Tento článek popisuje návrh VF měniče spolu s blokovými schématy, popisujícími návrh VF převodníku nahoru a dolů. Zmiňuje frekvenční složky použité v tomto frekvenčním měniči v pásmu C. Návrh je proveden na mikropáskové desce s použitím diskrétních VF součástek, jako jsou VF směšovače, lokální oscilátory, MMIC, syntezátory, referenční oscilátory OCXO, atenuátorové podložky atd.
Návrh RF převodníku
VF frekvenční měnič označuje převod frekvence z jedné hodnoty na druhou. Zařízení, které převádí frekvenci z nízké hodnoty na vysokou hodnotu, se nazývá upconverter. Protože pracuje na rádiových frekvencích, je známý jako RF upconverter. Tento modul RF upconverteru převádí mezifrekvenci v rozsahu přibližně 52 až 88 MHz na RF frekvenci přibližně 5925 až 6425 GHz. Proto je známý jako upconverter v pásmu C. Používá se jako součást RF transceiveru nasazeného ve VSAT používaném pro satelitní komunikační aplikace.
Obrázek 1: Blokové schéma převodníku RF signálu
Podívejme se na návrh součásti RF up převodníku s podrobným návodem.
Krok 1: Zjistěte, jaké směšovače, lokální oscilátory, MMIC, syntezátory, referenční oscilátory OCXO a atenuátorové podložky jsou obecně k dispozici.
Krok 2: Proveďte výpočet úrovně výkonu v různých fázích sestavy, zejména na vstupu MMIC, tak, aby nepřekročila kompresní bod zařízení 1 dB.
Krok 3: Navrhněte vhodné filtry na bázi mikropásků v různých fázích pro odfiltrování nežádoucích frekvencí za směšovači v návrhu na základě toho, kterou část frekvenčního rozsahu chcete propustit.
Krok 4: Proveďte simulaci pomocí mikrovlnného laboratoře Office nebo Agilent HP EEsof s vhodnými šířkami vodičů dle požadavků na různá místa na desce plošných spojů pro zvolené dielektrikum požadované pro nosnou frekvenci VF. Nezapomeňte během simulace použít stínící materiál jako kryt. Zkontrolujte parametry S.
Krok 5: Vyrobte si desku plošných spojů a připájejte zakoupené součástky.
Jak je znázorněno na blokovém schématu na obrázku 1, je třeba použít vhodné atenuátorové podložky buď 3 dB, nebo 6 dB, aby se zajistil kompresní bod 1 dB u zařízení (MMIC a mixážních pultů).
Je třeba použít lokální oscilátor a syntetizátor vhodných frekvencí. Pro převod z pásma 70 MHz do pásma C se doporučuje lokální oscilátor s frekvenčním rozsahem 1112,5 MHz a syntetizátor s frekvenčním rozsahem 4680–5375 MHz. Pravidlem pro výběr směšovače je, že výkon lokálního oscilátoru by měl být o 10 dB vyšší než nejvyšší úroveň vstupního signálu na P1dB. GCN je síť pro řízení zesílení navržená s použitím PIN diodových atenuátorů, které mění útlum na základě analogového napětí. Nezapomeňte v případě potřeby použít pásmovou propust a dolní propust k odfiltrování nežádoucích frekvencí a propuštění požadovaných frekvencí.
Návrh RF snižujícího převodníku
Zařízení, které převádí frekvenci z vysoké hodnoty na nízkou hodnotu, se nazývá sestupný převodník. Protože pracuje na rádiových frekvencích, je známý jako RF sestupný převodník. Podívejme se na návrh RF sestupného převodníku s podrobným návodem. Tento modul RF sestupného převodníku převádí RF frekvenci v rozsahu od 3700 do 4200 MHz na mezifrekvenci v rozsahu od 52 do 88 MHz. Proto je známý jako sestupný převodník v pásmu C.
Obrázek 2: Blokové schéma RF snižujícího převodníku
Obrázek 2 znázorňuje blokové schéma snižujícího převodníku pro pásmo C s použitím RF součástek. Podívejme se na návrh RF down převodníku s podrobným návodem.
Krok 1: Podle heterodynového návrhu byly vybrány dva VF směšovače, které převádějí VF frekvenci z rozsahu 4 GHz na 1 GHz a z rozsahu 1 GHz na 70 MHz. VF směšovač použitý v návrhu je MC24M a IF směšovač je TUF-5H.
Krok 2: Pro použití v různých fázích snižujícího převodníku VF byly navrženy vhodné filtry. Patří sem BPF 3700 až 4200 MHz, BPF 1042,5 +/- 18 MHz a LPF 52 až 88 MHz.
Krok 3: Integrované obvody zesilovače MMIC a útlumové podložky se používají na vhodných místech, jak je znázorněno v blokovém schématu, aby se dosáhlo úrovní výkonu na výstupu a vstupu zařízení. Tyto obvody se volí podle požadavku na zesílení a kompresní bod 1 dB pro RF down převodník.
Krok 4: VF syntezátor a LO použité v návrhu převodníku nahoru jsou také použity v návrhu převodníku dolů, jak je znázorněno.
Krok 5: VF izolátory se používají na vhodných místech, aby umožnily průchod VF signálu jedním směrem (tj. dopředu) a zabránily jeho odrazu zpětným směrem. Proto se toto zařízení nazývá jednosměrné. GCN je zkratka pro Gain control network (síť pro řízení zisku). GCN funguje jako zařízení s proměnným útlumem, které umožňuje nastavení VF výstupu podle požadavků rozpočtu VF spoje.
Závěr: Podobně jako v tomto návrhu RF frekvenčního měniče lze navrhnout frekvenční měniče i pro jiné frekvence, jako je pásmo L, pásmo Ku a mmvlnné pásmo.
Čas zveřejnění: 7. prosince 2023
