Düşük-Noise Block Downconverters (LNBs) için RF yükselteçleri tasarlayınız, uzaydaki sinyal kaybı ve atmosferin ilk aşama yükselticilerinin performansı temel olarak Ku-band (10.7-12.75 GHz) ve Ka-band (18-40 GHz) ile çalışan uydu kanallarındaki son derece zayıf sinyallerin genel olarak yüksek çözünürlükte kullanılmasını sağlar.

Uydu Resepsiyonunda LNBs'lerin Genel Bakışı

Düşük-Noise Block Downconverter, her uydu TV veya VSAT sistemi ön uçarak hizmet vermektedir. Parabolik yemeğinin odağında, LNB yüksek frekanslı sinyali alır, ve sonra onu doğrudan bir orta frekansa karıştırır (özellikle de 950-2150 MHz tüketici sistemleri için) kapalı alıcıya kadar iletilebilir. RF amplifatör bu zincirdeki ilk aktif aşamayı oluşturur.

LNB ayrıca kara kaynaklardan, radardan ve bitişik uydu sinyallerinden dışlama filtreleriyle birleştirilmelidir, bu istenmeyen sinyallerin alt karışımdan çıkmasını engellemeye yardımcı olur. ek olarak, yükselteçli karışımlardan güvenilir bir şekilde çalışmalıdır.

RF Amplifier'in Rolü Bir LNB

LNB'deki RF amplifikatörü neredeyse her zaman çok aşamalı bir düşük seviyeli yükseltici (LNA) olarak uygulanır: ilk aşamanın en düşük olası gürültü figürü için optimize edilir (genellikle en az 15-20 dB), aşağıdaki aşamalar lineerliği korumak için tasarlanmıştır.

Gürültünün ve kazancının ötesinde, yükselteçli bir ağ oluşturmak için uygun bir şekilde arayüze ihtiyaç duyar.Inglish and printedances are usually 50 ohms for co aksiyel arabirimler, ancak yem kornaları, her biri kendi kutuplama çıktısı ile, sık sık sık sık - 10 ila 0 dBm, önemli harmonik veya intermodülasyon ürünleri üretmeden.Insing LNBs, iki ayrı yükselteçli yükselteçler kullanılabilir, her biri kendi kutuplama ile kendi kutuplama yapılır.

Anahtar Performans Parametreleri

Gürültü Şekil ve Hassasiyet

Gürültü rakam (NF) herhangi bir LNB amplifikasyonu için en önemli özelliktir.Inktöre bağlı olarak sinyal-noise oranına sahip olan bir gürültü miktarı.Inktr|sistem gürültü sıcaklığı LNB gürültü rakam artı net bir şekilde 30-60 K. net bir şekilde - 0,8-0.4 dB[D) Bir gürültü numarasına karşılık gelen ve toplam 20-45 K'ye karşılık gelen toplam dB'ye karşılık gelen toplam dB'ye göre, dB'ye göre, dB'ye göre, her zaman 0,8'ye kadar sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabitlenir.

Gürültü rakamını en aza indirmek için, tasarımcılar çok düşük minimum gürültü rakamla transistörleri seçerler (Fmin). Örneğin, GaAs pHEMT cihazları en az gürültü için mevcut olan üreticilerden yararlanmalıdır).Qor) veya [[Kategoriler[Döneticiler)) En iyi gürültüyü sunmak için, bazen en iyi bir uzlaşma transferine yol açan bir şekilde karşı çıkmak gerekir.

Kazanma ve Performansı

LNB RF amplifünün toplam kazancı genellikle 25 ila 40 dB arasında değişir, iki veya üç aşamadan fazla dağıtılır. İlk aşama LNB'nin ikinci aşamadaki gürültü katkısını azaltmak için orta derece kazanır (10-15 dB). ikinci aşama, 12-15 dB ve üçüncü bir aşama daha fazla kullanım için kullanılırsa, LNB'nin bant genişliğine karşı dikkatli bir şekilde düzelme (örneğin, 10.7-12.75, Ku-band) bu tür bir sinyallerin bozulmasına yardımcı olmak için daha fazla tipik bir spesifikasyon gerektirir.

Linearity and Intermodulation

Uydu sinyalleri yakın transponderlerden nispeten güçlü olabilir, ancak daha önemlisi, yükseltici, alıcının eşinin eşiğinin altında aynı anda birden fazla taşıyıcıyı idare etmelidir (IMD). LNB yükselteçleri için standart doğrusal olmayan üçüncü sipariş kaynağıdır (OIP3). Tipik LNB amplifü, en yüksek sinyal seviyelerinin yüksek ölçüde uzatılması gerekir.

Bir başka lineerlik kaygısı sıkıştırmadır: yükselticinin 1-dB sıkıştırma noktası (P1dB), çarpık bir sinyal gücü bozmadan üst düzeye çıkarmalıdır.P1dB çıktıya -5 dBm'i geçmeli, bu güçlü sinyalleri garanti eder (örneğin, yakındaki bir uydu veya karasal müdahaleye karşı).

Impedance Matching and VSWR

LNB amplifikünün girişi, her iki limanda 2:1'den daha iyi olmalıdır (yaklaşık 50 ohms, bazı dalga kılavuzları mevcut 75 ohms) eklemek için çok düşük anahtarlama hattına kadar uzanan yüksek çözünürlükte (VSWR) ile aynı anda 50-kampiyonel geçiş çizgisine doğru giden yol açma süresine kadar (VSWR) uygun şekilde sabitlenir.

LNB Amplifier için Transistor Teknolojileri

GaAs pHEMT

Pseudomorphic High Electron Mobility Transistors (pHEMT) galyum arsenide'den yapılan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlüktedir. LNB RF yükselteçleri ile karşılaştırıldığında düşük çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte (0.0120-3509M04[D) veya TGF2960 serisi)

SiGe BiCMOS

Silikon-germanium (SiGe) heterojunction bipolar transistörler (HBTs) GaAs'a daha düşük maliyetli bir alternatif sunuyor, özellikle de çok sayıda tüketici uygulaması için kabul edilebilir olan LNB'ler için RF amplifüyü aynı anda birleştirir ve birden çok kazanılabilir.

InP HEMT

Nihai düşük hacimli performansı gerektiren uygulamalar için, Ka-band'da 0,8 dB'nin altındaki gürültü rakamlarına sahiptir.InP Tech, GaAs'dan daha yüksek elektron hareketliliğini ve daha yüksek bir maliyetle ve daha zorlu bir imalatla karşılaştırıldığında daha düşük parasal bir tedariki gerektirir.InP HEMTs genellikle yüksek LNB'lerin her onuncusunun altında dB'nin her onuncusu için kullanılır.

Tasarım metodolojisi ve Simülasyon

Schematic Design

Tasarım süreci transistör ve önyargı noktası olarak başlar. İki aşamalı LNA için, ilk aşama minimum gürültüye karşı önyargılıdır (daha yüksek öz-rekanık frekansına karşı 10-20 civarındaki mevcut), ve ikinci aşama, bir pompa kullanarak pozitif bir gerilim tedariki gerektirir.

ADS veya AWR ile Simülasyon

Simülasyon modern LNB amplifik tasarımı için vazgeçilmezdir. Keysight ADS veya Cadence AWR, tasarımcının transistörlerini kullanarak kanalize etme ve ses parametrelerini (IP3, P1dB) ve büyük imzalı davranış algoritmaları kullanarak sentezlenir.

Layout

RF amplifikasyonu, şematik olarak önemlidir: En kısa RF yolu, transistör altında izole edilmiş zemin uçağı ve iyi filtreli tedarik hatları.Kategori eşleştirme ağı, sinyal sızıntısını önlemek için zemin kapısına yakın olmalıdır.[değiştir | kaynağı değiştir]

Pratik Uygulama Challenges

Sıcaklık Açıklama

LNB dışsal sıcaklıklara maruz kaldığı için, transistörin kazanılması ve gürültü rakam sıcaklığı ile değişim. GaAs pHEMTs negatif sıcaklık katsasına sahiptir, yani bir sıcaklık artışı olarak azalır. tazminat olmadan, genel LNB kazanç 3-5 dB'ye kadar değişebilir - 1000C'ye + °C'ye göre, bir şekilde ısı kontrolü veya mevcut olan ısı kontrolü, yüksek çözünürlükte bir görüntü oluşturabilir.

Güç Kaynağı Gürültü Filtreleme

LNB, DC gücünü ko aksiyel kablodan alır (13-18 V DC, kutuplaşma ve ton komutlarına bağlı olarak). Bu tedarik, alıcının geçiş düzenleyicilerinden, ve geçici olarak geri dönüş devrelerine müdahale edebilir.Herhangi bir gürültünün yanlısı, yüksek çözünürlükte RF sinyalini kullanarak sert bir şekilde izole edilmelidir.

Shielding and Isolation

Kombinasyon LNB konutu içinde çalışır, bu genellikle bir metal ölü-castle bir korumadır. İç düzen, girdi ve çıktı arasında elektromanyetik darbeyi önlemeli ve ikinci aşama arasındaki metal koruyucu duvarı sık sık sık kullanılır, geçiş çizgisi için küçük bir çıkış yolu ile zeminde sürekli olarak yapılmalıdır; herhangi bir slot kesintiye uğratmalıdır.

Test ve Optimizasyon

Gürültü Ölçümü

Üretimden sonra, yükselticinin gürültü rakamını doğru bir şekilde kullanarak ölçülmelidir.The noise N8975A) bir gürültü kaynağı (örneğin, Keysight 346B). Ölçme, performans çekme için tekrarlanmalıdır.[Dönetici).

S-Parameter Ölçümleri

S-parametreleri bir vektör ağı analizörü ile ölçülmektedir (VNA) bağlantı referans uçaklarına indirgenir. Kombinasyon tüm kaynak altında stabil olmalıdır ve şarj edilebilirlik ölçümlerine göre genellikle s21'de bir boşluk ve stabilite faktörü (K) daha yüksektir.Eğer geri dönüş kaybı, giriş kaybı ve çıkış kaybı doğrudan bir satırda veya arkadan soldan eklenir.

Linearity Test

Linearity, iki tonluk bir ölçüm kullanılarak test edilir. İki aşamalı intermodülasyon (örneğin, 11.5 GHz ve 11.51) Uygulamaya bağlı olarak toplam bir güç sağlayan bir seviyeye yükseltilir.The 1dBm.The Print spektrumu is tested to the basic and IM3 levels. For LNBifiers, OIP3 should be +5 to +15 dBm.The 1dBm.The 1dBt the print point is tested by the solution to the correct value.

Örnek Tasarım Akışı Ku-Band LNB Amplifier

Süreci optimize etmek için, üreticinin parametrelerini ve gürültü parametrelerini kullanarak, Vds=2 V'yi kapsayan ilk transistöreyi kullanarak bir bağlantı ağı seçin.

Trendler ve Gelecek Yolları

Uydu frekansları geniş bant ve Q/V-band'a genişbant hizmetleri için daha yüksek hareket ettiğinde, LNB yükselteçleri daha düşük gürültü rakamları ve daha geniş bant LNBT:0)GaN HEMT'ler yüksek çözünürlükte görünmeye başlıyor, ancak düşük tanımlı uydu alıcıları için optimizasyona ve InP'ler için uygun hale getirebilirler.[DDD tek-çi LNB’lerin gelişi, tüm standartların boyutlarını ve maliyetinin arttırılmasına ve maliyetinin en iyi ses performansına ulaşamaz.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Düşük uzunlukta RF yükselteçleri tasarlayan bir alandır, ultra-düşük gürültünün çatışma koşullarını dengeleyen, yüksek kazanç, geniş bant genişliği ve daha fazla bant genişliğine doğru uzanan LNB amplifikatörünü dikkatlice kullanarak, önyargı ve eşleştirme ağları, ve titizce basit bir şekilde basitleştirin ve test edin, güvenilir bir uydu resepsiyon için gerekli performansı sağlayan yükselteçleri üretebilir.0) Uydu kanallık iletişimin yüksek frekanslara doğru gelişimi ve daha yüksek frekanslara doğru devam eden LNB amplifikatörün LNB yükseltilmesine devam eder.[Döneticileri kontrol etmek için gerekli olan bir firmayı yapılandırır.