Acest articol descrie proiectarea convertorului RF, împreună cu diagrame bloc, descriind proiectarea convertoarelor RF ascendente și a convertoarelor RF descendente. Menționează componentele de frecvență utilizate în acest convertor de frecvență în bandă C. Proiectarea este realizată pe o placă microstrip folosind componente RF discrete, cum ar fi mixere RF, oscilatoare locale, MMIC-uri, sintetizatoare, oscilatoare de referință OCXO, pad-uri de atenuare etc.
Proiectarea convertorului RF ascendent
Convertorul de frecvență RF se referă la conversia frecvenței de la o valoare la alta. Dispozitivul care convertește frecvența de la o valoare mică la o valoare mare este cunoscut sub numele de convertor ascendent. Deoarece funcționează la frecvențe radio, este cunoscut sub numele de convertor ascendent RF. Acest modul de convertor ascendent RF traduce frecvența IF în intervalul de aproximativ 52 până la 88 MHz la frecvență RF de aproximativ 5925 până la 6425 GHz. Prin urmare, este cunoscut sub numele de convertor ascendent în bandă C. Este utilizat ca parte a transceiverului RF implementat în VSAT utilizat pentru aplicații de comunicații prin satelit.
Figura 1: Diagrama bloc a convertorului RF ascendent
Să vedem designul piesei convertorului RF Up cu ghid pas cu pas.
Pasul 1: Aflați despre mixere, oscilatoare locale, MMIC-uri, sintetizatoare, oscilatoare de referință OCXO, pad-uri de atenuare disponibile în general.
Pasul 2: Efectuați calculul nivelului de putere în diferite etape ale schemei, în special la intrarea MMIC-urilor, astfel încât să nu depășească punctul de compresie de 1 dB al dispozitivului.
Pasul 3: Proiectați și utilizați filtre adecvate bazate pe microstrip în diferite etape pentru a filtra frecvențele nedorite după mixere, în funcție de partea din intervalul de frecvență pe care doriți să o transmiteți.
Pasul 4: Efectuați simularea folosind un microwave office sau un Agilent HP EEsof cu lățimi adecvate ale conductorilor, după cum este necesar, în diferite locuri de pe PCB pentru dielectricul ales, conform cerințelor pentru frecvența purtătoare RF. Nu uitați să utilizați material de ecranare ca înveliș în timpul simulării. Verificați parametrii S.
Pasul 5: Fabricați PCB-ul și lipiți componentele achiziționate.
Așa cum se arată în schema bloc din figura 1, trebuie utilizate atenuatoare adecvate de 3 dB sau 6 dB între ele pentru a asigura punctul de compresie de 1 dB al dispozitivelor (MMIC-uri și mixere).
Trebuie utilizate un oscilator local și un sintetizator cu frecvențe corespunzătoare. Pentru conversia de la 70 MHz la bandă C, se recomandă un oscilator local (LO) de 1112,5 MHz și un sintetizator în intervalul de frecvențe 4680-5375 MHz. Regula generală pentru alegerea mixerului este că puterea LO trebuie să fie cu 10 dB mai mare decât cel mai înalt nivel al semnalului de intrare la P1dB. GCN este o rețea de control al câștigului concepută folosind atenuatoare cu diode PIN care variază atenuarea în funcție de tensiunea analogică. Nu uitați să utilizați filtre trece-bandă și trece-jos atunci când este necesar pentru a filtra frecvențele nedorite și a lăsa să treacă frecvențele dorite.
Proiectarea convertorului RF Down
Dispozitivul care convertește frecvența de la o valoare mare la o valoare mică este cunoscut sub numele de convertor descendent. Deoarece funcționează la frecvențe radio, este cunoscut sub numele de convertor descendent RF. Să vedem designul piesei convertorului descendent RF cu un ghid pas cu pas. Acest modul convertor descendent RF traduce frecvența RF în intervalul 3700 - 4200 MHz în frecvență IF în intervalul 52 - 88 MHz. Prin urmare, este cunoscut sub numele de convertor descendent în banda C.
Figura 2: Diagrama bloc a convertorului RF descendent
Figura 2 prezintă schema bloc a convertorului descendente în bandă C folosind componente RF. Să vedem proiectarea componentei convertorului descendente RF cu un ghid pas cu pas.
Pasul 1: Două mixere RF au fost selectate conform designului Heterodyne, care convertesc frecvența RF de la 4 GHz la 1 GHz și de la 1 GHz la 70 MHz. Mixerul RF utilizat în design este MC24M, iar mixerul IF este TUF-5H.
Pasul 2: Au fost proiectate filtre adecvate pentru a fi utilizate în diferite etape ale convertorului RF descendent. Acestea includ BPF de la 3700 la 4200 MHz, BPF de la 1042,5 +/- 18 MHz și LPF de la 52 la 88 MHz.
Pasul 3: Circuitele integrate ale amplificatorului MMIC și plăcuțele de atenuare sunt utilizate în locurile corespunzătoare, așa cum se arată în schema bloc, pentru a atinge nivelurile de putere la ieșirea și intrarea dispozitivelor. Acestea sunt alese în funcție de câștig și de cerința punctului de compresie de 1 dB al convertorului RF descendente.
Pasul 4: Sintetizatorul RF și LO utilizate în proiectarea convertorului ascendent sunt utilizate și în proiectarea convertorului descendent, așa cum se arată.
Pasul 5: Izolatoarele RF sunt utilizate în locuri adecvate pentru a permite semnalului RF să treacă într-o singură direcție (adică înainte) și pentru a opri reflexia acestuia RF în direcția înapoi. Prin urmare, este cunoscut sub numele de dispozitiv unidirecțional. GCN este prescurtarea de la Gain Control Network (Rețea de control al câștigului). GCN funcționează ca un dispozitiv de atenuare variabilă care permite setarea ieșirii RF conform dorințelor, în funcție de bugetul legăturii RF.
Concluzie: Similar conceptelor menționate în acest proiect de convertor de frecvență RF, se pot proiecta convertoare de frecvență și la alte frecvențe, cum ar fi banda L, banda Ku și banda mmwave.
Data publicării: 07 dec. 2023
