توضح هذه المقالة تصميم محول التردد اللاسلكي، جنبًا إلى جنب مع المخططات الهيكلية، التي تصف تصميم محول التردد اللاسلكي الصاعد وتصميم محول التردد اللاسلكي السفلي.يذكر مكونات التردد المستخدمة في محول التردد C-band.يتم تنفيذ التصميم على لوحة شرائح دقيقة باستخدام مكونات RF منفصلة مثل خلاطات الترددات اللاسلكية، والمذبذبات المحلية، وMMICs، والمُركِّبات، ومذبذبات OCXO المرجعية، ومنصات المخفف، وما إلى ذلك.
تصميم محول الترددات اللاسلكية
يشير محول تردد الترددات اللاسلكية إلى تحويل التردد من قيمة إلى أخرى.يُعرف الجهاز الذي يحول التردد من قيمة منخفضة إلى قيمة عالية باسم المحول العلوي.وبما أنه يعمل على ترددات الراديو فإنه يعرف باسم محول الترددات اللاسلكية.تقوم وحدة محول RF Up هذه بترجمة تردد IF في نطاق حوالي 52 إلى 88 ميجا هرتز إلى تردد RF من حوالي 5925 إلى 6425 جيجا هرتز.ومن هنا يُعرف باسم محول النطاق C.يتم استخدامه كجزء واحد من جهاز إرسال واستقبال الترددات اللاسلكية المنتشر في VSAT المستخدم لتطبيقات الاتصالات عبر الأقمار الصناعية.
الشكل 1: مخطط كتلة محول الترددات اللاسلكية
دعونا نرى تصميم جزء محول RF Up مع دليل خطوة بخطوة.
الخطوة 1: اكتشف الخلاطات، والمذبذب المحلي، وMMICs، والمُركِّب، والمذبذب المرجعي OCXO، ومنصات المخفف المتاحة بشكل عام.
الخطوة 2: قم بحساب مستوى الطاقة في مراحل مختلفة من التشكيلة خاصة عند إدخال MMICs بحيث لا يتجاوز نقطة ضغط الجهاز 1 ديسيبل.
الخطوة 3: التصميم والمرشحات القائمة على الشريط الصغير المناسب في مراحل مختلفة لتصفية الترددات غير المرغوب فيها بعد الخلاطات في التصميم بناءً على أي جزء من نطاق التردد الذي تريد تمريره.
الخطوة 4: قم بإجراء المحاكاة باستخدام مكتب الموجات الدقيقة أو HP EEsof agilent مع عرض موصل مناسب كما هو مطلوب في أماكن مختلفة على PCB للعازل الكهربائي المختار كما هو مطلوب لتردد حامل التردد اللاسلكي.لا تنس استخدام مواد التدريع كإطار أثناء المحاكاة.تحقق من وجود معلمات S.
الخطوة 5: قم بتصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور ولحام المكونات المشتراة ولحامها بنفس الطريقة.
كما هو موضح في الرسم التخطيطي للشكل 1، يلزم استخدام وسادات تخفيف مناسبة تبلغ 3 ديسيبل أو 6 ديسيبل فيما بينها للعناية بنقطة ضغط 1 ديسيبل للأجهزة (MMICs والخلاطات).
يجب استخدام المذبذب المحلي والمركب للترددات المناسبة.بالنسبة لتحويل النطاق 70 ميجاهرتز إلى النطاق C، يوصى بـ LO بتردد 1112.5 ميجاهرتز ومُركب بنطاق تردد 4680-5375 ميجاهرتز.القاعدة الأساسية لاختيار الخلاط هي أن طاقة LO يجب أن تكون أكبر بمقدار 10 ديسيبل من أعلى مستوى إشارة دخل عند P1dB.GCN عبارة عن شبكة تحكم في الكسب مصممة باستخدام مخففات الصمام الثنائي PIN والتي تختلف التوهين بناءً على الجهد التناظري.تذكر استخدام مرشحات Band Pass وLow pass عند الحاجة لتصفية الترددات غير المرغوب فيها وتمرير الترددات المطلوبة.
تصميم محول RF لأسفل
يُعرف الجهاز الذي يحول التردد من القيمة العالية إلى القيمة المنخفضة بالمحول السفلي.وبما أنه يعمل على ترددات الراديو فإنه يعرف باسم محول الترددات الهابطة RF.دعونا نرى تصميم جزء محول التردد اللاسلكي مع دليل خطوة بخطوة.تقوم وحدة تحويل التردد اللاسلكي هذه بترجمة تردد التردد اللاسلكي في النطاق من 3700 إلى 4200 ميجا هرتز إلى تردد IF في النطاق من 52 إلى 88 ميجا هرتز.ومن هنا يُعرف باسم المحول C-band down.
الشكل 2: مخطط كتلة محول التردد اللاسلكي
يوضح الشكل 2 رسمًا تخطيطيًا لمحول النطاق C السفلي باستخدام مكونات التردد اللاسلكي.دعونا نرى تصميم جزء محول التردد اللاسلكي مع دليل خطوة بخطوة.
الخطوة 1: تم اختيار اثنين من خلاطات التردد اللاسلكي وفقًا لتصميم Heterodyne الذي يحول تردد التردد اللاسلكي من نطاق 4 جيجا هرتز إلى نطاق 1 جيجا هرتز ومن نطاق 1 جيجا هرتز إلى نطاق 70 ميجا هرتز.خلاط RF المستخدم في التصميم هو MC24M وخلاط IF هو TUF-5H.
الخطوة 2: تم تصميم المرشحات المناسبة لاستخدامها في مراحل مختلفة من محول التردد اللاسلكي السفلي.يتضمن ذلك 3700 إلى 4200 ميجاهرتز BPF، و1042.5 +/- 18 ميجاهرتز BPF و52 إلى 88 ميجاهرتز LPF.
الخطوة 3: يتم استخدام الدوائر المتكاملة لمضخم MMIC ومنصات التوهين في أماكن مناسبة كما هو موضح في المخطط التفصيلي لتلبية مستويات الطاقة عند إخراج وإدخال الأجهزة.يتم اختيارها وفقًا لمتطلبات الكسب ونقطة الضغط البالغة 1 ديسيبل لمحول التردد الهابط.
الخطوة 4: يتم أيضًا استخدام مركب التردد اللاسلكي وLO المستخدم في تصميم المحول العلوي في تصميم المحول السفلي كما هو موضح.
الخطوة 5: يتم استخدام عوازل التردد اللاسلكي في أماكن مناسبة للسماح لإشارة التردد اللاسلكي بالمرور في اتجاه واحد (أي للأمام) ولإيقاف انعكاس التردد اللاسلكي في الاتجاه الخلفي.ومن هنا يُعرف بالجهاز أحادي الاتجاه.يعنيGCN شبكة التحكم في الكسب.تعمل GCN كجهاز توهين متغير يسمح بضبط خرج التردد اللاسلكي حسب رغبة ميزانية وصلة التردد اللاسلكي.
الاستنتاج: على غرار المفاهيم المذكورة في تصميم محول التردد الراديوي هذا، يمكن تصميم محولات التردد عند ترددات أخرى مثل النطاق L ونطاق Ku ونطاق mmwave.
وقت النشر: 07 ديسمبر 2023
