في مجال نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)، حيث يتم السعي باستمرار لتحقيق دقة وحساسية أعلى في تحديد المواقع، رقائق الترددات اللاسلكية تُعدّ هذه الوحدات بمثابة "حارس الخط الأمامي" لأجهزة الاستقبال. ويحدد أداؤها بشكل مباشر قدرة المحطة الطرفية على التقاط ومعالجة إشارات الأقمار الصناعية الضعيفة. ومن بين الوحدات الرئيسية العديدة لـ رقائق الترددات اللاسلكيةيُعد مُركِّب التردد ذو الحلقة المُقفلة الطورية (PLL)، الذي يُولِّد إشارة المذبذب المحلي (LO)، بالغ الأهمية. وفي هذا السياق، تلعب تقنية تقسيم التردد الجزئي دورًا حاسمًا في التأثير على نقاء الإشارة.

تواجه أجهزة توليف التردد التقليدية التي تعتمد على تقسيم التردد الصحيح صعوبة في التعامل مع علاقات التردد غير الصحيحة، مما يحد من مرونة ضبط ترددات المذبذب المحلي. تقنية تقسيم التردد الجزئي تُعدّل هذه التقنية نسبة التقسيم ديناميكيًا لتوليد قيمة كسرية متوسطة، مما يُنتج التردد المطلوب بدقة. مع ذلك، تُثير هذه التقنية مشكلة معقدة تتمثل في التشويشات الكسرية. إذا وقعت هذه التشويشات ضمن نطاق تردد حلقة PLL، فلا يمكن ترشيحها، مما يؤدي إلى انخفاض جودة إشارة خرج المذبذب المحلي. شريحة التردد اللاسلكي. يؤدي هذا في النهاية إلى تدهور نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) لإشارة التردد المتوسط (IF) المنتجة أثناء المزج، مما يؤثر بشكل مباشر على دقة تحديد المواقع لمحطات الملاحة.

لمعالجة مشكلة تقسيم التردد الجزئي المنخفض، يقارن البحث الذي أجراه لي شين وهوانغ هايشنغ بشكل شامل بين حلين تقنيين رئيسيين: بنية المُراكم الكلاسيكية وبنية مُعدِّل MASH1-1-1 Δ-Σ المتقدمة.

هيكل المُراكم:

هذا التصميم بسيط وفعال من حيث التكلفة، لكن نسبة التقسيم لا يمكنها التبديل إلا بين قيمتين (N و N+1). هذا التبديل الدوري يُحدث تشوهات قوية منفصلة في نطاق الترددات المنخفضة لطيف الخرج، وهو عيب ملحوظ بالنسبة للأداء العالي. رقائق الترددات اللاسلكية.

بنية MASH1-1-1 دلتا-سيجما:

يقوم هذا الهيكل بتوصيل ثلاثة مُعدِّلات دلتا-سيجما من الدرجة الأولى على التوالي لتحقيق تشكيل الضوضاء، وهي وظيفة أساسية "تدفع" ضوضاء تكميم التردد التي كانت مُركَّزة في الأصل في نطاق التردد المنخفض إلى نطاق التردد العالي. شريحة التردد اللاسلكي في تصميم PLL، يمكن تصفية الضوضاء في نطاق الترددات العالية بشكل فعال بواسطة مرشح الحلقة.

استخدم فريق البحث سيناريو التطبيق النموذجي لنظام تحديد المواقع العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS). رقائق الترددات اللاسلكية (التردد المرجعي: 16.368 ميجاهرتز، التردد الوسيط: 3.996 ميجاهرتز) لمحاكاة كلا البنيتين عند نقطتي تردد GPS L1 وBeiDou B1. أظهر تحليل كثافة القدرة الطيفية (PSD) بوضوح أن المُعدِّل القائم على Δ-Σ نجح في نقل طاقة التشويش الجزئي من نطاق التردد المنخفض الحرج 0-2 ميجاهرتز إلى نطاق التردد العالي، مما أدى إلى تحسين نقاء الطيف بشكل ملحوظ ضمن عرض نطاق حلقة PLL.

خاتمة:

في أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية الحديثة عالية الأداء رقائق الترددات اللاسلكية بالنسبة لمن يسعون إلى تشغيل منخفض التشويش، فإن تقنية تقسيم التردد الجزئي القائمة على بنية MASH1-1-1 Δ-Σ هي بلا شك الخيار الأمثل. فمن خلال تشكيل الضوضاء بذكاء، تعمل هذه التقنية على تنقية طيف المذبذب المحلي بشكل فعال، مما يوفر أساسًا تقنيًا متينًا لـ رقائق الترددات اللاسلكية لاستقبال إشارات الملاحة بثبات ودقة في بيئات كهرومغناطيسية معقدة. تُعد هذه التقنية المحرك الرئيسي لتطوير محطات الملاحة عالية الدقة.