Aquest article descriu el disseny d'un convertidor de RF, juntament amb diagrames de blocs que descriuen el disseny d'un convertidor ascendent de RF i el disseny d'un convertidor descendent de RF. Esmenta els components de freqüència utilitzats en aquest convertidor de freqüència de banda C. El disseny es duu a terme en una placa microstrip utilitzant components de RF discrets com ara mescladors de RF, oscil·ladors locals, MMIC, sintetitzadors, oscil·ladors de referència OCXO, coixinets atenuadors, etc.
Disseny del convertidor ascendent de RF
El convertidor de freqüència de RF fa referència a la conversió de freqüència d'un valor a un altre. El dispositiu que converteix la freqüència de valor baix a valor alt es coneix com a convertidor ascendent. Com que funciona a radiofreqüències, es coneix com a convertidor ascendent de RF. Aquest mòdul convertidor ascendent de RF tradueix la freqüència FI en el rang d'uns 52 a 88 MHz a una freqüència de RF d'uns 5925 a 6425 GHz. Per tant, es coneix com a convertidor ascendent de banda C. S'utilitza com a part del transceptor de RF desplegat al VSAT utilitzat per a aplicacions de comunicació per satèl·lit.
Figura 1: Diagrama de blocs del convertidor ascendent de RF
Vegem el disseny de la peça del convertidor RF Up amb una guia pas a pas.
Pas 1: Descobreix els mescladors, oscil·ladors locals, MMICs, sintetitzadors, oscil·ladors de referència OCXO i atenuadors generalment disponibles.
Pas 2: Feu el càlcul del nivell de potència en diverses etapes de la línia, especialment a l'entrada dels MMIC, de manera que no superi el punt de compressió d'1 dB del dispositiu.
Pas 3: Dissenyeu i utilitzeu filtres adequats basats en microstrips en diverses etapes per filtrar les freqüències no desitjades després dels mescladors del disseny en funció de la part del rang de freqüències que voleu passar.
Pas 4: Feu la simulació utilitzant un microwave office o un Agilent HP EEsof amb amplades de conductor adequades segons calgui en diversos llocs de la PCB per al dielèctric escollit segons la freqüència portadora de RF. No us oblideu d'utilitzar material de blindatge com a tancament durant la simulació. Comproveu els paràmetres S.
Pas 5: Fabrica la PCB i solda els components comprats i solda'ls iguals.
Com es mostra al diagrama de blocs de la figura 1, cal utilitzar atenuadors adequats de 3 dB o 6 dB entremig per tenir en compte el punt de compressió d'1 dB dels dispositius (MMIC i mescladors).
Cal utilitzar un oscil·lador local i un sintetitzador de les freqüències adequades. Per a la conversió de 70 MHz a banda C, es recomana un LO de 1112,5 MHz i un sintetitzador del rang de freqüència de 4680-5375 MHz. La regla general per triar el mesclador és que la potència del LO ha de ser 10 dB superior al nivell de senyal d'entrada més alt a P1dB. La GCN és una xarxa de control de guany dissenyada amb atenuadors de díode PIN que varien l'atenuació en funció del voltatge analògic. Recordeu utilitzar filtres de pas de banda i pas baix quan sigui necessari per filtrar les freqüències no desitjades i deixar passar les freqüències desitjades.
Disseny del convertidor RF Down
El dispositiu que converteix la freqüència de valor alt a valor baix es coneix com a convertidor descendent. Com que funciona a radiofreqüències, es coneix com a convertidor descendent de RF. Vegem el disseny de la part del convertidor descendent de RF amb una guia pas a pas. Aquest mòdul de convertidor descendent de RF tradueix la freqüència de RF en el rang de 3700 a 4200 MHz a freqüència IF en el rang de 52 a 88 MHz. Per tant, es coneix com a convertidor descendent de banda C.
Figura 2: Diagrama de blocs del convertidor descendent de RF
La figura 2 mostra el diagrama de blocs d'un convertidor descendent de banda C utilitzant components de RF. Vegem el disseny de la part del convertidor descendent de RF amb una guia pas a pas.
Pas 1: S'han seleccionat dos mescladors de RF segons el disseny heterodí que converteixen la freqüència de RF del rang de 4 GHz al rang d'1 GHz i del rang d'1 GHz al rang de 70 MHz. El mesclador de RF utilitzat en el disseny és MC24M i el mesclador IF és TUF-5H.
Pas 2: S'han dissenyat filtres adequats per ser utilitzats en diferents etapes del convertidor descendent de RF. Això inclou un BPF de 3700 a 4200 MHz, un BPF de 1042,5 +/- 18 MHz i un LPF de 52 a 88 MHz.
Pas 3: Els circuits integrats d'amplificador MMIC i els coixinets d'atenuació s'utilitzen en llocs adequats, tal com es mostra al diagrama de blocs, per satisfer els nivells de potència a la sortida i l'entrada dels dispositius. Aquests es trien segons el guany i el requisit de punt de compressió d'1 dB del convertidor descendent de RF.
Pas 4: El sintetitzador de RF i l'OL utilitzats en el disseny del convertidor ascendent també s'utilitzen en el disseny del convertidor descendent, tal com es mostra.
Pas 5: Els aïllants de RF s'utilitzen en llocs adequats per permetre que el senyal de RF passi en una direcció (és a dir, cap endavant) i per aturar la seva reflexió de RF en la direcció posterior. Per tant, es coneix com a dispositiu unidireccional. GCN significa xarxa de control de guany. La GCN funciona com a dispositiu d'atenuació variable que permet configurar la sortida de RF segons el pressupost de l'enllaç de RF.
Conclusió: De manera similar als conceptes esmentats en aquest disseny de convertidor de freqüència de RF, es poden dissenyar convertidors de freqüència a altres freqüències com ara la banda L, la banda Ku i la banda d'ona mm.
Data de publicació: 07-12-2023
