X-Band Low Noise Converter
Projektziel ist, einen X-Band-Empfangskonverter zu realieren. Dieser sollte als eigenständige Einheit funktionieren können und neben guter Empfangsperformance vor allem das Ziel der Nachbausicherheit erfüllen.
Als Anwendungsgebiete kommen der Empfang von Satelliten-Downlinks (v.a. Erdbeobachtungssatelliten) und der Nachweis von Deep-Space-Missionen in Betracht. Während erstere Anwendung vor allem Anforderungen an Phasenrauschen und Linearität stellt, erfordert letztere vor allem eine geringe Rauschzahl.
Anforderungsanalyse
Frequenzbereich: 8.0 - 8.5
GHz
ZF-Bereich: 1.0 - 1.5
GHz (kompatibel mit günstigen SDR-Lösungen, Sat-Empfängern, etc.)
Rauschzahl: <1 dB
Stromversorgung: 11-15V via ZF-Ausgang
LO-Stabilität durch 10
MHz-Eingang bestimmt
Phasenrauschen: Vergleichbar mit Ku-Band-PLL-LNB (TBD)
Spiegelfrequenzunterdrückung: >40 dB (TBD)
Alle Bauteile RND und bei Mouser erhältlich
Blockschaltbild
LNA - LNA - BP-Filter - LNA - Mixer - Amp - LP-Filter - Bias-Tee - IF Output
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----- Synthesizer - 10 MHz Input
Kosten
Preiskalkulation für Bestellungen von 5 Stück. Preise inkl. MwSt.
PCB: 57€ pro Leiterplatte (50€ inkl. Überlieferung)
Bauteile: 60€ pro Leiterplatte (ohne SMA)
Gehäuse: 9,70€ pro Leiterplatte
Gehäuse-Bearbeitung?
8.4 GHz-LNA (Frontend)
Simulationsergebnisse aus ADS:
PCB
Elektronikdesign
Errata
Absorptive Resonanz im Nutzband des Bias-Tees
Vorwiderstand für Lock-Detect-LED zu klein
Fehlender DC-Pfad für Referenzdetektor
ungerouteter Leiterzug zu VCO-Versorgungsspannung
MIC5209 schwingt auf 10 kHz wegen zu niedrigem ESR des Ausgangskondensators
Sinus-zu-Rechteck-Wandlung mit Komparator produziert zu viel Phasenrauschen
U9 (ADCMP600) durch PL133-37 ersetzen
R17, R25, C63, C62 nicht bestücken
C43, R26 durch 0 Ohm-Widerstand ersetzen
R18, R19 durch (Shottky)-Dioden ersetzen (R18 Anode an GND, R19 Kathode an Vcc)
Inbetriebnahme / Messungen
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PLL erzeugt 4 dBm am Mixer-Port, genug Marge für spezifizierte
LO-Power am Mixer
Stromverbrauch 110 mA
Schwingender MIC5209-5.0 erzeugte Spurs, Tantal-Elko am Ausgang notwendig (siehe Errata)
Phasenrauschen mit interner Referenz Datenblattkonform
Phasenrauschen mit externer Referenz 10-15 dB erhöht - Ursache ist der Random Jitter des ADCMP600
Bestückung & Messung ZF
HF-Input → IF-Output
IF-Gain (Passband, LNA-Gain und Mixer Conversion Loss herausrechnen
Gesamtperformance (Gain, NF)
Gehäuse