1

Republika e ShqiperiseRepublika e Shqiperise

Dega ElektronikeDega Elektronike Detyre Kursi neTeknikat RF Detyre Kursi neTeknikat RF

Tema:Radio-Urat Tema:Radio-Urat

2

1- Bllokskema e nje Radio-Ure

Radio-urat suportojne lidhjen e dy pikave A dhe B me pamje direkte ndermjet perhapjes se valeve elektromagnetike ne hapesire.

Bllokskema e përgjithshme e një radio-ure

Radio-ura perbehet nga nje transmetues Tx dhe nje marres Rx te cilet jane te pavarur ndermjet tyre dhe punojne ne frekuenca te ndryshme ,qe te ndajne fluksin e informacionit nga A ne B dhe B ne A , qe eshte kusht I funksionimit dupleks.

3

a)Aparati Tx/Rx I nje Radioure Qellimi I transmetuesit dhe marresit : perpunimi I barteses te sistemit radioelektrik.

Transmetuesi perbehet nga 1- Gjeneratori I barteses2- Modulatori, I cili duhet te jete: a)I qendrueshem qe te mos krijoje degradimin e sinjalit te informacionit b)frekuence transmetimit konstante.

Marresi duhet te” degjoje” te dhenat nga transmetuesi dhe te marre sinjalin e informacionit nga bartesja.Ndaj marresit kerkohet - ndjeshmeri - selektivitet

4

b)modulim në BB

b)Bllokskema e nje Transmetuesi

a) modulim me RF,

1-Ne modulimin me RF sinjali ne BB modulohet pasi perzihet me sinjalin e frekuences se larte.2-Ne modulimin ne BB, sinjali ne BB modulohet pastaj miksohet me sinjalin e frekuences se larte.

5

c)Bllokskema e nje Marrësi

Seksioni RF – Filtron sinjalin e frekuences se larteSeksioni FI – Kthen sinjalin ne frekuencen e ndermjetmeSeksioni BB – Demodulon sinjalin e frekuences se ndermjetme dhe nxjerr sinjalin ne BB

6

2-Aparatet marrës – dhënës

Qëllimi eshte krijimi I nje ideje te pergjithshme për strukturën e radio-urave dhe trajtimi teknologjik i sinjaleve që aplikohen. Pjesa transmetuese dhe marrëse e radio-urave(pra ato që ndërfaqen me botën e përhapjes elektromagnetike) kanë për qëllim përpunimin e bartëses të sistemit radioelektrik.

a)Modulatorët numerik

Modulimi mbartëses radiofrekuence mund të realizohet kryesisht në dy mënyra: 1-duke moduluar direkt bartësen e gjeneruar nga oshilatori lokal, 2-nëpërmjet dispozitave në fushën e mikrovalëve; duke moduluar një bartëse FI e cila më pas konvertohet në frekuencën e kanalit radio të transmentimit nëpërmjet një up-converter (konvertues me rritje frekuence).

7

b)Qarqet e bandës bazë

SER

PAR

TREGUESI I PERIODICIT

ETIT

1 43

2

FLUKSI 1

FLUKSI N

PLL

CKCK/2

Perbehet nga:1)ekualizatori- linja plotësuese ,e cila minimizon shtremberimet ne amplitude gjate linjes2) nxjerrja e sinjalit të clock-ut,nga qarku PLL(qarku me kuçje faze)qe eshte sintetizator i frekuences se drejtperdrejte dhe te terthorte 3) qarku skrambler,qe modifikon sinjalin sipas nje ligji matematik 4) konvertuesi seri-paralel dhe koduesi diferencial.

8

+ +

R1 R3R2 R4

Sek e daljes bn = an bn-3 bn-4

SEKUENCA E HYRJES

an

bn-1bn-2 bn-3 bn-4

+ +

a)qarku skrambler

c)Skrambleri autosinkronizues me 4 qeliza

Qarku Skrambler qe ndertohet nga një shift-regjistër me N qeliza, modifikon vazhdimisht permbajtjen e sinjalit numerik sipas një ligji matematik. Ekzistojnë dy tipe qarqesh skrambler: 1- skrambler me autosinkronizim; 2- skrambler set-reset N.q.s an është funksion i hyrjes , funksioni i daljes bn është : bn = an + bn-3 + bn-4 Perioda P e funksionit të daljes jepet P = k(2N-1) Ku k - periodiciteti i simboleve në hyrje . Perioda do të jetë e madhe sa më i madh ështe numri i qelizave N të skramblerit.

9

d)Filtrat numerikë ose tranversale -BTF

D QD QD Q D Q D Q Q

D Q Q

D Q Q

D Q Q

D Q

CK

X’(t)

NRZ

CK

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9

X(t) {

CK = tn - 1/2T

a9

a8

a7

a6

a5

a4

a3

a2

a1

t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10

Skema parimore dhe diagrama kohore e filtrit numeri ( BTF) .

Sinjali I hyrjes kalon në n elementet e vonesës , me vonesë τ, që komandohen nga një clock. Numri I gradave për çdo impuls përcaktohet nga numri I regjistrave operues, ndërsa lartësia e gradave është proporcionale me vlerën e rezistencës . Ne prani të rritjes së peshimit , sinjali I daljes është simetrik dhe për këtë filtri fut një vonesë të konstantes së grupit .

10

Hyrja e barteses

Dalja e barteses se moduluar

Komanda e bllokimit te diodes

Komanda e hapjes te diodes

L=λ/4

A

B

1 3

2

f)Qarqet modulatore ne RF

Modulatori 2PSK me cirkulator në RF

Modulimi realizohet nëpërmjet ndryshimit te rrugës së valës bartëse.Modulatori në RF perbehet nga:1 -Një linjë që krijon në bazë të shpejtësisë se përhapjes së sinjalit një shfazim të dëshiruar ;2 -Një dispozitiv i furnizuar nga një port hyrje/dalje ku mund të zgjatet rruga e sinjalit;3 -Një interuptor elektronik i komanduar nga sinjali i të dhënave , zakonisht një diodë PIN.

11

g)Modulatori QAM në frekuencë të ndërmjetme

+3v

-3v

-1v

+1v

0v

Sinjali I peshuar ne hyrje te modulatorit

2R

R

t

t

Q2(t)

Q1(t)

SER

PAR

BTF

BTF

BTF

BTF

+90º

tn Ψc tm

SBB

S(t)

2R

R

2R

R

U(t)

f0

f1(t)

f2(t)

Q1(t)

Q2(t)

Modulimet shumënivelëshe më kompleksitet të madh realizohen me qarqe të frekuencës së ndërmjetëve. Pjesa kryesore është invertitori i komanduar,qe realizon modulatorët elementarë PSK. Ne bllokskeme kemi1 - filtrat numerikë ose tranversale (BTF-BitTranversal Filters) filtrojne dhe profilizojne sekuencat e biteve I1(t),I2(t),Q1(t),Q2(t) duke humbur formen e vales kuadratike dhe duke u rrumbullakosur.2 - konvertuesin seri-paralel...

Skema Parimore e modulatorit 16 QAM në FN

12

Skema e konvertuesit up-converter dhe down – converter

3-Shndërimi i frekuencës dhe amiplifikimi NRF

.

70 7430 7570f (MHz) =

F1 OL – F1 OL+F1

(b.l.i) (b.l.s)OL

7500

f

ABanda transparente

Banda transparente

F1=RF+OL OL-F1 RF RF+OLOL

70 7430 7570f (MHz) =7500

FIGURA

A

f

a)

b)

Transpozimi spektrit ne rastin a) UP-CONVERTER ,b)DOWN-CONVERTER

13

Konvertuesi FN/RF, i quajtur ndryshe up-converter ,transpozon në një frekuencë më të lartë sinjalin origjinal në frekuencë më të ulët .

Proçesi i kundërt , i përdorur për në marrje , qe kryen transpozimin e sinjalit të moduluar në RF në një sinjal të njëjtë në FN quhet konvertues RF/FN ose down-converter.

Transpozimi në frekuencë realizohet nëpërmjet një operacioni linear të shumëzimit të dy frekuencave , i arritur nëpërmjet një modulatori në amplitudë.

14

PORTA 1 PORTA 3

PORTA 2

Cirkulatori me valësjellës

Cirkulatori është një dispozitiv që shfrytëzon vetitë xhiromagnetike të disa elementëve qeramike anizotrope ( ferrite ) . Cirkulatori disponon tre porta, ku secila ka shuarje të ulët në kalimin drejt një nga dy portave fqinje dhe shuarje të lartë kundrejt tjetrës . Cirkulatori percakton një senc të caktuar të qarkullimit të sinjalit . Një sinjal që hyn në portën 2 has një shuarje të vogël në sensin e shigjetës dhe del në portën 3 duke u shuar me disa të dhjetat e dB . I njëjti sinjal , I matur në portën 1 , paraqet një shuarje më të > 25dB Vetia e cirkulatorit , së bashku me filtrate , lejon të merret nga sinjali radio efekti I dëshiruar I bashkimit me humbje të vogla

15

Gjeresia e bandës së marrësit

Selektiviteti është përqëndruar në një filtër pasiv, të vendosur midis paraamplifikatorit në FN dhe amplifikatorit kryesor . Parametrat që karakterizojnë një filtër FN për radio-ura janë : 1-Banda lejuese, paraqet shuarje minimale. 2-Sheshtësia e bandës , tregon diapazonin në amplitudë 3-Faktori i formës, është raporti midis gjerësisë së bandës të filtrit

dB

10

20

30

40

50

60

10 20 30 40 50-10-20-30-40f (MHz)

x1 x’

ba

x3 x’3

x’2x2

f0

Kanali C-1 Kanali C Kanali C+1

28 MHz 28 MHz

Karakteristika e selektivitetit të filtrit të FN dhe parametrat e tij kryesor

16

Qarqet e demodulimit koherent dhe rigjenerimit .

PLL LRP GS

RIG I

RIG Q

LC

DD

P S

NXJERRJE E CKLOCKUT

VCO

BB

M2

M1

BI

BQ

D1 D2

FL

S(t)

LC=logjikë kombinatoreDD= dekodues diferencialP/S= konvertues paralel-seriLRP= logjikë e rindërtimit të bartësesM1M2= shumëzues linearD1D2=degëzues që operojnë 70 MHzPLL=qarku i kyçjes së fazësGS=portë selektiveRIG= qarqe rigjenerues

Skema parimore e demodulatorit për sinjalet e moduluar me 16 QAM

17

Një demodulator për qarqet e moduluar në amplitudë në kuadraturë disponon dy qarqe shumëzues linear të ushqyer me nenbartëse të sfazuara ndërmjet tyre me 90grad,që gjenerohet nga një oshilator local .

Rigjenerimi I sinjaleve të demoduluar ka dy kritere të veçanta : 1- rikohezimin e të dhënave , qe kërkon një prezencë të sinjalit të orës sinkron me sinjalin e të dhënave nga I cili nxirret 2- kriterin e percaktimit maksimal , që vendos cili nga n simbolet e mundshme ka propabilitet më të madh për të qënë moduluar në çdo interval të kohës TS .

Vazhdim...

18

a)Proçesi I demodulimit numerik

Ts

VB

VC

VY

a)

c)

b)

Sinjali I percaktimit

TS

t t

t

a) sinjali I demoduluar e filtruar ne piken Bb) diagrama e syrit dhe sinjalit te njejtec) sinjali pas percaktimit te nivelit

19

Cilësia dhe besueshmëria në radio- urat numerike

Degradimet e cilësisë nga sistemet e transmetimit vijnë drejtpërdrejtë nga: 1- trajtimi jo perfekt i sinjalit numerik që përpunohet (shtrëmbërimet) 2- kontributet e padëshirueshme të natyrave të ndryshme ( zhurme ,interferenca ) ndaj të njëjtit sinjal .

Shtrembërimet nga jolineariteti në amplitudë gjenerohen zakonisht në qarqet e amplifikimit të fuqisë në RF, që tentojnë të shtypin ndryshimet e amplitudës të sinjalit të moduluar

Jolineariteti në amplitudë përcakton shndrimin AM/PM dhe shtypjen e sinjalit.

20

a)Shtrembërimi i futur nga jolineariteti i kanalit transmetues

+φ +φ

-φ-φ

f f

ff

f f

a)b)

c) d)

A) B)

A)Vonesa e grupit të karakteristikës fazë – frekuencë e tillë që nuk shtrembëron impulsin (c)B) Impulsi pëkundrazi shtrembërohet ( d ) në rastin e asimetrisë së karakteristikës (b) Kur karakteristika fazë – frekuencë eshte jolineare dhe joasimetrike, faza e një vije të vetme që formon një kopje pasqyre në spektër modifikohet në mënyrë asimetrike dhe rezultati manifestohet në: 1-Një modulim parazitar në fazë 2-Një kënd të gabimit në fazën e bartëses, që shkakton një pjerrësi të ndryshme të fronteve të sinjalit të demoduluar dhe rritje të bishtave të tij

21

Interferenca dhe kalimet e shumfishta

Sinjali i huaj, që paraqitet së bashku me bartësene moduluar në demodulator sjell vështirësi të madhe ndaj qarqeve të demodulimit dhe paqartësi në interpretimin e gjendjes së bartëses, dhe për pasojë ndërtimin jokorrekt të sinjalit të transmetuar. Interferenca izokanale është pasojëe ripërdorimit të të njëjtës frekuencë.

Tx1

Tx2

Rx1

Rx2

f1(PV)

f1(ph)

a)

RT

RT

RT

RT

b)

Përsëritja e frekuencës izokanale

Feedingu korelohet në dy hopet në rastin a) por jo në b). Në të dy rastet ai mund të shkaktojë interferencë izokanale.

22

Shuarja prej shiut Efekti i shiut shkakton fenomenet e absorbimit dhe të scaterring. Shuarjes specifike γ rritet shpejt me frekuencën (afërsisht me katrorin e frekuencës) dhe supozon rëndësi praktike mbi 10GHz Efektet e lidhura me përhapjen në shi janë depolarizimi i bartëses dhe scatering (difuzioni në hapësirë), feënomene këto qëe mund të shkaktojnë interferencë me sistemet e tjera radio.

102

1

10

10-1

10-2

1 10 100 1000

Shuar

ja spec

ifike (

dB/Km

)

0/25 mm/h

1.25 mm/h

5 mm/h

25 mm/h50 mm/h100 mm/h150mm/h

f (GHz)

Shurje specifike nga shiu në funksion të frekuencës.

23

Kalimi “normal” i rezes e.m. midis antenës transmetuese dhe marrëse bëhet sipas një vije të drejtë. Megjithatë egzistojnë mundësi të tjera kalimi të cilat shkaktojnë efekte sekondare të rëndësishme në cilësinë e transmetimit të një sistemi radio – urë. Kur një rreze e.m bie në tokë ajo pëson një reflektim për lart dhe mund të shkaktojë marrjen e saj së bashku me atë direkte. Rrezja e reflektuar paraqitet me një amplitudë e cila varet nga konfiguracioni dhe përcjellshmëria e tokës dhe mund të ndodhë që në antenën marrës të përputhen vektorialisht me rrezen direkte.

BA

rd rr rf

Kalimet e shumëfishta

Kalimet e shumëfishta në përhapje.

Kjo vjen si pasojë e parregullsisë së treguesit të përthyerjes atmosferike i cili rritet linearisht me lartësinë nga toka

24

Vazhdimi...

Përveç rrezes direkte rd mund të egzistojnë rreze të reflektuara rf dhe rreze të përthyera rr dhe kontributet e tyre modifikojnë në mënyrë të ndjeshme fuqinë e valës e.m. të marrë.

Fenomen i njëjtë mund të verifikohet kur në antenë vijne rreze të përthyera, ku nëpërmjet hapësirës ndjekin kalime të ndryshme me rrezen direkte.

Mundet që pjesë të rrezeve të emetuara nga A në B kanë kohë kalimi në hapësirë shumë më të madhe se ajo e rrezes kryesore dhe për pasojë kanë një vonesë më të madhe të kohës së tranzitit.

Efekti kryesor i kalimeve të shumfishta është interferenca midis rrezes direkte dhe atyre të të reflektuara dhe të përthyera që quhen eko.

Fuqia që ato paraqesin në marrës mund të jetë e të njëjtës madhësi me atë të rrezes direkte dhe prandaj mund të shfaqen efekte shkatërruese (në rastin e fazës së kundërt) në sinjalin e marrë.

25

Marrja me diversitet

Marrja me diversitet perdoret në radio – urat , për të kufizuar efektet e shuarjes shtese të hopit . Teknikat e diversitetit presupozojnë transmetimin e të njëjtit sinjal modulues në dy kanale të ndryshme ne hapësirë dhe/ose në frekuencë . 1-Diversiteti në hapësire konsiston në përdorimin e dy marrësve të ndryshëm , të sintonizuar ndaj të njëjtës bartëse të emetuar nga transmetuesi . 2-Diversiteti në frekuencë konsiston në realizimin e dy hopeve paralele ( dy transmetues dhe dy marrës ) që punojne në kanale të ndryshme radio që u takojnë mundësisht gamave tëndryshme.

26

. Një sistem numerik me kapacitet të lartë me modulime shumënivelëshe eshte i ndjeshëm ndaj degradimeve të futura nga fedingu selektiv . Gjithmon duhet të merren masa për të kënaqur objektivin e cilësisë dhe disponueshmërisë të caktuar nga CCIR. Ekualizimi më efektiv , pra ai i realizuar me BB , është përshtatur tashmë në të gjitha aparaturat veç se cilësia e ofruar nga lidhjet pa diversitet është 30- 40 herë më e keqe kundrejt kufive të CCIR. Diversiteti në hapësirë me kombinatorë përmirëson rreth 100 herë këto rezultate . Efektiviteti i madh i kësaj zgjidhje megjithatë kundërshtohet nga kostoja e lartë e impiantit , që kërkon dyfishimin e impiantit rezatues , dhe prandaj rezervohet për lidhje veçanërisht të vështira . Diversiteti në frekuencë dhe bashkë me të përdorimi i një ekualizatori efektiv është zgjidhja që në radio- urat tokësore ofron kompromis më të mirë midis kostos dhe objektivave të cilësisë dhe të besueshmërisë .

Konsiderata përfundimtare për cilësinë e radio – urave

27

Faleminderit per Vemendjen