Este artigo describe o deseño dun conversor de RF, xunto con diagramas de bloques que describen o deseño dun conversor ascendente de RF e o deseño dun conversor descendente de RF. Menciona os compoñentes de frecuencia empregados neste conversor de frecuencia de banda C. O deseño realízase nunha placa de microstrip utilizando compoñentes de RF discretos como mesturadores de RF, osciladores locais, MMIC, sintetizadores, osciladores de referencia OCXO, almofadas atenuadoras, etc.
Deseño de conversor ascendente de RF
O conversor de frecuencia de RF refírese á conversión de frecuencia dun valor a outro. O dispositivo que converte a frecuencia dun valor baixo a un valor alto coñécese como conversor ascendente. Como funciona a frecuencias de radio, coñécese como conversor ascendente de RF. Este módulo conversor ascendente de RF traduce a frecuencia FI no rango de aproximadamente 52 a 88 MHz a unha frecuencia de RF de aproximadamente 5925 a 6425 GHz. Polo tanto, coñécese como conversor ascendente de banda C. Úsase como unha parte do transceptor de RF despregado no VSAT utilizado para aplicacións de comunicación por satélite.
Figura 1: Diagrama de bloques do conversor ascendente de RF
Vexamos o deseño da peza do conversor RF ascendente cunha guía paso a paso.
Paso 1: Atopa os mesturadores, osciladores locais, MMICs, sintetizadores, osciladores de referencia OCXO e atenuadores dispoñibles en xeral.
Paso 2: Realiza o cálculo do nivel de potencia en varias etapas da alineación, especialmente na entrada dos MMIC, de xeito que non supere o punto de compresión de 1 dB do dispositivo.
Paso 3: Deseña e utiliza filtros axeitados baseados en microstrips en varias etapas para filtrar as frecuencias non desexadas despois dos mesturadores no deseño, en función da parte do rango de frecuencias que queiras deixar pasar.
Paso 4: Realiza a simulación usando un microwave office ou un Agilent HP EEsof con anchos de condutor axeitados segundo sexa necesario en varios lugares da PCB para o dieléctrico escollido segundo a frecuencia portadora de RF. Non esquezas usar material de blindaxe como envolvente durante a simulación. Comproba os parámetros S.
Paso 5: Fabrica a placa de circuíto impreso e solda os compoñentes comprados e solda os mesmos.
Como se mostra no diagrama de bloques da figura 1, cómpre usar atenuadores axeitados de 3 dB ou 6 dB entre eles para ter en conta o punto de compresión de 1 dB dos dispositivos (MMIC e mesturadores).
É necesario usar un oscilador local e un sintetizador con frecuencias axeitadas. Para a conversión de 70 MHz a banda C, recoméndase un LO de 1112,5 MHz e un sintetizador cun rango de frecuencias de 4680-5375 MHz. A regra xeral para elixir o mesturador é que a potencia do LO debe ser 10 dB maior que o nivel de sinal de entrada máis alto a P1dB. A GCN é unha rede de control de ganancia deseñada con atenuadores de díodos PIN que varían a atenuación en función da tensión analóxica. Lembre de usar filtros de paso de banda e paso baixo cando sexa necesario para filtrar as frecuencias non desexadas e deixar pasar as frecuencias desexadas.
Deseño de conversor descendente de RF
O dispositivo que converte a frecuencia dun valor alto a un valor baixo coñécese como conversor descendente. Como funciona a radiofrecuencias, coñécese como conversor descendente de RF. Vexamos o deseño da parte do conversor descendente de RF cunha guía paso a paso. Este módulo de conversor descendente de RF traduce a frecuencia de RF no rango de 3700 a 4200 MHz a unha frecuencia IF no rango de 52 a 88 MHz. Polo tanto, coñécese como conversor descendente de banda C.
Figura 2: Diagrama de bloques do conversor descendente de RF
A figura 2 mostra o diagrama de bloques dun conversor descendente de banda C usando compoñentes de RF. Vexamos o deseño da peza do conversor descendente de RF cunha guía paso a paso.
Paso 1: Seleccionáronse dous mesturadores de RF segundo o deseño heterodino que converten a frecuencia de RF do rango de 4 GHz a 1 GHz e do rango de 1 GHz a 70 MHz. O mesturador de RF empregado no deseño é o MC24M e o mesturador de FI é o TUF-5H.
Paso 2: Deseñáronse filtros axeitados para o seu uso en diferentes etapas do conversor descendente de RF. Isto inclúe un BPF de 3700 a 4200 MHz, un BPF de 1042,5 +/- 18 MHz e un LPF de 52 a 88 MHz.
Paso 3: Os circuítos integrados e as almofadas de atenuación do amplificador MMIC úsanse nos lugares axeitados, como se mostra no diagrama de bloques, para cumprir cos niveis de potencia na saída e na entrada dos dispositivos. Estes escóllense segundo a ganancia e o requisito de punto de compresión de 1 dB do conversor descendente de RF.
Paso 4: O sintetizador de RF e o LO empregados no deseño do conversor ascendente tamén se empregan no deseño do conversor descendente, como se mostra.
Paso 5: Os illadores de RF úsanse en lugares axeitados para permitir que o sinal de RF pase nunha dirección (é dicir, cara adiante) e para deter a súa reflexión de RF na dirección cara atrás. Polo tanto, coñécese como dispositivo unidireccional. GCN significa rede de control de ganancia. A GCN funciona como un dispositivo de atenuación variable que permite axustar a saída de RF segundo o desexado polo orzamento da ligazón de RF.
Conclusión: De xeito similar aos conceptos mencionados neste deseño de conversor de frecuencia de RF, pódense deseñar conversores de frecuencia noutras frecuencias, como a banda L, a banda Ku e a banda de ondas milimétricas.
Data de publicación: 07-12-2023
