Thiết kế bộ chuyển đổi lên sóng milimet và bộ chuyển đổi xuống. Các bộ chuyển đổi này chịu trách nhiệm chuyển đổi tín hiệu giữa các dải tần khác nhau, cho phép chúng truyền và nhận tín hiệu hiệu quả qua phổ mmWave, thường là từ 24 GHz đến 100 GHz. Số liệu nhiễu, băng thông và độ ổn định tần số để đảm bảo hiệu suất tối ưu trong các ứng dụng tần số cao.

Bài viết này mô tả thiết kế của bộ chuyển đổi sóng milimet và bộ chuyển đổi sóng xuống milimet với các ví dụ.

Hướng dẫn thiết kế cơ bản cho bộ chuyển đổi lên và xuống

Cả máy phát và máy thu đều sử dụng một hoặc nhiều bộ trộn RF để chuyển đổi tần số. Trong khi máy phát thực hiện chuyển đổi tần số lên, nó còn được gọi là bộ chuyển đổi lên, trong khi máy thu thực hiện chuyển đổi tần số xuống, vì vậy nó được gọi là bộ chuyển đổi xuống. Thể hiện trong Hình 1 bên dưới.

Đối với F_trong đến tần số đầu vào F_LO làm đầu vào dao động cục bộ và F_{ra ngoài} Là tần số đầu ra của bộ trộn RF, chúng được hiển thị như sau.ี้

F_{ra ngoài} = +/-m

F_trong +/-n

F_LO

trong đó m và n đang ở giai đoạn sơ khai.่ 0,1,2,3...

Bộ trộn RF tạo ra tổng và chênh lệch của các tần số đầu vào.

Thiết kế bộ chuyển đổi sóng milimet

Trước khi đi sâu vào chuyển đổi sóng milimet, chúng ta cần biết phải làm gì. Hãy để chúng tôi hiểu các nguyên tắc thiết kế được sử dụng trong bộ chuyển đổi băng tần C.

Hình 2 cho thấy thiết kế cơ bản của bộ chuyển đổi ở tần số băng tần C.

Thiết kế sử dụng kiến trúc heterodine, sử dụng hai bộ trộn RF trong chuỗi thay vì homodine sử dụng một bộ trộn RF.

• Bộ trộn đầu tiên chuyển đổi tần số IF (52 đến 88 MHz) thành 1182.5 +/- 18 MHz bằng cách sử dụng tần số Bộ dao động cục bộ là 1112.5 MHz.
• Bộ trộn thứ hai chuyển đổi tần số IF này thành tần số RF trong phạm vi từ 5925 đến 6425 MHz bằng cách sử dụng bộ tổng hợp RF ở 4680 đến 5375 MHz.
• Trong khi đó, các tấm khuếch đại và bộ suy giảm (3 dB hoặc 6 dB) được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu về điểm nén đầu ra / đầu vào P1dB của máy trộn và các thiết bị khuếch đại khác trong vòng lặp zo.่
• Bộ chia chỉ được sử dụng để truyền tín hiệu theo hướng chuyển tiếp và chặn tín hiệu theo hướng ngược lại.
• GCN là một "mạng điều khiển khuếch đại", một bộ suy giảm diode PIN được sử dụng để thay đổi công suất đầu ra của bộ chuyển đổi lên trên. Có những bộ suy giảm kỹ thuật số được sử dụng cho cùng một mục đích.
• Bộ lọc RF được sử dụng trong các giai đoạn khác nhau trong chuỗi bộ chuyển đổi lên để lọc ra các tần số mong muốn và loại bỏ các tần số không mong muốn. Ví dụ, trong đó đầu vào LPF được sử dụng để truyền tần số thấp trong phạm vi từ 52 đến 88 MHz, ở giai đoạn giữa sau khi bộ trộn đầu tiên sử dụng BPF 1182.5 +/- 18 MHz, sau khi bộ trộn thứ hai sử dụng BPF trong phạm vi từ 5925 đến 6425 MHz, v.v.

Hình 3 cho thấy thiết kế của bộ chuyển đổi sóng lên đến milimet. Tần số LO được nhân và chuyển đến bộ trộn RF dưới dạng đầu vào để khắc phục với đầu vào IF, đầu ra của bộ trộn RF được truyền qua bộ chia và BPF trước khi được khuếch đại bởi PA (Power Amplifier).

Ví dụ:

• Tần số đầu vào IF: 11 đến 16 GHz
• LO tổng hợp: 16.3 GHz đến 18.3 GHz, nhân với 3 lần
• Tần số đầu ra RF: 57 đến 64 GHz

Thiết kế bộ chuyển đổi sóng xuống milimet

Hãy để chúng tôi hiểu chuyển đổi băng tần C trước khi đi sâu vào thiết kế của bộ chuyển đổi sóng milimet xuống.

Hình 4 cho thấy sơ đồ đường cơ sở của bộ chuyển đổi xuống được sử dụng cho tần số băng tần C.

Ban đầu, bộ trộn RF đầu tiên chuyển đổi tần số RF (3700 đến 4200 MHz) sang tần số IF (1042.5 +/- 18 MHz).)

Hình 5 cho thấy một bộ chuyển đổi sóng xuống milimet sử dụng một phương pháp trộn RF duy nhất.

Kết luận

Thiết kế bộ chuyển đổi lên xuống sóng milimet là chìa khóa để khai thác toàn bộ tiềm năng của công nghệ mmWave trong các hệ thống radar và truyền thông không dây tốc độ cao. Sự phát triển của đầu dò tiếng ồn thấp hiệu suất cao sẽ tiếp tục tập trung vào việc cải thiện tính toàn vẹn và hiệu suất của tín hiệu trong các hệ thống truyền thông thế hệ tiếp theo. Các thiết kế bộ chuyển đổi đáng tin cậy sẽ là công cụ trong việc đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về tốc độ dữ liệu nhanh hơn, băng thông cao hơn và tăng khả năng kết nối trong mạng không dây trong tương lai.