В этой статье описывается конструкция ВЧ-преобразователя, а также блок-схемы, описывающие конструкцию ВЧ-преобразователя с повышением частоты и конструкцию ВЧ-преобразователя с понижением частоты. В нем упоминаются частотные компоненты, используемые в этом преобразователе частоты C-диапазона. Проектирование осуществляется на микрополосковой плате с использованием дискретных ВЧ-компонентов, таких как ВЧ-смесители, гетеродины, MMIC, синтезаторы, опорные генераторы OCXO, аттенюаторы и т. д.
Конструкция повышающего RF-преобразователя
Радиочастотный преобразователь частоты относится к преобразованию частоты из одного значения в другое. Устройство, преобразующее частоту из низкого значения в высокое, называется повышающим преобразователем. Поскольку он работает на радиочастотах, он известен как повышающий преобразователь RF. Этот модуль преобразователя RF Up преобразует частоту ПЧ в диапазоне от 52 до 88 МГц в частоту RF от 5925 до 6425 ГГц. Следовательно, он известен как повышающий преобразователь C-диапазона. Он используется как часть радиочастотного приемопередатчика, развернутого в VSAT, используемом для приложений спутниковой связи.
Рисунок-1: Блок-схема повышающего RF-преобразователя
Давайте посмотрим на конструкцию части преобразователя RF Up с пошаговым руководством.
Шаг 1: Найдите микшеры, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, общедоступные аттенюаторы.
Шаг 2: Выполните расчет уровня мощности на различных этапах построения, особенно на входе MMIC, так, чтобы он не превышал точку сжатия устройства в 1 дБ.
Шаг 3: Спроектируйте и подберите на различных этапах микрополосковые фильтры для фильтрации нежелательных частот после смесителей в конструкции в зависимости от того, какую часть частотного диапазона вы хотите пропустить.
Шаг 4. Выполните моделирование с помощью микроволнового офиса или Agilent HP EEsof с проводами соответствующей ширины в различных местах печатной платы для выбранного диэлектрика в соответствии с несущей частотой ВЧ. Не забудьте использовать защитный материал в качестве оболочки во время моделирования. Проверьте параметры S.
Шаг 5: Изготовьте печатную плату, припаяйте купленные компоненты и припаяйте их.
Как показано на блок-схеме на рисунке 1, между ними необходимо использовать соответствующие аттенюаторы на 3 дБ или 6 дБ, чтобы обеспечить точку сжатия 1 дБ устройств (MMIC и микшеров).
В основе необходимо использовать гетеродин и синтезатор соответствующих частот. Для преобразования диапазона 70 МГц в диапазон C рекомендуется использовать гетеродин 1112,5 МГц и синтезатор в диапазоне частот 4680–5375 МГц. Эмпирическое правило выбора микшера заключается в том, что мощность гетеродина должна быть на 10 дБ выше, чем самый высокий уровень входного сигнала при P1дБ. GCN — это сеть управления усилением, разработанная с использованием аттенюаторов на PIN-диодах, которые изменяют затухание в зависимости от аналогового напряжения. Не забывайте использовать полосовые и низкочастотные фильтры, когда это необходимо, чтобы отфильтровать нежелательные частоты и передать нужные частоты.
Конструкция RF понижающего преобразователя
Устройство, которое преобразует частоту из высокого значения в низкое, называется понижающим преобразователем. Поскольку он работает на радиочастотах, он известен как понижающий RF-конвертер. Давайте посмотрим на конструкцию понижающего RF-преобразователя с пошаговым руководством. Этот модуль РЧ понижающего преобразователя преобразует РЧ частоту в диапазоне от 3700 до 4200 МГц в частоту ПЧ в диапазоне от 52 до 88 МГц. Следовательно, он известен как понижающий преобразователь C-диапазона.
Рисунок-2: Блок-схема понижающего RF-преобразователя
На рисунке 2 изображена блок-схема понижающего преобразователя диапазона C с использованием радиочастотных компонентов. Давайте посмотрим на конструкцию понижающего RF-преобразователя с пошаговым руководством.
Шаг 1: Два радиочастотных смесителя были выбраны в соответствии с гетеродинной конструкцией, которая преобразует радиочастотные частоты из диапазона 4 ГГц в диапазон 1 ГГц и из диапазона от 1 ГГц до 70 МГц. В конструкции использован ВЧ-смеситель MC24M, а ПЧ-смеситель TUF-5H.
Шаг 2: Соответствующие фильтры были разработаны для использования на разных этапах ВЧ-преобразователя с понижением частоты. Сюда входят BPF от 3700 до 4200 МГц, BPF 1042,5 +/- 18 МГц и LPF от 52 до 88 МГц.
Шаг 3: Микросхемы усилителя MMIC и аттенюаторы используются в соответствующих местах, как показано на блок-схеме, для обеспечения соответствия уровням мощности на выходе и входе устройств. Они выбираются в соответствии с требованиями к коэффициенту усиления и точке сжатия 1 дБ для ВЧ понижающего преобразователя.
Шаг 4: РЧ-синтезатор и гетеродин, используемые в конструкции повышающего преобразователя, также используются в конструкции понижающего преобразователя, как показано.
Шаг 5: Радиочастотные изоляторы используются в соответствующих местах, чтобы позволить радиочастотному сигналу проходить в одном направлении (т.е. вперед) и остановить его радиочастотное отражение в обратном направлении. Следовательно, оно известно как однонаправленное устройство. GCN означает сеть контроля усиления. GCN функционирует как устройство с регулируемым затуханием, которое позволяет настраивать выходную мощность радиочастотного сигнала в соответствии с бюджетом радиочастотной линии.
Вывод: аналогично концепциям, упомянутым в этой конструкции ВЧ-преобразователя частоты, можно спроектировать преобразователи частоты на других частотах, таких как L-диапазон, Ku-диапазон и миллиметровый диапазон.
Время публикации: 7 декабря 2023 г.
