Ez a cikk az RF átalakító tervezését ismerteti, blokkdiagramokkal együtt, amelyek bemutatják az RF fel- és lekonverterek tervezését. Megemlíti a C-sávú frekvenciaváltóban használt frekvenciakomponenseket. A tervezést egy mikrocsíkos panelen végezték, diszkrét RF komponensek, például RF keverők, helyi oszcillátorok, MMIC-k, szintetizátorok, OCXO referencia oszcillátorok, csillapítópadok stb. felhasználásával.
RF fel konverter kialakítása
Az RF frekvenciaváltó a frekvencia egyik értékről a másikra való átalakítását jelenti. Az az eszköz, amely a frekvenciát alacsony értékről magas értékre konvertálja, fel konverternek nevezik. Mivel rádiófrekvenciákon működik, RF fel konverternek nevezik. Ez az RF fel konverter modul a körülbelül 52-88 MHz tartományú középfrekvenciát körülbelül 5925-6425 GHz közötti RF frekvenciára alakítja át. Ezért C-sáv fel konverternek is nevezik. A műholdas kommunikációs alkalmazásokban használt VSAT-ban alkalmazott RF adó-vevő egyik részeként használják.
1. ábra: RF fel-átalakító blokkdiagramja
Nézzük meg az RF Up konverter alkatrészének tervét lépésről lépésre.
1. lépés: Ismerje meg az általánosan elérhető keverőket, helyi oszcillátorokat, MMIC-ket, szintetizátorokat, OCXO referencia oszcillátorokat és csillapítópadokat.
2. lépés: Végezze el a teljesítményszint kiszámítását a felállás különböző szakaszaiban, különösen az MMIC-k bemenetén, úgy, hogy az ne haladja meg az eszköz 1 dB-es kompressziós pontját.
3. lépés: Tervezzen megfelelő mikrocsík alapú szűrőket a tervezés különböző szakaszaiban a keverők utáni nem kívánt frekvenciák kiszűrésére a frekvenciatartomány melyik részét szeretné átengedni.
4. lépés: Végezze el a szimulációt mikrohullámú Office vagy Agilent HP EEsof segítségével, megfelelő vezetőszélességekkel a NYÁK különböző helyein a kiválasztott dielektromos anyaghoz, az RF vivőfrekvenciának megfelelően. Ne felejtse el árnyékoló anyagot használni burkolatként a szimuláció során. Ellenőrizze az S paramétereket.
5. lépés: Készítse el a NYÁK-ot, forrassza be a megvásárolt alkatrészeket, és forrassza be ugyanazt.
Amint az az 1. ábra blokkdiagramján látható, megfelelő, 3 dB-es vagy 6 dB-es csillapítópárnákat kell használni az eszközök (MMIC-k és keverők) 1 dB-es kompressziós pontjának kielégítésére.
Megfelelő frekvenciájú lokális oszcillátort és szintetizátort kell használni. 70 MHz-ről C sávra történő átalakításhoz 1112,5 MHz-es LO és 4680-5375 MHz-es szintetizátor ajánlott. A keverő kiválasztásának ökölszabálya, hogy a LO teljesítményének 10 dB-lel nagyobbnak kell lennie, mint a P1dB-en mért legmagasabb bemeneti jelszint. A GCN egy erősítésszabályozó hálózat, amelyet PIN diódás csillapítókkal terveztek, amelyek az analóg feszültség alapján változtatják a csillapítást. Ne felejtse el sáváteresztő és aluláteresztő szűrőket használni, amikor szükséges, a nem kívánt frekvenciák kiszűrésére és a kívánt frekvenciák áteresztésére.
RF lefelé konverter kialakítása
A frekvenciát magas értékről alacsony értékre konvertáló eszközt lekonverternek nevezik. Mivel rádiófrekvenciákon működik, RF lekonverternek is nevezik. Nézzük meg az RF lekonverter alkatrészének felépítését lépésről lépésre. Ez az RF lekonverter modul a 3700 és 4200 MHz közötti RF frekvenciát 52 és 88 MHz közötti köztes frekvenciává alakítja. Ezért C-sávú lekonverternek is nevezik.
2. ábra: RF le-átalakító blokkdiagramja
A 2. ábra egy C-sávú leátalakító blokkdiagramját mutatja RF komponensek felhasználásával. Nézzük meg az RF leátalakító alkatrészének kialakítását lépésről lépésre.
1. lépés: Két RF keverőt választottak ki a Heterodyne terv szerint, amelyek az RF frekvenciát 4 GHz-ről 1 GHz-re, illetve 1 GHz-ről 70 MHz-re konvertálják. A tervben használt RF keverő az MC24M, a középfrekvenciás keverő pedig a TUF-5H.
2. lépés: Megfelelő szűrőket terveztek az RF leátalakító különböző szakaszaiban való használatra. Ezek közé tartozik a 3700–4200 MHz BPF, az 1042,5 +/- 18 MHz BPF és az 52–88 MHz LPF.
3. lépés: Az MMIC erősítő IC-ket és a csillapítópárnákat a blokkdiagramon látható helyeken használják, hogy megfeleljenek az eszközök kimeneti és bemeneti teljesítményszintjeinek. Ezeket az RF lekonverter erősítési és 1 dB-es kompressziós pont követelménye alapján választják ki.
4. lépés: Az ábrán látható módon a fel konverterben használt RF szintetizátort és LO-t a le konverterben is használják.
5. lépés: Az RF-leválasztókat megfelelő helyeken alkalmazzák, hogy az RF-jel egy irányban (azaz előre) áthaladhasson, és megakadályozzák az RF-jel visszaverődését hátrafelé. Ezért egyirányú eszköznek nevezik. A GCN a Gain control network (erősítésszabályozó hálózat) rövidítése. A GCN változtatható csillapítású eszközként működik, amely lehetővé teszi az RF-kimenet beállítását az RF-kapcsolat költségvetésének megfelelően.
Következtetés: Az RF frekvenciaváltó tervében említett koncepciókhoz hasonlóan más frekvenciákon, például L-sávban, Ku-sávban és mm-hullámú sávban is tervezhetők frekvenciaváltók.
Közzététel ideje: 2023. dec. 7.
