A Compact 20 W Block Up-Converter for C-Band Satellite Communication

In this paper, a compact 20 W block-up-converter for C-band satellite communication is designed and implemented. The designed block up-converter consists of an intermediate frequency circuit, a mixer and local oscillator, a driver amplifier, a solid-state power amplifier, waveguide circuits, and a power supply module. To reduce the size of the block-up-converter, all circuits are assembled within an housing, so its dimension is just $21{\times}14{\times}11cm^3$. Especially, the waveguide filter and microstirp-to-waveguide transition are easily implemented using an housing. Also, to meet spurious and harmonics specification, various compact microstrip filters including an elliptic filter are integrated. Measurement results show that the developed block up-converter has good electrical performances: the output power of 43.7 dBm, the minimum gain of 65 dB, the gain flatness of ${\pm}1.84$, the IMD3 of -35 dBc, and the harmonic level of -105 dBc.

C-대역 위성 통신용 20 W급 주파수 상향 변환기의 소형화

본 논문에서는 C-대역 위성 통신용 20 W급 주파수 상향 변환기(BUC: Block Up Converter)를 소형화하기 위한 설계 방안을 제안하고, 이에 따른 제작 및 측정 결과를 제시하였다. 개발된 주파수 상향 변환기는 모뎀의 신호를 입력받아 적절한 주파수 필터링과 신호 세기 조절 및 전력 증폭 기능을 수행하며, 중간 주파수 회로, 국부 발진기 및 주파수 혼합기, 구동 증폭기, 전력 증폭기, 도파관 회로 및 전원 모듈의 6개 블럭으로 구성된다. 본 논문에서는 BUC를 소형화하기 위하여 개별 블럭을 각각 제작하여 케이블 등으로 연결하는 대신, 하나의 하우징 내에서 집적화하여 제작함으로써, $21{\times}14{\times}11cm^3$의 크기만을 가지도록 하였다. 특히 가장 큰 면적을 차지하는 도파관 필터 및 마이크로스트립-도파관 변환기를 하우징에 직접 제작하여 크기를 축소시켰다. 또한 Elliptic 필터를 포함한 다양한 마이크로스트립 필터를 설계하여 스퓨리어스 및 하모닉 규격을 만족시켰다. 제작된 주파수 상향 변환기는 43.7 dBm의 출력, 65 dB 이상의 이득, ${\pm}1.84$의 이득 평탄도, -35.7 dBc의 IMD3, -105 dBc의 하모닉 값을 가지는 우수한 특성을 나타내었다.