Šiame straipsnyje aprašomas RF keitiklio projektavimas kartu su blokinėmis schemomis, kuriose aprašomas RF aukštynkrypčio keitiklio ir RF žemynkrypčio keitiklio projektavimas. Jame minimi šiame C diapazono dažnio keitiklyje naudojami dažnio komponentai. Projektavimas atliekamas mikrobangų juostoje naudojant atskirus RF komponentus, tokius kaip RF maišytuvai, vietiniai osciliatoriai, MMIC, sintezatoriai, OCXO etaloniniai osciliatoriai, slopintuvų išklotinės ir kt.
RF keitiklio konstrukcija
RF dažnio keitiklis – tai dažnio konvertavimas iš vienos vertės į kitą. Įrenginys, kuris konvertuoja dažnį iš žemos vertės į aukštą, vadinamas aukštyn keitikliu. Kadangi jis veikia radijo dažniais, jis vadinamas RF aukštyn keitikliu. Šis RF aukštyn keitiklio modulis konvertuoja maždaug 52–88 MHz diapazono IF dažnį į maždaug 5925–6425 GHz RF dažnį. Todėl jis vadinamas C juostos aukštyn keitikliu. Jis naudojamas kaip viena iš RF siųstuvo-imtuvo, naudojamo VSAT palydovinio ryšio programose, dalių.
1 pav.: RF aukštyn keitiklio blokinė schema
Pažiūrėkime, kaip sukurti RF Up keitiklio dalį su žingsnis po žingsnio instrukcijomis.
1 veiksmas: sužinokite apie maišytuvus, vietinius osciliatorius, MMIC, sintezatorių, OCXO etaloninius osciliatorius, slopintuvų blokus, kurie paprastai yra prieinami.
2 veiksmas: atlikite galios lygio skaičiavimą įvairiuose linijos etapuose, ypač MMIC įėjime, kad jis neviršytų 1 dB įrenginio suspaudimo taško.
3 veiksmas: įvairiuose etapuose suprojektuokite tinkamus mikrojuostelių pagrindu veikiančius filtrus, kad būtų pašalinti nepageidaujami dažniai po maišytuvų, atsižvelgiant į tai, kurią dažnių diapazono dalį norite praleisti.
4 veiksmas: atlikite modeliavimą naudodami mikrobangų „Office“ arba „Agilent HP EEsof“ su tinkamu laidininkų pločiu, kaip reikalaujama įvairiose PCB vietose, atsižvelgiant į pasirinktą dielektriką, kaip reikalaujama RF nešlio dažniui. Nepamirškite modeliavimo metu naudoti ekranavimo medžiagos kaip gaubto. Patikrinkite S parametrus.
5 veiksmas: pagaminkite PCB ir prilituokite įsigytus komponentus bei juos prilituokite.
Kaip parodyta 1 paveikslo blokinėje schemoje, norint užtikrinti įrenginių (MMIC ir maišytuvų) 1 dB suspaudimo tašką, reikia naudoti atitinkamus 3 dB arba 6 dB slopinimo blokus.
Reikia naudoti atitinkamų dažnių vietinį osciliatorių ir sintezatorių. 70 MHz į C diapazoną konvertuojant, rekomenduojamas 1112,5 MHz lokalusis osciliatorius (LO) ir 4680–5375 MHz dažnių diapazono sintezatorius. Renkantis maišytuvą, pagrindinė taisyklė yra ta, kad LO galia turėtų būti 10 dB didesnė už didžiausią įėjimo signalo lygį esant P1dB. GCN yra stiprinimo valdymo tinklas, sukurtas naudojant PIN diodų slopintuvus, kurie keičia slopinimą pagal analoginę įtampą. Nepamirškite naudoti juostinių ir žemųjų dažnių filtrų, kai reikia, kad išfiltruotumėte nepageidaujamus dažnius ir praleistumėte norimus dažnius.
RF žemyn keitiklio konstrukcija
Įrenginys, kuris konvertuoja dažnį iš aukštos vertės į žemą, vadinamas žemesniu keitikliu. Kadangi jis veikia radijo dažniais, jis vadinamas RF žemesniu keitikliu. Pažiūrėkime RF žemesnio dažnio keitiklio dalies konstrukciją su nuosekliu vadovu. Šis RF žemesnio dažnio keitiklio modulis konvertuoja RF dažnį nuo 3700 iki 4200 MHz į IF dažnį nuo 52 iki 88 MHz diapazone. Todėl jis vadinamas C diapazono žemesniu keitikliu.
2 pav.: RF žemyn nukreipto keitiklio blokinė schema
2 paveiksle pavaizduota C diapazono žemesnio dažnio keitiklio, naudojančio RF komponentus, blokinė schema. Pažiūrėkime, kaip sukurti RF žemesnio dažnio keitiklio dalį su nuosekliu vadovu.
1 veiksmas: Pagal „Heterodyne“ konstrukciją parinkti du RF maišytuvai, kurie konvertuoja RF dažnį iš 4 GHz į 1 GHz diapazoną ir iš 1 GHz į 70 MHz diapazoną. Projekte naudojamas RF maišytuvas yra MC24M, o IF maišytuvas – TUF-5H.
2 veiksmas: skirti naudoti skirtinguose RF žemesnio dažnio keitiklio etapuose. Tai apima 3700–4200 MHz BPF, 1042,5 +/- 18 MHz BPF ir 52–88 MHz LPF.
3 veiksmas: MMIC stiprintuvo integrinės grandinės ir slopinimo plokštės naudojamos atitinkamose vietose, kaip parodyta blokų schemoje, kad būtų patenkinti įrenginių išėjimo ir įėjimo galios lygiai. Jie parenkami atsižvelgiant į RF keitiklio stiprinimo ir 1 dB suspaudimo taško reikalavimus.
4 veiksmas: RF sintezatorius ir LO, naudojami aukštyn keitikliui, taip pat naudojami žemyn keitikliui, kaip parodyta.
5 veiksmas: RF izoliatoriai naudojami tinkamose vietose, kad RF signalas galėtų praeiti viena kryptimi (t. y. į priekį) ir kad būtų sustabdytas jo RF atspindys atgaline kryptimi. Todėl jis vadinamas vienkrypčiu įrenginiu. GCN reiškia „Gain control network“ (stiprinimo valdymo tinklas). GCN veikia kaip kintamo slopinimo įrenginys, leidžiantis nustatyti RF išvestį pagal RF jungties biudžetą.
Išvada: Panašiai kaip ir šiame RF dažnio keitiklio projekte minėtos koncepcijos, galima projektuoti dažnio keitiklius ir kitais dažniais, tokiais kaip L juosta, Ku juosta ir mm bangų juosta.
Įrašo laikas: 2023 m. gruodžio 7 d.
