이 기사에서는 RF 업컨버터 설계와 RF 다운컨버터 설계를 설명하는 블록 다이어그램과 함께 RF 컨버터 설계를 설명합니다.이 C 대역 주파수 변환기에 사용되는 주파수 구성 요소에 대해 설명합니다.설계는 RF 믹서, 국부 발진기, MMIC, 합성기, OCXO 기준 발진기, 감쇠기 패드 등과 같은 개별 RF 구성 요소를 사용하여 마이크로스트립 보드에서 수행됩니다.
RF 업 컨버터 설계
RF 주파수 변환기는 주파수를 한 값에서 다른 값으로 변환하는 것을 의미합니다.주파수를 낮은 값에서 높은 값으로 변환하는 장치를 업 컨버터라고 합니다.무선 주파수에서 작동하므로 RF 업 컨버터라고 합니다.이 RF 업 컨버터 모듈은 약 52~88MHz 범위의 IF 주파수를 약 5925~6425GHz의 RF 주파수로 변환합니다.따라서 이를 C밴드 업 컨버터라고 합니다.위성 통신 애플리케이션에 사용되는 VSAT에 배치된 RF 트랜시버의 일부로 사용됩니다.
그림-1: RF 업 컨버터 블록 다이어그램
단계별 가이드를 통해 RF Up 컨버터 부품의 설계를 살펴보겠습니다.
1단계: 일반적으로 사용 가능한 믹서, 로컬 발진기, MMIC, 신디사이저, OCXO 기준 발진기, 감쇠기 패드를 알아보세요.
2단계: 특히 MMIC 입력에서 장치의 1dB 압축 지점을 초과하지 않도록 라인업의 다양한 단계에서 전력 레벨을 계산합니다.
3단계: 다양한 단계에서 적절한 마이크로 스트립 기반 필터를 설계하고 통과하려는 주파수 범위 부분을 기반으로 설계에서 믹서 이후 원치 않는 주파수를 필터링합니다.
4단계: RF 캐리어 주파수에 필요한 유전체를 선택하기 위해 PCB의 다양한 위치에서 요구되는 적절한 도체 폭을 갖춘 Microwave Office 또는 Agilent HP EEsof를 사용하여 시뮬레이션을 수행합니다.시뮬레이션 중에 차폐 재료를 인클로저로 사용하는 것을 잊지 마십시오.S 매개변수를 확인하세요.
5단계: PCB를 제작하고 구매한 부품을 납땜한 후 납땜합니다.
그림 1의 블록 다이어그램에 설명된 대로 장치(MMIC 및 믹서)의 1dB 압축 지점을 관리하려면 3dB 또는 6dB의 적절한 감쇠기 패드를 중간에 사용해야 합니다.
적절한 주파수의 국부 발진기와 신디사이저를 기반으로 사용해야 합니다.70MHz에서 C 대역으로 변환하려면 1112.5MHz의 LO와 4680~5375MHz 주파수 범위의 합성기를 권장합니다.믹서를 선택할 때의 경험적 법칙은 LO 전력이 P1dB의 최고 입력 신호 레벨보다 10dB 더 커야 한다는 것입니다.GCN은 아날로그 전압에 따라 감쇠를 변화시키는 PIN 다이오드 감쇠기를 사용하여 설계된 이득 제어 네트워크입니다.원치 않는 주파수를 필터링하고 원하는 주파수를 통과시키려면 필요할 때 대역 통과 및 저역 통과 필터를 사용하는 것을 잊지 마십시오.
RF 다운 컨버터 설계
주파수를 높은 값에서 낮은 값으로 변환하는 장치를 다운 컨버터라고 합니다.무선 주파수에서 작동하므로 RF 다운 컨버터라고 합니다.단계별 가이드를 통해 RF 다운 컨버터 부품의 설계를 살펴보겠습니다.이 RF 다운 컨버터 모듈은 3700~4200MHz 범위의 RF 주파수를 52~88MHz 범위의 IF 주파수로 변환합니다.따라서 C-밴드 다운 컨버터라고도 합니다.
그림-2: RF 다운 컨버터 블록 다이어그램
그림 2는 RF 구성 요소를 사용하는 C 대역 하향 변환기의 블록 다이어그램을 보여줍니다.단계별 가이드를 통해 RF 다운 컨버터 부품의 설계를 살펴보겠습니다.
1단계: RF 주파수를 4GHz에서 1GHz 범위, 1GHz에서 70MHz 범위로 변환하는 헤테로다인 설계에 따라 2개의 RF 믹서가 선택되었습니다.설계에 사용된 RF 믹서는 MC24M이고 IF 믹서는 TUF-5H이다.
2단계: RF 다운 컨버터의 다양한 단계에서 사용되도록 적절한 필터를 설계했습니다.여기에는 3700~4200MHz BPF, 1042.5 +/- 18MHz BPF 및 52~88MHz LPF가 포함됩니다.
3단계: 장치의 출력 및 입력에서 전력 레벨을 충족하기 위해 블록 다이어그램에 표시된 대로 MMIC 증폭기 IC 및 감쇠 패드를 적절한 위치에 사용합니다.이는 RF 다운 컨버터의 이득 및 1dB 압축 지점 요구 사항에 따라 선택됩니다.
4단계: 업 컨버터 설계에 사용된 RF 합성기와 LO는 그림과 같이 다운 컨버터 설계에도 사용됩니다.
5단계: RF 신호가 한 방향(즉, 순방향)으로 통과할 수 있도록 하고 역방향으로의 RF 반사를 중지하기 위해 적절한 장소에서 RF 절연체를 사용합니다.따라서 단방향 장치라고 합니다.GCN은 게인 제어 네트워크를 나타냅니다.GCN은 RF 링크 예산에 따라 원하는 대로 RF 출력을 설정할 수 있는 가변 감쇠 장치로 기능합니다.
결론: 이 RF 주파수 변환기 설계에서 언급된 개념과 유사하게 L 대역, Ku 대역 및 mmwave 대역과 같은 다른 주파수에서도 주파수 변환기를 설계할 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 12월 7일
