Bài viết này mô tả thiết kế bộ chuyển đổi RF, cùng với sơ đồ khối, mô tả thiết kế bộ chuyển đổi RF upconverter và thiết kế bộ chuyển đổi RF downconverter.Nó đề cập đến các thành phần tần số được sử dụng trong bộ chuyển đổi tần số băng tần C này.Thiết kế được thực hiện trên bảng microstrip sử dụng các thành phần RF rời rạc như bộ trộn RF, bộ tạo dao động cục bộ, MMIC, bộ tổng hợp, bộ tạo dao động tham chiếu OCXO, miếng đệm suy hao, v.v.
Thiết kế bộ chuyển đổi RF up
Bộ chuyển đổi tần số RF đề cập đến việc chuyển đổi tần số từ giá trị này sang giá trị khác.Thiết bị chuyển đổi tần số từ giá trị thấp sang giá trị cao được gọi là bộ chuyển đổi lên.Vì nó hoạt động ở tần số vô tuyến nên nó được gọi là bộ chuyển đổi RF up.Mô-đun chuyển đổi RF Up này chuyển tần số IF trong khoảng từ 52 đến 88 MHz sang tần số RF khoảng 5925 đến 6425 GHz.Do đó nó được gọi là bộ chuyển đổi tăng băng tần C.Nó được sử dụng như một phần của bộ thu phát RF được triển khai trong VSAT dùng cho các ứng dụng liên lạc vệ tinh.
Hình-1: Sơ đồ khối bộ chuyển đổi RF up
Chúng ta hãy xem thiết kế bộ phận chuyển đổi RF Up với hướng dẫn từng bước.
Bước 1: Tìm hiểu Bộ trộn, Bộ tạo dao động cục bộ, MMIC, bộ tổng hợp, bộ tạo dao động tham chiếu OCXO, bộ suy giảm nói chung có sẵn.
Bước 2: Thực hiện tính toán mức công suất ở các giai đoạn khác nhau của dòng, đặc biệt ở đầu vào của MMIC sao cho không vượt quá điểm nén 1dB của thiết bị.
Bước 3: Thiết kế và thiết kế các bộ lọc dựa trên dải Micro phù hợp ở các giai đoạn khác nhau để lọc ra các tần số không mong muốn sau các bộ trộn trong thiết kế dựa trên phần dải tần bạn muốn vượt qua.
Bước 4: Thực hiện mô phỏng bằng văn phòng vi sóng hoặc HP EEsof của Agilent với chiều rộng dây dẫn phù hợp theo yêu cầu tại các vị trí khác nhau trên PCB cho chất điện môi được chọn theo yêu cầu đối với tần số sóng mang RF.Đừng quên sử dụng vật liệu che chắn làm vỏ bọc trong quá trình mô phỏng.Kiểm tra tham số S.
Bước 5: Lấy PCB chế tạo và hàn các linh kiện đã mua và hàn giống nhau.
Như được mô tả trong sơ đồ khối của hình 1, cần sử dụng các miếng suy giảm thích hợp 3 dB hoặc 6dB ở giữa để đảm bảo điểm nén 1dB của thiết bị (MMIC và Bộ trộn).
Cần phải sử dụng bộ tạo dao động cục bộ và bộ tổng hợp tần số phù hợp.Để chuyển đổi băng tần 70 MHz sang băng tần C, nên sử dụng LO 1112,5 MHz và Bộ tổng hợp dải tần 4680-5375 MHz.Nguyên tắc chung khi chọn bộ trộn là công suất LO phải lớn hơn 10 dB so với mức tín hiệu đầu vào cao nhất ở P1dB.GCN là Mạng điều khiển khuếch đại được thiết kế sử dụng bộ suy giảm diode PIN có độ suy giảm thay đổi dựa trên điện áp tương tự.Hãy nhớ sử dụng các bộ lọc Band Pass và Low pass khi cần thiết để lọc ra các tần số không mong muốn và vượt qua các tần số mong muốn.
Thiết kế bộ chuyển đổi RF Down
Thiết bị chuyển đổi tần số từ giá trị cao xuống giá trị thấp được gọi là bộ chuyển đổi xuống.Vì nó hoạt động ở tần số vô tuyến nên nó được gọi là bộ chuyển đổi RF xuống.Chúng ta hãy xem thiết kế bộ phận chuyển đổi RF xuống với hướng dẫn từng bước.Mô-đun chuyển đổi hạ tần RF này chuyển tần số RF trong dải từ 3700 đến 4200 MHz sang tần số IF trong dải từ 52 đến 88 MHz.Do đó nó được gọi là bộ chuyển đổi giảm băng tần C.
Hình-2: Sơ đồ khối chuyển đổi xuống RF
Hình 2 mô tả sơ đồ khối của bộ chuyển đổi giảm băng tần C sử dụng các thành phần RF.Chúng ta hãy xem thiết kế bộ phận chuyển đổi RF xuống với hướng dẫn từng bước.
Bước 1: Hai bộ trộn RF đã được chọn theo thiết kế Heterodyne để chuyển đổi tần số RF từ dải tần 4 GHz sang dải tần 1GHz và từ dải tần 1 GHz đến 70 MHz.Bộ trộn RF được sử dụng trong thiết kế là MC24M và bộ trộn IF là TUF-5H.
Bước 2: Các bộ lọc thích hợp đã được thiết kế để sử dụng ở các giai đoạn khác nhau của bộ chuyển đổi tần số xuống RF.Điều này bao gồm BPF 3700 đến 4200 MHz, BPF 1042,5 +/- 18 MHz và LPF 52 đến 88 MHz.
Bước 3: IC khuếch đại MMIC và miếng suy giảm được sử dụng ở những vị trí thích hợp như trong sơ đồ khối để đáp ứng mức công suất ở đầu ra và đầu vào của thiết bị.Chúng được chọn theo yêu cầu về mức tăng và điểm nén 1 dB của bộ chuyển đổi xuống RF.
Bước 4: Bộ tổng hợp RF và LO được sử dụng trong thiết kế bộ chuyển đổi lên cũng được sử dụng trong thiết kế bộ chuyển đổi xuống như được hiển thị.
Bước 5: Bộ cách ly RF được sử dụng ở những nơi thích hợp để cho phép tín hiệu RF truyền theo một hướng (tức là chuyển tiếp) và dừng phản xạ RF theo hướng ngược lại.Do đó nó được gọi là thiết bị đơn hướng.GCN là viết tắt của Mạng điều khiển Gain.GCN hoạt động như một thiết bị suy giảm có thể thay đổi, cho phép thiết lập đầu ra RF theo mong muốn của ngân sách liên kết RF.
Kết luận: Tương tự như các khái niệm được đề cập trong thiết kế bộ biến tần RF này, người ta có thể thiết kế các bộ biến tần ở các tần số khác như băng tần L, băng tần Ku và băng tần mmwave.
Thời gian đăng: Dec-07-2023
