СВЧ технология - проектирование системы радиочастотной связи в Ku - диапазоне

Nowadays,Ku радиочастотная связь, more and more information is carried by media, особенно высококвалифицированный мультимедийный поток видео, which require more and more real-time information transmission. Эти потребности способствовали постепенному повышению темпов передачи информации. сейчас, wireless communication technology is booming, технология LTE и 5G. по теореме Шеннона, the rate of wireless communication is correlated with the channel bandwidth. ширина полосы пропускания, the higher the rate and the larger the capacity. в нижних диапазонах частот, таких как VHF, UHF, L, and S, перенаселенность спектральных ресурсов, ограниченная пропускная способность. Therefore, Развитие более высокой полосы частот для получения более широкой полосы пропускания является неизбежной тенденцией развития системы связи в будущем.

системное программирование

The Ku band радиочастотная связь system proposed in this paper uses beamforming technology to cover the full три60° range with a 4-plane array antenna distributed at 90°. Каждая антенная решетка состоит из 4 элементов, соединение с четырьмя компонентами TR. After amplitude and phase weighting, they are collected into the same преобразование частоты channel to form a 4*4 RF MIMO system. как государственные ресурсы, так и высшее управление сосредоточены в одном центральном подразделении, призванном содействовать взаимодействию. в конструкции кузова, the central unit is connected to the TR components through connectors for signaling interaction control, каждый компонент TR имеет отдельный модуль обработки основной ленты, which can also send the digital if to the CENTRAL processor for centralized processing (to achieve spatial diversity).

по сравнению с традиционными одноприемными системами, this system scheme is based on military tactics application of anti-interference and secrecy, высокая скорость, large capacity, адаптация к общим потребностям, the comprehensive considerations Ku band signal wavelength itself, сила направленности, large transmission loss adverse factors, как основной метод модуляции OFDM, повысить помехоустойчивость системы, At the same time, высокочастотный спектркоэффициент доступности. Использование технологии MIMO и интеллигентного антенного комплекса, рациональное использование возможностей разделения луча и уплотнения антенного пространства, с тем чтобы система могла поддерживать связь с несколькими пользователями, многонаправленность, adaptive large-capacity data transmission as far as possible, и может быть эффективным. Resist the influence of multipath fading on system performance during signal transmission.

блок - схема общей системы

2. Subsystem scheme design

2.1 проектирование антенны

уменьшить общий профиль системы, a uniform linear array microstrip antenna is used in the antenna part. техника формирования луча решетки может быть использована для достижения высокой направленности, широкоформатный, and anti-fading. эта конструкция антенны позволяет производить многозонное сканирование по амплитуде/phase weighting of the excitation source of the antenna array element. Кроме того, direction-finding of interference sources can be realized. Если обнаружена помеха, the antenna pattern can form a zero trap in the interference direction through beam shaping to suppress interference.

2.2 проектирование каналов передачи и передачи

канал передачи и передачи включает компонент TR и канал преобразования частоты, которые могут быть настроены по мере необходимости, in the microwave RF front-end adopted digital phase-shifting attenuator, in frequency conversion circuit, супергетеродинный квадратичный инвертор, смешивать way as the high low-frequency vibration, снижает трудность реализации синтезатора частот, снижает сложность проектирования контура управления AGC и защищает изолирующую цепь, The frequency selection circuit performs frequency selection, frequency conversion, linearization and увеличить of the received signal, В конце концов предоставить процессор основной ленты для демодуляции сигналов.

предварительное размещение системы

2.3 Frequency synthesizer design

как правило, существует три способа синтеза частот: синтез прямых частот (DS), синтез непрямых частот (PLL) и синтез прямых цифровых частот (ДДС).

Данный документ в результате разработки схемы синтезатора частот, с использованием DDS и точечного источника удвоенной частоты PLL, в конечном счете, был достигнут первый скачок давления из источника, источник коррекции фазы приёма и запуска непосредственно реализуется с помощью синхронизации, the total frequency source synthesis scheme, в целом схема делит вибрационные сигналы кристаллов на четыре части, One signal was used as the clock of transmitting and receiving phase calibration reference frequency source, Создание сигнала в диапазоне с с с блокировкой по фазовому кольцу, источник эталонной частоты Ku - диапазона. The other signal serves as the reference clock of the baseband processor; The third signal, эталонные часы как точечный источник частоты в диапазоне с, is locked by PLL to generate the C-band point frequency signal, затем смешивается с выходом ДДС сигналом рикошетирующей частоты, производящим радиочастотный сигнал в диапазоне с, Затем сделайте второе удвоение частоты и создайте первый вибрирующий сигнал в x - диапазоне. наконец, one signal is used as the reference clock of the l-band point frequency source, блокированный фазовым кольцом, создающий точечный высокочастотный сигнал в l - диапазоне. Then, власть делится на два способа. One way is used as the two local oscillators of the system through filtering and amplification, другой способ, используемый в качестве исходного часа для скачков DDDS, генерирует скачкообразный сигнал в диапазоне частот VHF. после фильтрации, amplification, and double frequency, генерировать сигнал пропускания частоты в l - диапазоне и смешивать точечный источник частоты в c - диапазоне, фильтровать, amplified, и вдвойне для генерации первого колебательного сигнала в X - диапазоне. In the process of frequency source realization, Потому что это связано со многими фазовыми циклами синтеза частот, удвоение частоты, mixing, amplification, Другие схемы, so the stray suppression or avoidance in the process of радиочастотная связь превращение особенно важно, otherwise, помехи от рассеянных сигналов влияют на качество связи в системе.

схема антенной решетки и главного и вспомогательного сканирования

В настоящее время широко используемые в инженерии методы теплоотвода включают охлаждение лопаток, фазовое охлаждение, теплообменник тепловых труб, термоэлектрическое охлаждение и т.д. наиболее распространенным способом охлаждения является ребристый отводящий зуб, в зависимости от структуры радиатора можно разделить на пластинчатый радиатор и цилиндрический отводящий зуб. цилиндрический радиатор зубьев не закрыт, охлаждение значительно лучше, чем стружки охлаждения зубов, поэтому в этой системе используется охлаждение стружки охлаждения, теоретически, чем выше число зуба охлаждения, эффект охлаждения лучше, но ширина самого зуба и расстояние между зубьями будет влиять на эффект теплоотдачи, эффект охлаждения может быть оптимизирован путем моделирования с помощью теплового программного обеспечения (Fltotherm). для удовлетворения требований по уменьшению веса радиатор изготовлен из алюминия.

Помимо вышеуказанной вспомогательной стратегии охлаждения, данный проект также включает термосмазку и термоклей на дне усилителя мощности. В то же время каждый из компонентов т / р распределен для снижения концентрации источников тепла и повышения надежности системы.

Principle block diagram of frequency synthesizer

проверка проектирования

по проекту системы, we test the antenna, Результаты инженерных испытаний синтезатора частот сходны с результатами проектирования, the typical frequency synthesizer DDS+PLL phase noise and радиочастотная связь hopping time test curve

When the intermediate frequency input is 140MHz modulation signal, модуляция 64QAM, the roll drop factor is set to 0.3, and the symbol rate is 30Mbps, типичная передача EVM для 6.9%.

4. Application scenario

At present, a high-speed broadband радиочастотная связь система, основанная на Ku - диапазоне, используется главным образом в области точечной связи, point-to-multipoint, эстафета, многоуровневая рекламная сеть, which can greatly expand the performance and system capacity of node communication.