Digital Delirium

Потребовалось скрестить HackRF cо спутниковой передающей головкой.
Засада была в следующем:
а) Голова имеет вход 75 ом
б) Голова получает питание по сигнальному кабелю
в) Голова получает опорный сигнал 10 МГц по сигнальному кабелю.

Все проблемы решаемы, но после ознакомления с ценами на какой-нибудь инжектор питания/10 Mhz для передающей головки сразу просыпается тяга к знаниям, и желание сделать это самому.

Так как IF частота равна 950-1450 MHz, а это уже СВЧ, то логично было бы сваять трансформатор на микрополосках. Начал копать эту тему и обнаружил такую вещь как широкополосный биномиальный четвертьволновой трансформатор.
Лучше всего эта тема рассмотрена вот в этом документе: http://studylib.net/doc/5628390/design-a-three-section-binomial-transformer-to-match-a-10

Основываясь на этом учебном пособии набросал скрипт на питоне, который расчитывает требуемое волновое сопротивление для каждой четвертьволоновой секции.

#!/usr/bin/env python
from __future__ import division
import cmath
import math
N = 4
ZL = 75 #desired impedance
Z0 = 50 #input impedance
F = 1.2e9
MRn = 0.005
c = 299792458
impedances = [0]*(N+2)
impedances[0]= Z0
impedances[-1] = ZL
quater_len_cm = (0.25 * (c/F)) * 100

A = (1/ (math.exp( (N+1) * math.log(2) ))) * math.log(ZL/Z0)
print A
for i in range (0, N):
    MR = ((A*math.factorial(N)) / (math.factorial(N - i) * math.factorial(i)))
    impedances[i+1] = impedances[i] * math.exp(2*MR)
print impedances

Df = 2*F - (4*F/math.pi)*math.acos(0.5 * (MRn/math.fabs(A))**(1/N) )
print "Center freq, Mhz " + str(F/1e6)
print "Band, Mhz " + str (Df/1e6) + " Low: " + str((F-(Df/2))/1e6) + " High: " + str((F+(Df/2))/1e6)
print "Quater wavelength, cm: " + str(quater_len_cm)

#!/usr/bin/env python

from __future__ import division

import cmath

import math

N = 4

ZL = 75 #desired impedance

Z0 = 50 #input impedance

F = 1.2e9

MRn = 0.005

c = 299792458

impedances = [0]*(N+2)

impedances[0]= Z0

impedances[-1] = ZL

quater_len_cm = (0.25 * (c/F)) * 100

A = (1/ (math.exp( (N+1) * math.log(2) ))) * math.log(ZL/Z0)

print A

for i in range (0, N):

MR = ((A*math.factorial(N)) / (math.factorial(N - i) * math.factorial(i)))

impedances[i+1] = impedances[i] * math.exp(2*MR)

print impedances

Df = 2*F - (4*F/math.pi)*math.acos(0.5 * (MRn/math.fabs(A))**(1/N) )

print "Center freq, Mhz " + str(F/1e6)

print "Band, Mhz " + str (Df/1e6) + " Low: " + str((F-(Df/2))/1e6) + " High: " + str((F+(Df/2))/1e6)

print "Quater wavelength, cm: " + str(quater_len_cm)

Небольшое пояснение по переменным:
N — кол-во секций трансформатора. Больше секций — шире полоса
ZL — желаемый импеданс
Z0 — входной импеданс
F — центральная частота на которой коэффициент отражения минимален.

Скрипт мне насчитал следующее:
$ ./tlcalc.py
0.0126707846284
[50, 51.28326982332162, 56.75426749658315, 66.07432648524212, 73.12326247759357, 75]
Center freq, Mhz 1200.0
Band, Mhz 622.569807826 Low: 888.715096087 High: 1511.28490391
Quater wavelength, cm: 6.2456762083

Теперь берем утилиту RFSim99, и вгоняем то что получилось

И запускаем симуляцию, прогоняя частоту от 700Мгц до 2 Ггц

Выглядит приемлимо. На частоте 950 МГц -52dB, на 1450 МГц -54dB, в центре на 1200 МГц -100dB

Следующий этап — раззвести печатную плату. И тут у меня засада. Каждый четвертьволновой участок около 6 см. Следовательно дорожки надо согнуть. Но пока я не знаю как это отразится на трансформаторе. Будем думать.

Некропостинг v2.0

Муки с широкополосным трансформатором

Некроблоггинг