Dit artikel beschrijft het ontwerp van de RF-omzetter, samen met blokdiagrammen, die het ontwerp van de RF-upconverter en het ontwerp van de RF-downconverter beschrijven.Hierin worden de frequentiecomponenten vermeld die in deze C-band frequentieomvormer worden gebruikt.Het ontwerp wordt uitgevoerd op een microstripbord met behulp van discrete RF-componenten zoals RF-mixers, lokale oscillatoren, MMIC's, synthesizers, OCXO-referentie-oscillatoren, verzwakkerpads, enz.
Ontwerp van RF-up-converter
RF-frequentieomvormer verwijst naar de conversie van de frequentie van de ene waarde naar de andere.Het apparaat dat de frequentie omzet van lage waarde naar hoge waarde staat bekend als up-converter.Omdat het op radiofrequenties werkt, staat het bekend als RF-up-converter.Deze RF Up-convertermodule vertaalt de IF-frequentie in het bereik van ongeveer 52 tot 88 MHz naar de RF-frequentie van ongeveer 5925 tot 6425 GHz.Daarom staat het bekend als C-band-omhoogconverter.Het wordt gebruikt als onderdeel van de RF-transceiver die wordt ingezet in de VSAT en wordt gebruikt voor satellietcommunicatietoepassingen.
Figuur 1: Blokschema van de RF-omzetter
Laten we het ontwerp van het RF Up-converteronderdeel bekijken met een stapsgewijze handleiding.
Stap 1: Ontdek welke mixers, lokale oscillator, MMIC's, synthesizer, OCXO-referentie-oscillator, verzwakkerpads algemeen verkrijgbaar zijn.
Stap 2: Voer de berekening van het vermogensniveau uit in verschillende stadia van de opstelling, vooral bij de ingang van MMIC's, zodat het compressiepunt van het apparaat 1 dB niet overschrijdt.
Stap 3: Ontwerp en juiste op microstrips gebaseerde filters in verschillende fasen om ongewenste frequenties uit de mixers te filteren in het ontwerp op basis van welk deel van het frequentiebereik u wilt doorgeven.
Stap 4: Voer de simulatie uit met behulp van een microgolfkantoor of agilent HP EEsof met de juiste geleiderbreedtes zoals vereist op verschillende plaatsen op de PCB voor het gekozen diëlektricum zoals vereist voor de RF-draaggolffrequentie.Vergeet niet om tijdens de simulatie afschermingsmateriaal als behuizing te gebruiken.Controleer op S-parameters.
Stap 5: Laat de PCB vervaardigen en soldeer de gekochte componenten en soldeer dezelfde.
Zoals weergegeven in het blokdiagram van figuur 1, moeten er tussendoor geschikte verzwakkerpads van 3 dB of 6 dB worden gebruikt om te zorgen voor een compressiepunt van 1 dB van de apparaten (MMIC's en mixers).
Er moet gebruik worden gemaakt van een lokale oscillator en synthesizer met de juiste frequenties.Voor conversie van 70 MHz naar C-band wordt een LO van 1112,5 MHz en een Synthesizer met een frequentiebereik van 4680-5375 MHz aanbevolen.De vuistregel bij het kiezen van een mixer is dat het LO-vermogen 10 dB groter moet zijn dan het hoogste ingangssignaalniveau bij P1dB.GCN is een Gain Control Network dat is ontworpen met behulp van PIN-diodeverzwakkers die de verzwakking variëren op basis van analoge spanning.Vergeet niet om banddoorlaat- en laagdoorlaatfilters te gebruiken wanneer dat nodig is om ongewenste frequenties uit te filteren en de gewenste frequenties door te laten.
Ontwerp van RF-downconverter
Het apparaat dat de frequentie omzet van hoge waarde naar lage waarde staat bekend als downconverter.Omdat het op radiofrequenties werkt, staat het bekend als RF-downconverter.Laten we het ontwerp van het RF-downconvertorgedeelte bekijken met een stapsgewijze handleiding.Deze RF-downconvertermodule vertaalt de RF-frequentie in het bereik van 3700 tot 4200 MHz naar de IF-frequentie in het bereik van 52 tot 88 MHz.Daarom staat het bekend als C-band down-converter.
Figuur 2: Blokschema RF-downconverter
Figuur 2 toont een blokdiagram van een C-band-omlaagconverter die gebruikmaakt van RF-componenten.Laten we het ontwerp van het RF-downconvertorgedeelte bekijken met een stapsgewijze handleiding.
Stap 1: Er zijn twee RF-mixers geselecteerd volgens het Heterodyne-ontwerp, die de RF-frequentie converteren van het bereik van 4 GHz naar 1GHz en van het bereik van 1 GHz naar 70 MHz.De in het ontwerp gebruikte RF-mixer is MC24M en de IF-mixer is TUF-5H.
Stap 2: Er zijn geschikte filters ontworpen voor gebruik in verschillende stadia van de RF-downconverter.Dit omvat 3700 tot 4200 MHz BPF, 1042,5 +/- 18 MHz BPF en 52 tot 88 MHz LPF.
Stap 3: MMIC-versterker-IC's en dempingspads worden op de juiste plaatsen gebruikt, zoals weergegeven in het blokdiagram, om te voldoen aan de vermogensniveaus aan de uitgang en ingang van de apparaten.Deze worden gekozen op basis van de versterkings- en compressiepuntvereiste van 1 dB van de RF-downconverter.
Stap 4: De RF-synthesizer en LO die in het ontwerp van de opwaartse converter worden gebruikt, worden ook gebruikt in het ontwerp van de neerwaartse converter, zoals weergegeven.
Stap 5: RF-isolatoren worden op geschikte plaatsen gebruikt om het RF-signaal in één richting (dwz vooruit) te laten passeren en de RF-reflectie in de achterwaartse richting te stoppen.Daarom staat het bekend als een unidirectioneel apparaat.GCN staat voor Gain Control Network.De GCN functioneert als een variabel verzwakkingsapparaat waarmee de RF-uitvoer naar wens kan worden ingesteld binnen het RF-verbindingsbudget.
Conclusie: Vergelijkbaar met de concepten genoemd in dit ontwerp van de RF-frequentieomvormer, kan men frequentieomvormers ontwerpen op andere frequenties, zoals de L-band, Ku-band en mmgolfband.
Posttijd: 07-dec-2023
