Коли РЕБ + PEP поруч та захист PEP приймача вiд впливу РЕБ в ближньому полi

Зауважу, що в цифровій обробці є таке поняття як оптимальний фільтр під умови використання (під характеристики сигналу) й захист PEP вiд завад не виключення. Для кращої методики необхідний аналіз характеристик сигналiв завад (типу сигналiв, яка модуляцiя, яка потужнiсть, частотнi межi, статистика сигналiв, навiть мiсце розташування джерела завади).

1. Якщо РЕБ працює за смугою прийому PEP, то як варiант захисту вiд позасмугових завад пiдiйде смуговий фiльтр на ПАВ (який має найменші габарити з усіх інших та подавлення до -40..-55 dB за смугою) або об'ємних, спіральних чи петлевих зв'язаних резонаторах з подавленням до -70 dB, навiть циркулятор має власнi частотнi межi та крутизну скатiв АЧХ
2. Гiрше, коли РЕБ працює в смузi прийому PEP, тодi вiд завад нiякi фiльтри не допоможуть

Коли нема вимог з паралельного монiторингу, можна використати послаблення сигналу завади за рахунок вiдключення антен PEP та ЕМ iзоляцiя входу приймача. Наприклад, за допомогою RF комутатора з врахуванням рівня його ізоляції на час дії завади та правильне екранування всiх вузлiв та стикiв (навiть щiльнiсть оплетення коаксiальних фiдерiв має значення). Але при вiдключеннi антен РЕР глохне на час вiдключення. Отже для цiлей монiторiнгу RF комутатор не дуже пiдходить й залишаються - просторове рознесення антен РЕР та РЕБ, бiльш направленнi антени (з бiльш вузьким головним пелюстком в ДС та бiльшим мiнiмумом в ДС у напрямку завади), антени в рiзних полярiзацiях (послаблення між вертикальною та горизонтальною до -25 dB на практиці) та "розумна" постобробка сигналiв. Просторове рознесення антен та просторова селекція (ДС) потребує розрахунку бюджета лiнку, бо за фактом ми маємо справу з передавачем та приймачем зі своїми антенами. Для цього треба розрахувати ізоляцію між РЕБ та PEP з врахуванням відстанi, робочих частот, потужностi передавача, чутливостi приймача, пiдсилення антен, втрат у фiдерах, навiть врахування рельєфу.

При цьому, на практицi, з використанням у якостi PEP побутового приладу як TinySA Ultra та RF комутатора є кілька нюансів:

1. Наприклад, задамося типовим рівнем миттєвої потужності РЕБ ~50W (є і більше) = +47 dBm
2. Максимальна нормована вхідна потужність для TinySA Ultra становить +5 dBm (але краще не перевищувати 0 dBm)
3. Підсилення Omni (колiнеар) антени передавача порядка +4..6 dBi (краще ближче до нуля, тоді діаграма спрямованості буде менша сплюснута й дирка зверху буде меншою)
4. Підсилення LPDA антени приймача +3..4 dBi (в логоперіодик працює на кожній частотній ділянці не більше 2-3 елементів з усіх)
5. Рівень ізоляції RF switch до 6 GHz (наприклад, Aaronia) порядка -50 dB і цей комутатор працює тільки на розрив ланцюга (чим більша частота, тим менша ємність розімкнутого колу повинна бути, бо ємнісний опір обернений величинi 1/(2pi*F*C))
6. Будь-яка відкрита лінія більше 1/8 довжини хвилі вже антенна, тому з'єднання мають бути мінімальними та екранованованими

Без урахування рознесення антен РЕБ та РЕР маємо -50 + 47 + 6 + 4 ~ +7 dB. Отже, маємо перенавантаження входу приймача. Перенавантаження входу приймачiв PEP чи LNA може мати такi наслiдки як:

1. Втрата динамiки в кращому випадку (згадайте роботу SDR або приймачiв прямого перетворення в умовах впливу розташованих поруч потужних FM мовних станцій)
2. Вигоряння входу в гiршому випадку

Класично, захиститись вiд перенавантаження з цiллю апаратного захисту можна придушенням сигналу (обмеженням його амплiтуди). Слiд зазначити, що будь-який обмежувач на тих же зустрiчно-паралельних ВЧ/НВЧ діодах чи RF лімiтерах на p-i-n діодах є широкосмуговим й нема проблем використовувати це рiшення вiд DC до десяткiв гiгагерць. Хоча для окремих LNA є нюанси по динаміці. Наприклад, для PGA103+ вiд Mini-Circuits нормується максимально-допустима вхiдна потужнiсть в CW до +21 dBm (2.5 V) на частотах вiд 50 до 2000 MHz та +26 dBm (4.46 V) вiд 2000 до 4000 MHz. Якщо використати захист в зустрiчно-паралельному включеннi по одному дiоду, це призведе до втрати динамики. Чому? Ви ж пам'ятаєте, що для того ж кремнію типова напруга відкриття порядку 0.7 V? А це призведе до того що приймач мiг би ще робити при сильних сигналах до 2.5 V, але сигнал вже обрізали. А це нелiнiйнi спотворення на входi. До того ж, якщо використати дiоди з малим падiнням (Шотки до 0.4 V), то є випадки самовідкриття такої схеми з подальшою втратою чутливості, описані колись Поляковим. Для вирiшення проблеми цю схему модифiкують послiдовним включенням декiлькох дiодiв в кожнiй зустрiчно-паралельнiй ланцi. Це збільшує кратно напругу відкриття амплітудного обмежувача.

У Lora приймачiв такої переваги по верхній планці як у PGA103 нема. Хоча ранiше зробленi модифiкування модулiв вiд G-NiceRF з розкриттям екрану показали наявнiсть штатного обмежувача на антенному пiнi. Звісно цей обмежувач від найсів ніхто на дію РЕБ не перевіряв, бо для цього треба сам РЕБ зі всім його інтермодулем та кучею позасмугових частот. Просто взяти Lora модуль як "жертву" для тестів та подати на вхід синус на одній частоті з регулюванням амплітуди буде нерелевантно. Нагадаю, що НВЧ крізь будь яку щілину пролізе.

Кориснi ресурси

1. P-I-N діоди, чи все так просто (звичайнi, обмежувальнi або RF лiмiтери) https://ur8lv.com/1621831997 або https://raxp2.blogspot.com/2024/10/p-i-n-i-i-rf-ii.html
2. Мінімальний захист входу приймачiв PEP від перенавантаження (РЕБ) лімітером на BAV99 https://raxp2.blogspot.com/2024/10/i-pep-bav99.html
3. Методика розрахунку рівнів ізоляції дуплексного ретрику https://web.archive.org/web/20160317035439/https://www.radioprofessional.info/metodika_rasheta_urovna_izol.php
4. Технології та методи формування сигналів систем РЕБ / Keysight https://www.unitest.com/pdf/appnotes/5992-0094RURU.pdf
5. Серія публікацій iнженера Ріка Джентіле з MathWorks з тематики моделювання та проектування ФАР для РЕБ, РЛС та 5G мереж https://www.mwrf.com
6. Софт моделювання та розрахунку антен Antenna Magus https://www.3ds.com/ru/produkty-i-uslugi/simulia/produkty/antenna-magus
7. DATA-SHEET на PGA103+ https://www.minicircuits.com/pdfs/PGA-103+.pdf