Denne artikkelen beskriver design av RF-omformere, sammen med blokkdiagrammer som beskriver design av RF-oppkonverterere og RF-nedkonverterere. Den nevner frekvenskomponentene som brukes i denne C-båndsfrekvensomformeren. Designet utføres på et mikrostripkort ved hjelp av diskrete RF-komponenter som RF-miksere, lokale oscillatorer, MMIC-er, synthesizere, OCXO-referanseoscillatorer, dempningsputer osv.
RF oppkonverter-design
RF-frekvensomformer refererer til konvertering av frekvens fra én verdi til en annen. Enheten som konverterer frekvens fra lav verdi til høy verdi er kjent som en oppkonverterer. Siden den fungerer på radiofrekvenser, er den kjent som en RF-oppkonverterer. Denne RF-oppkonverteringsmodulen oversetter IF-frekvens i området fra omtrent 52 til 88 MHz til en RF-frekvens på omtrent 5925 til 6425 GHz. Derfor er den kjent som en C-bånds oppkonverterer. Den brukes som en del av en RF-transceiver som er distribuert i VSAT, og som brukes til satellittkommunikasjonsapplikasjoner.
Figur 1: Blokkdiagram for RF-oppkonverter
La oss se designet til RF Up-omformerdelen med en trinnvis veiledning.
Trinn 1: Finn ut hvilke miksere, lokale oscillatorer, MMIC-er, synthesizere, OCXO-referanseoscillatorer og dempningspads som er generelt tilgjengelige.
Trinn 2: Utfør effektnivåberegningen på ulike stadier av oppsettet, spesielt ved inngangen til MMIC-er, slik at det ikke overstiger 1 dB kompresjonspunkt for enheten.
Trinn 3: Design og installer passende mikrostripbaserte filtre på ulike stadier for å filtrere ut uønskede frekvenser etter miksere i designet, basert på hvilken del av frekvensområdet du ønsker å slippe gjennom.
Trinn 4: Utfør simuleringen ved hjelp av Microwave Office eller Agilent HP EEsof med riktig lederbredde etter behov på forskjellige steder på PCB-en for valgt dielektrikum som kreves for RF-bærefrekvens. Ikke glem å bruke skjermingsmateriale som kapsling under simuleringen. Sjekk S-parametrene.
Trinn 5: Få kretskortet produsert og lodd de kjøpte komponentene og lodd dem.
Som vist i blokkdiagrammet i figur 1, må passende dempningsputer på enten 3 dB eller 6 dB brukes mellom for å ivareta 1 dB kompresjonspunkt for enhetene (MMIC-er og miksere).
Det må brukes lokal oscillator og synthesizer med passende frekvenser. For konvertering fra 70 MHz til C-båndet anbefales en LO på 1112,5 MHz og en synthesizer i frekvensområdet 4680–5375 MHz. Tommelfingerregelen for valg av mikser er at LO-effekten bør være 10 dB større enn det høyeste inngangssignalnivået ved P1 dB. GCN er et forsterkningskontrollnettverk designet med PIN-diodedempere som varierer dempingen basert på analog spenning. Husk å bruke båndpass- og lavpassfiltre etter behov for å filtrere ut uønskede frekvenser og sende gjennom de ønskede frekvensene.
RF Down-konverterdesign
Enheten som konverterer frekvens fra høy verdi til lav verdi er kjent som en nedkonverterer. Siden den fungerer på radiofrekvenser, er den kjent som en RF-nedkonverterer. La oss se på utformingen av RF-nedkonverteringsdelen med en trinnvis veiledning. Denne RF-nedkonverteringsmodulen oversetter RF-frekvens i området fra 3700 til 4200 MHz til IF-frekvens i området fra 52 til 88 MHz. Derfor er den kjent som en C-båndsnedkonverterer.
Figur 2: Blokkdiagram for RF-nedkonverter
Figur 2 viser et blokkdiagram av en C-bånds nedkonverterer som bruker RF-komponenter. La oss se på utformingen av RF-nedkonverterdelen med en trinnvis veiledning.
Trinn 1: To RF-miksere er valgt i henhold til Heterodyne-designet, som konverterer RF-frekvens fra 4 GHz til 1 GHz-området og fra 1 GHz til 70 MHz-området. RF-mikseren som brukes i designet er MC24M, og IF-mikseren er TUF-5H.
Trinn 2: Passende filtre er utviklet for bruk på ulike stadier av RF-nedkonverteren. Dette inkluderer 3700 til 4200 MHz BPF, 1042,5 +/- 18 MHz BPF og 52 til 88 MHz LPF.
Trinn 3: MMIC-forsterker-IC-er og dempningsputer brukes på passende steder som vist i blokkdiagrammet for å møte effektnivåene ved utgang og inngang på enhetene. Disse velges i henhold til forsterkning og krav til 1 dB-kompresjonspunkt for RF-nedkonverteren.
Trinn 4: RF-synthesizer og LO som brukes i oppkonverteringsdesignet brukes også i nedkonverteringsdesignet som vist.
Trinn 5: RF-isolatorer brukes på passende steder for å la RF-signalet passere i én retning (dvs. fremover) og for å stoppe RF-refleksjonen bakover. Derfor er det kjent som en endireksjonell enhet. GCN står for Gain Control Network. GCN fungerer som en variabel dempningsenhet som tillater innstilling av RF-utgang etter ønske fra RF-linkbudsjettet.
Konklusjon: I likhet med konseptene nevnt i denne RF-frekvensomformerdesignen, kan man designe frekvensomformere ved andre frekvenser som L-bånd, Ku-bånd og mm-bølgebånd.
Publisert: 07. des. 2023
