现代小型化卫星通信设计方案
随着移动通信的不断发展，移动通信技术已经发展到第五代，第六代技术也呼之欲出，它的各项标准正在紧锣密鼓地制定中。相比于前五代技术，第六代移动通信在信号覆盖方面，将不仅仅依赖于地面基站，同时还会使用到卫星，也就是我们所说的 “天地一体化”。未来通信技术的发展趋势将推动 rf 系统实现更宽带宽、更高性能、更低功耗，同时提高频率范围且尺寸小型化的力量越来越强大。
当前卫星通信设备需求日益递增，加上体积成本和功耗方面的原因，传统的卫星通信设备已然不能满足要求，需要成本更低，体积更小，功耗更低的设备来替代。本文将从传统方案和现代小型化方案两个方面加以阐述，为大家介绍 adi 最新集成化方案。
传统超外差接收与发射方案
传统超外差接收与发射方案，可以提供很高的指标 (如 ip3 op3、p1db、隔离等)，但同时也带来了更高的成本功耗以及较大的尺寸，不利于大范围高密度部署。传统超外差收发系统，如下图 (图1) 所示：
图1 传统超外差收发系统
传统方案的具体通信链路，如下图 (图2) 所示：
图2 传统超外差接收和发射信号链
adi 集成化方案
随着软件无线电技术的发展，无线通信系统更加集成化、小型化。adi 研发出独有的第一代 transceiver 芯片 ad936x 系列，和更高带宽的第二代 ad937x 系列，以及能支持 5g 的第三代 adrv900x 和 adrv902x 系列。不仅如此，第一代产品还新开发了升级版 adrv9002/3/4 系列，提升工艺性能的同时还能降低了功耗。
ka 频段卫星通信解决方案
adi transceiver 完美解决了 sub-6g 的通信问题，当然 6g 以上乃至更高的卫星频段，adi 同样有非常集成化的解决方案。以 transceiver 为基础可以向上扩频到 x, ka .ku 频段，以下先讲解 ka 频段卫星通信解决方案。采用 ad9371 的接收机和发射机卫星通信系统，如下图 (图3) 所示，整个方案 sub-6g 模块可以固定，只需要切换射频前端就能实现不同频段的扩频通信。
图3 采用 ad9371 的接收机和发射机卫星通信系统
adi 通过不断创新研发，推出了一系列集成本振的射频前端变频模组，比如 rx: admv4420、tx: admv4530 (ka 频段)，以及最新的 ku 频段的 (tx) admv4630 和 (rx) admv4640。它们进一步简化了射频前端的设计难度，同时降低了功耗和成本。
(tx) admv4630 的基本指标参数
if to ku band upconverter with integrated pll
rf output frequency range: 14.0ghz to 14.5ghz
internal lo frequency range: 8.7ghz to 10.7ghz
if input frequency range: 3ghz to 5ghz
noise floor density: <−140 dbm/hz
matched 50Ω single-ended rf output and if input
on-chip power detector
on-chip adc
provides transmitter synthesizer lock detect
programmable at 20mhz via 4-wire spi interface
transmitter mute function
40-lead, 6mm × 6mm lfcsp package
admv4630 原理框架，如下图 (图4) 所示：
图4 admv4630 原理框图
(rx) admv4640 的基本指标参数
x/ku band to if downconverter with integrated pll
rf input frequency range: 10.7ghz to 12.7ghz
internal lo frequency range: 8.7ghz to 10.7ghz
if output frequency range: 1.4ghz to 2.2ghz
noise figure: 5.2db, minimum attenuation, lna low gain mode
matched, 50Ω, single-ended rf input and if output
on-chip temperature sensor
on-chip adc
receiver synthesizer lock detect pin
programmable at 20mhz via 4-wire spi interface
receiver standby function
40-lead, 6mm × 6mm lfcsp package
admv4640 原理框架，如下图 (图5) 所示：
图5 admv4640 原理框图
ku 波段小型化通信系统方案
变频产生的交调、互调，以及本振泄露等无用或干扰信号，在最终信号处理之前都需要被滤除，否则将对通信系统产生灾难性的后果。针对这个问题 adi 研发出可调谐带通滤波器如 admv8526 和 hmc892a，相比于传统陶瓷和腔体滤波器，它拥有更加灵活的配置和中心频率可变的优点，同时大大减小了尺寸。有了这些集成化的产品，通信系统就能实现小型化。
图6 ku波段小型化通信系统方案
admv8526 和 hmc892a 解决了传统滤波器的体积问题，同时中心频率可以灵活切换。admv8526 原理框架，如下图 (图7) 所示：
图7 admv8526 原理框图
admv8526 的基本指标参数
digitally tunable, octave, band-pass tuning
3db bandwidth: 9% ± 2%
rejection (20db): 16% away from fcenter
single chip replacement for discrete filter banks
compact 10mm × 10mm × 1.99mm lga package
除此之外， adi 还在电源上极具创新，开发出了业界噪声最低、psrr 最好的 ldo 产品 lt3042/3045，进一步提升了 lo 的相位噪声。与此同时，adi 开发出了第三代的 silent switch 技术，使得 dc/dc 转换器的性能近乎于 ldo 的指标，进一步简化了传统射频系统供电的电源树，代表产品为 lt8625s/lt8627s 系列。
图8 lt8625s 输出噪声指标
silent switcher3 架构
超低 rms 噪声 (10hz 至 100khz): 4μvrms
超低散粒噪声: 4nv/√hz (10khz 时)
在任何 pcb 上具有超低 emi 辐射
内部旁路电容可降低辐射 emi
高频高效率
lt8625s 的基本性能参数
具有高增益误差放大器的超快速瞬态响应
输入电压范围: 2.7v 至 18v
连续输出电流: 8a (最大值)
最短快速导通时间: 15ns
精密基准电压源: 整个温度范围为 ±0.8% (远程检测)
polyphase 操作: 最多 12 个相位
强制连续模式能力
可调及可同步频率范围: 300khz 至 4mhz
可编程电源良好
小型 20 引脚 4mm × 3mm lqfn 封装
总结
本文介绍了传统超外差接收与发射方案和现代小型化卫星通信方案，adi 最新集成化方案。随着技术的不断发展，adi 的产品也在不断进步，为广大工程师带来更多更好的解决方案，引领行业不断向前发展。
各种常用二极管的检测方法,Diode test methods
智能插座可以防止过充现象而自动断电吗
新一代的显示技术--MicroLED
SMT基本工艺构成要素包含哪些？
关于车联网技术在交通安全领域中的典型应用
现代小型化卫星通信设计方案
高效率具有小占用空间的转换器
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具有输入故障保护的四路输出电源参考设计适用于汽车应用
如何将物联网真正的运用到社区运营？
国内成熟的AR应用案例有哪些？
一种基于BOC信号的导航发射信道预失真方案
使用合适的高电压运算放大器安全、高效地控制和放大高电压
科创板铂力特董事张凯介绍、履历信息
当前卫星通信设备需求日益递增，加上体积成本和功耗方面的原因，传统的卫星通信设备已然不能满足要求，需要成本更低，体积更小，功耗更低的设备来替代。本文将从传统方案和现代小型化方案两个方面加以阐述，为大家介绍 adi 最新集成化方案。
传统超外差接收与发射方案
传统超外差接收与发射方案，可以提供很高的指标 (如 ip3 op3、p1db、隔离等)，但同时也带来了更高的成本功耗以及较大的尺寸，不利于大范围高密度部署。传统超外差收发系统，如下图 (图1) 所示：
图1 传统超外差收发系统
传统方案的具体通信链路，如下图 (图2) 所示：
图2 传统超外差接收和发射信号链
adi 集成化方案
随着软件无线电技术的发展，无线通信系统更加集成化、小型化。adi 研发出独有的第一代 transceiver 芯片 ad936x 系列，和更高带宽的第二代 ad937x 系列，以及能支持 5g 的第三代 adrv900x 和 adrv902x 系列。不仅如此，第一代产品还新开发了升级版 adrv9002/3/4 系列，提升工艺性能的同时还能降低了功耗。
ka 频段卫星通信解决方案
adi transceiver 完美解决了 sub-6g 的通信问题，当然 6g 以上乃至更高的卫星频段，adi 同样有非常集成化的解决方案。以 transceiver 为基础可以向上扩频到 x, ka .ku 频段，以下先讲解 ka 频段卫星通信解决方案。采用 ad9371 的接收机和发射机卫星通信系统，如下图 (图3) 所示，整个方案 sub-6g 模块可以固定，只需要切换射频前端就能实现不同频段的扩频通信。
图3 采用 ad9371 的接收机和发射机卫星通信系统
adi 通过不断创新研发，推出了一系列集成本振的射频前端变频模组，比如 rx: admv4420、tx: admv4530 (ka 频段)，以及最新的 ku 频段的 (tx) admv4630 和 (rx) admv4640。它们进一步简化了射频前端的设计难度，同时降低了功耗和成本。
(tx) admv4630 的基本指标参数
if to ku band upconverter with integrated pll
rf output frequency range: 14.0ghz to 14.5ghz
internal lo frequency range: 8.7ghz to 10.7ghz
if input frequency range: 3ghz to 5ghz
noise floor density: <−140 dbm/hz
matched 50Ω single-ended rf output and if input
on-chip power detector
on-chip adc
provides transmitter synthesizer lock detect
programmable at 20mhz via 4-wire spi interface
transmitter mute function
40-lead, 6mm × 6mm lfcsp package
admv4630 原理框架，如下图 (图4) 所示：
图4 admv4630 原理框图
(rx) admv4640 的基本指标参数
x/ku band to if downconverter with integrated pll
rf input frequency range: 10.7ghz to 12.7ghz
internal lo frequency range: 8.7ghz to 10.7ghz
if output frequency range: 1.4ghz to 2.2ghz
noise figure: 5.2db, minimum attenuation, lna low gain mode
matched, 50Ω, single-ended rf input and if output
on-chip temperature sensor
on-chip adc
receiver synthesizer lock detect pin
programmable at 20mhz via 4-wire spi interface
receiver standby function
40-lead, 6mm × 6mm lfcsp package
admv4640 原理框架，如下图 (图5) 所示：
图5 admv4640 原理框图
ku 波段小型化通信系统方案
变频产生的交调、互调，以及本振泄露等无用或干扰信号，在最终信号处理之前都需要被滤除，否则将对通信系统产生灾难性的后果。针对这个问题 adi 研发出可调谐带通滤波器如 admv8526 和 hmc892a，相比于传统陶瓷和腔体滤波器，它拥有更加灵活的配置和中心频率可变的优点，同时大大减小了尺寸。有了这些集成化的产品，通信系统就能实现小型化。
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具有高增益误差放大器的超快速瞬态响应
输入电压范围: 2.7v 至 18v
连续输出电流: 8a (最大值)
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精密基准电压源: 整个温度范围为 ±0.8% (远程检测)
polyphase 操作: 最多 12 个相位
强制连续模式能力
可调及可同步频率范围: 300khz 至 4mhz
可编程电源良好
小型 20 引脚 4mm × 3mm lqfn 封装
总结
本文介绍了传统超外差接收与发射方案和现代小型化卫星通信方案，adi 最新集成化方案。随着技术的不断发展，adi 的产品也在不断进步，为广大工程师带来更多更好的解决方案，引领行业不断向前发展。
各种常用二极管的检测方法,Diode test methods
智能插座可以防止过充现象而自动断电吗
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SMT基本工艺构成要素包含哪些？
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高效率具有小占用空间的转换器
美颜黑科技！美图M6s自拍出美出新高度
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