Cet article décrit la conception du convertisseur RF, ainsi que des schémas fonctionnels, décrivant la conception du convertisseur élévateur RF et la conception du convertisseur abaisseur RF. Il mentionne les composants de fréquence utilisés dans ce convertisseur de fréquence en bande C. La conception est réalisée sur une carte microruban utilisant des composants RF discrets tels que des mélangeurs RF, des oscillateurs locaux, des MMIC, des synthétiseurs, des oscillateurs de référence OCXO, des plots atténuateurs, etc.
Conception du convertisseur élévateur RF
Le convertisseur de fréquence RF fait référence à la conversion de fréquence d'une valeur à une autre. Le dispositif qui convertit la fréquence d’une valeur faible en valeur élevée est appelé convertisseur élévateur. Comme il fonctionne aux fréquences radio, il est connu sous le nom de convertisseur élévateur RF. Ce module convertisseur RF Up traduit la fréquence IF dans la plage d'environ 52 à 88 MHz en fréquence RF d'environ 5925 à 6425 GHz. C'est pourquoi on l'appelle convertisseur ascendant en bande C. Il fait partie de l'émetteur-récepteur RF déployé dans le VSAT utilisé pour les applications de communication par satellite.
Figure 1 : Schéma fonctionnel du convertisseur élévateur RF
Voyons la conception de la partie convertisseur RF Up avec un guide étape par étape.
Étape 1 : Découvrez les mélangeurs, l'oscillateur local, les MMIC, le synthétiseur, l'oscillateur de référence OCXO et les atténuateurs généralement disponibles.
Étape 2 : Effectuez le calcul du niveau de puissance à différentes étapes de la gamme, en particulier à l'entrée des MMIC, de manière à ce qu'il ne dépasse pas le point de compression de 1 dB de l'appareil.
Étape 3 : Concevoir et appliquer des filtres à micro-bandes appropriés à différentes étapes pour filtrer les fréquences indésirables après les mélangeurs dans la conception en fonction de la partie de la plage de fréquences que vous souhaitez transmettre.
Étape 4 : Effectuez la simulation à l'aide d'un bureau à micro-ondes ou d'un HP EEsof agilent avec des largeurs de conducteur appropriées, selon les besoins, à divers endroits du PCB pour le diélectrique choisi, selon les besoins de la fréquence porteuse RF. N'oubliez pas d'utiliser un matériau de blindage comme enceinte lors de la simulation. Vérifiez les paramètres S.
Étape 5 : Fabriquez le PCB, soudez les composants achetés et soudez-les de la même manière.
Comme le montre le schéma fonctionnel de la figure 1, des atténuateurs appropriés de 3 dB ou 6 dB doivent être utilisés entre les deux pour prendre en charge le point de compression de 1 dB des appareils (MMIC et mélangeurs).
Un oscillateur local et un synthétiseur de fréquences appropriées doivent être utilisés en fonction. Pour la conversion de 70 MHz en bande C, un LO de 1 112,5 MHz et un synthétiseur d'une gamme de fréquences de 4 680 à 5 375 MHz sont recommandés. La règle générale pour choisir le mélangeur est que la puissance LO doit être supérieure de 10 dB au niveau du signal d'entrée le plus élevé à P1dB. GCN est un réseau de contrôle de gain conçu à l'aide d'atténuateurs à diode PIN qui font varier l'atténuation en fonction de la tension analogique. N'oubliez pas d'utiliser des filtres passe-bande et passe-bas lorsque cela est nécessaire pour filtrer les fréquences indésirables et laisser passer les fréquences souhaitées.
Conception du convertisseur abaisseur RF
Le dispositif qui convertit la fréquence d'une valeur élevée à une valeur faible est appelé convertisseur abaisseur. Comme il fonctionne aux fréquences radio, il est connu sous le nom de convertisseur abaisseur RF. Voyons la conception de la partie convertisseur abaisseur RF avec un guide étape par étape. Ce module convertisseur abaisseur RF traduit la fréquence RF dans la plage de 3 700 à 4 200 MHz en fréquence IF dans la plage de 52 à 88 MHz. C'est pourquoi on l'appelle convertisseur abaisseur en bande C.
Figure 2 : Schéma fonctionnel du convertisseur abaisseur RF
La figure 2 représente le schéma fonctionnel d'un convertisseur abaisseur de bande C utilisant des composants RF. Voyons la conception de la partie convertisseur abaisseur RF avec un guide étape par étape.
Étape 1 : Deux mélangeurs RF ont été sélectionnés selon la conception Heterodyne qui convertit la fréquence RF de 4 GHz à 1 GHz et de 1 GHz à 70 MHz. Le mélangeur RF utilisé dans la conception est le MC24M et le mélangeur IF est le TUF-5H.
Étape 2 : Des filtres appropriés ont été conçus pour être utilisés à différentes étapes du convertisseur abaisseur RF. Cela inclut le BPF de 3 700 à 4 200 MHz, le BPF de 1 042,5 +/- 18 MHz et le LPF de 52 à 88 MHz.
Étape 3 : Les circuits intégrés d'amplificateur MMIC et les plots d'atténuation sont utilisés aux endroits appropriés, comme indiqué dans le schéma fonctionnel, pour atteindre les niveaux de puissance à la sortie et à l'entrée des appareils. Ceux-ci sont choisis en fonction du gain et des exigences de point de compression de 1 dB du convertisseur abaisseur RF.
Étape 4 : Le synthétiseur RF et LO utilisés dans la conception du convertisseur ascendant sont également utilisés dans la conception du convertisseur abaisseur, comme indiqué.
Étape 5 : Des isolateurs RF sont utilisés aux endroits appropriés pour permettre au signal RF de passer dans une direction (c'est-à-dire vers l'avant) et pour arrêter sa réflexion RF dans la direction arrière. C’est pourquoi on l’appelle dispositif unidirectionnel. GCN signifie Réseau de contrôle de gain. Le GCN fonctionne comme un dispositif d'atténuation variable qui permet de régler la sortie RF comme souhaité par le budget de liaison RF.
Conclusion : Semblable aux concepts mentionnés dans cette conception de convertisseur de fréquence RF, on peut concevoir des convertisseurs de fréquence à d'autres fréquences telles que la bande L, la bande Ku et la bande d'ondes millimétriques.
Heure de publication : 07 décembre 2023
