Hierdie artikel beskryf die ontwerp van RF-omskakelaars, tesame met blokdiagramme wat die ontwerp van RF-opomskakelaars en RF-afomskakelaars beskryf. Dit noem die frekwensiekomponente wat in hierdie C-band frekwensie-omskakelaar gebruik word. Die ontwerp word op 'n mikrostripbord uitgevoer met behulp van diskrete RF-komponente soos RF-mengers, plaaslike ossillators, MMIC's, sintetiseerders, OCXO-verwysingsosillators, verswakkerblokkies, ens.
RF-opwaartse omskakelaarontwerp
'n RF-frekwensie-omskakelaar verwys na die omskakeling van frekwensie van een waarde na 'n ander. Die toestel wat frekwensie van lae waarde na hoë waarde omskakel, staan bekend as 'n opwaartse omskakelaar. Aangesien dit by radiofrekwensies werk, staan dit bekend as 'n RF-opwaartse omskakelaar. Hierdie RF-opwaartse omskakelaarmodule vertaal IF-frekwensie in die reeks van ongeveer 52 tot 88 MHz na 'n RF-frekwensie van ongeveer 5925 tot 6425 GHz. Daarom staan dit bekend as 'n C-band-opwaartse omskakelaar. Dit word gebruik as een deel van die RF-sender-ontvanger wat in die VSAT ontplooi word vir satellietkommunikasietoepassings.
Figuur-1: RF-opwaartse omskakelaar blokdiagram
Kom ons kyk na die ontwerp van die RF Up-omskakelaaronderdeel met 'n stap-vir-stap-gids.
Stap 1: Vind uit wat mengers, plaaslike ossillators, MMIC's, sintetiseerder, OCXO-verwysingsossillator en verswakkerblokkies algemeen beskikbaar is.
Stap 2: Doen die kragvlakberekening op verskillende stadiums van die opstelling, veral by die invoer van MMIC's, sodat dit nie die 1dB-kompressiepunt van die toestel sal oorskry nie.
Stap 3: Ontwerp en installeer gepaste mikrostrook-gebaseerde filters in verskeie stadiums om ongewenste frekwensies na mengers in die ontwerp uit te filter, gebaseer op watter deel van die frekwensiebereik jy wil deurlaat.
Stap 4: Doen die simulasie met behulp van Microwave Office of Agilent HP EEsof met die korrekte geleierwydtes soos vereis op verskeie plekke op die PCB vir die gekose diëlektrikum soos vereis vir die RF-draerfrekwensie. Moenie vergeet om afskermingsmateriaal as omhulsel tydens die simulasie te gebruik nie. Kontroleer vir S-parameters.
Stap 5: Kry die PCB vervaardig en soldeer die aangekoopte komponente en soldeer dit.
Soos uitgebeeld in die blokdiagram van figuur 1, moet gepaste verswakkerblokkies van óf 3 dB óf 6 dB tussenin gebruik word om die 1 dB-kompressiepunt van die toestelle (MMIC's en mengers) te hanteer.
'n Lokale ossillator en sintetiseerder van toepaslike frekwensies moet gebruik word. Vir 70MHz na C-band omskakeling word 'n LO van 1112.5 MHz en 'n sintetiseerder van 4680-5375 MHz frekwensiebereik aanbeveel. Die algemene reël vir die keuse van 'n menger is dat die LO-krag 10 dB groter moet wees as die hoogste insetseinvlak teen P1dB. GCN is 'n versterkingsbeheernetwerk wat ontwerp is met behulp van PIN-diodeverswakkers wat die verswakking varieer gebaseer op analoogspanning. Onthou om banddeurlaat- en laagdeurlaatfilters te gebruik soos en wanneer nodig om ongewenste frekwensies uit te filter en die verlangde frekwensies deur te laat.
RF Down-omskakelaarontwerp
Die toestel wat frekwensie van hoë waarde na lae waarde omskakel, staan bekend as 'n afwaartse omskakelaar. Aangesien dit by radiofrekwensies werk, staan dit bekend as 'n RF-afwaartse omskakelaar. Kom ons kyk na die ontwerp van die RF-afwaartse omskakelaaronderdeel met 'n stap-vir-stap gids. Hierdie RF-afwaartse omskakelaarmodule vertaal RF-frekwensie in die reeks van 3700 tot 4200 MHz na IF-frekwensie in die reeks van 52 tot 88 MHz. Daarom staan dit bekend as 'n C-band afwaartse omskakelaar.
Figuur-2: RF-afwaartse omskakelaar blokdiagram
Figuur 2 toon 'n blokdiagram van 'n C-band-afwaartse omskakelaar met behulp van RF-komponente. Kom ons kyk na die ontwerp van die RF-afwaartse omskakelaaronderdeel met 'n stap-vir-stap gids.
Stap 1: Twee RF-mengers is gekies volgens die Heterodyne-ontwerp wat die RF-frekwensie van 4 GHz na die 1 GHz-reeks en van 1 GHz na die 70 MHz-reeks omskakel. Die RF-menger wat in die ontwerp gebruik word, is MC24M en die IF-menger is TUF-5H.
Stap 2: Gepaste filters is ontwerp om in verskillende stadiums van die RF-afwaartse omskakelaar gebruik te word. Dit sluit in 3700 tot 4200 MHz BPF, 1042.5 +/- 18 MHz BPF en 52 tot 88 MHz LPF.
Stap 3: MMIC-versterker-IC's en verswakkingsblokkies word op gepaste plekke gebruik soos in die blokdiagram getoon om aan die kragvlakke by die uitset en inset van die toestelle te voldoen. Hierdie word gekies volgens die versterking en 1 dB-kompressiepuntvereiste van die RF-afwaartse omskakelaar.
Stap 4: RF-sintesiseerder en LO wat in die opwaartse omskakelaarontwerp gebruik word, word ook in die afwaartse omskakelaarontwerp gebruik soos getoon.
Stap 5: RF-isolators word op gepaste plekke gebruik om die RF-sein in een rigting (d.w.s. vorentoe) te laat deurgaan en om die RF-weerkaatsing daarvan in die agtertoe te stop. Daarom staan dit bekend as 'n unidireksionele toestel. GCN staan vir Gain Control Network. Die GCN funksioneer as 'n veranderlike verswakkingstoestel wat die instelling van die RF-uitset soos verlang deur die RF-skakelbegroting moontlik maak.
Gevolgtrekking: Soortgelyk aan die konsepte wat in hierdie RF-frekwensie-omskakelaarontwerp genoem word, kan 'n mens frekwensie-omskakelaars by ander frekwensies soos die L-band, Ku-band en mm-golfband ontwerp.
Plasingstyd: 7 Desember 2023
