8-Kanal Breitband SDR-Transceiver mit integriertem RF-Frontend bis zu 6 GHz
Das SDR6004 ist ein 8-Kanal Breitband SDR-Transceiver mit integriertem RF-Frontend bis zu 6 GHz. Die digitale Basisband-Signalverarbeitungshardware ist modular aufgebaut. Das RFSoC-Modul auf dem Mainboard beinhaltet alle digitalen und analogen Schnittstellen. Die RF-Control-Platine ist eine separate Platine zur Konfiguration und Steuerung der RF-Frontend-Module. Das Mainboard dient als Träger zur Aufnahme des RFSoC-Moduls und zur Verarbeitung/Verteilung der RFSoC-Schnittstellensignale. Zudem enthält es den globalen Taktteil, die Erzeugung der benötigten Betriebsspannungen und die PCIe x4 Gen.3 Schnittstellen zum Anschluss von zwei M.2- oder U.2 NVME-SSD-Festplatten.
Auf dem Mainboard ist eine Notabschaltung für das Eingangssignal direkt an den ADC-Eingängen vorgesehen. Die Notabschaltung soll verhindern, dass unzulässig hohe Signalpegel am ADC anliegen und die DSA-Eingangsstufe (Digital Step Attenuator) beschädigen. Zu diesem Zweck ist in jedem ADC-Kanal ein HMC536LP2E-Switch eingebaut. Die Steuerung des Switches erfolgt für jeden Kanal separat über einen RFSoc-Ausgang.
Die acht Multiband-Sende-/Empfangsmodule (MTR) für den Frequenzbereich bis zu 6 GHz stellen in Senderichtung die notwendige Sendeleistung für die bevorzugten Bandabschnitte und im Empfangsfall die erforderliche Vorverstärkung für ein optimales Rauschverhalten bereit.
Das RF-Control-Board dient der Steuerung und Stromversorgung der MTR-Module oder externer RF-Frontends. Die dynamische Steuerung der RF-Frontends, d.h. die Einstellung der Steuerparameter in Form von Registerinhalten für die einzelnen Frontends, erfolgt vom RFSoC aus. Diese Steuerdaten werden auf dem RF-Control-Board entsprechend der Frontend-spezifischen Hardwareschnittstelle aufbereitet und an die einzelnen Frontend-Module übertragen. Die Hauptkomponente ist ein Spartan-7 FPGA, das über eine SERDES-Schnittstelle mit dem RFSoC verbunden ist. Auf dem RF-Control-Board sind insgesamt 12 konfigurierbare Steuerschnittstellen vorhanden.
Das Chassis des SDR6004 besteht aus einzelnen Aluminium-Frästeilen für jede Wand / Deckel / Boden, die miteinander verschraubt werden, um eine optimale Funktionssicherheit und HF-Schirmwirkung zu erreichen. Zusätzlich sind die MTR-Module in geschirmten Fräskassetten untergebracht. Der HF-Teil der Basisbandbaugruppe ist ebenfalls abgeschirmt (Fräskassette) und mit einem verschraubten Deckel/Boden versehen, um Störungen zu minimieren. Für die Wärmeabfuhr sorgen vier leistungsstarke Lüfter, die an einer Seitenwand montiert sind und einen quer verlaufenden Luftstrom durch das Gehäuse erzeugen. Die Luftzufuhr und -abfuhr erfolgt durch Perforationen in den Seitenwänden im Bereich der Lüfter. Um auch in diesem Bereich eine gute HF-Abschirmwirkung zu erreichen, wurden die Seitenwände mit einer Wandstärke von 12 mm ausgeführt. Die Lufteintrittslöcher sind mit einem Durchmesser von 3 mm gebohrt. Durch das Verhältnis von 4:1 (Länge/Durchmesser) der Lufteintrittslöcher wird eine gute HF-Abschirmwirkung erreicht.
Das Basic Board Support Package des SDR6004 besteht aus Xilinx Vivado Design mit Testroutinen für RFSoC und zugehörigen Hardwarekomponenten und Schnittstellen, einem Beispiel-Design ADC-Schnittstelle zur synchronen Abtastung der ADC-Werte, einem Beispiel-Design DAC-Schnittstelle zur synchrone Senden der DAC-Werte und einem Taktmanagement mit Bereitstellung der systeminternen Takte (Abtasttakt, Prozessor-/Speicher- und Modultaktmanagement).
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