Тази статия описва дизайна на RF конвертор, заедно с блокови схеми, описващи дизайна на RF конвертор за повишаване и дизайна на RF конвертор за понижаване. В нея се споменават честотните компоненти, използвани в този C-лентов честотен конвертор. Дизайнът е осъществен върху микролентова платка, използвайки дискретни RF компоненти като RF миксери, локални осцилатори, MMIC, синтезатори, OCXO референтни осцилатори, атенюаторни подложки и др.
Дизайн на RF конвертор за повишаване на напрежението
RF честотен конвертор се отнася до преобразуване на честотата от една стойност в друга. Устройството, което преобразува честотата от ниска към висока стойност, е известно като възходящ конвертор. Тъй като работи на радиочестоти, той е известен като RF възходящ конвертор. Този RF модул за възходящ конвертор преобразува IF честотата в диапазона от около 52 до 88 MHz в RF честота от около 5925 до 6425 GHz. Следователно е известен като C-band възходящ конвертор. Използва се като част от RF приемо-предавател, разположен във VSAT, използван за сателитни комуникационни приложения.
Фигура 1: Блокова схема на RF конвертора за повишаване на честотата
Нека видим дизайна на RF Up конвертора с ръководство стъпка по стъпка.
Стъпка 1: Разберете кои са общодостъпните миксери, локални осцилатори, MMIC, синтезатори, OCXO референтни осцилатори и атенюаторни подложки.
Стъпка 2: Изчислете нивото на мощност на различни етапи от схемата, особено на входа на MMIC, така че да не надвишава 1dB точка на компресия на устройството.
Стъпка 3: Проектирайте подходящи микролентови филтри на различни етапи, за да филтрирате нежеланите честоти след смесителите в проекта, въз основа на това коя част от честотния диапазон искате да пропуснете.
Стъпка 4: Направете симулацията, използвайки микровълнова електрическа инсталация (Microwave Office) или Agilent HP EEsof с подходящи ширини на проводниците, както се изисква на различни места по печатната платка, за избрания диелектрик, както се изисква за носещата честота на радиочестотния сигнал. Не забравяйте да използвате екраниращ материал като корпус по време на симулацията. Проверете S параметрите.
Стъпка 5: Изработете печатната платка и запоете закупените компоненти, след което ги запоете.
Както е показано на блоковата схема на фигура 1, е необходимо да се използват подходящи атенюаторни подложки от 3 dB или 6dB, за да се осигури точка на компресия от 1dB на устройствата (MMIC и миксери).
Необходимо е да се използват локален осцилатор и синтезатор с подходящи честоти. За преобразуване от 70MHz в C лента се препоръчва локален осцилатор с честотен диапазон 1112,5 MHz и синтезатор с честотен диапазон 4680-5375 MHz. Основното правило за избор на миксер е мощността на локалния осцилатор да бъде с 10 dB по-голяма от най-високото ниво на входния сигнал при P1dB. GCN е мрежа за контрол на усилването, проектирана с помощта на PIN диодни атенюатори, които променят затихването въз основа на аналоговото напрежение. Не забравяйте да използвате лентови и нискочестотни филтри, когато е необходимо, за да филтрирате нежеланите честоти и да пропуснете желаните честоти.
Дизайн на RF конвертор надолу
Устройството, което преобразува честотата от висока към ниска стойност, е известно като понижаващ конвертор. Тъй като работи на радиочестоти, той е известен като RF понижаващ конвертор. Нека видим дизайна на RF понижаващия конвертор с ръководство стъпка по стъпка. Този RF понижаващ конвертор преобразува RF честотата в диапазона от 3700 до 4200 MHz в IF честота в диапазона от 52 до 88 MHz. Следователно е известен като C-band понижаващ конвертор.
Фигура 2: Блокова схема на RF конвертора надолу
Фигура 2 показва блокова схема на понижаващ конвертор в C-лентовата лента, използващ RF компоненти. Нека видим дизайна на частта на понижаващия RF конвертор с ръководство стъпка по стъпка.
Стъпка 1: Избрани са два RF миксера съгласно хетеродинния дизайн, които преобразуват RF честотата от диапазона 4 GHz до 1 GHz и от 1 GHz до 70 MHz. RF миксерът, използван в проекта, е MC24M, а IF миксерът е TUF-5H.
Стъпка 2: Проектирани са подходящи филтри, които да се използват на различните етапи на RF понижаващия преобразувател. Това включва 3700 до 4200 MHz BPF, 1042,5 +/- 18 MHz BPF и 52 до 88 MHz LPF.
Стъпка 3: MMIC усилвателни интегрални схеми и атенюационни подложки се използват на подходящи места, както е показано на блоковата схема, за да се постигнат нивата на мощност на изхода и входа на устройствата. Те се избират според изискването за усилване и точка на компресия от 1 dB на RF понижаващия преобразувател.
Стъпка 4: RF синтезаторът и LO, използвани в дизайна на преобразувателя нагоре, се използват и в дизайна на преобразувателя надолу, както е показано.
Стъпка 5: RF изолатори се използват на подходящи места, за да позволят на RF сигнала да преминава в една посока (т.е. напред) и да спрат неговото RF отражение в обратна посока. Следователно, това е известно като еднопосочно устройство. GCN е съкращение от мрежа за контрол на усилването. GCN функционира като устройство с променливо затихване, което позволява настройване на RF изхода според желанията на RF връзката.
Заключение: Подобно на концепциите, споменати в този проект на RF честотен преобразувател, могат да се проектират честотни преобразуватели и за други честоти, като L-лента, Ku-лента и mmwave лента.
Време на публикуване: 07 декември 2023 г.
