Módulo Convertidor de 2 Canales de 1–18 GHz: Estabilidad de Fase entre Canales y Sensibilidad en Receptores Multicanal

Los sistemas de radiogoniometría (DF) multiantena, los interferómetros espaciales y los receptores de radar monopulso determinan el ángulo de llegada (AoA) midiendo las diferencias de fase y amplitud asociadas a las distintas líneas de base de la antena. Al emplear dos convertidores descendentes independientes de un solo canal, la deriva independiente de los osciladores locales (LO) y las diferencias en las condiciones térmicas entre los módulos pueden provocar una deriva de fase relativa, aumentando la carga sobre las redes de calibración y los algoritmos de procesamiento digital de señales. El Módulo convertidor síncrono en fase de 2 canales de 1–18 GHz (SKU: 0118G-1G-600M-2CH) proporciona una arquitectura de dos canales para aplicaciones sensibles a la fase, utilizando una red de distribución de oscilador local interno compartido para mantener la operación coherente entre canales dentro de un chasis unificado. Al operar en la banda de 1 a 18 GHz con una figura de ruido de 8 a 10 dB, una ganancia de potencia nominal de 55 dB y una supresión de espurios de 50 dBc, el módulo proporciona una conversión descendente de doble canal adaptada para receptores de microondas de banda ancha.

Coherencia intercanal: Reducción de la deriva de fase relativa de 1 a 18 GHz

Las arquitecturas de recepción sensibles a la fase dependen de la predictibilidad del seguimiento de fase intercanal en todo el rango de frecuencias de operación y durante los periodos de funcionamiento:

• Desfases estáticos entre canales: Las diferencias en las longitudes de las líneas de transmisión internas y las tolerancias de los componentes activos generan desplazamientos fijos de fase y amplitud entre el Canal 1 y el Canal 2. Estas desviaciones estáticas pueden medirse durante la calibración en fábrica y compensarse a nivel de sistema.
• Variaciones térmicas: Los gradientes térmicos entre módulos físicos separados provocan un desplazamiento de fase asíncrono a lo largo del tiempo. Integrar dos canales en una única estructura mecánica somete ambas vías de conversión a un entorno térmico más homogéneo, reduciendo la divergencia térmica relativa entre canales.
• Arquitectura de LO compartido: Los dos canales de conversión emplean una arquitectura de oscilador local interno compartido diseñada para mantener una operación coherente entre canales. Distribuir una referencia de LO única hacia los mezcladores de ambos canales reduce la deriva de fase relativa en comparación con esquemas basados en sintetizadores independientes alojados en chasis separados.

Especificaciones completas: 0118G-1G-600M-2CH

La siguiente tabla resume los parámetros eléctricos, mecánicos y ambientales del módulo convertidor de doble canal:

Parámetro	Especificación (0118G-1G-600M-2CH)	Importancia para el diseño del sistema
Frecuencia de entrada de RF	1 – 18 GHz	Cobertura continua de microondas multioctava
Número de canales	2 canales	Adquisición simultánea de señales en dos canales
Frecuencia de salida de FI	1.0 / 1.2 GHz	Interfaz estandarizada de frecuencia intermedia
Ancho de banda instantáneo de FI	500 / 700 MHz	Ventana de captura amplia para señales complejas
Ganancia de potencia	55 dB (nominal)	Amplificación de alta ganancia directa a nivel de FI
Figura de ruido	8 – 10 dB	Rendimiento de ruido especificado de 8–10 dB
Input P1dB	-20 dBm	Umbral de linealidad en la entrada para cada canal
Nivel máx. de entrada (sin daño)	+3 dBm	Potencia máxima de entrada de RF admisible sin daño
Supresión de espurios	50 dBc	Atenuación de armónicos y productos de mezcla no deseados
Resolución de sintonización	1 MHz	Paso de síntesis de frecuencia entre 1 y 18 GHz
VSWR de entrada	2.0:1 (máx.)	Adaptación de impedancia en puerto de RF de 50 ohmios
VSWR de salida	1.6:1 (máx.)	Adaptación de impedancia en línea de salida de FI de 50 ohmios
Alimentación de CC	+12 VCC	Bus estandarizado de alimentación de corriente continua
Consumo de potencia	30 W	Consumo eléctrico nominal del módulo
Dimensiones físicas	180 mm × 150 mm × 25 mm	Factor de forma mecánico para integración en subsistemas
Masa de la unidad	2 kg	Masa total para la integración mecánica
Tipo de refrigeración	Aire forzado interno integrado	Gestión térmica interna de los componentes
Temperatura de funcionamiento	-40 °C a +75 °C	Rango térmico operativo de referencia
Temperatura de almacenamiento	-45 °C a +85 °C	Límites admisibles de almacenamiento ambiental
Humedad de funcionamiento	95% RH (sin condensación)	Operación con hasta 95% RH sin condensación
Conectores de RF / FI	SMA hembra (entrada y salida)	Interfaces coaxiales estándar de 50 ohmios

Sensibilidad y distribución de ganancia: Figura de ruido de 8–10 dB con 55 dB de ganancia nominal

La figura de ruido de la etapa de entrada es un factor clave para la sensibilidad del receptor en la banda de 1 a 18 GHz:

• Figura de ruido especificada (8–10 dB): El módulo especifica una figura de ruido de 8 a 10 dB en la banda de operación. En función de los requerimientos de sensibilidad, la ganancia de antena y las pérdidas en cables, este nivel de figura de ruido puede reducir o incluso eliminar la necesidad de un LNA externo en determinadas configuraciones del sistema.
• Perfil de ganancia de potencia: Para ambos canales se especifica una ganancia de potencia nominal de 55 dB. Esto proporciona un nivel de señal de FI adecuado ante entradas de RF débiles, reduciendo la necesidad de etapas intermedias de ganancia antes de la digitalización.
• Rango dinámico lineal: Con un punto de compresión de 1 dB de entrada ($P_{\text{1dB}}$) de -20 dBm y un nivel de entrada máximo admisible de +3 dBm sin daño, la operación normal exige mantener un margen adecuado por debajo de -20 dBm cuando el sistema demanda alta linealidad y reducida intermodulación.

Linealidad espectral y sintonización de frecuencia en entornos congestionados

La operación de receptores multicanal en escenarios electromagnéticos densos requiere pureza espectral y una sintonización precisa:

• Supresión de espurios: El valor de supresión de espurios se especifica en 50 dBc, lo que limita la amplitud de los componentes espectrales no deseados en la salida del convertidor. Esta especificación es relevante en sistemas que operan en entornos de alta densidad de señales, donde los productos espurios podrían interferir con señales débiles.
• Arquitectura de canales: El conjunto integra dos vías independientes de conversión de RF que permiten la recepción simultánea de dos señales, con un VSWR máximo especificado de 2.0:1 en la entrada y 1.6:1 en la salida.
• Síntesis de frecuencia: El sintetizador integrado proporciona una resolución de sintonización de 1 MHz en todo el rango de 1 a 18 GHz, facilitando el centrado preciso de la señal recibida dentro del ancho de banda instantáneo de FI de 500 MHz o 700 MHz.

Formato mecánico, gestión térmica e integración en plataforma

Integrar dos cadenas completas de conversión con 55 dB de ganancia en un chasis unificado requiere previsiones mecánicas y eléctricas adecuadas:

• Dimensiones y masa del chasis: La envolvente mide 180 mm × 150 mm × 25 mm con una masa total de 2 kg, constituyendo una unidad compacta para integración en bahías con limitaciones de espacio.
• Alimentación de CC y disipación térmica: El consumo total de potencia se sitúa en 30 W alimentado desde una línea de +12 VCC. La evacuación térmica se realiza mediante un sistema interno integrado de aire forzado. La plataforma huésped debe proporcionar un flujo de aire suficiente durante el servicio continuo para facilitar la operación dentro del rango especificado de -40 °C a +75 °C.
• Enrutamiento de interfaces de FI: Las señales de salida a frecuencias intermedias de 1.0 GHz o 1.2 GHz con anchos de banda de 500 MHz o 700 MHz se entregan a través de conectores SMA hembra independientes de 50 ohmios. Para preservar las relaciones de fase relativa hacia las etapas de procesamiento digital, los conjuntos de cables coaxiales externos de FI que conectan el módulo a los ADC multicanal deben estar adaptados en fase y retardo de propagación.

Preguntas Frecuentes (Integración de Módulo de Doble Canal)

P: ¿Cómo ayuda una arquitectura de oscilador local interno compartido a los receptores sensibles a la fase?

R: Al utilizar dos convertidores independientes, sus osciladores locales pueden presentar derivas asíncronas causadas por la temperatura y el envejecimiento, introduciendo desfases no coordinados entre los canales receptores. Distribuir la señal de los mezcladores a partir de una red de LO compartido dentro de un único chasis permite alimentar ambos canales desde una fuente de LO común, lo que ayuda a reducir la divergencia de fase relativa entre las vías.

P: ¿Cómo influye una figura de ruido de 8 a 10 dB en el diseño del front-end del receptor?

R: Una figura de ruido de 8 a 10 dB proporciona características de ruido más favorables en la cadena de recepción en comparación con convertidores de mayor figura de ruido. En sistemas con pérdidas reducidas entre la antena y el convertidor, el módulo puede conectarse directamente a los elementos radiantes, dependiendo del presupuesto de ruido y de las pérdidas del sistema.

P: ¿Qué precauciones deben tomarse con el cableado en las salidas duales de FI?

R: Puesto que los algoritmos de radiogoniometría evalúan la diferencia de fase entre canales, los conjuntos de cables coaxiales exteriores que unen los puertos de FI de 1.0 / 1.2 GHz con los convertidores analógico-digitales (ADC) pasan a formar parte del trayecto eléctrico total. Los cables deben estar adaptados en fase y calibrados en retardo. Asimismo, dado que cada canal proporciona 55 dB de ganancia de potencia, debe verificarse que la escala de entrada del digitalizador tolere los niveles de cresta de FI previstos sin recorte de señal.