Tässä artikkelissa kuvataan RF-muuntimen suunnittelu sekä lohkokaaviot, joissa kuvataan RF-ylösmuuntimen ja RF-alasmuuntimen suunnittelu. Siinä mainitaan tässä C-kaistan taajuusmuuttajassa käytetyt taajuuskomponentit. Suunnittelu suoritetaan mikroliuskalevylle käyttämällä erillisiä RF-komponentteja, kuten RF-sekoittimia, paikallisoskillaattorit, MMIC:t, syntetisaattorit, OCXO-referenssioskillaattorit, vaimennustyynyt jne.
RF up -muuntimen suunnittelu
RF-taajuusmuuttaja viittaa taajuuden muuntamiseen arvosta toiseen. Laitetta, joka muuntaa taajuuden matalasta arvosta korkeaan arvoon, kutsutaan ylös-muuntimeksi. Koska se toimii radiotaajuuksilla, se tunnetaan nimellä RF up converter. Tämä RF Up -muunninmoduuli muuntaa IF-taajuuden alueella noin 52-88 MHz RF-taajuudelle noin 5925-6425 GHz. Siksi se tunnetaan C-kaistan muuntimena. Sitä käytetään osana RF-lähetin-vastaanotinta, joka on käytössä satelliittiviestintäsovelluksissa käytettävässä VSAT:ssa.
Kuva 1: RF up -muuntimen lohkokaavio
Katsotaanpa RF Up -muuntimen osan suunnittelua vaiheittaisella oppaalla.
Vaihe 1: Selvitä sekoittimet, paikallisoskillaattori, MMIC:t, syntetisaattori, OCXO-viiteoskillaattori, yleisesti saatavilla olevat vaimennustyynyt.
Vaihe 2: Suorita tehotason laskenta kokoonpanon eri vaiheissa, erityisesti MMIC-tulossa, jotta se ei ylitä laitteen 1 dB:n pakkauspistettä.
Vaihe 3: Suunnittele ja eri vaiheissa oikeat mikroliuskapohjaiset suodattimet suodattamaan ei-toivotut taajuudet mikserien jälkeen suunnittelussa sen perusteella, minkä osan taajuusalueesta haluat ohittaa.
Vaihe 4: Suorita simulointi käyttämällä microwave office -laitetta tai agilent HP EEsof -laitetta, jossa on tarvittavat johdinleveydet PCB:n eri kohdissa valitulle eristeelle RF-kantoaaltotaajuuden edellyttämällä tavalla. Älä unohda käyttää suojamateriaalia kotelona simuloinnin aikana. Tarkista S-parametrit.
Vaihe 5: Valmista piirilevy ja juota ostetut komponentit ja juota samat.
Kuten kuvan 1 lohkokaaviossa on esitetty, välissä on käytettävä sopivia joko 3 dB:n tai 6 dB:n vaimenninta laitteiden (MMIC:t ja sekoittimet) 1 dB:n pakkauspisteen huolehtimiseksi.
Asianmukaisten taajuuksien paikallisoskillaattoria ja syntetisaattoria on käytettävä. 70 MHz:n C-kaistamuunnokseen suositellaan 1112,5 MHz:n LO-taajuutta ja 4680-5375 MHz:n syntetisaattoria. Nyrkkisääntö mikserin valinnassa on, että LO-tehon tulee olla 10 dB suurempi kuin korkein tulosignaalin taso P1dB:llä. GCN on Gain Control Network -verkko, joka on suunniteltu käyttämällä PIN-diodivaimentimia, jotka vaihtelevat vaimennusta analogisen jännitteen mukaan. Muista käyttää kaistanpäästö- ja alipäästösuodattimia tarpeen mukaan suodattaaksesi ei-toivotut taajuudet ja päästääksesi halutut taajuudet.
RF Down -muuntimen suunnittelu
Laite, joka muuntaa taajuuden suuresta arvosta alhaiseksi, tunnetaan alasmuuntimena. Koska se toimii radiotaajuuksilla, se tunnetaan nimellä RF down converter. Katsotaanpa RF-alasmuuntimen osan suunnittelua vaiheittaisella oppaalla. Tämä RF-muunninmoduuli muuntaa RF-taajuuden välillä 3700 - 4200 MHz IF-taajuudeksi välillä 52 - 88 MHz. Siksi se tunnetaan C-kaistan alasmuuntimena.
Kuva 2: RF alasmuuntimen lohkokaavio
Kuva 2 esittää lohkokaavion C-kaistan alasmuuntimesta, joka käyttää RF-komponentteja. Katsotaanpa RF-alasmuuntimen osan suunnittelua vaiheittaisella oppaalla.
Vaihe 1: Kaksi RF-sekoitinta on valittu Heterodyne-mallin mukaan, jotka muuntaa RF-taajuuden 4 GHz:stä 1 GHz:iin ja 1 GHz:stä 70 MHz:iin. Suunnittelussa käytetty RF-sekoitin on MC24M ja IF-sekoitin TUF-5H.
Vaihe 2: Sopivat suodattimet on suunniteltu käytettäviksi RF-muuntimen eri vaiheissa. Näitä ovat 3700 - 4200 MHz BPF, 1042,5 +/- 18 MHz BPF ja 52 - 88 MHz LPF.
Vaihe 3: MMIC-vahvistimen IC:itä ja vaimennustyynyjä käytetään sopivissa paikoissa lohkokaavion mukaisesti laitteiden lähdön ja sisääntulon tehotasojen vastaamiseksi. Nämä valitaan RF-alasmuuntimen vahvistuksen ja 1 dB:n pakkauspistevaatimuksen mukaan.
Vaihe 4: RF-syntetisaattori ja LO, joita käytetään ylös-muuntimen suunnittelussa, käytetään myös alas-muuntimen suunnittelussa, kuten kuvassa.
Vaihe 5: RF-eristimiä käytetään sopivissa paikoissa sallimaan RF-signaalin kulkea yhteen suuntaan (eli eteenpäin) ja pysäyttämään sen RF-heijastus taaksepäin. Siksi se tunnetaan yksisuuntaisena laitteena. GCN tulee sanoista Gain control network. GCN toimii säädettävänä vaimennuslaitteena, joka mahdollistaa RF-lähdön asettamisen RF-linkin budjetin mukaan.
Johtopäätös: Kuten tässä RF-taajuusmuuttajasuunnittelussa mainitut käsitteet, voidaan suunnitella taajuusmuuttajia muille taajuuksille, kuten L-kaistalle, Ku-kaistalle ja mm-aaltoalueelle.
Postitusaika: 07.12.2023
