В этой статье описывается конструкция преобразователя RF, а также блок-схемы, описывающие конструкцию преобразователя RF upconverter и конструкцию преобразователя RF downconverter. В ней упоминаются частотные компоненты, используемые в этом преобразователе частоты C-диапазона. Конструкция выполнена на микрополосковой плате с использованием дискретных компонентов RF, таких как смесители RF, локальные генераторы, MMIC, синтезаторы, опорные генераторы OCXO, аттенюаторы и т. д.
Конструкция повышающего преобразователя частоты
Преобразователь частоты RF относится к преобразованию частоты из одного значения в другое. Устройство, которое преобразует частоту из низкого значения в высокое, известно как повышающий преобразователь. Поскольку он работает на радиочастотах, он известен как повышающий преобразователь RF. Этот модуль повышающего преобразователя RF преобразует ПЧ-частоту в диапазоне примерно от 52 до 88 МГц в радиочастоту примерно от 5925 до 6425 ГГц. Поэтому он известен как повышающий преобразователь C-диапазона. Он используется как часть радиочастотного приемопередатчика, развернутого в VSAT, используемом для приложений спутниковой связи.
Рисунок-1: Структурная схема повышающего преобразователя частоты
Давайте рассмотрим конструкцию повышающего преобразователя частоты с пошаговым руководством.
Шаг 1: Найдите общедоступные микшеры, гетеродины, MMIC, синтезаторы, опорные генераторы OCXO, аттенюаторы.
Шаг 2: Выполните расчет уровня мощности на различных этапах сборки, особенно на входе MMIC, таким образом, чтобы он не превышал точку компрессии устройства в 1 дБ.
Шаг 3: Разработайте и установите соответствующие микрополосковые фильтры на разных этапах 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 Microwave Office или Agilent HP EEsof с соответствующей шириной проводника, как требуется в различных местах на печатной плате для выбранного диэлектрика, как требуется для несущей частоты ВЧ. Не забудьте использовать экранирующий материал в качестве оболочки во время моделирования. Проверьте параметры S.
Шаг 5: Изготовьте печатную плату и припаяйте к ней приобретенные компоненты.
Как показано на структурной схеме рисунка 1, между ними необходимо использовать соответствующие аттенюаторы либо на 3 дБ, либо на 6 дБ, чтобы обеспечить точку компрессии устройств (микросхем MMIC и микшеров) на уровне 1 дБ.
Необходимо использовать локальный генератор и синтезатор соответствующих частот. Для преобразования 70 МГц в диапазон C рекомендуется гетеродин 1112,5 МГц и синтезатор с диапазоном частот 4680-5375 МГц. Правило большого пальца при выборе микшера заключается в том, что мощность гетеродина должна быть на 10 дБ больше, чем самый высокий уровень входного сигнала при P1dB. GCN — это сеть управления усилением, разработанная с использованием аттенюаторов на PIN-диодах, которые изменяют ослабление на основе аналогового напряжения. Не забывайте использовать полосовые и низкочастотные фильтры по мере необходимости, чтобы отфильтровывать нежелательные частоты и пропускать нужные частоты.
Конструкция понижающего преобразователя частоты
Устройство, преобразующее частоту из высокого значения в низкое, известно как понижающий преобразователь. Поскольку оно работает на радиочастотах, оно известно как понижающий преобразователь RF. Давайте рассмотрим конструкцию понижающего преобразователя RF с пошаговым руководством. Этот модуль понижающего преобразователя RF преобразует частоту RF в диапазоне от 3700 до 4200 МГц в частоту IF в диапазоне от 52 до 88 МГц. Поэтому он известен как понижающий преобразователь C-диапазона.
Рисунок-2: Структурная схема понижающего преобразователя частоты
На рисунке 2 изображена структурная схема понижающего преобразователя диапазона C с использованием РЧ-компонентов. Давайте рассмотрим конструкцию части понижающего преобразователя РЧ с пошаговым руководством.
Шаг 1: Были выбраны два смесителя RF в соответствии с конструкцией Heterodyne, которая преобразует частоту RF из диапазона 4 ГГц в диапазон 1 ГГц и из диапазона 1 ГГц в диапазон 70 МГц. Используемый в конструкции смеситель RF — MC24M, а смеситель IF — TUF-5H.
Шаг 2: Разработаны соответствующие фильтры для использования на разных этапах преобразователя частоты ВЧ. 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, чтобы соответствовать уровням мощности на выходе и входе устройств. Они выбираются в соответствии с усилением и требованием к точке компрессии 1 дБ понижающего преобразователя частоты.
Шаг 4: ВЧ-синтезатор и гетеродин, используемые в конструкции повышающего преобразователя, также используются в конструкции понижающего преобразователя, как показано на рисунке.
Шаг 5: ВЧ-изоляторы используются в соответствующих местах, чтобы позволить ВЧ-сигналу проходить в одном направлении (т. е. вперед) и остановить его ВЧ-отражение в обратном направлении. Поэтому он известен как однонаправленное устройство. GCN означает сеть управления усилением. GCN функционирует как устройство переменного затухания, которое позволяет устанавливать ВЧ-выход в соответствии с желаемым бюджетом ВЧ-связи.
Заключение: Аналогично концепциям, упомянутым в этой конструкции преобразователя частоты ВЧ, можно проектировать преобразователи частоты на других частотах, таких как L-диапазон, Ku-диапазон и миллиметровый диапазон.
Время публикации: 07-дек-2023
