Den här artikeln beskriver designen av RF-omvandlare, tillsammans med blockscheman, som beskriver designen av RF-uppkonverterare och RF-nedkonverterare. Den nämner de frekvenskomponenter som används i denna C-bandsfrekvensomvandlare. Designen utförs på ett mikrostripskort med hjälp av diskreta RF-komponenter såsom RF-mixrar, lokala oscillatorer, MMIC:er, syntar, OCXO-referensoscillatorer, dämpningsplattor etc.
RF-uppkonverterardesign
En RF-frekvensomvandlare avser omvandling av frekvens från ett värde till ett annat. Enheten som omvandlar frekvens från lågt värde till högt värde kallas uppkonverterare. Eftersom den fungerar vid radiofrekvenser kallas den för RF-uppkonverterare. Denna RF-uppkonverterarmodul översätter mellanfrekvensen i intervallet cirka 52 till 88 MHz till en RF-frekvens på cirka 5925 till 6425 GHz. Därför kallas den för C-bands uppkonverterare. Den används som en del av en RF-sändtagare som används i VSAT för satellitkommunikationsapplikationer.
Figur-1: Blockschema för RF-uppkonverterare
Låt oss se designen av RF Up-omvandlaren med en steg-för-steg-guide.
Steg 1: Ta reda på vilka mixrar, lokala oscillatorer, MMIC:er, synthesizer, OCXO-referensoscillator och dämpningspads som är allmänt tillgängliga.
Steg 2: Gör beräkningen av effektnivån vid olika steg i uppställningen, särskilt vid ingången till MMIC:er, så att den inte överstiger 1 dB kompressionspunkt för enheten.
Steg 3: Designa och installera lämpliga mikrostripbaserade filter i olika steg för att filtrera bort oönskade frekvenser efter blandare i konstruktionen baserat på vilken del av frekvensområdet du vill släppa igenom.
Steg 4: Gör simuleringen med hjälp av Microwave Office eller Agilent HP EEsof med korrekta ledarbredder på olika ställen på kretskortet för valt dielektrikum enligt RF-bärfrekvens. Glöm inte att använda skärmningsmaterial som hölje under simuleringen. Kontrollera S-parametrarna.
Steg 5: Tillverka kretskortet och löd de köpta komponenterna och löd fast dem.
Som visas i blockschemat i figur 1 måste lämpliga dämpningsplattor på antingen 3 dB eller 6 dB användas däremellan för att hantera en kompressionspunkt på 1 dB för enheterna (MMIC och mixers).
Lokal oscillator och synthesizer med lämpliga frekvenser behöver användas. För konvertering från 70 MHz till C-bandet rekommenderas en LO på 1112,5 MHz och en synthesizer med frekvensområdet 4680-5375 MHz. Tumregeln för att välja mixer är att LO-effekten bör vara 10 dB högre än den högsta insignalnivån vid P1dB. GCN är ett förstärkningskontrollnätverk konstruerat med PIN-dioddämpare som varierar dämpningen baserat på analog spänning. Kom ihåg att använda bandpass- och lågpassfilter vid behov för att filtrera bort oönskade frekvenser och släppa igenom de önskade frekvenserna.
RF-nedkonverterardesign
Enheten som konverterar frekvens från högt värde till lågt värde kallas nedkonverterare. Eftersom den fungerar vid radiofrekvenser kallas den för RF-nedkonverterare. Låt oss se designen av RF-nedkonverterardelen med en steg-för-steg-guide. Denna RF-nedkonverterarmodul översätter RF-frekvens i intervallet 3700 till 4200 MHz till IF-frekvens i intervallet 52 till 88 MHz. Därför kallas den för C-bandsnedkonverterare.
Figur-2: Blockschema för RF-nedkonverterare
Figur 2 visar ett blockschema över en C-bands nedkonverterare med RF-komponenter. Låt oss se designen av RF-nedkonverterardelen med en steg-för-steg-guide.
Steg 1: Två RF-mixrar har valts ut enligt Heterodyne-designen, vilka omvandlar RF-frekvens från 4 GHz till 1 GHz-området och från 1 GHz till 70 MHz-området. RF-mixern som används i designen är MC24M och IF-mixern är TUF-5H.
Steg 2: Lämpliga filter har utformats för att användas i olika steg av RF-nedkonverteraren. Dessa inkluderar 3700 till 4200 MHz BPF, 1042,5 +/- 18 MHz BPF och 52 till 88 MHz LPF.
Steg 3: MMIC-förstärkarkretsar och dämpningsplattor används på lämpliga platser, enligt blockschemat, för att uppfylla effektnivåerna vid utgången och ingången på enheterna. Dessa väljs utifrån förstärknings- och 1 dB-kompressionskravet för RF-nedkonverteraren.
Steg 4: RF-syntetisatorn och LO-signalen som används i uppkonverterardesignen används även i nedkonverterardesignen som visas.
Steg 5: RF-isolatorer används på lämpliga platser för att låta RF-signalen passera i en riktning (dvs. framåt) och för att stoppa dess RF-reflektion i bakåtriktningen. Därför är den känd som en envägsenhet. GCN står för Gain Control Network. GCN fungerar som en variabel dämpningsenhet som möjliggör inställning av RF-utgången efter önskemål från RF-länkens budget.
Slutsats: I likhet med de koncept som nämns i denna RF-frekvensomvandlare, kan man designa frekvensomvandlare vid andra frekvenser såsom L-bandet, Ku-bandet och mm-vågsbandet.
Publiceringstid: 7 december 2023
