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.

• 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

LNA - LNA - BP-Filter - LNA - Mixer - Amp - LP-Filter - Bias-Tee - IF Output
                                |
                                ----- Synthesizer - 10 MHz Input

Preiskalkulation für Bestellungen von 5 Stück. Preise inkl. MwSt.

• PCB: 57€ pro Leiterplatte (50€ inkl. Überlieferung)
  • Angebot LeitOn: leiton-angebot.pdf
• Bauteile: 60€ pro Leiterplatte (ohne SMA)
• Gehäuse: 9,70€ pro Leiterplatte
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Simulationsergebnisse aus ADS:

• Breitbandperformance
• Passbandperformance

Elektronikdesign

• Fertigung auf 0,51mm RO4003C
• Schaltplan: Eagle PDF
• Layout: Eagle, Gerber
  • (Gerber-Translation für ADS-Layout: X=112, Y=-56,2)
  • Errata: Bias Tee-Kondensatoren durch 100pF ersetzen
  • Errata: 100R an Lock Detect-Ausgang auf 1k vergrößern
• ADS-Files: TODO
• Digikey-Warenkorb: XLS
  • Es fehlen: 3x10pF 0402, 1x10R 0402, 2x33R 0402

• Messung ZF-Leitung
  • Insertion loss < 0.4 dB
  • Am Bias Tee: 10 pF statt 100 nF || 10 pF (100nF erzeugten Resonanz bei 1.5 GHz)
  • Bias-Tee-Stub ist etwas zu kurz (Aktuell: Etwa 1.45 GHz statt 1.25
• Messung Mixer-Output → IF-Port
  • Gain > 30 dB
  • Bis 20 dBm Output noch keine Kompression messbar
• Bestückung Stromversorgung & LNA, Messung LNA
  • Arbeitspunkte an allen Transistoren stimmig
    • 2 V an den Drains, 10 mA Strom
    • 0.3 - 0.4 V an Gates
  • HF-Input → Mixer-RF-Input
  • Gain
  • Anpassung am Mixer-RF-Input
  • Stabilität (open input, 50R load)
  • Noise Figure
• Bestückung & Messung LO
  • Mixer-LO-Input
  • Power
  • Spurs
  • 10 MHz Reflock
  • Lock detect
• Bestückung & Messung Mixer
  • HF-Input → Mixer-Output
  • Conversion Loss (Passband, LNA-Gain herausrechnen)
• Bestückung & Messung ZF
  • HF-Input → IF-Output
  • IF-Gain (Passband, LNA-Gain und Mixer Conversion Loss herausrechnen
  • Gesamtperformance (Gain, NF)

• Sonstiges
  • Stromaufnahme LNA+ZF-Verstärker: 52mA @ 10V (3x10mA LNA + 22mA ZF-Verstärker), passt

• Solidworks Design-Files: TODO *
• Zeichungen
  • Gehäusekörper: PDF, STEP
  • Deckel: PDF, STEP