Antenat

1. Antenat Leksion3 PhD CAndidate . Lediona NISHANI

2. ModeliiSistemitteTrasmetimit me Mikrovale • Transmetuesi Radio • Kanaliikomunikimit • Radio Marresi

3. Transmetuesi Radio Transmetuesiperbehetngapeseelementekryesore: • Sinjali a(t). • Burimii Radio Frekuences. • Modulatori. • Amplifikatori. • Antena.

4. Komponentet • Sinjali a(t) - Kyeshteinformacioniqe ne poperpiqemitetransmetojme. Mundtejete ne formenumerikeoseanaloge. Gjithashtuaimundtejeteikoduar per tehequrtepricennepermjetnjeprocesitequajturkodimiburimit. • Burimi RF - Gjeneronenergjielektromagnetike ne frekuencat e mikrovaleve , qejanetepershtashme per perhapjenelektromagnetike (subjekt I shtrngimevete FCC) • Modulatori - Zevendesonnjesinjal a(t) (p.sh informacionin) ne sinjalin e RF e njohursibartesja. Kjoarrihet duke moduluardisaparametratebarteses se sinjalitsi p.sh. (magnitude faze ne frekuencedhedisakombinime). Ne pergjithesiky process quhetkodimiikanalit. Qellimiiketijprocesieshtetemaksimizojebrezin ne tecileninformacionieshtederguar duke minimizuarefektet e parametravetepanjohurtekanalit.

5. Komponentet • Fuqia e amplifikatorit- Rritfuqinepraenergjinerrjedhesetesinjalittebarteses se moduluar pa e shtremberuar ate. • Antena- Vepronsinjemekanizemciftues midis vales elektromagnetiketekufizuartenjelinjetrasmetimidhenje vale perhapesetepakufizuar ne hapsire.

6. Kanaliikomunikimit Kanaliikomunikimitperbenhapsiren midis dyantenave. Idealishtkanalieshtenjehapsire e lire (asgje) por ne tevertetekanalieshte plot me objektesi p.sh ndertesa ,peme, shi,gazedhe me e rendesishmjeToka. Problemi: Keto “ objekte” modifikojneperhapjen e vales. Megjithatemundtakonsiderojmesifenomen: Shperhapje, pasqyrimi, perthyerja, difraksioni, shuarja

7. Radio Marresi Elementetbazetenje radio marresi: • Antena • Amplifikatori me zhurmeteulet • Filtriperzgjedhes • Oshilatori local /perzjeresi • AmplifiaktoriiFrekuences se Ndermjeteme(AIF) • FiltriiFrekueneces se ndermjetme • Detektori /Demodulatori • Sinjaliirimarre a(t)

8. Antena - ciftonvalenelektromagnetikeqevjen ne marres. Amplifikatori me zhurmeteulet-Perforconfuqine e sinjalitfillestarmbizhurmen e marresit. Filtriperzgjedhes- Lejonvetemfrekuencenqenaintereson per tekaluar ne marres (p.sh per FM radio88-108 MHz). Oshilatori local/perzjeresi- Perkthensinjalinngafrekuenca e tij e perhapjes ne njefrekuence me teulet. Amplifikatoriifrekuences se ndermjetme- Eshtenjeamplifikator me perforcimtemadhqee rritmenjeherfuqine. Filtriifrekuences se ndermjetme- Lejonvetemsinjalet me interes per tekaluar.Detektor/Demodulator- Nxjerrinformacionin e sinjalitngasinjaliifrekuences se ndermjetme. Sinjaliirimarre a(t) - Sinjalitekmarresiidealishtduhettejeteinjejte me ate tektrasmetuesi

9. Skemabaze e nje Radio Marresi Super-heterodin

10. Analiza e transmetuesit Amplifikatori Njeamplifikatorideal merrnjesinjal ne hyrjedhe e riprodhon ate ekzaktesisht ne daljetetijpor me nje amplitude me temadhe:

11. Amplifikimidhegjeresia e brezit Perforcimidhebrezijanedyspecifikimetthelbesoretenjeamplifikatori me mikrovale- tedyjaatosebashkupershkruajnefunksionin e tranferimitteamplifikatorit. ShpeshRadio Inxhinieretflasin per raportinndermjetfuqise ne hyrjedheasaj ne daljePout vs. Pinper njeamplifikatormikrovalor. Fuqiae daljeskompresohetosesaturohet.Veme re se ndodhetnje pike ne kurbekufuqia e daljes se amplifikatoritPouteshte 1 dB me e vogel se vlera e sajidealeGPin.Mefjaletetjeragjendetvetemnjevlere e vetmeqetekenaqeekuacionin: P dB = ⎡⎣P dB +GdB ⎤⎦− dB

12. Amplifikimidhegjeresia e brezit Ne kete pike thuhet se amplifikatorieshtekompresuar me 1dB.Pra njeamplifikator me perforcim10db do teshfaqejsinjeamplifikator me perforcin 9 dB. Fuqiaenedaljeeketijamplifikatorieshtequajturpika 1dB e kompresimit.Kjo pike ne pergjithsikonsiderohetsipika me maksimumin e fuqise ne daljeteamplifikatorit. Gjeresia e brezitjane ne perpjestimtedrejte me amplifikimin.Sa me e madhegjeresia e brezitaq me e vogelamplifikimi. Ne pergjithesiamplifikatoret me mikrovalekerkojnenjefurnizimtetensionit DC tevazhdueshem(psh 15V). Rrymamundtevariojengamaksimumi I dhene.Njestandart per burimin e tensionit per amplifikatore me fuqiteuleteshte 15 V DC.

13. Varesia e fuqise se hyrjes Pin teamplifikatoritmikrovalorngaajo e daljes Pout.

14. Oshilatori Historia e krijimit Shpikja e oshilatoritelektronikishtenjengahapat me terendesishme ne krijimin e radios. Ne shtatorte 1912 Edwin Howard Armstrong poeksperimentonte me pajisjet e rejate Deforest-audio (ate qe ne qujme triode e boshllekut). Ketopajisjekaneqeneteperdorura me suksestedetektoretAM porvetem Deforest e dinte se sipunoninketopajisje. Por duke ciftuarnje element me njetjeter Armstrong kuptoi se aimundtearrintetemerrtesinjale me perforcimtemadh- aikishtendertuaramplifikatorin e pare elektronik. Ai e quajtiprocesin “rigjenerim” ne ditettonakjoquhetciftimikundertpozitiv. Armstrong zbuloi se duke rregulluaramplifikatorinaiarritiamplifikimmaksimaldheqarkupapriturfilloi “telekundej”. Sigurishtqekjo ne fillimishtezhgenjyesepor me pas aikuptoiqekjolekundjeishtenjesinjal me frekuencetelarte - qarkupooshilonte.

15. Armstrong sigurishtqe me rritjen e ciftimittekundert ne ate pike qeqarkutebehet I paqendrueshem. Armstrongundertoioshilatorinelektronikte pare tetij–kjo do terevolucionarizonteradion. Armstrongukrijoikomponentet e nevojshem per tevalen e vazhdueshme radio(CW) tepraktike. Me oshilatorin e Armstrongut,sinjaletCW ne frekuencatelarta (sipsh ne KHz dhe MHz) mundtegjenerohenlehtesisht.Nendertojmenjeoshilator duke perdorurnjepajisjeamplifikuese (si p.sh transistor) dhenjeresonator.Njeshembullirezonatoritqeperfshinqarkun LC:

16. Rezonatoriqeperfshinqarkun LC Per tendertuarnjeoshilator ne marrimdaljen e amplifikatorindhe e ciftojme ne tekundert (si p.sh ciftimiikundert) permesrezonatorit ne hyrjetepajisjesamplifikuese. Nenkushtetepershtatshmekjopajisje do tebehet e paqendrueshme;

17. Llojet e rezonatoreve me mikrovale Rezonatorkristali: Ashtu sic kanedheemrinketa resonator janeprejkristali(si p.sh Kuarci).Frekuenca e rezonances e kristalitterezonatoritvaretngastrukturagjeometrikedhengastrukturaatomike e griles.Ketarezonatorperdoren per oshilatoret e RF, kufrekuenca e sinjaliteshte me e vogel se 2 GHz. Rezonatori me kavitetdielektrik: Rezonatoret me kavitetkanefrekuencen e rezonancesqevaretngagjeometria e kavitetit.Kavitetidielektrikeshte me popullorisepse ka humbjetepaktadhepermasatevogla. Oshilatoretqendertohen me ketopajisjejanequajturOshilator me RezonanceDielektrikeoseDRO.Pergjithsishtketa resonator do teperdoren per tendertuaroshilatore me mikrovale ne frekuenca me temedha se 2GHz Rezonatoret e LinjaveteTrasmetimit: Ne mundtendertojme resonator jashteseksionevetetrasmetimittelinjave. Ketajaneteperdorur ne projektimetmikrostrip. Teknikishtketajanerezonatoret LC qe ne perdorimindukrivitetindhekapacitetintenjelinjetrasmetimi. Si rezultatrezonatoret e linjavetetrasmetimitkanenjecilesiteulet ne krahasim me ataprejkuarciapo me kavitet.

18. Perzjeresi/Mixer • Bllokskema e perzjeresit Njeprezjereseshtenjepajisjemikrovalore ,me treportajolineare. Te treportat e perzjeresitjanetedallueshmedheunikedhepergjithsishtireferohetsi: • Porta e Radio Frekuences(RF) • Porta e Frekuences se Ndermjetme(IF) • Porta e OshilatoritLokal(LO)

19. Skema e njeperzjeresi

20. Ndertimiinjeperzjeresi Shumezimi ne teverteteeshtenjeveprimjolinear, prandajaikerkonpajisjejolineare per tuimplementuar. Ketopajisjejolineare ne pergjithsijanediodatporndonjehereperdorendhetranzistoret. Skema e njeperzjeresieshte art poaqsaeshtedheshkence! Projektimet me populloreperfshijneperzjeresin e balancuar(me dybashkimetediodave) dheperzjerestebalancuartedyfishuar.(me 4 bashkimediodash).

21. Ndertimiinjeperzjeresitipik. Ne pergjithesisinjaliiderguar ne porten e OshilatoritLokaleshteimadh, ton ipasterqegjenerohetngapajisja e quajtur - OshilatorLokal. Ne shtesetekesaj ne zbulojmeqeoshilatori local eshteiakordueshem.Nemundtarregullojmefrekuencen e tij 𝛚 per taberetepershtatshme per qellimettona. Cdoperzjeresduhetteciftohet me njeoshikatorlocal.Sirezultat ne mundtashikojmeperzjeresinsinjepajisjejolineare me dyporta. Hyrjae pajisjeeshteporta RF kursedaljaeshteportaIF.Sinjaliiportes IF eshteafersishtidentik me sinjalin RF ne dalje. Ndryshimet e vetemjane:

22. Ndertimiinjeperzjeresitipik. • Sinjali IF ka tenjejten amplitude tendryshmengaai RF(pergjithsisht amplitude me tevogel). • Sinjali IF ka frekuence me tevogel(Ne pergjithsishume me tevogel). • Nje pike tjeter e rendeishmeeshte se ne qofte se fuqia e LO bienenfuqine e kerkuarngaperzjeresihumbjetngakonvertimi do territen ne menyreteperpjesshme. • P.sh pothemi se njeperzjereskerkonnjefuqite LO-se +12.0 dBmdheekzekutonnjehumbjengakonvertimi 6 dB. • Nesegabimishtivendosimperzjeresitnjesinjalte LO me vetem 5dBm ne do tezbulojme se humbjet e mikseritngakonvertimi do territen 13.0 dB!

23. Ndertimiinjeperzjeresitipik. Ne jemifikusuar ne sinjalin e daljes IF tedeshiruar ,ivetmiikrijuarnganjeperzjeres ideal. Duhettekujtojmeqemundtegjendenshumesinjaleparazitare ne daljen IF. Megjithate ne kemipranuarqe ka vetemnjesinjalprezent ne porten RF. Kjoeshtenjerastirralle, ne tevertet ne porten RF do teketenjediapazoniteresinjaleshtendryshmeteshperndarapergjategjithebrezittegjere radio frekuencave. Pshnjeporte RF e njeperzjeresi ne njemerrestenjeradio FM tegjithestacionet radio Brenda brezit FM (88 MHz -108 MHz) do tejeneprezente!

24. Analiza e Marresit • MarresiHeterodin • Njesinjaltedeshirueshmengaspektrielektromagnetik, e amplifikojmedergohet ne detector/demodulator ne menyreqeinformacioni I koduarterimerretperseri. • Kundershtotegjithasinjalet e tjera ne menyreqesinjaliqearrin ne demodulator tejetesinjaliideshiruar. • Ne dime qesinjaletqeokupojnespektrinelektromagnetikndodhen ne njediapazonshumetegjerefrekuencashdhe ne fuqiekstremishttemedha-kjo e benprojektimin e njemarresinjeiniciativeshumenxitesedhesfiduese.

25. MarresiHeterodin Sinjaliideshiruar radio zgjidhetngaakordimiibrezittengushteteamplifikatorit. Cdosinjalperfaqesonnjekanaltendyshem radio ne qofte se tegjithaketasinjalearrijne ne detector daljai(t) do teishtenjecrregullimivertete. Eshtefunksioniimarresittezgjedhenjesinjal , taamplifikoje ate dhetedergojevetemdhevetem ate sinjal ne detektor. Marresiduhetnjekohesishtteshtypetegjithesinjalet e tjerateardhuranga antenna.

26. MarresiHeterodin Megjithateperforcimi ne brezinlejueseshte me i forte ndersahjshteketijbrezeshteivogel. Si rezultatsinjali ne frekuence 𝛚2eshteiamplifikuarnedersa ne frekuencat e tjerasinjalishuhet. Vetemsinjali I frekuences 𝛚2arrin ne detector dhe do tedukejsi ne figuren. e meposhtme. Porkeminje problem:

27. MarresiHeterodin Brezi I amplifikatoritnukeshtemjaftueshmerisht I ngushtesatekundershtojplotsishtsinjalettefrekuencat e tjera. Ketuthemi se marresika njeperzgjeshmeritepaket , ne duhettapermiresojme ate. Perzgjeshmeria e marresveheterodinpermiresohetnepermjetshtimittefiltraveteakordueshem, brezlejuestengushte.

28. Spektriisinjalit ne detektor/demodulator

29. Ne ketemenyre ne qofte se akordojmefiltrindheamplifikatorin ne do teperftojmenjeperzgjeshmerishume here me te mire!! Vemere se gjeresia e brezit e marresitduhettejetemjaftueshmerisht e gjereperlejuartegjithebrezin e sinjalittekaloj I pashtremberuar ne detector. Ne kohet e sotmenukperdoretkyprojektimimarresitsepse Rx ka shumeprobleme. Problemi # 1: Eshteshume e veshtireteakordohetnjeamplifikatorose filter. Ne ndryshojmepergjigjen ne frekuencetenjeamplifikatori/filtri duke ndryshuarvleratkomponnteve reactive si (p.sh kondesatorindhebobinen).

30. Porqendra e frekuencesdhebreziinjeamplifikatori/filtrijanetelidhura me vleratibobinesdhekondesatorit ne menyrashumeinderektedhekomplekse. Nje filter me ndjeshmeritelarte do teishtenjefilteriinjerenditelarteqe do tethotenje filter me shumebobina dh e kondesatore. Rezultati: Akordimiinjemarresite mire heterodinmundtejeteshume e veshtiredhekerkonrregllime precise dheshumepunekontrolli

31. Skemae njemarresitheterodinselektiv. Problem #2:Sinjaliqearrin ne detektormundtejete ne njengashumefrekuencatteshperndarabrendanjebrezitegjeredhesirezultatdetektoriduhetteketebreztegjere. Fatkeqesishteshtee veshtiretendertohen detector me breztegjere. Ne menyretepergjithshmethemise nje detector punonmire ne disafrekuencadhekeq ne disatetjera.

32. Analiza e marresit Super-Heterodin Veme re se marresiheterodinmundteishtenjeskeme e shkelqyeshmenese do deshironimtemerrnimnjesinjal ne njefrekuncetevetme. Nukkerkohetakordim! Ne mundteoptimizojmeamplifikatorin ,filtrindheperformancen e detektorit per njefrekuencetevetme. Ne e quajmeketemarresikanalizuar:

33. Skema e njemarresitekanalizuar

34. Porkemidisaproblemeterendesishmeqeperfshijneketollojmarresish:Porkemidisaproblemeterendesishmeqeperfshijneketollojmarresish: -Ata janetemedhenj, kerkojneshumefuqidheteshtrenjte! Ne keterast ne perzjejmesinjalin ne njeOshilatorLokal. Ne e quajmeketeMarresi Super-Heterodin. Kymarresmundteshihetthjeshtesinjemarresheterosdin me frekuncetefiksuar, teproceduarnganjeperkthyesfrekuence ( p.sh konvertuesiiposhtem).

35. Skema e ndertimittenjeMarresi Super-Heterodin

36. Marresiheterodiniipermiresuareshteinjohursistadi IF. Frekuenca ë fiksuarwIF ne tecilenkymarresehstendertuarquhetFrekuenca ë Ndermjetme(IF). Duke selektuarvleren e “ frekuences IF” eshtendoshtazgjedhja me e rendesishmeqenjendertuesiketijmarresiduhettebeje. Ka shumedegezime ne tedytermatdhete performances dhetekostos. IF duhettezgjidhet ne menyretetilleqekostojadheperformanca e njeamplifikatoriqepunon ne IF , filtrit IF dhedetektorit /demodulator tejenetemira.

37. Duke folur ne menyretepergjithshmenese ne shkojme me poshte ne frekuncekostojaëekomponenteveuletdhe performance rritet (ketotedyjajanegjeratemira). Si rezultatikesajfrekuenca IF eshteselektuar (jogjithmone) ne menyretetilleqeeshteshume me pak se frekuenca e sinjaliti RF (p.sh ne rend magnitude ose me shume) qe ne poperpiqemitedemodulojme. Keshtuqe ne nepergjithesi ne perdorimnjeperzjeres LO per tekonvertuarposhtefrekuencen e sinjalitngafrekuenca e tijrelativisht e larte RF ne frekuencen e tij relative teulet IF. Ne jemiteinteresuar ne terminteperzjeresitterendin e dyte |wRF-wLO|. Si rezultat ne mundteakordojmeOshilatorinLokalkeshtuqe |wRF-wLO|=wIF- keshtuqenese ne duamtademodulojmesinjalin RF ne frekuencenw1 !

38. Ne duhetteakordojmeOshilatorinLokalgjeeshteshume me e thjeshte se akordimiinjefiltribrez-lejues. Per njeoshilator ne keminevojetendryshojmenjevleretevetme - eshtefrekuenca e bartesit! Kjomundtebehetngandryshimiinjevleretenjekomponentitevetem (p.sh nje diode). Ndryshenganje filter ne duhettendryshojme ne njemenyreose ne tjeterfrekuencen a sajqendrore pa ndryshuargjeresine e brezitosevonesa ne faze. Ne pergjithesi , kjokerkohetqecdo element reaktiv ne filter tendryshohetkur ne modifikojmefrekuencenqendrore.

39. AkordimiiMarresitte Super-heterodin Themi se duamtembulojmeinformacionin ë koduar ne njesinjal radio operues ne njefrekuenceqe do tequajmefO . Ne mundtekonvertojme ne njeFrekuence IF fIFduke akorduarfrekuencen e LO-se njenjefrekuencetetille : |fO-fLO| =fIF Veme re se per njefOdhefIFtedhenaketojanedyzgjidhjet e mundshme per njevleretefrekuences LO-se fLO : f0 − fLO= +fIF Me fjaletetjerafrekuenca e LO-se duhettejete e vendosur ne menyretetilleqe ka njevlerefIFme e larte se frekuenca e deshiruar e sinjalitosetevendoset e tilleqe ka njevlerefIFme e ulet se sesinjaliideshiruar.

40. Ne rastin e pare kufLO> fO ne e quajmeakordim-me-ane-te-larte. RastiidytekufLO< fO ne e quajmeakordim-me-ane-te-ulet.

41. Avantazhet e akordim-me-ane-te-ulet: • Uljae frekuences se oshilatorit ne pergjithesi do tethotekosto me ulet. • Ngaanatjeterulja e frekuences ne pergjithsi do tethotefuqi me e madhe e daljes

42. Avantazhet e akordim-me-ane-te-ulet: • Frekuencae larte e OshilatoritLokal do tethoteharmonikadherendetetjerateperzjeresit me telartadhedhekjosjellnjefiltrim me tethjeshte ne dalje. • Frekuenca e larte e LO-se rezulton ne njeperqidjetebrezit e cila ne pergjithsi con ne nje performance me teqendrueshmeteoshilatoritlokal.

43. Perqindja e gjeresise se breziteshtethjeshtgjeresia e brezitte LO-se e normalizuar ne frekuencenqendrore (p.sh ne mesatare):

44. Gjithmonenjevlere me e vogel e kesajmadhesieeshte me e mire. Nqsnjegjeresibrezieshte ne menyreperjashtuese e gjere , kyraportmundteafrohetosetekalojevlerenprej 2.0 . Neseraportieshteibarabarte me 2.0 , ne themi se LO ka njegjeresibrezioktave. Eshtee veshtiretendertojmenjeoshilatortevetem me njeoktaveosegjeresibrezitemadhe. Neseskema e marresitkerkonnjeoktaveosegjeresitemadhete LO-se ,atehere LO duhetteimplementohet ne pergjithsi duke perdoruroshilatorteshumefishte , pergjate me njecelesmikrovalor.

45. ImplementimiinjeLO me gjeresibrezinga 2-6 GHz. Per shmebull , nje LO me gjeresibrezinga 2-6 GHz duhetteimplementohetsi:

46. Ndertiminjemarresiteavancuar Ne duamqe me rritjen ë frekuenccessone IF ,kundershtimi I imazhitdhetesinjalevetetjeraparazitare do tepermiresohet. Porkuruletfrekuenca IF , kostojadhe performance emarresidhe e demodulatorit tone do tepermiresohen. Porka njemenyreqetikemitedyja. Per tearriturnjeimazhperjashtuesteproduktittekundershtimitrendittetretedhetekenaqekostondhe performance ë frekuences se ulet IF , ndertuesit ë marresitshpeshiperdorinketosyllojaarkitekturatemarresit.

47. Ndertiminjemarresiteavancuar Ne vend teimplementimit ten je filtriparaperzgjedhestevetem , ne mundteperdorimnjebanketeketyrefiltraveparaperzgjedhes. Me fjaletetjera , ne eprdorimfiltrateshumefishte per teperdorurfgheresineebrezittemarresit RF tedeshiruar . Kjoeshtevecanerisht ë domosdoshme per ndertimin e marresave me breztegjere. Kjoesteë perdorshmepshthemisekeminjendertim ten je marresi me breZ RF qeshkonnga 8 GHz- 12 GHz . Njestandartnjemarresimundteimplementojnje filter perzgjedhesqeshkonnga 8 GHz- 12 GHz .

48. Skema e njemarresiteavancuar

49. Mundteimplementohennjebankefiltrashparaperzgjedhes. Ne mundtarealizojme me 2,3,4 ose me meshumefiltraketeimplementim. Le tethemiqeperdorimkaterfiltra ,secilimbulongjersitebrezittetreguarane tabele

50. Supozojmeseduamtemarrimnjesinjalin ne 10.2 GHz ; ne duamteakordojmeOshilatorinlokal ne frekuencen e duhur , dhe ne duhettezgjedhimfilter #3 ne banken tone tefiltrave. Te gjithasinjaletnga 10 -11 GHz mundtekalojne perms portes RF teeperzjeresit- njebrezqeperfshinsinjalittedeshiruar ne 10.3 GHz. Sinjaletnga 8-10 dhe 11-12 GHz do tejeteshuhetngafilter #3 - ideal , pakenergji e sinjalitngaketobandaqemundtearrijneporten RF teperzjeresit. Nesedeshirojmetemarrimnjesinjal ne ketobanda ne duhettezgjedhimnje filter tendryshem ( ne e riakordojmefrekuencen e LO ).