Tento článok popisuje návrh RF meniča spolu s blokovými schémami, ktoré opisujú návrh RF konvertora nahor a RF konvertora nadol. Spomína frekvenčné komponenty použité v tomto frekvenčnom meniči v pásme C. Návrh je realizovaný na mikropáskovej doske s použitím diskrétnych RF komponentov, ako sú RF mixéry, lokálne oscilátory, MMIC, syntetizátory, referenčné oscilátory OCXO, atenuačné podložky atď.
Návrh RF konvertora
RF frekvenčný menič označuje prevod frekvencie z jednej hodnoty na druhú. Zariadenie, ktoré prevádza frekvenciu z nízkej hodnoty na vysokú hodnotu, sa nazýva zvyšujúci prevodník. Keďže pracuje na rádiových frekvenciách, je známy ako RF zvyšujúci prevodník. Tento modul RF zvyšujúceho prevodníka prevádza medzifrekvenciu v rozsahu približne 52 až 88 MHz na RF frekvenciu približne 5925 až 6425 GHz. Preto je známy ako zvyšujúci prevodník v pásme C. Používa sa ako jedna súčasť RF transceivera nasadeného vo VSAT používanom pre satelitné komunikačné aplikácie.
Obrázok 1: Bloková schéma RF konvertora nahor
Pozrime sa na návrh časti RF up prevodníka s podrobným návodom.
Krok 1: Zistite, ktoré mixéry, lokálne oscilátory, MMIC, syntetizátory, referenčné oscilátory OCXO a atenuátorové podložky sú všeobecne dostupné.
Krok 2: Vykonajte výpočet úrovne výkonu v rôznych fázach zostavy, najmä na vstupe MMIC, tak, aby nepresiahla kompresný bod zariadenia 1 dB.
Krok 3: Navrhnite vhodné filtre na báze mikropáskov v rôznych fázach na odfiltrovanie nežiaducich frekvencií za zmiešavačmi v návrhu na základe toho, ktorú časť frekvenčného rozsahu chcete prepustiť.
Krok 4: Vykonajte simuláciu pomocou mikrovlnného elektrónového obvodu (Microwave Office) alebo agilent HP EEsof so správnymi šírkami vodičov podľa potreby na rôznych miestach na doske plošných spojov pre zvolený dielektrikum podľa požiadaviek nosnej frekvencie RF. Nezabudnite počas simulácie použiť tieniaci materiál ako kryt. Skontrolujte parametre S.
Krok 5: Vyrobte si dosku plošných spojov a spájkujte zakúpené komponenty.
Ako je znázornené na blokovej schéme na obrázku 1, na dosiahnutie kompresného bodu 1 dB zariadení (MMIC a mixéry) je potrebné použiť vhodné atenuačné podložky s útlmom 3 dB alebo 6 dB.
Je potrebné použiť lokálny oscilátor a syntetizátor s vhodnými frekvenciami. Pre konverziu pásma 70 MHz do pásma C sa odporúča lokálny oscilátor s frekvenciou 1112,5 MHz a syntetizátor s frekvenčným rozsahom 4680 – 5375 MHz. Pravidlom pre výber mixéra je, že výkon lokálneho oscilátora by mal byť o 10 dB vyšší ako najvyššia úroveň vstupného signálu na P1 dB. GCN je sieť na riadenie zosilnenia navrhnutá s použitím PIN diódových atenuátorov, ktoré menia útlm na základe analógového napätia. Nezabudnite použiť pásmové a dolnopriepustné filtre podľa potreby na odfiltrovanie nežiaducich frekvencií a prepustenie požadovaných frekvencií.
Návrh RF znižovacieho prevodníka
Zariadenie, ktoré prevádza frekvenciu z vysokej hodnoty na nízku hodnotu, sa nazýva znižujúci prevodník. Keďže pracuje na rádiových frekvenciách, nazýva sa aj RF znižujúci prevodník. Pozrime sa na návrh RF znižujúceho prevodníka s podrobným návodom. Tento modul RF znižujúceho prevodníka prevádza RF frekvenciu v rozsahu od 3700 do 4200 MHz na IF frekvenciu v rozsahu od 52 do 88 MHz. Preto je známy ako znižujúci prevodník v pásme C.
Obrázok 2: Bloková schéma RF znižovacieho prevodníka
Obrázok 2 znázorňuje blokovú schému znižovacieho meniča pásma C s použitím RF komponentov. Pozrime sa na návrh časti RF znižovacieho meniča s podrobným návodom.
Krok 1: Podľa heterodynového návrhu boli vybrané dva RF mixéry, ktoré prevádzajú RF frekvenciu z rozsahu 4 GHz na 1 GHz a z rozsahu 1 GHz na 70 MHz. RF mixér použitý v návrhu je MC24M a IF mixér je TUF-5H.
Krok 2: Na použitie v rôznych fázach RF prevodníka boli navrhnuté vhodné filtre. Patria sem BPF 3700 až 4200 MHz, BPF 1042,5 +/- 18 MHz a LPF 52 až 88 MHz.
Krok 3: Integrované obvody zosilňovača MMIC a útlmové podložky sa používajú na vhodných miestach, ako je znázornené v blokovej schéme, aby sa dosiahli úrovne výkonu na výstupe a vstupe zariadení. Tieto sa volia podľa požiadavky na zosilnenie a kompresný bod 1 dB pre RF down prevodník.
Krok 4: RF syntetizátor a LO použité v návrhu meniča nahor sa používajú aj v návrhu meniča nadol, ako je znázornené.
Krok 5: RF izolátory sa používajú na vhodných miestach, aby umožnili prechod RF signálu jedným smerom (t. j. dopredu) a zabránili jeho odrazu v spätnom smere. Preto sa nazýva jednosmerové zariadenie. GCN je skratka pre Gain Control Network (sieť riadenia zisku). GCN funguje ako zariadenie s premenlivým útlmom, ktoré umožňuje nastavenie RF výstupu podľa požiadaviek rozpočtu RF spoja.
Záver: Podobne ako v tomto návrhu RF frekvenčného meniča, je možné navrhnúť frekvenčné meniče aj pre iné frekvencie, ako je pásmo L, pásmo Ku a milimetrové vlnové pásmo.
Čas uverejnenia: 7. decembra 2023
