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HF-Praxis 7/2014

Mikrowellentechnik Bild

Mikrowellentechnik Bild 5: Das Blockdiagramm des ZF-Senderchips HMC7436LP5ME Bereich von 25 bis 3000 MHz abdeckt, oder vom HMC833L- P6GE, der bis 6 GHz reicht. Bild 6: Das 18-GHz-Chipset-Referenzdesign Der HMC819LC5 in der Senderkette ist ein subharmonisch gepumpter I/Q-Sender, der einen Frequenzverdoppler im LO-Pfad sowie ein Paar doppelt balancierter Mischerzellen und einen unsymmetrischen Treiber-Ausgangsverstärker enthält. Dieser hochlineare I/Q-Sender ist für Mikrowellenfrequenzen von 17,7 bis 23,6 GHz vorgesehen und liefert 15 dB Mischverstärkung bei 35 dB Seitenbandunterdrückung. Dem Upconverter folgt das spannungsvariable Dämpfungsglied HMC812LC4, das verwendet wird, um die Ausgangsleistung der Senderkette einzustellen. Es ist von 5 bis 30 GHz einsetzbar und bietet einen kontinuierlich einstellbaren Dämpfungsbereich von 0 bis 30 dB. Die Implementierung des VVA in diesem Abschnitt ermöglicht es dem Funkgerät, seine Ausgangsleistung dynamisch einzustellen, abhängig von den jeweilige Umgebungsbedingungen. Der auf den VVA folgende Leistungsverstärker HMC6981LS6 liefert 2 W Ausgangsleistung . Der hochlineare Mikrowellen- Leistungsverstärker deckt den Frequenzbereich von 15 bis 20 GHz ab und zeichnet sich durch folgende Daten aus: • Verstärkung: 26 dB • P1 dB: +33,5 dB • OIP3: 43,5 dB Der Verstärker enthält einen temperaturkompensierten Leistungs- Detektor, der in einer geschlossenen Regelschleife dazu verwendet werden kann, konstante Leistung auch bei Temperaturschwankungen zu liefern. Das LO-Signal für den Upconverter wird vom HMC765LP6CE geliefert, einem Fraktional-PLL/ VCO, der den Bereich von 7,8 bis 8,8 GHz mit einem Rauschen von –101 dBc/Hz bei geschlossenem Regelkreis abdeckt. Das 18-GHz-Empfänger- Chipset-Referenzdesign konvertiert 18-GHz-Signale von der Antenne herunter zu einer 140-MHz-ZF, die über Koaxialkabel zurück zur IDU geleitet wird. Im Empfängerbereich des HMC966LP4E (siehe Bild 6) befindet sich ein subharmonisch gepumpter Low-Noise- Downconverter (LNC), der für Eingangsfrequenzen von 17 bis 20 GHz ausgelegt ist. Er ist mit einem Frequenzverdoppler im LO-Pfad und zwei doppelt balancierten Mischerzellen ausgestattet. Der HMC966LP4E akzeptiert ein subharmonisches LO-Eingangssignal zwischen 7,5 und 11,75 GHz, unterstützt Zwischenfrequenzen von DC bis 3,5 GHz und erreicht eine Spiegelfrequenzunterdrückung von 40 dBc sowie eine niedrige Rauschzahl von 2,5 dB. Dem LNC folgt der hoch integrierte ZF-Empfänger-Chip HMC7362LP6JE, der das heruntergemischte Signal auf eine 40 hf-praxis 7/2014

Mikrowellentechnik Bild 7: Blockdiagramm des ZF-Empfängerchips HMC7362LP6JE ZF von 140 MHz umsetzt, die zurück zur IDU geführt wird. Wie Bild 7 zeigt, enthält der Empfänger drei VGAs, die 80 dB analoge Verstärkungsregelung ermöglichen, außerdem drei Leistungsdetektoren, einen programmierbaren AGC-Block sowie wählbare, integrierte Bandpassfilter (14, 28, 56 MHz Bandbreite). Diese Filter können auch umgangen werden, um eine Filterung außerhalb des Chips für andere anwenderdefinierte Bandbreiten zu ermöglichen. Der HMC7362LP6JE-ZF-Empfängerchip wurde für hochlinearen Betrieb ausgelegt und unterstützt Modulationsarten bis zu 4096 QAM sowie Bandbreiten bis zu 112 MHz. Er hat einen HF-Eingangsbereich von 0,8 bis 4 GHz und ist in einem kompakten, 40-poligen 6x6-mm- Standard-QFN-Gehäuse untergebracht. Der HMC7362LP6JE unterstützt auch Basisband-I/Q-Interfaces hinter dem Mischer, so dass die Chips in der ganzen ODU- Konfiguration eingesetzt werden können. Für alle anderen Mikrowellenbänder können Entwickler Chipsets auswählen, um alle lizenzierten Mikrowellenbänder von 6 bis 42 GHz zu erfassen. Die in Tabelle 1 aufgeführten Bauteile stellen eine kleine Auswahl der von Hittite für Mikrowellen- Funkanwendungen erhältlichen Komponenten dar. Die ZF-Sender- und Empfänger- Chips HMC7436LP5ME und HMC7362LP6JE unterstützen alle standardmäßigen Mikrowellenbänder von 6 bis 42 GHz. 18-GHz-Punkt-zu-Punkt 1024-QAM-Verbindungsdemonstration Um die Leistung der Tx- und Rx- Chipsets zu validieren, wurde eine 18-GHz-Punkt-zu-Punkt- Mikrowellenverbindung eingerichtet. Hittite-Microwave Corp. und Xilinx arbeiteten zusammen, um den Demonstrationsaufbau in Bild 8A zu entwickeln. Der Demonstrationsaufbau Bild 8a: Mikrowellenlink-Demonstrationsanordnung für 18 GHz hf-praxis 7/2014 41

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© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel