Este artigo descreve o projeto de um conversor de RF, incluindo diagramas de blocos, detalhando o projeto de um conversor ascendente (upconverter) e um conversor descendente (downconverter) de RF. Menciona os componentes de frequência utilizados neste conversor de frequência em banda C. O projeto é implementado em uma placa de microfita utilizando componentes discretos de RF, como misturadores de RF, osciladores locais, MMICs, sintetizadores, osciladores de referência OCXO, atenuadores, etc.
projeto de conversor ascendente de RF
Um conversor de frequência de radiofrequência (RF) refere-se à conversão de frequência de um valor para outro. O dispositivo que converte a frequência de um valor baixo para um valor alto é conhecido como conversor ascendente. Como opera em radiofrequências, é conhecido como conversor ascendente de RF. Este módulo conversor ascendente de RF converte a frequência intermediária (FI) na faixa de aproximadamente 52 a 88 MHz para a frequência de RF de aproximadamente 5925 a 6425 GHz. Portanto, é conhecido como conversor ascendente de banda C. É utilizado como parte de um transceptor de RF implantado em VSATs (aparelhos de satélite virtuais) usados para aplicações de comunicação via satélite.
Figura 1: Diagrama de blocos do conversor ascendente de RF
Vamos analisar o projeto da parte do conversor ascendente de RF com um guia passo a passo.
Passo 1: Descubra quais mixers, osciladores locais, MMICs, sintetizadores, osciladores de referência OCXO e atenuadores estão geralmente disponíveis.
Etapa 2: Calcule o nível de potência em vários estágios da cadeia de sinal, especialmente na entrada dos MMICs, de forma que não exceda o ponto de compressão de 1dB do dispositivo.
Etapa 3: Projetar e utilizar filtros de microfita adequados em vários estágios para filtrar frequências indesejadas após os misturadores, com base na parte da faixa de frequência que se deseja deixar passar.
Etapa 4: Realize a simulação usando o Microwave Office ou o Agilent HP EEsof com as larguras de condutor adequadas, conforme necessário, em vários pontos da placa de circuito impresso (PCB) para o dielétrico escolhido, de acordo com a frequência portadora de RF. Não se esqueça de usar material de blindagem como invólucro durante a simulação. Verifique os parâmetros S.
Etapa 5: Mande fabricar a placa de circuito impresso (PCB) e solde os componentes adquiridos.
Conforme ilustrado no diagrama de blocos da figura 1, atenuadores adequados de 3 dB ou 6 dB devem ser utilizados entre os dispositivos para compensar o ponto de compressão de 1 dB (MMICs e Mixers).
É necessário utilizar um oscilador local e um sintetizador com frequências apropriadas. Para a conversão de 70 MHz para a banda C, recomenda-se um oscilador local de 1112,5 MHz e um sintetizador na faixa de frequência de 4680 a 5375 MHz. A regra prática para a escolha do mixer é que a potência do oscilador local deve ser 10 dB maior que o nível máximo do sinal de entrada em P1dB. O GCN (Rede de Controle de Ganho) é projetado com atenuadores de diodo PIN que variam a atenuação com base na tensão analógica. Lembre-se de usar filtros passa-banda e passa-baixa conforme necessário para filtrar frequências indesejadas e permitir a passagem das frequências desejadas.
projeto de conversor de RF para baixo
O dispositivo que converte a frequência de um valor alto para um valor baixo é conhecido como conversor de frequência. Como opera em radiofrequências, é conhecido como conversor de RF. Vejamos o projeto de um conversor de RF passo a passo. Este módulo conversor de RF converte a frequência de RF na faixa de 3700 a 4200 MHz para a frequência FI na faixa de 52 a 88 MHz. Portanto, é conhecido como conversor de banda C.
Figura 2: Diagrama de blocos do conversor de RF para baixo
A Figura 2 apresenta o diagrama de blocos de um conversor de frequência de banda C utilizando componentes de RF. Vejamos agora o projeto da parte do conversor de frequência de RF com um guia passo a passo.
Etapa 1: Dois misturadores de RF foram selecionados de acordo com o projeto Heteródino, que converte a frequência de RF de 4 GHz para a faixa de 1 GHz e de 1 GHz para a faixa de 70 MHz. O misturador de RF utilizado no projeto é o MC24M e o misturador de FI é o TUF-5H.
Etapa 2: Filtros apropriados foram projetados para serem usados em diferentes estágios do conversor de RF para frequências mais baixas. Isso inclui um filtro passa-banda (BPF) de 3700 a 4200 MHz, um filtro passa-banda (BPF) de 1042,5 ± 18 MHz e um filtro passa-baixa (LPF) de 52 a 88 MHz.
Etapa 3: Os circuitos integrados amplificadores MMIC e os pads de atenuação são utilizados nos locais apropriados, conforme mostrado no diagrama de blocos, para atender aos níveis de potência na entrada e na saída dos dispositivos. Estes são escolhidos de acordo com o ganho e o ponto de compressão de 1 dB exigidos pelo conversor de RF.
Etapa 4: O sintetizador de RF e o oscilador local (LO) usados no projeto do conversor ascendente também são usados no projeto do conversor descendente, conforme mostrado.
Etapa 5: Isoladores de RF são usados em locais apropriados para permitir que o sinal de RF passe em uma direção (ou seja, para frente) e impedir sua reflexão na direção oposta. Por isso, são conhecidos como dispositivos unidirecionais. GCN significa Rede de Controle de Ganho. O GCN funciona como um dispositivo de atenuação variável que permite ajustar a saída de RF conforme desejado pelo orçamento de enlace de RF.
Conclusão: De forma semelhante aos conceitos mencionados neste projeto de conversor de frequência de RF, é possível projetar conversores de frequência em outras frequências, como a banda L, a banda Ku e a banda de ondas milimétricas.
Data da publicação: 07/12/2023
