С. Орлов

Входные фильтры на ПАВ для стандарта CDMA-400

До недавнего времени полосы частот 453√457,5 и 463√467,5 МГц использовались сотовыми сетями стандарта NMT-450. В связи с переходом на новые цифровые технологии, 24.12.01 ГКРЧ приняла решение (протокол ╧ 15/3) "О возможности использования полос радиочастот 453√457,5 и 463√467,5 МГц для развития на территории Российской Федерации сетей сухопутной подвижной радиосвязи с применением оборудования CDMA-400", в котором определена возможность использования этого диапазона операторами на территории Российской Федерации с целью поэтапной замены действующих сетей стандарта NMT-450.

За последние годы в разв╦рнутых системах наряду с зарубежным оборудованием используется базовое оборудование, производимое отечественными производителями. В отечественном оборудовании специфические требования операторов учтены наиболее гибко и полно, а базовое оборудование не уступает, а иногда превосходит по характеристикам зарубежное. Достигается это, в частности, возможностью выбора и использованием наилучших электронных компонентов. В России не существует больших проблем с получением электронных компонентов общего назначения: синтезаторов, микроконтроллеров и так далее. Эти компоненты находят применение в самых различных устройствах, и отечественные диллеры имеют возможность закупать их большими партиями, а распространять - средними или малыми.

Иная ситуация сложилась с электронными компонентами специального, конкретного применения. Отечественный производитель чаще всего не в состоянии приобрести две тысячи элементов для того, чтобы использовать в новой разработке десяток или использовать весь комплект в мелкосерийном производстве. Выгоднее оказывается поискать возможность разработки и производства в России.

Фильтр для нового стандарта является типичным примером. В этом фильтре учтены специфические требования, предъявляемые отечественными производителями: хорошая термостабильность, незначительные пульсации группового времени запаздывания в полосе пропускания, небольшие (для стабильного материала ST-кварца) вностимые потери. Пульсации коэффициента передачи в полосе пропускания по уровню - 1 дБ составляют 0,1 дБ.

На рис. 1 приведены частотные характеристики двух фильтров: при╦много и передающего трактов. Абсолютные вносимые потери составляют 14,6 дБ.

Рисунок 1. Частотные характеристики входного дуплексора CDMA-400

В табл. 1 и 2 приведены контрольные точки на графиках.

Таблица 1. Контрольные точки первой характеристики на графиках рис. 1

Таблица 2. Контрольные точки второй характеристики на графиках рис. 1

На рис. 2 приведены пульсации группового времени запаздывания в полосе пропускания. Абсолютная задержка фильтров составляет 300 нс. По оси Y неравномерность ГВЗ, нс.

Рисунок 2. Пульсации группового времени запаздывания в полосе пропускания

Фильтр согласован с 50-Ом трактом по входу и выходу последовательными Г-образными LC-цепями (30 нГн, 12 пФ) и имеет КСВ не хуже 1,2. Предусмотрен другой вариант включения на двухсотомную нагрузку. В этом случае требуется только одна параллельная катушка индуктивности, приблизительно 25 нГн. Исполнение для поверх-ностного монтажа в корпусе QLCC10/10 размером 9╢7 мм. В фильтре использованы отечественные материалы: ST-кварц г. Александров, корпуса QLCC10/10 г. Иошкар-Ола.

Комплект из двух фильтров предназначен для использования в качестве входного антенного дуплексора при╦много и передающего каналов ретрансляторов, работающих в новом стандарте. Ввиду того, что требования к фильтрам, используемым в ретрансляторах, существенно отличаются от требований к последним для терминального оборудования (трубок), в этих фильтрах использован термостабильный срез кварца. Для уменьшения вносимых потерь в фильтрах применены наиболее эффективные однонаправленные встречно-штыревые преобразователи (HANMA IDT), имеющие, в отличие от других однонаправленных конструкций, два активных электрода на период. Минимальный размер элементов в использованных конструкциях 0,7 мкм. Для кварцевых фильтров с указанной полосой потери в 14 дБ являются минимальными. Однако для использования непосредственно во входном каскаде потери в этих фильтрах велики. Одно из решений ≈ использование во входном каскаде традиционных керамических фильтров, которые не обеспечивают требуемой избирательности и развязки, но имеют малые вносимые потери. После керамических фильтров ставится малошумящий усилитель, а далее используются фильтры на ПАВ с необходимой избирательностью.

Другие два новых фильтра, разработанные нами, предназначены для тракта ПЧ ретрансляторов GSM. На рис. 3 и 4 приведены их частотные характеристики.

Рисунок 3. Первый фильтр тракта ПЧ стандарта GSM

В табл. 3 приведены контрольные точки 1, 2, 3, 4. Точки 1 и 2 по уровню -3 дБ.

Таблица 3. Контрольные точки 1,2,3,4 на графике рис. 3

Рисунок 4. Второй фильтр тракта ПЧ стандарта GSM

В табл. 4 приведены контрольные точки 1, 2, 3, 4.

Таблица 4. Контрольные точки на графике рис. 4

На рис. 5 приведена результирующая характеристика двух фильтров, используемых в тракте ПЧ.

Рисунок 5. График результирующей характеристики тракта ПЧ

В табл. 5 приведены контрольные точки.

Таблица 5. Контрольные точки на графике рис. 5

В этих фильтрах также учтены требования производителя ретрансляторов GSM. Использование пары фильтров в тракте ПЧ обеспечивает номинальную полосу канала GSM, гладкую передаточную характеристику в полосе пропускания и внеполосное подавление более 60 дБ. Установка в тракт ПЧ двух фильтров первого типа позволяет получить дополнительное внеполосное подавление при полосе пропускания 230 кГц. Это бывает полезно, когда ретранслятор расположен близко от других источников излучения. Фильтр изготовлен на ST-Кварце. Исполнение - металло-стеклянный корпус 155-15-01.

Измерения проводились с помощью анализатора цепей HP-8752A. Автор выражает благодарность Иванову П.Г. за предоставленную возможность проведения измерений.

Консультации по применению ПАВ-фильтров можно получить по Email: Sorlov@ort.mei.orbita.ru.