Bu makalede, RF yukarı dönüştürücü tasarımını ve RF aşağı dönüştürücü tasarımını açıklayan blok diyagramlarla birlikte RF dönüştürücü tasarımı açıklanmaktadır.Bu C-bant frekans dönüştürücüde kullanılan frekans bileşenlerinden bahseder.Tasarım, RF karıştırıcılar, yerel osilatörler, MMIC'ler, sentezleyiciler, OCXO referans osilatörleri, zayıflatıcı pedler vb. gibi ayrı RF bileşenleri kullanılarak bir mikroşerit 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 çevirir.Bu nedenle C-bant yukarı dönüştürücü olarak bilinir.Uydu iletişim uygulamaları için kullanılan VSAT'ta konuşlandırılan RF alıcı-vericinin bir parçası olarak kullanılır.
Şekil-1 : RF yukarı dönüştürücü blok şeması
Adım adım kılavuzla RF Up dönüştürücü parçasının tasarımını görelim.
Adım 1: Genel olarak mevcut olan Mikserleri, Yerel osilatörü, MMIC'leri, sentezleyiciyi, OCXO referans osilatörünü, zayıflatıcı pedleri öğrenin.
Adım 2: Dizilimin çeşitli aşamalarında, özellikle MMIC'lerin girişinde, cihazın 1dB sıkıştırma noktasını geçmeyecek şekilde güç seviyesi hesaplaması yapın.
Adım 3: Frekans aralığının hangi kısmını geçmek istediğinize bağlı olarak tasarımdaki mikserlerden sonra istenmeyen frekansları filtrelemek için çeşitli aşamalarda Mikro şerit bazlı filtreler tasarlayın ve uygun hale getirin.
Adım 4: RF taşıyıcı frekansının gerektirdiği şekilde seçilen dielektrik için PCB üzerindeki çeşitli yerlerde gerektiği gibi uygun iletken genişliklerine sahip mikrodalga ofis veya çevik HP EEsof kullanarak simülasyonu yapın.Simülasyon sırasında koruyucu malzemeyi muhafaza olarak kullanmayı unutmayın.S parametrelerini kontrol edin.
Adım 5: PCB'yi hazırlayın ve satın alınan bileşenleri lehimleyin ve aynı şekilde lehimleyin.
Şekil-1'deki blok diyagramda gösterildiği gibi cihazların (MMIC'ler ve Mikserler) 1dB sıkıştırma noktasını dikkate almak için arada 3 dB veya 6dB'lik uygun zayıflatıcı pedlerin kullanılması gerekir.
Uygun frekanslardaki yerel osilatör ve Synthesizer'ın kullanılması gerekmektedir.70MHz'den C bandına dönüşüm için, 1112,5 MHz LO ve 4680-5375MHz frekans aralığında Sentezleyici önerilir.Mikser seçiminde temel kural, LO gücünün P1dB'deki en yüksek giriş sinyali seviyesinden 10 dB daha yüksek olmasıdır.GCN, zayıflamayı analog voltaja göre değiştiren PIN diyot zayıflatıcılar kullanılarak tasarlanmış Kazanç Kontrol Ağıdır.İstenmeyen frekansları filtrelemek ve istenen frekansları geçirmek için gerektiğinde Bant Geçişi ve Düşük geçiş filtrelerini 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.Adım adım kılavuzla RF aşağı dönüştürücü parçasının tasarımını görelim.Bu RF aşağı dönüştürücü modülü, 3700 ila 4200 MHz aralığındaki RF frekansını 52 ila 88 MHz aralığındaki IF frekansına dönüştürür.Bu nedenle C-bant aşağı dönüştürücü olarak bilinir.
Şekil-2 : RF aşağı dönüştürücü blok şeması
Şekil-2 RF bileşenlerini kullanan C bant aşağı dönüştürücünün blok diyagramını göstermektedir.Adım adım kılavuzla RF aşağı dönüştürücü parçasının tasarımını görelim.
Adım 1: RF frekansını 4 GHz'den 1 GHz aralığına ve 1 GHz'den 70 MHz aralığına dönüştüren Heterodyne tasarımına göre iki adet RF karıştırıcı seçilmiştir.Tasarımda kullanılan RF karıştırıcı MC24M, IF karıştırıcı ise TUF-5H'dir.
Adım 2: RF aşağı dönüştürücünün farklı aşamalarında kullanılmak üzere uygun filtreler tasarlanmıştır.Buna 3700 ila 4200 MHz BPF, 1042,5 +/- 18 MHz BPF ve 52 ila 88 MHz LPF dahildir.
Adım 3: MMIC amplifikatör entegreleri ve zayıflatma pedleri, cihazların çıkış ve girişindeki güç seviyelerini karşılamak için blok şemada gösterildiği gibi uygun yerlerde kullanılır.Bunlar, RF aşağı dönüştürücünün kazanç 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 sinyalinin tek yönde (yani ileri) geçmesini sağlamak ve geri yönde RF yansımasını durdurmak için uygun yerlerde RF izolatörleri kullanılır.Bu nedenle tek yönlü cihaz olarak bilinir.GCN, Kazanç kontrol ağı anlamına gelir.GCN, RF çıkışının RF bağlantı bütçesine göre istendiği şekilde ayarlanmasına olanak tanıyan değişken zayıflama cihazı olarak işlev görür.
Sonuç: Bu RF frekans dönüştürücü tasarımında bahsedilen kavramlara benzer şekilde, L bandı, Ku bandı ve mmwave bandı gibi diğer frekanslarda da frekans dönüştürücüler tasarlanabilmektedir.
Gönderim zamanı: Aralık-07-2023
