Perancangan dan Pembuatan Tahap RF Downlink 436,9 Mhz untuk Portable Transceiver Ground Station Satelit Iinusat-01

Transkripsi

1 Seminar Tugas Akhir Selasa, 24 Januari 2012 Perancangan dan Pembuatan Tahap RF Downlink 436,9 Mhz untuk Portable Transceiver Ground Station Satelit Iinusat-01 Riski Andami Nafa Pembimbing : Prof. Ir. Gamantyo Hendrantoro, M.Eng.,P.hD Ir.Endroyono, DEA Teknik Telekomunikasi Multimedia Jurusan Teknik Elektro

2 Latar Belakang Penelitian Program INSPIRE - DIKTI Menguasai Teknologi Komunikasi Satelit Perkembangan Portable Ground Station untuk Satelit Iinusat Kemandirian Teknologi Aplikasi teori RF

3 Ruang Lingkup Penelitian LNA Melakukan Perancangan dan Pabrikasi LNA, Pemilihan Komponen, Pengujian LNA dan Penggabungan LNA dengan Modul Lain Downconverter Terdiri dari Local Oscillator, Mixer frequency dan PLL Synthesizer. Pemilihan LO dan Mixer. Perancangan PLL untuk portable ground station Portable GS Perancangan Regulator tegangan untuk modul LNA dan Downconverter.

4 Metodologi Perancangan LNA

5 Metodologi Perancangan downconverter

6 Blok Diagram Penelitian Ant Low Pass Filter MIXER... LOW NOISE AMPLIFIER Band Pass Filter IF Amplifier LOCAL OSCILLATOR Sistem penerima Portable Ground Station Menggunakan prinsip dari Superheterodyne Receiver.

7 Critical Desain LNA Low Noise Amplifier sesuatu amplifier yang bisa menekan / meredam besarnya kenaikan level noise ketika sinyal dikuatkan. Gain >>> dengan Noise figure <<< Gain = min 22 db Nf = max 1,5 db Supply = 5 Volt

8 Pemilihan Komponen LNA Perangkat yang digunakan adalah RF2361 Parameter Rating Unit Supply Voltage Volt DC Power Down Voltage (VPD) <Vcc VDC Input RF Level +10 dbm Temperatur Operasi C Gain Min 19.5 db NF 1,4 db Input IP3 6.5 dbm Range Frekuensi MHz Indonesian Student Conference on Satellite

9 Perancangan Schematic Rangkaian Perancangan Rangkaian VPD Bias Kolektor Transistor Transistor RF Menggunakan 2 IC RF2361 untuk mengoptimalkan Gain Output 2. Untuk tegangan Vpd diatur dengan sebuah regulator AMS1117

10 Perancangan Layout PCB LNA Perancangan layout menggunakan software DXP 2004 Hole

11 Prosedur pengujian LNA Signal Generator LNA Spectrum Analyzer Signal diatur dengan daya yang lemah misalkan -39 dbm pada frekuensi 436,9 Mhz Gain LNA = Daya terima (LNA) Daya terima (tanpa LNA) Indonesian Student Conference on Satellite

12 Gain LNA (db) X: 435 Y: Frekuensi (MHz) Gain LNA Daya Input Daya Output Frekuensi (Mhz) (dbm) (dbm) Gain (db)

13 System Downconverter Local Oscilator Local Oscilator UHF menggunakan teknik VFO (variable frequency oscillator) Indonesian Student Conference on Satellite

14 Frekuensi Resonansi C = 3 30 pf L = 9 Tap (r=3mm,l=50mm) r N 0, L 54nH 9r 10l (9 0,1180) (10 1,95645) Frekuensi resonansi minimal = f , Mhz s 2 LC

15 Range Frekuensi LO R B W 3 M H z M a r k e r 1 [ T 1 ] R B W 3 M H z M a r k e r 1 [ T 1 ] V B W 1 0 M H z d B m V B W 1 0 M H z d B m R e f 0 d B m A t t 3 0 d B S W T 2. 5 m s M H z R e f 0 d B m A t t 3 0 d B S W T 2. 5 m s M H z A -10 A 1 AP CLRWR AP CLRWR DB -60 3DB C e n t e r M H z 1 0 M H z / S p a n M H z Date: 25.OCT :44:56 409,4 Mhz -4,98 dbm -100 C e n t e r M H z 1 0 M H z / S p a n M H z Date: 25.OCT :46: Mhz -6,34 dbm

16 Frekuensi LO yang harus dicapai R B W 1 M H z M a r k e r 1 [ T 1 ] V B W 3 M H z d B m R e f 1 1 d B m A t t 3 0 d B S W T 2. 5 m s M H z 10 O B W M H z T e m p 1 [ T 1 O B W ] 1 AP CLRWR ,24 Mhz d B m M H z T e m p 2 [ T 1 O B W ] d B m M H z A -20 T 1 T DB C e n t e r M H z 3 M H z / S p a n 3 0 M H z

17 Mixer frekuensi Matching Impedance 50 Ohm PreAmplifier Mixing Signal Filter Signal

18 Hasil Pengujian Dimensi 10 x 7,5 cm Supply = 12 V DC

19 Pengujian Mixer R B W k H z M a r k e r 1 [ T 1 ] V B W 1 M H z d B m R e f d B m A t t 1 0 d B S W T 2. 5 m s M H z 1 AP A 10.7 Mhz -57,47 dbm CLRWR DB Mixer tidak dilengkapi Dengan IF Amplifier C e n t e r M H z M H z / S p a n M H z Date: 7.MAR :13:58

20 Unwanted Frequency R B W 3 M H z M a r k e r 1 [ T 1 ] V B W 1 0 M H z d B m TR 1e f d B m A t t 1 0 d B S W T 5 m s M H z -30 O B W M H z T e m p 1 [ T 1 O B W ] T d B m A M H z 1 AP T e m p 2 [ T 1 O B W ] CLRWR d B m M H z -60 Frekuensi Daya sinyal 10.7 Mhz dbm Mhz dbm Mhz dbm DB Mhz dbm Mhz dbm Mhz dbm Rangkaian Mixer ini sulit Diimplementasikan ke Sistem Portable Ground Station S t a r t M H z M H z / S t o p M H z

21 PLL Frekuensi Synthesizer Membangkitkan frekuensi VCO yang Stabil Terdiri dari tiga Komponen Utama : Phase Detektor Loop Filter VCO

22 Blok Diagram PLL UHF TC9122 (30 Mhz) Local Oscilator Crystal Crystal Oscilator Multiplier PLL Mixer Low Pass Filter (LPF) Level Converter Programable Divider Mhz Buffer Amplifier VCO FM Modulator Filter Phase Detektor (IC 5081) Oscilator Divider (TC5082L) 5.12 Mhz 5 Khz Downconverter

23 MAIN UNIT PLL Main Unit PLL bertugas membangkitkan frekuensi VCO (variable control oscillator) Menggunakan IC TC9122 sebagai programmble divider membagi freq feedback ke VCO dengan faktor pembagi Phase detector menggunakan IC TC5081 dan TC5082 membandingkan phase sinyal feedback dari VCO dengan referensi sinyal. Indonesian Student Conference on Satellite

24 Penentuan Frekuensi TC9122 Menentukan besarnya IF sistem Untuk FM 21,3 Mhz dan Mhz Menentukan besarnya frekuensi VCO fvco fdownlink fif 436,9 21,8 415, 10Mhz Menentukan besarnya Local Oscilator Crystal yang dan frekuesi multiplier. Frekuensi multiplier = 44,244 Mhz x 9 = 398,200 Mhz Frekuensi TC9122 = 415,10 398,200 = 16,9 Mhz

25 Schematic PLL

26 Blok Diagram Sistem Downconverter VCO PLL 455 Khz Multiplier MIXER Crystal Filter IF Amplifier Ceramik Filter Antena RF Amplifier & LPF LOW NOISE AMPLIFIER Mhz Mhz MIXER LO IF Amp IC IF MC3357 Switch FM Deteksi Noise Amp Deteksi Noise PAD (Packet Assembler Dissambler) Audio Frekuensi PA Squal Control

27 Schematic Downconverter

28 Downconversion system Output dari MAIN UNIT ini akan dimixing dan menghasilkan sinyal IF. Sinyal IF tersebut akan dikonversi ke baseband Untuk mixer menggunakan Transistor FET Kristal IF digunakan adalah 21,345 Mhz Menggunakan IC MC3357 sebagai konversi IF ke 455 Khz Indonesian Student Conference on Satellite

29 Pengukuran Frekuensi VCO R B W 3 M H z M a r k e r 1 [ T 1 ] V B W 1 0 M H z d B m R e f d B m A t t 1 0 d B * S W T 2. 5 m s M H z O B W M H z T e m p 1 [ T 1 O B W ] P WR T 1 T d B m M H z T e m p 2 [ T 1 O B W ] d B m A M H z DB S t a r t M H z 1 0 M H z / S t o p M H z te: 1.JAN :12:57

30 Pengukuran Sensitifitas Penerima Signal Generator Receiver Circuit Rangkaian Detektor Daya output (dbm) Tegangan LED -100,0 dbm 5 volt -100,5 dbm 5 volt -101,0 dbm 5 volt -101,5 dbm 5 volt -102,0 dbm 5 volt -102,5 dbm 5 volt -103,0 dbm 5 volt (50%) dan 0 volt (50%) -103,5 dbm 0 volt

31 Analisa receiver L L L P r P r fs fs fs 32,44 20log( f ) 20log( d) 32,44 20log(436,9) 20log(700) 142,149dB P t L G t G LNA , ,1495dBm Secara Teori, Sistem Portable Ground Station bisa bekerja dengan baik

32 Pengukuran Bandwidth Receiver Rangkaian Detektor Receiver Sistem Air medium Transceiver ICOM 91H Frekuensi (MHz) volt volt volt volt volt volt volt volt volt volt volt volt volt volt Tegangan LED

33 Sintesis Perancangan LNA menggunakan RF2361 Teknik Perancangan LO menggunakan VFO Perancangan Mixer menggunakan MOSFET dual GATE 2SK76 PLL yang dirancang adalah modifikasi HT VHF dengan mengganti local oscilator crystal dan frekuensi dari IC TC9122

34 Kesimpulan Gain LNA adalah ~33 Mhz Range frekuensi LO = Mhz dengan rata-rata daya sinyal adalah -4,77 dbm Mixer 10.7 dbm, TAPI terdapat frekuensi spurious (setelah BPF 10.7) PLL menjadi solusi, lebih stabil. Frekuensi VCO Mhz dan Programmable Divider 16,9 Mhz

35 TERIMA KASIH RISKI ANDAMI NAFA Web : Lab. Antena dan Propagas (B306)