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Technique RF
Conception du système de communication RF en bande Ku
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Conception du système de communication RF en bande Ku

Conception du système de communication RF en bande Ku

2021-08-16
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Author:Fanny

Nowadays,Ku band Communication par radiofréquence, more and more information is carried by media, En particulier le flux vidéo multimédia HD, which require more and more real-time information transmission. Ces exigences ont entraîné une augmentation progressive du taux de transmission de l'information.. Actuellement, La technologie des communications sans fil est en plein essor, and LTE and 5G technology come one after another. Selon le théorème de Shannon, Le taux de communication sans fil dépend de la largeur de bande du canal. The wider the bandwidth, Plus le taux est élevé, plus la capacité est grande. In the lower frequency bands such as VHF, UHF, L, Et S, the spectrum resources are crowded and the available bandwidth is limited. Alors..., the development of higher frequency bands to obtain wider channel bandwidth is an inevitable trend of future communication system development.

1. Conception du système

The Ku band Communication par radiofréquence system proposed in this paper uses beamforming technology to cover the full 360° range with a 4-plane array antenna distributed at 90°. Chaque réseau d'antennes se compose de 4 éléments, Connectez - vous à chacun des 4 composants tr. After amplitude and phase weighting, they are collected into the same frequency conversion channel to form a 4*4 RF MIMO system. Public resources and upper management are all centralized in a central unit to facilitate interconnection. Dans la structure du modèle, L'Unit é centrale est connectée à l'ensemble tr par un connecteur pour la commande d'interaction du signal, Chaque composant tr a une unit é de traitement de bande de base distincte, which can also send the digital if to the CENTRAL processor for centralized processing (to achieve spatial diversity).

Par rapport au système traditionnel à réception unique, Le système est basé sur l'anti - brouillage et la confidentialité de l'application tactique militaire, Haute vitesse, large capacity, Adaptation aux besoins globaux, the comprehensive considerations Ku band signal wavelength itself, Forte directivité, large transmission loss adverse factors, Comme le courant dominant de la technologie de modulation des investissements directs à l'étranger, Rendre le système plus résistant aux interférences, At the same time, Spectre à haute fréquence Disponibilité. MIMO and smart antenna technology are adopted to make reasonable use of the performance of beam diversity and antenna spatial multiplexing so that the system can support multi-user, Multidirectionnel, adaptive large-capacity data transmission as far as possible, Et ça pourrait marcher.. Resist the influence of multipath fading on system performance during signal transmission.

 Communication par radiofréquence

Schéma général du système

2. Subsystem scheme design

2.1 conception de l'antenne

Réduire le profil global du système, a uniform linear array microstrip antenna is used in the antenna part. La technologie de rayonnage en réseau peut être utilisée pour obtenir une directivité élevée, wide-coverage, Résistance à la décoloration. This type of antenna design can realize multi-sector scanning by amplitude/Pondération de phase de la source d'excitation du réseau d'antennes. In addition, La recherche de direction de la source d'interférence peut être réalisée. If interference is detected, Le Profil d'antenne peut former une onde d'entaille nulle dans la direction d'interférence par faisceau pour supprimer l'interférence.

2.2 conception de la liaison émetteur - récepteur

Transceiver link including TR component and variable frequency channel can be tailored according to requirements, in the microwave RF front-end adopted digital phase-shifting attenuator, in frequency conversion circuit, Circuit d'onduleur secondaire superhétérodyne, Comme mode hybride de vibration à haute et basse fréquence, decrease the difficulty of the realization of the frequency synthesizer and circuit design of the AGC control circuits and protective isolation circuit, Le circuit de sélection de fréquence effectue la sélection de fréquence, frequency conversion, Linéarisation et Zoom du signal reçu, and finally provides it to the baseband processor for signal demodulation.

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Disposition préliminaire du système

2.3 conception du synthétiseur de fréquence

En général, there are three types of frequency synthesis available: direct frequency synthesis (DS), indirect frequency synthesis (PLL), and direct digital frequency synthesis (DDS).

This through the scheme design of frequency synthesizer using DDS with PLL frequency doubling frequency point source mixing achieve the ultimate source of frequency hopping a boost output, La source de référence pour l'étalonnage de la phase de réception et de transmission adopte directement la méthode de saut de fréquence PLL, Schéma de synthèse de toutes les sources de fréquence, the scheme of the whole idea is to crystal vibration signal of four-power splitters divided into four roads, Une horloge utilisée comme source de fréquence de référence pour l'étalonnage de phase de transmission et de réception, and the C-band signal was generated by PLL frequency hopping locking, La source de fréquence de référence en bande Ku est ensuite sortie par filtrage et doublement de fréquence.. The other signal serves as the reference clock of the baseband processor; The third signal, Horloge de référence comme source de fréquence ponctuelle en bande C, is locked by PLL to generate the C-band point frequency signal, Il est ensuite mélangé avec le signal de saut de fréquence de sortie DDS pour générer un signal RF en bande C de conversion vers le Haut, and then the second frequency doubling to generate the x-band first vibration signal. Enfin., one signal is used as the reference clock of the l-band point frequency source, Verrouillé par une boucle verrouillée en phase pour générer un signal de fréquence ponctuelle en bande L. Then, Le pouvoir est divisé en deux modes. One way is used as the two local oscillators of the system through filtering and amplification, Une autre façon de générer un signal de saut de fréquence dans la bande VHF en tant qu'horloge de référence du DDS de saut de fréquence. Après filtration, amplification, Double fréquence, the l-band fH signal is generated and the c-band point frequency source is mixed, Filtration, amplified, Et double pour produire le premier signal de vibration en bande X. Dans la mise en œuvre de la source de fréquence, because it involves many PLL frequency synthesis, Octave, mixing, amplification, and other circuits, Ainsi, dans le processus de suppression ou d'évitement des parasites, Communication par radiofréquence conversion is particularly important, Sinon, the interference of stray signals will affect the communication quality of the system.

Communication par radiofréquence

Schéma de balayage du réseau d'antennes et des sous - stations principales

At present, the commonly used heat dissipation methods in engineering include fin heat dissipation, Refroidissement par changement de phase, heat pipe heat transfer, Réfrigération thermoélectrique, Attendez un peu!. The most used heat dissipation method is fin heat dissipation teeth, Selon la structure différente, les dents de dissipation de chaleur peuvent être divisées en dents de dissipation de chaleur de plaque et dents de dissipation de chaleur de colonne.. Guide dentaire du radiateur de colonne non fermé, the cooling effect is better than chip cooling tooth is obvious, Donc,, in this system used the chip cooling of cooling methods, Dents de refroidissement théoriques, the higher the cooling effect is better, Mais la largeur et l'espacement des dents ont également un effet sur la dissipation de chaleur., its cooling effect can be through thermal design software to simulation optimization (Flotherm). Les dents de refroidissement sont en aluminium pour répondre aux exigences de réduction de poids.

En plus de la stratégie de conception assistée par dissipation de chaleur décrite ci - dessus, le projet a également ajouté de la graisse thermique et de la colle thermique au fond de l'amplificateur de puissance. En même temps, chaque module T / R est distribué afin de réduire la concentration de la source de chaleur et d'améliorer la fiabilité du système.

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Schéma de bloc du synthétiseur de fréquence

3. Engineering design verification

According to the system design scheme, we test the antenna, Les résultats des essais techniques du synthétiseur de fréquence sont similaires à ceux de la conception., the typical frequency synthesizer DDS+PLL phase noise and Communication par radiofréquence hopping time test curve

When the intermediate frequency input is 140MHz modulation signal, Le mode de modulation est 64qam, Le facteur de chute du rouleau est réglé à 0.3, Le taux de symbole est de 30 Mbps, Un EVM de transmission typique est 6.10%.

4. Application scenario

At present, Haut débit et large bande Communication par radiofréquence Le système basé sur la bande Ku est principalement utilisé dans le domaine de la communication point à point, Point à multipoint, relay, Réseau publicitaire à plusieurs niveaux, which can greatly expand the performance and system capacity of node communication.