Bu makale, RF dönüştürücü tasarımını, RF yukarı dönüştürücü tasarımını ve RF aşağı dönüştürücü tasarımını açıklayan blok diyagramlarla birlikte açıklar. Bu C-bant frekans dönüştürücüsünde kullanılan frekans bileşenlerinden bahseder. Tasarım, RF mikserleri, yerel osilatörler, MMIC'ler, sentezleyiciler, OCXO referans osilatörleri, zayıflatıcı pedler vb. gibi ayrı RF bileşenleri kullanılarak bir mikro şerit kart üzerinde gerçekleştirilir.
RF yukarı dönüştürücü tasarımı
RF frekans dönüştürücü, frekansın bir değerden diğerine dönüştürülmesini ifade eder. Frekansı düşük değerden yüksek değere dönüştüren cihaza yukarı dönüştürücü denir. Radyo frekanslarında çalıştığı için RF yukarı dönüştürücü olarak bilinir. Bu RF Yukarı dönüştürücü modülü, yaklaşık 52 ila 88 MHz aralığındaki IF frekansını yaklaşık 5925 ila 6425 GHz RF frekansına dönüştürür. Bu nedenle C-bant yukarı dönüştürücü olarak bilinir. Uydu iletişim uygulamaları için kullanılan VSAT'da konuşlandırılan RF alıcı-vericisinin bir parçası olarak kullanılır.
Şekil-1: RF yukarı dönüştürücü blok diyagramı
RF Up dönüştürücü parçasının tasarımını adım adım kılavuzla görelim.
Adım 1: Genel olarak piyasada bulunan Mikserleri, Yerel Osilatörü, MMIC'leri, Sentezleyiciyi, OCXO Referans Osilatörünü ve Zayıflatıcı Pedleri bulun.
Adım 2: Dizilimin çeşitli aşamalarında, özellikle MMIC'lerin girişinde, cihazın sıkıştırma noktası 1dB'yi aşmayacak şekilde güç seviyesi hesaplaması yapın.
Adım 3: Tasarımda mikserlerden sonra istenmeyen frekansları filtrelemek için frekans aralığının hangi kısmından geçmek istediğinize bağlı olarak çeşitli aşamalarda uygun Mikro şerit tabanlı filtreler tasarlayın ve uygulayın.
Adım 4: RF taşıyıcı frekansı için gerekli olan seçili dielektrik için PCB'nin çeşitli yerlerinde gerektiği gibi uygun iletken genişlikleri ile mikrodalga ofis veya agilent HP EEsof kullanarak simülasyonu yapın. Simülasyon sırasında muhafaza olarak koruma malzemesi kullanmayı unutmayın. S parametrelerini kontrol edin.
Adım 5: PCB'yi ürettirin ve satın aldığınız bileşenleri lehimleyin ve aynı şekilde lehimleyin.
Şekil-1’deki blok diyagramda görüldüğü gibi, cihazların (MMIC’ler ve Mikserler) 1dB sıkıştırma noktasını karşılamak için arada 3 dB veya 6dB’lik uygun zayıflatıcı pedlerin kullanılması gerekmektedir.
Uygun frekansların yerel osilatörü ve sentezleyicisi temel alınarak kullanılmalıdır. 70MHz'den C bandına dönüşüm için 1112,5 MHz'lik LO ve 4680-5375MHz frekans aralığında sentezleyici önerilir. Mikser seçerken temel kural, LO gücünün P1dB'deki en yüksek giriş sinyali seviyesinden 10 dB daha büyük olmasıdır. GCN, analog voltaja göre zayıflamayı değiştiren PIN diyot zayıflatıcıları kullanılarak tasarlanmış bir Kazanç Kontrol Ağıdır. İstenmeyen frekansları filtrelemek ve istenen frekansları geçirmek için gerektiğinde Bant Geçiren ve Alçak geçiren filtreleri kullanmayı unutmayın.
RF Aşağı dönüştürücü tasarımı
Frekansı yüksek değerden düşük değere dönüştüren cihaza aşağı dönüştürücü denir. Radyo frekanslarında çalıştığı için RF aşağı dönüştürücü olarak bilinir. RF aşağı dönüştürücü parçasının tasarımını adım adım kılavuzla görelim. Bu RF aşağı dönüştürücü modülü, 3700 ila 4200 MHz aralığındaki RF frekansını 52 ila 88 MHz aralığındaki IF frekansına çevirir. Bu nedenle C-bant aşağı dönüştürücü olarak bilinir.
Şekil-2: RF aşağı dönüştürücü blok diyagramı
Şekil-2, RF bileşenlerini kullanan C bant aşağı dönüştürücünün blok diyagramını göstermektedir. RF aşağı dönüştürücü parçasının tasarımını adım adım kılavuzla görelim.
Adım 1: RF frekansını 4 GHz'den 1 GHz aralığına ve 1 GHz'den 70 MHz aralığına dönüştüren Heterodyne tasarımına göre iki RF mikseri seçildi. Tasarımda kullanılan RF mikseri MC24M ve IF mikseri TUF-5H'dir.
Adım 2: RF aşağı dönüştürücünün farklı aşamalarında kullanılmak üzere uygun filtreler tasarlanmıştır. Bunlara 3700 ila 4200 MHz BPF, 1042,5 +/- 18 MHz BPF ve 52 ila 88 MHz LPF dahildir.
Adım 3: MMIC amplifikatör IC'leri ve zayıflama pedleri, cihazların çıkış ve girişindeki güç seviyelerini karşılamak için blok diyagramında gösterildiği gibi uygun yerlerde kullanılır. Bunlar, RF aşağı dönüştürücünün kazancı ve 1 dB sıkıştırma noktası gereksinimine göre seçilir.
Adım 4: Yukarı dönüştürücü tasarımında kullanılan RF sentezleyici ve LO, gösterildiği gibi aşağı dönüştürücü tasarımında da kullanılır.
Adım 5: RF izolatörleri, RF sinyalinin bir yönde (yani ileri) geçmesine ve geri yönde RF yansımasını durdurmasına izin vermek için uygun yerlerde kullanılır. Bu nedenle tek yönlü cihaz olarak bilinir. GCN, Gain control network (Kazanç kontrol ağı) anlamına gelir. GCN, RF bağlantı bütçesi tarafından istenildiği gibi RF çıkışının ayarlanmasına izin veren değişken zayıflatma cihazı olarak işlev görür.
Sonuç: Bu RF frekans dönüştürücü tasarımında belirtilen kavramlara benzer şekilde, L bandı, Ku bandı ve mm dalga bandı gibi diğer frekanslarda da frekans dönüştürücüler tasarlanabilir.
Gönderi zamanı: 07-12-2023
