Dësen Artikel beschreift den Design vun engem RF-Konverter, zesumme mat Blockdiagrammer, déi den Design vun engem RF-Upconverter an engem RF-Downconverter beschreiwen. Hie nennt d'Frequenzkomponenten, déi an dësem C-Band-Frequenzkonverter benotzt ginn. Den Design gëtt op enger Mikrostrip-Platform mat diskreten RF-Komponenten wéi RF-Mixer, lokal Oszillatoren, MMICs, Synthesizer, OCXO-Referenzoszillatoren, Dämpfungspads, etc. duerchgefouert.
RF-Up-Konverter-Design
En RF-Frequenzkonverter bezitt sech op d'Konvertéierung vun der Frequenz vun engem Wäert an en aneren. Den Apparat, deen d'Frequenz vun engem niddrege Wäert an en héije Wäert konvertéiert, ass als Up-Converter bekannt. Well e bei Radiofrequenzen funktionéiert, ass e bekannt als RF Up-Converter. Dësen RF Up-Convertermodul iwwersetzt d'IF-Frequenz am Beräich vun ongeféier 52 bis 88 MHz an eng RF-Frequenz vun ongeféier 5925 bis 6425 GHz. Dofir ass e bekannt als C-Band Up-Converter. E gëtt als Deel vum RF-Transceiver benotzt, deen am VSAT fir Satellittekommunikatiounsapplikatioune benotzt gëtt.
Figur-1: Blockdiagramm vum RF-Up-Konverter
Loosst eis den Design vum RF Up Konverterdeel mat enger Schrëtt-fir-Schrëtt-Anleitung gesinn.
Schrëtt 1: Fannt eraus, wéi allgemeng verfügbar Mixer, Lokaloszillator, MMICs, Synthesizer, OCXO Referenzoszillator an Attenuator-Pads sinn.
Schrëtt 2: Maacht d'Berechnung vum Leeschtungsniveau a verschiddene Stadien vun der Opstellung, besonnesch um Input vun den MMICs, sou datt en den 1dB Kompressiounspunkt vum Apparat net iwwerschreit.
Schrëtt 3: Design a passenden Microstrip-baséierte Filteren a verschiddene Phasen, fir ongewollt Frequenzen no Mëscher am Design erauszefilteren, baséiert op wéi en Deel vum Frequenzberäich Dir wëllt duerchloossen.
Schrëtt 4: Maacht d'Simulatioun mat engem Microwave Office oder engem Agilent HP EEsof mat de passenden Leiterbreeten, déi op verschiddene Plazen op der PCB fir de gewielten Dielektrikum erfuerderlech sinn, wéi fir d'HF-Dréierfrequenz erfuerderlech. Vergiesst net, Abschirmungsmaterial als Gehäuse während der Simulatioun ze benotzen. Iwwerpréift d'S-Parameter.
Schrëtt 5: D'PCB fabrizéiere loossen an déi kaaft Komponenten a se dann zesummenléiten.
Wéi am Blockdiagramm vun der Figur 1 duergestallt, mussen entspriechend Dämpfungspads vun entweder 3 dB oder 6 dB dertëschent benotzt ginn, fir de Kompressiounspunkt vun 1 dB vun den Apparater (MMICs a Mixer) ze erfëllen.
E lokalen Oszillator an e Synthesizer mat passenden Frequenzen mussen benotzt ginn. Fir d'Konversioun vum 70MHz an d'C-Band ass eng LO vun 1112,5 MHz an e Synthesizer am Frequenzberäich 4680-5375 MHz recommandéiert. D'Faustregel fir d'Wiel vun engem Mixer ass, datt d'LO-Leeschtung 10 dB méi grouss soll sinn wéi den héchsten Inputsignalniveau bei P1dB. GCN ass e Gain Control Network, dat mat PIN-Dioden-Attenuatoren entwéckelt ass, déi d'Dämpfung jee no analoger Spannung variéieren. Denkt drun, Bandpass- a Lowpass-Filter ze benotzen, wann néideg, fir ongewollt Frequenzen erauszefilteren an déi gewënschte Frequenzen duerchzeloossen.
RF-Down-Konverter-Design
Den Apparat, deen d'Frequenz vun engem héije Wäert an en niddrege Wäert ëmwandelt, ass als Downkonverter bekannt. Well en op Radiofrequenzen funktionéiert, ass en als RF Downkonverter bekannt. Kucke mer eis den Design vum RF Downkonverterdeel mat enger Schrëtt-fir-Schrëtt-Anleitung un. Dësen RF Downkonvertermodul iwwersetzt d'RF-Frequenz am Beräich vun 3700 bis 4200 MHz an d'IF-Frequenz am Beräich vun 52 bis 88 MHz. Dofir ass en als C-Band Downkonverter bekannt.
Figur-2: Blockdiagramm vum RF-Downkonverter
D'Figur 2 weist e Blockdiagramm vun engem C-Band-Downkonverter mat HF-Komponenten. Loosst eis den Design vum HF-Downkonverterdeel mat enger Schrëtt-fir-Schrëtt-Anleitung gesinn.
Schrëtt 1: Zwee RF-Mëscher goufen no dem Heterodyne-Design ausgewielt, déi d'RF-Frequenz vun 4 GHz an den 1 GHz Beräich a vun 1 GHz an de 70 MHz Beräich konvertéieren. Den RF-Mëscher, deen am Design benotzt gëtt, ass den MC24M an den IF-Mëscher ass den TUF-5H.
Schrëtt 2: Et goufen entspriechend Filter entwéckelt, déi a verschiddene Phasen vum RF-Downkonverter benotzt kënne ginn. Dozou gehéieren 3700 bis 4200 MHz BPF, 1042,5 +/- 18 MHz BPF a 52 bis 88 MHz LPF.
Schrëtt 3: MMIC-Verstärker-ICs an Dämpfungspads ginn op passenden Plazen agesat, wéi am Blockdiagramm gewisen, fir d'Leeschtungsniveauen um Ausgang an um Input vun den Apparater gerecht ze ginn. Dës ginn no dem Verstärkungs- an dem 1 dB-Kompressiounspunktufuerderunge vum HF-Downkonverter gewielt.
Schrëtt 4: RF-Synthesizer an LO, déi am Up-Konverter-Design benotzt ginn, ginn och am Down-Konverter-Design benotzt, wéi gewisen.
Schrëtt 5: HF-Isolatoren ginn op passenden Plazen agesat, fir datt den HF-Signal an eng Richtung (dh no vir) passéiere kann an seng HF-Reflexioun an der Réckwärtsrichtung ze stoppen. Dofir ass et als unidirektionalen Apparat bekannt. GCN steet fir Gain Control Network. Den GCN funktionéiert als variabelen Dämpfungsapparat, deen et erlaabt, den HF-Ausgang no Wonsch vum HF-Linkbudget anzestellen.
Conclusioun: Ähnlech wéi d'Konzepter, déi an dësem HF-Frequenzwandler-Design erwähnt goufen, kann een Frequenzwandler och op anere Frequenzen entwéckelen, wéi z. B. L-Band, Ku-Band a mmwelleband.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 07.12.2023
