Sdr приемник своими руками

SDR приёмники. Всё о них

Добрый день!
Подскажите на чем проще сделать приемо-передатчик для передачи цифровых данных в городских условиях.
Скорость передачи данных — 9600 бит/с будет вполне достаточна, но чем больше — тем лучше. Дальность 5-10 км хорошего качества, но опять же если будет больше — только плюс. Нужны любые идеи, названия готовых проверенных китайские модулей, схемы, какие частоты выбрать.
С приемо-передатчиком будут работать микроконтроллеры либо прямое подключение к ПК через UART, это уже детали. Сжатие и контроль доставки пакетов могу сам запрограммировать. Устройства планируются портативные (2-метровая антенна-громоотвод можно но только в крайнем случае). Могу для начала отладить связь между портативным устройством и стационарной базой (можно антенну базы на крыше установить), если 2 портативки не потянут расстояние — то можно думать на счет ретранслятора через базу, тогда будут 3 устройства.
Все что есть готовое для Arduino — работает на 2.4 ГГц или 433 Мгц и в беге с препятствиями показывает дальность 20-200 метров, не подходит. GSM модули для Arduino не предлагать, передача данных должна быть бесплатной. Готовые пары раций — не подходят, нужно передавать цифровую информацию. Ну и немаловажный фактор — цена. Видел в продаже какой-то модуль передатчика за 200 баксов, дороговато.
Какие частоты лучше использовать? Поговаривают что на разрешенных УКВ и СиБи можно 13 мегабит выжать в идеальных условиях.
Как вариант думал на счет разборки старых пейджеров, этого добра на барахолках достаточно. Если в них отдельный от мозгов модуль приемника — его можно было бы использовать, но что делать с передатчиком — не ясно, кажется в них связь была односторонней.

>широкополосный балансный смеситель с фазовым подавлением зеркального канала

Рисунки к патенту РФ 2285331

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в приемной аппаратуре связи метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому смесителю является малошумящий двубалансный смеситель с фазовым подавлением зеркального канала, у которого гетеродин подается через квадратурный делитель, а сигнал — через синфазный делитель , на фиг.1 показана структурная схема прототипа, где:

21 — синфазный делитель мощности;

22, 23, 24 — направленные 3 дБ ответвители в качестве квадратурных делителей мощности;

7 — направленный 3 дБ ответвитель в качестве квадратурного сумматора сигналов промежуточной частоты;

1, 2, 3, 4 — смесительные элементы;

5, 6 — фильтры нижних частот;

8, 25 — баластные нагрузки;

26 — вход сигнала;

27 — вход гетеродина.

Недостатком данного смесителя является сравнительно узкая полоса подавления зеркального канала, ограниченная рабочей полосой квадратурного и синфазного делителей.

Для получения широкополосного подавления зеркального канала по известным схемным решениям необходимо использовать многоступенчатые квадратурные и синфазные делители мощности, отличающиеся сложностью реализации и неприемлемыми габаритами.

Целью данного изобретения является построение широкополосного (до тройного перекрытия) балансного смесителя с фазовым подавлением зеркального канала на основе 3 дБ направленных ответвителей.

На фиг.2 показана структурная схема предлагаемого смесителя, где:

23, 24, 25, 26 — направленные 3 дБ ответвители в качестве квадратурных делителей мощности;

1, 2, 3, 4 — смесительные элементы;

5, 6 — фильтры нижних частот;

7 — направленный ответвитель в качестве квадратурного сумматора сигналов промежуточной частоты;

8, 27 — согласованные нагрузки.

Смеситель содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 смесительные элементы, первый 5 и второй 6 фильтры нижних частот, выходной направленный ответвитель 7 и балансную нагрузку 8, выход 9 первого 1 и выход 10 второго 2 смесительных элементов подключены в разных фазах к входу 11 первого фильтра нижних частот 5, выход 12 третьего 3 и выход 13 четвертого 4 смесительных элементов подключены в разных фазах к входу 14 второго фильтра 6 нижних частот, выход 15 первого фильтра нижних частот 5 подключен к входному плечу 16 первичной линии выходного направленного ответвителя 7, выход 17 второго фильтра нижних частот 6 подключен к входному плечу 18 вторичной линии выходного направленного ответвителя 7, выходное плечо 19 первичной линии выходного направленного ответвителя 7 подключено к согласованной нагрузке 8, выходом сигнала промежуточной частоты смесителя является выходное плечо 20 вторичной линии выходного направленного ответвителя 7.

С целью широкополосного подавления зеркального канала сигнал 21 и гетеродин 22 подаются на смесительные элементы 1, 2, 3, 4 через широкополосный делитель мощности СВЧ сигнала . Делитель мощности содержит первый 23, второй 24, третий 25 и четвертый 26 направленные ответвители и согласованные нагрузки 27. Вход 28 первого смесительного элемента 1 подключен к первому выходу делителя 29, вход 30 второго смесительного элемента 2 в противоположной фазе подключен ко второму выходу делителя 31, вход 32 третьего смесительного элемента 3 подключен к третьему выходу делителя 33, вход 34 четвертого смесительного элемента 4 в противоположной фазе подключен к четвертому выходу делителя 35. Входное плечо 21 первичной линии и входное плечо 22 вторичной линии первого направленного ответвителя 23 являются соответственно входом сигнала и входом гетеродина смесителя. Первый выход делителя 29 является выходным плечом первичной линии второго направленного ответвителя 24, третий выход делителя 33 является выходным плечом вторичной линии четвертого направленного ответвителя 26, четвертый выход делителя 35 является выходным плечом первичной линии четвертого направленного ответвителя 26, второй выход делителя 31 является выходным плечом вторичной линии третьего ответвителя 25, к входным плечам 36, 37 вторичных линий второго 24 и третьего 25 направленных ответвителей подключены согласованные нагрузки 27, входное плечо 38 первичной линии четвертого направленного ответвителя 26 подключено к выходному плечу 39 вторичной линии второго направленного ответвителя 24, входное плечо 40 вторичной линии четвертого направленного ответвителя 26 подключено к выходному плечу 41 первичной линии третьего направленного ответвителя 25, входное плечо 42 первичной линии третьего направленного ответвителя 25 подключено к выходному плечу 43 первичной линии первого направленного ответвителя 23, выходное плечо 44 вторичной линии первого направленного ответвителя 23 соединено со входным плечом 45 первичной линии второго направленного ответвителя 24.

Для обеспечения требуемого соотношения фаз сигналы промежуточной частоты первого 1 и второго 2 смесительных элементов, подключенных к первому 28 и второму 30 выходам делителя, складываются между собой, также как и сигналы промежуточной частоты третьего 3 и четвертого 4 смесительных элементов, подключенных к третьему 32 и четвертому 34 выходам делителя.

Объединенные сигналы промежуточной частоты с первого 1 и второго 2 смесительных элементов, а также с третьего 3 и четвертого 4 складываются между собой в квадратурном сумматоре сигналов промежуточной частоты, а сигналы зеркального преобразования вычитаются.

На фиг.3 изображены фазовые соотношения на выходах делителя мощности.

На фиг.4 изображена схема электрическая принципиальная предлагаемого смесителя.

На фиг.5-7 изображены экспериментальные характеристики предлагаемого смесителя.

Смеситель работает следующим образом.

Сигнал, поданный на вход 21 делителя мощности, делится равномерно на четыре выхода делителя в тройной полосе частот и имеет фазовые соотношения, показанные на фиг.3. Гетеродин, поданный на вход 22 делителя мощности, делится равномерно на четыре выхода делителя в тройной полосе частот и имеет фазовые соотношения, показанные на фиг.3.

Принимая во внимание, что фаза сигнала промежуточной частоты определяется как разность фаз гетеродина и сигнала (при fпч=fг-fс), и учитывая полярность включения смесительных элементов 1…4, определим значение фаз сигналов промежуточной частоты на выходах 9, 10, 12, 13 следующим образом:

пч9=180°-90°=90° — фаза сигнала промежуточной частоты (ПЧ) на выходе 9;

пч10=0°-90°+180°=90° — фаза сигнала ПЧ на выходе 10;

пч12=135°-315°=-180° — фаза сигнала ПЧ на выходе 12;

пч13=135°-135°+180°=180° — фаза сигнала ПЧ на выходе 13,

т.е. фазовый сдвиг сигналов ПЧ на входе 18 квадратурного сумматора относительно сигнала ПЧ на входе 16 равен:

пч18- пч16=90°,

при условии, что фильтры нижних частот 5,6 идентичны. Сигналы ПЧ, после суммирования в квадратурном сумматоре выделяются на выходе промежуточной частоты 20.

Для случая зеркального преобразования (fпч =fзк-fг),

фазы сигналов ПЧ зеркального канала (зк) на выходах 9, 10, 12, 13 определим следующим образом:

пч зк9=90°-180°=-90° — фаза сигнала ПЧ зк на выходе 9;

пч зк10=90°-0°+180°=270° — фаза сигнала ПЧ зк на выходе 10;

пч зк12=315°-135°=180° — фаза сигнала ПЧ зк на выходе 12;

пч зк13=135°-135°+180°=180° — фаза сигнала ПЧ зк на выходе 13.

А фазовый сдвиг сигнала ПЧ зк на выходе 18 квадратурного сумматора равен:

пч зк18- пч зк16=-90°.

Сигналы ПЧзк после суммирования в квадратурном сумматоре выделяются в нагрузочном резисторе 8.

На фиг 5, 6, 7 показаны графики зависимостей параметров смесителя от частоты, где:

КP — коэффициент преобразования по мощности;

КN — коэффициент шума;

зк — подавление зеркального канала.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Проектирование радиоприемных устройств. Под ред. А.П.Сиверса: М., Сов. радио, 1976 г.

2. Авторское свидетельство СССР №1467622, МПК4 Н 01 Р 5/12, опубл. 1989.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Широкополосный балансный смеситель с фазовым подавлением зеркального канала, содержащий первый, второй, третий и четвертый смесительные элементы, два фильтра нижних частот, выходной направленный ответвитель и балансную нагрузку, выходы первого и второго смесительных элементов подключены в разных фазах к входу первого фильтра нижних частот, выходы третьего и четвертого смесительных элементов подключены в разных фазах к входу второго фильтра нижних частот, выход первого фильтра нижних частот подключен к входному плечу первичной линии выходного направленного ответвителя, выход второго фильтра нижних частот подключен к входному плечу вторичной линии выходного направленного ответвителя, выходное плечо первичной линии выходного направленного ответвителя подключено к согласованной нагрузке, выходное плечо вторичной линии выходного направленного ответвителя является выходом сигнала промежуточной частоты смесителя, отличающийся тем, что, с целью широкоплосного подавления зеркального канала, сигнал и гетеродин подаются на смесительные элементы через широкополосный делитель мощности СВЧ сигнала, состоящий из четырех направленных ответвителей и двух согласованных нагрузок, вход первого смесительного элемента подключен к первому выходу делителя, вход второго смесительного элемента в противоположной фазе подключен к второму выходу делителя, вход третьего смесительного элемента подключен к третьему выходу делителя, вход четвертого смесительного элемента в противоположной фазе подключен к четвертому выходу делителя, входное плечо первичной линии первого направленного ответвителя является входом сигнала смесителя, входное плечо вторичной линии первого направленного ответвителя является входом гетеродина смесителя, первый выход делителя является выходным плечом первичной линии второго направленного ответвителя, третий выход делителя является выходным плечом вторичной линии четвертого направленного ответвителя, четвертый выход делителя является выходным плечом первичной линии четвертого направленного ответвителя, второй выход делителя является выходным плечом вторичной линии третьего направленного ответвителя, к входным плечам вторичных линий второго и третьего направленных ответвителей подключены согласованные нагрузки, входное плечо первичной линии четвертого направленного ответвителя подключено к выходному плечу вторичной линии второго направленного ответвителя, входное плечо вторичной линии четвертого направленного ответвителя подключено к выходному плечу первичной линии третьего направленного ответвителя, входное плечо первичной линии третьего направленного ответвителя подключено к выходному плечу первичной линии первого направленного ответвителя, выходное плечо вторичной линии первого направленного ответвителя соединено с входным плечом первичной линии второго направленного ответвителя.