توجه گردیده است. با توجه به نیاز میتوان از هریک از این ساختارها براي اجراي بلوك میکسر در گیرندهها (و یا فرستندههاي) مخابرات پهن باند استفاده کرد.

 

مقدمه:

 

مخابرات UWB براي اولین بار در دههي 1960 معرفی شد و براي رادار، حسگر، مخابرات نظامی و کاربردهاي زیست شناسی در 20 سال بعد از آن به کار رفت. در سال 2002، FCC1 رنج فرکانسی 3.1~10.6GHz را براي کاربردهاي UWB باز کرد و توان انتقال آنرا به -41.3dBm محدود کرد، بدین معنا که سیستم هاي UWB روي فراهم کردن: توان کم، قیمت کم و عملکرد باند وسیع در مساحت کوتاه تمرکز کردند. در مقایسه با کاربردهاي باند باریک طراحی المانها در سیستمهاي UWB

بسیار متفاوت و چالشساز است.

 

یکی از المانهاي مهم در گیرندههاي UWB میکسرها هستند. میکسرها براي تبادل اطلاعات بین تعداد زیادي کانال مشابه UWB RF و از طریق آنتنها نقش کلیدي دارند. میکسر، در واقع یک مبدل فرکانس است که در مدارات مخابراتی وظیفه تبدیل(ویا ترکیب) سیگنال از یک فرکانس به فرکانس(هاي) دیگر را به عهده دارد. اهمیت این عملکرد هم به وضوح در تهیه و تامین فرکانسهاي کاري مناسب با پایداري و نویز مطلوب است. میکسر میبایستی: (1 بهرهي تبدیل بالا، که اثرات نویز در طبقات بعدي را کاهش دهد. NF (2 کوچک، که LNA را از داشتن یک بهرهي بالا راحت کند. (3

 

خطی بودن بالا، که رنج دینامیک گیرنده را بهبود ببخشد و سطوح اینترمدولاسیون2 را کاهش دهد. هر کارایی بایستی توسط مصالحه در طراحی میکسر بهدست آید. میکسر سلول گیلبرت با برخی تغییرات در ساختار آن نتایج قابل قبولی براي کاربرد در سیستمهاي UWB به دست میدهد.

 

مقصود ما در این سمینار بررسی ساختارهاي مناسب میکسر جهت استفاده در سیستمهاي فراپهن باند UWB با استفاده از تکنولوژي CMOS است. براي این منظور ابتدا سیستم هاي UWB در فصل اول بررسی میگردند. سپس در فصل دوم میکسرهاي گوناگون مورد بحث قرار گرفته و کاراییهاي آنها مقایسه می شود. در فصل سوم یازده مقالهایی در این زمینه را که در سالهاي اخیر طبع رسیده است تک تک بررسی کرده و در انتها در فصل چهارم نتایج به دست آمده و مزایا و معایب هر روش بیان میگردد.

 

 

.1 فصل اول

 

سیستمهاي فرا پهن باند (UWB)

 

1.1   تاریخچه

 

در طول دهههاي اخیر پیشرفت سریع ارتباطات باعث ایجاد تقاضا براي قطعات بهتر و ارزانتر و همچنین تکنولوژيهاي پیشرفتهتر شده است. افزایش تقاضا براي انتقال سریع و افزایش نرخ اطلاعات در عین مصرف کم توان تاثیرات شگرفی را بر تکنولوژي ارتباطات ایجاد کرده است. در هر دو بخش مخابرات بیسیم وسیمی این گرایش منجر به استفادهي هرچه بیشتر از مدولاسیونهایی با استفادهي بهینهتر از طیف فرکانسی ویا افزایش پهناي کانالها گشته است. این روشها به همراه روش هاي مهندسی براي کاهش توان، به منظور تولید تراشههاي ارزان و با مصرف توان کم در صنعت استفاده می شود.

 

افزایش وگسترش استانداردها نه تنها باعث شده که سیستمها با طیفهاي شلوغتري از لحاظ فرکانسی روبرو باشند بلکه باعث شده است تا سیستمها به سوي چند استاندارده بودن سوق داده شده و قابلیت انطباق با استانداردهاي مختلف را داشته باشند. در حقیقت این پیشرفت تکنولوزي منجر به طراحی و تولید دستگاههایی شده است که قابلیت کارکرد در باندهاي وسیعتري را داشته باشند، مانند تکنولوژي فرا پهن باند . (UWB)

 

تکنولوژي فرا پهن باند (UWB) به شیوهي کاملاً متفاوتی از سایر تکنولوژي ها از باند فرکانسی استفاده میکند. این سیستمها از پالسهاي باریک و پردازش سیگنال در حوزهي زمانی براي انتقال اطلاعات استفاده میکنند، بدین صورت سیستم هاي فرا پهن باند (UWB) قادرند در بازهي زمانی مشخص اطلاعات بیشتري را نسبت به سیستمهاي قدیمیتر منتقل کنند زیرا حجم انتقال اطلاعات در سیستمهاي مخابراتی به صورت مستقیم با پهناي باند تخصیص یافته و لگاریتم (Signal to SNR Noise Ratio) متناسب است.

 

میتوان گفت که اولین سیستم بیسیم که توسط گاگلیرمو مارکونی در سال 1987 نمایش داده شد، خصوصیات رادیوي فراپهنباند را دارد. اولین فرستندههاي جرقهاي مارکونی فضاي زیادي از طیف را از فرکانسهاي بسیار پایین تا فرکانسهاي بالا را اشغال می کردند. همچنین این سیستمها به طور غیراتوماتیک از پردازش زمان استفاده مینمودند. چون کد مورس توسط اپراتورهاي انسانی ارسال و دریافت می شد .

 

پایه و اساس سیستمهاي نوین فراپهنباند در دهه 80 توسط راس و با کار انجام شده در مرکز تحقیقاتی Sperry بنیان گذاشته شد. تأکید بر استفاده از UWB به عنوان یک ابزار تحلیلی براي کشف خصوصیات شبکههاي مایکروویو و خصوصیات ذاتی مواد بود. این تکنیکها به طور منطقی گسترش یافتند تا تحلیل و تولید تجربی المان هاي آنتن را انجام دهند. موفقیتهاي اولیه باعث تولید سیستمی خانگی شد تا خصوصیات پاسخ ضربه اهداف یا موانع را اندازهگیري کند.

 

این رویکرد استفاده از رادارهاي کوتاهبرد، نیاز به محفظه بدون انعکاس براي مطالعه اهداف رادار را برطرف کرد، زیرا انعکاسهاي ناخواسته از دیوارها و سقفها را میتوان با تکنیک هاي گیت زمانی حذف کرد. استفاده از UWB، و تکنیکهاي پردازش حوزه زمان آن، نیاز بزرگی را در اوایل دوره ظهور

 

کامپیوتر برطرف کرد. مدارهاي منطقی پرسرعت، در حد نانو ثانیه در اواخر دهه 60 و اوایل دهه 70،

 

دستیابی به سرعتهاي بالاتر را ممکن ساخت. ولی لازم بود که حجم زیادي از اطلاعات میان پردازنده اصلی کامپیوتر و تجهیزات ورودي و خروجی متعدد منتقل شود. این مشکل با تکنیک هاي پردازش حوزه زمان و ارسال چندین سیگنال روي خط ارتباطی حل شد. تکنیک فوق توسط راس و همکارانش اختراع و به ثبت رسید. این اختراع عاملی کلیدي در مخابرات UWB گردید. از این مرحله تا ایجاد مخابرات بیسیم UWB راه زیادي نیست.

 

پیشرفتهاي دیگر در دههي 70 باعث پیدایش اصول لازم براي توصیف و تولید کامل رشته الکترومغناطیس حوزه زمان شد. در دهههاي 80 و 90، الکترومغناطیس حوزه زمان به مخابرات بیسیم و به خصوص مخابرات راه نزدیک و محیط هاي چند مسیره و متراکم اعمال میشد. شاتز این کاربري را با جزئیات بیان کرده و مزایا و معایب آن را شناخته است. او نشان داد که میتوان تعداد زیادي از این سیستمها را در یک مکان به کار انداخت و سیگنالهاي پهنباند به مراتب بیشتر از سیگنالهاي باریکباند نسبت به آثار مخرب چندمسیري مصونیت دارند.

 

یکی از کاربردهاي بالقوه مخابرات UWB ارائه خدمات به کاربرهاي متعدد در محیطهاي چندمسیره است، ولی چالش سیستم، همزیستی آن در طیف رادیویی شلوغ فعلی است. مزایاي این سیستم ممکن است بر معایب آن نچربد، و شاید دیگر روشهاي بی سیم در محیطهاي چند مسیره و متراکم به خوبی روش فوق کار کنند. دیگر کاربرد مهم روش فوق در حسگرها است، مثلا رادارهاي تفکیک بالا و کوتاهبرد. این کاربرد نیاز بسیار کمتري به پردازش سیگنال دارد و مدارهاي الکترونیکی بسیار سادهتري نیز دارد ولی به اندازهي دیگر سیستمهاي پیچیده مخابراتی جلب توجه نکرده است.

 

یکی از اولین کاربردهاي آن، رادارهاي نفوذ در زمین بود. در سال 1974، موري، یک رادار به نام خود ثبت کرد که به دلیل استفاده از باند بسیار پهنی از فرکانسها، میتوانست حدود یک تا چند متر در زمین نفوذ کند. این امتیاز بعدها باعث یک موفقیت تجاري شد.

 

UWB  1.2 در قوانین FCC1

 

در سال 2002، FCC رنج فرکانسی 3.1~10.6Ghz را براي کاربردهاي UWB باز کرد و در اولین گام FCC توان خروجی سیستمهاي UWB را به -41.3dBm/MHz محدود کرد، این محدودیت این امکان را براي سیستم هاي UWB ایجاد میکند که بدون اینکه توان سیگنال خروجی آنها توسط سیستمهاي باند باریک مجاور احساس شود از پهناي باند وسیعی براي انتقال اطلاعات خود استفاده کنند. محدودیتهایی که براي توان انتشار این سیستمها ایجاد شد ، عمدتاً محدودیتهایی بودند که براي حفاظت از سیستم GPS و سایر سیستمهاي دولتی که در باند فرکانسی 690MHZ~1610MHz

 

کار میکنند مطرح شده بود. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است این ماسک توان همچنین

 

براي سایر سیستمهاي دولتی که عملکرد آنها در فاصلهي 3.1GHz~10.6GHz یعنی باندي که براي کاربرد داخلی UWB تعریف شده است نیز کاربرد دارد.

 

شکل -1 طرح ماسک توان براي سیستم UWB بر حسب فرکانس

 

بنا به تعریف FCC پهناي -10dB یک سیگنال UWB بزرگتر از %25 فر کانس مرکزي یا بزرگتر

 

از 1.5GHz میباشد. سیستمهاي فرا پهن باند با عرض باند بیش از 7GHz در بازه فرکانسی 3.1GHz~10.6GHz با سطح توان مجاز -41.3dBm/MHz فعالیت میکنند. هر کانال رادیویی در این سیستمها بسته به فرکانس مرکزي خود میتواند عرض باندي بیش از 500MHz داشته باشد. طرح

 

انتقال OFDM1 به عنوان اولین کاندیدا براي UWB در مارچ 2003 در جلسهي گروهی IEEE 802.15.3a مطرح شد.

 

روش دیگري که براي انتقال مطرح شده استفاده از ارسالهاي پالس بسیار کوتاه به همراه مدولاسیون قطبی است. مهمترین دلایل استفاده از استاندارد IEEE 802. 15.3a براي انتقال طرح چند بانده2 به شرح زیر است:

 

(1 انعطاف پذیري طیفی: استفاده از طرح چند بانده این امکان را براي سیستمها فراهم میکند که بتوانند به صورت همزمان با سیستمهاي قدیمیتر کار کنند در حالیکه تخصیص یک باند پیوسته با استانداردهاي قدیمی ممکن است محدودیتهاي زیادي ایجاد کند.

 

(2 انرژي جمع آوري شده در هر بازه فرکانسی با افزایش پهناي باند افزایش می یابد، در نتیجه ترجیح بر کاهش تعداد این بازههاي فرکانسی است.

 

(3 پهناي باند کم در گیرنده ها به کاهش مصرف توان میکسر و نیاز به خطی بودن آن کمک می کند.

 

(4 یک ساختار تماًما دیجیتال براي پردازش سیگنال نسبت به یک ساختار تک بانده در همان باند فرکانسی قابل دسترستر میباشد.

 

(5 شکل دهی آسانتر پالسها در فرستنده: ترکیب پالسهاي طولانیتر در فرستندهها به سادگی انجام میشود، همچنین میزان اعوجاج سیگنالها به هنگام عبور از تراشهها کاهش محسوسی مییابد.

دو طرح کلی در یک سیستم انتقال چند بانده موجود است: طرح پالسی وطرح .MBOA1

 

گروه کاري IEEE 802. 15.3a در حال حاضر بر روي گسترش استانداردهاي مربوط به UWB

 

براي تخصیص و استفاده از باند وسیع فرکانسی آن کار میکند. از دو روش گفته شده در بالا طرح چند بانده MBOA از مدولاسیون تقسیم فرکانسی قائم2 در باند فرکانسی با پهناي باند 528MHz براي انتقال اطلاعات استفاده میکند. با وجود اینکه این روش، راه حل مناسبی براي حل مشکل تداخلات چند مسیره است اما از طرف دیگر احتیاج به سیستمهاي پیچیدهتر با میزان خطی بودن بیشتر و یا یک سیستم کدینگ دارد.

 

طرح دنباله مستقیم3 در استاندارد IEEE 802. 15.3a از ارسال پالسهایی با پهناي باند 2.1GHz که بوسیلهي سوئیچزنی باینري مدوله شدهاند استفاده می کند. با این وجود این سیستم نیز به همان اندازه سیستمهاي قبلی از پیچیدگی و مصرف توان برخوردار است.

 

به دلیل آنکه سیستمهاي UWB سیستمهایی با همپوشانی فرکانسی نسبت به تداخلات داخلی باند میباشند طبق استاندارد FCC توان خروجی بسیار کمی نسبت به سیستمهاي فرکانسی باند باریک با باند فرکانسی یکسان دارند. بنابراین برعکس اثرات تداخلی بسیار کمی که سیگنالهاي UWB بر روي سیستمهاي باند باریک دارند خود به شدت تحت تاثیر این سیستمها قرار میگیرند، به عنوان مثال براي جلوگیري از تداخل سیگنال هاي یک سیستم 802.11 در فاصله یک متري و دمدولاسیون یک سیگنال

 

UWB در فاصلهي ده متري، احتیاج به 65dB تضعیف در صورت عدم وجود فیلترینگ در بخش باند

 

 

پایه داریم. براي جلوگیري از چنین تداخلاتی سیستمهاي UWB معمولاً باند U-NII (5.725GHz~5.825GHz) را فیلتر کرده و از آن استفاده نمیکنند.

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

تعداد صفحه : 75

قیمت : چهارده هزار تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ———- (فقط پیامک)        [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

*********  ********* *********

دسته بندی : مهندسی برق