الخلاصة

مع تزايد اعتماد نظام بيدو للملاحة عبر الأقمار الصناعية, فإن شريحة التردد اللاسلكي دورًا محوريًا في ضمان الأداء العالي والموثوقية. تستكشف هذه المقالة تصميم وتنفيذ نظام شريحة بيدو للترددات اللاسلكية التي تعالج تداخل البلوتوث، وهو تحدٍ كبير تواجهه أجهزة الملاحة الطرفية المدمجة والمصغرة. ومن خلال التخفيف من تداخل البلوتوث، تعمل هذه الرقاقة على تحسين جودة الرسائل القصيرة لخدمة تحديد الراديو عبر الأقمار الصناعية (RDSS)، وهي ضرورية لمجالات مثل رصد الكوارث الجيولوجية والمسوحات الهيدرولوجية وملاحة السفن.

I. خلفية التداخل والتحديات التقنية

أجهزة البلوتوث، التي تعمل في 2.402-2.480 جيجاهرتز نطاق التردد، يتم وضعها على بعد 8 ميجاهرتز فقط من الحد الأدنى من نطاق استقبال Beidou RDSS. مع قدرة إرسال Bluetooth التي تبلغ عادةً 0 ديسيبل ميلي واط وقدرة إشارة RDSS عند -100 ديسيبل واط، يمكن أن يصل التفاوت بين هاتين الإشارتين إلى 60 ديسيبل. نظرًا لتقارب هذه الترددات وقيود عرض النطاق الترددي، فإن الترددات التقليدية مرشحات الترددات اللاسلكية لا يمكن أن يزيل هذا التداخل القوي بشكل فعال، مما يؤدي إلى تشبع الواجهة الأمامية للمستقبل ويضر بحساسية النظام وجودة الاتصال.

ولمعالجة هذا التداخل، فإن شريحة بيدو للترددات اللاسلكية مع تقنيات التصفية المتقدمة وتصميم الدوائر القوية أمر بالغ الأهمية لتحسين موثوقية النظام في البيئات الصعبة.

II. تصميم بنية النظام لرقاقة التردد اللاسلكي

ال شريحة بيدو للترددات اللاسلكية تتبنى بنية تحويل مزدوجة، تدمج رقاقة خارج الشريحة الموجة الصوتية السطحية (SAW) مرشح مع مرشح نشط على الرقاقة لإنشاء قناة استقبال خطية للغاية ومقاومة للتداخل. تتضمن البنية ما يلي:

1. تحويل التردد في المرحلة الأولى

في المرحلة الأولى، يتم تحويل إشارة التردد اللاسلكي إلى تردد وسيط أعلى (IF). خارج الرقاقة مرشح SAW يوفر أكثر من 40 ديسيبل من الرفض خارج النطاق، مما يزيل تداخل البلوتوث من الإشارة بشكل فعال.

2. تحويل التردد في المرحلة الثانية والتصفية

يتم تحويل الإشارة إلى تردد أقل، حيث يتم تحويل الإشارة إلى تردد أقل، حيث يقوم جهاز على الرقاقة مرشح نشط RC ينفذ تصفية ثانوية. تضمن هذه التصفية ثنائية المراحل تحقيق التوازن الأمثل بين الأداء والتكامل. بالإضافة إلى ذلك، فإن مضخم صوت منخفض الضوضاء (LNA) بمقدار 30 ديسيبل لمنع تشبع الإشارة والحفاظ على خطية ممتازة.

ثالثًا. تصميم الدوائر الرئيسية ومحاكاة رقائق الترددات اللاسلكية

1. دائرة تحويل التردد للمرحلة الأولى

يوفر الخلاط السلبي في دائرة المرحلة الأولى خطية استثنائية. تظهر نتائج المحاكاة:

1.اكتساب الاستقرار في حدود 10-12 ديسيبل.

2.رقم الضوضاء أقل من 15 ديسيبل.

3.نقطة ضغط المدخلات العالية 1 ديسيبل عند -5 ديسيبل ميلي واط ، مما يضمن أداءً موثوقاً في البيئات الغنية بالتداخلات.

2. تصفية المرحلة الثانية والتحكم في الكسب

ال مضخم كسب قابل للبرمجة على 6 مراحل مع مرشح التردد المنخفض التردد RC يحقق نطاق ضبط كسب يبلغ 55 ديسيبل، مما يحافظ على رفض ممتاز خارج النطاق. يتم ضبط خطوات الكسب بدقة عند 8 ديسيبل لكل مرحلة، مما يسمح بالتحكم الدقيق في عرض نطاق التصفية.

رابعاً. التحقق من الاختبار وتحليل الأداء

ال شريحة بيدو للترددات اللاسلكية صُنعت باستخدام 0.13 ميكرومتر RFCMOS العملية وتعبئتها في QFN64. تشمل نتائج الاختبار الرئيسية ما يلي:

1.رقم الضوضاء: رقم التشويش الكلي لقناة الاستقبال أقل من 15 ديسيبل.

2.الخطية: تصل نقطة ضغط المدخلات 1 ديسيبل إلى -35 ديسيبل ميلي واطي، مما يدل على خطية عالية في وجود تداخل قوي.

3.أداء مضاد للتداخلات: تحت -45 ديسيبل ميلي واط تداخل البلوتوث, ، يحافظ جهاز الاستقبال بنجاح على استقبال إشارة RDSS مع نسبة الموجة الحاملة إلى الضوضاء 42-44. حتى في اختبارات محاذاة الأقمار الصناعية الحقيقية، أكمل جهاز الاستقبال اتصالات الرسائل القصيرة على الرغم من قربه من جهاز بلوتوث.

V. خاتمة وأهمية رقائق الترددات اللاسلكية في السوق

ال شريحة بيدو للترددات اللاسلكية صُممت في هذه الدراسة لتخفيف تداخل البلوتوث بفعالية من خلال بنية هجينة لتحويل التردد المزدوج وتقنيات التصفية المتقدمة. تشمل الابتكارات ما يلي:

1.خلاطات سلبية عالية الخطية و مرشحات الكسب القابلة للبرمجة التي تسمح باستقبال نطاق ديناميكي عالٍ في البيئات ذات التداخلات العالية.

2- تكامل الرقاقة خارج الرقاقة مرشحات SAW وعلى الرقاقة المرشحات النشطة التي تقلل بشكل كبير من تداخل التردد من أجهزة Bluetooth.

هذا التصميم لا يحل فقط مشاكل التداخل في محطات بيدو الطرفية ولكنه أيضًا يضع الأساس لمستقبل شريحة التردد اللاسلكي التطوير في تطبيقات أخرى، مثل تخفيف تداخلات الجيل الرابع 4G/5G واستخدامها على نطاق أوسع في إنترنت الأشياء الأجهزة. تحمل قابلية هذه التقنية للتطوير إمكانات سوقية كبيرة للصناعات التي تتطلب أنظمة ملاحة ساتلية قوية، بما في ذلك القيادة الذاتية، والزراعة الدقيقة, و الاتصالات في حالات الطوارئ.