Downconverter 8.4GHz, помощь в разработке конвертера Опции

[SNR]

Вечер добрый, уважаемые форумчане!

Так волей судьбы случилось, что заинтересовался я приемом метеоспутников. Был изготовлен
комплекс аппаратуры для приема в диапазоне 1,6-1,7 GHz. Но как говорят, рано или поздно "вырастаеш",
и захотелось изготовить аппаратуру для приема в X-диапазоне частот 7,5-8,5 GHz.
Поскольку достать готовый промышленый конвертер не представляется возможным, было решено следующее:
-- "переделать" готовый конвертер Ку-диапазона для сат тв.

Этапы "переделки" должны состоять из следующего.
1. Расчет двухкаскадного МШУ на распостраненных транзисторах с маркировкой "L" (NE4210S01)
2. Расчет и дезайн основного микрополоскового фильтра на 7,5-8,5 GHz.
3. Генератор на DRO остается "родной" на 9750 MHz, то есть опорная будет выше чем принимаемая.
4. Миксер на диоде и усилители ПЧ тоже остаются "родные".

Выход ПЧ будет аналогичным как и для SAT-TV т.е. 950-1250 MHz, что отвечает входным 7600-8500 MHz.

Получится ли что из этого?
Знаю что это не легкое дело, так как частота достаточно высокая. По сему поводу возник вопрос.
Может кто из уважаемых читателей имеет уже некоторые наработки на данных частотах?
Буду рад любой помощи, подсказки и конструктивной критике.

Спасибо!
С ув. Олег.

P.S.
Из имеющегося СВЧ -материала есть 2-xсторонний NELTEK
e=2.45 tgd=0.0016 h=0.787mm, Сopper t=0.035mm .

[proxi]

Выход ПЧ будет аналогичным как и для SAT-TV т.е. 950-1250 MHz, что отвечает входным 7600-8500 MHz.

ПЧ получается 1250-2250МНz

[proxi]

здесь фильтр 7.6-8.5 GHz...

[Aner]

Идея реальная, а входную часть волновода собираетесь переделывать или нет?
Как фильтр согласовать планируете? Или только расчет?
И что у Вас есть из приборов для измерений?

[SNR]

Спасибо всем кто откликнулся!
Да входную часть буду переделывать. По входу будет стоять зонд + диэлектрическая пластинка, поскольку нужна
правая циркулярная поляризация.
Все элементы конвертера (фильтр, миксер, ксилители ПЧ и т.д.) будут размещены на одной плате,
как в обычном LNB от спутникового ТВ. Поэтому фильтр нужно будет согласовывать на "месте", между выходом малошумящего усилителя
и входом миксера.
Из приборов на эти частоты, ничего нет. Но попробую что-то поискать в Киеве. А до этого буду полагаться на точность моделей.

to proxi:
Спасибо за расчеты фильтра, если можно то хотел бы получить размеры.
Но я изначально себя настраивал на немножко другую топологию, без отверствий типа такого

Тут я сделал прикидки такого фильтра в Momentum ADS2009 (см. аттач), параметры конечно немножко можно улучшить.
Это пока первое приближение. По свободе времени доработаю.

Далее. Также был сделан приблизительный расчет LNA на двух транзисторах NE4210S01 но для "lumped"
элементов. Как пересчитать на микрополоски я не знаю. Может кто подскажет?
Схема

усиление

стабильность



P.s. В аттач не удалось прицепить, поэтому фильтр тут Фильтр 75-85

73! Олег

[ledum]

Если там частота 8125 МГц. WR75 дает 0.44 дБ/м на этой частоте, при частоте среза 7.87 ГГц (исходя из http://www.wa1mba.org/WGCalc.htm ), возможно переделка волновода и не потребуется, если удастся подсогласовать волноводно-полосковый переход. Хотя, действительно проще сделать по-новому.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 15 2009, 09:04

[proxi]

Спасибо за расчеты фильтра, если можно то хотел бы получить размеры.

могу сбросить в гербер формате только они на Roger4350 20mil....

[SNR]

Кто нибудь поможет рассчитать или пересчитать этот МШУ на 7,5-8,5ГГц?
Неужели никто не конструировал ничего подобного на такие частоты?

Спасибо!

[SNR]

Перелиставши кучу литературы по МШУ-строению решил начать сам рассчитывать шаг за шагом.
Итак, подопытный транзистор NE4210S01. Диапазон входных частот малошумящего усилителя 7,5-8,5 ГГц.
Предварительная симуляция S параметров данного транзистора показала что он является нестабильным вплоть до частоты ~9,5 ГГц, так как параметр К<1.
Чтобы его застабилизировать включил в цепь стока резистор сопротивлением 5.1 Ом.

Симуляция в ADS2009 показала что после добавления резистора он оказался стабильным для входных рабочих частот, коэфициент К>1.
Также в ADS2009 получены значения величин для согласовки по входу и выходу, которые рассчитывались по минимуму шума.

Итак мы имеем, для условия минимального шума, на частоте 8ГГц входной импеданс Zs=42,942+J52,701 , выходной импенданс
Zl=42,692+J26,080
При этом NFmin=0.399 db, gain =14.034 db
Далее для комплексно спряженной величины входного импенданса Zs с помощью диаграммы Смита получаем цепочку из сосредоточенных "lumped" элементов для согласования этого входного импеданса транзистора с 50 омным входным.
Аналогично поступаем для выходного импенданса Zl.
В результате получили однотранзисторный усилитель с входным и выходным сопротивлениями равными 50 Ом с использованием в качестве согласующих "lumped" элементов, то есть конденсаторов и индуктивностей.
Проверку получившихся параметров осуществлял в программе MWO2008 (v8.04). См. прикрепленный файл
LNA8GHz_1stag_lumped.rar
И действительно получились параметры на 8 ГГц такие,
NFmin=0.3989 db, gain =14.034 db, что говорит о том что
согласовка правильная. Поскольку на таких частотах используются
микрополосковые линии, то нужно рассчитать согласование с использованием рассредоточеных или "microstrip" линий и "stub"-ов.
Поступаем так же само, с помощью диаграмы Смита теперь получаем значения длин линий и стубов для согласования.
Промоделировал полученые микрополоски в MWO2008, получил
результат усиления, и шума мало отличающихся от прежних.
См. в аттаче файл LNA8GHz_1stag_microstr.rar

Теперь просьба ко всем знающим, проверьте пожалуйста все мои расчеты. И как лучше стабилизировать транзистор, резистором в стоке, или индуктивностями в истоке?

Спасибо!

Прикрепленные файлы

 LNA8GHz_1stag_lumped.rar ( 10.49 килобайт ) Кол-во скачиваний: 28
 LNA8GHz_1stag_microstr.rar ( 11.55 килобайт ) Кол-во скачиваний: 27

 

[proxi]

далековато от практики, резистор в стоке на частоте 8Гиг это плохой вкус, это явно загудит а в исток поставить идуктивность это 100% загудит, это не кристалл где возможностей больше, я обходился без этого....

[SNR]

To proxi
Так а как стабилизировать транзистор? Есть конструктивные идеи?

[proxi]

To proxi
Так а как стабилизировать транзистор? Есть конструктивные идеи?

что то вроде этого ....

[SNR]

Да, сильно. А можна подробнее. Какие транзисторы, материал подложки, шумовые параметры?

Спасибо!

[proxi]

Roger 4350 20mil транзисторы NEC32100 конденсаторы 1рF ATC...

[anton]

А можно перенастроить штатный фильтр головки?

[proxi]

А можно перенастроить штатный фильтр головки?

нет, а что значит штатный, можно и без него только шум возрастет на 3dB....он подавляет зеркальный канал (шум)....

[SNR]

To proxi.
Можете посчитать в свободное время для меня МШУ? Хотя б в каком то приближении.

Спасибо!

[Белый дед]

Делал усилители на MGF4934, MGF4951 на 10 ГГц. Конкретно для них S-параметры из даташита использовать бессмысленно - они только для рекомендованной топологии. А она скорее всего нарисована неверно (слишком большая индуктивность в истоке), усиление получается в два раза меньше, чем посчитанное.
С подобными транзисторами на таких низких частотах все гораздо проще - нужно подобрать приблизительно при моделировании топологию подстроечных элементов (примеры можно поглядеть на платах спутниковых конвертеров, на 8 ГГц разница будет незначительная) и припаивать нужные при настройке. Все работает просто железобетонно, т.е. не нужны здесь никакие особые расчеты.

Сообщение отредактировал Белый дед - Oct 18 2009, 04:54