RF-viestit eivät välitä yhtä bittiä informaatiota kantoaallon sykliä kohti - se olisi digitaalista kantataajuista viestintää ja se vaatii uskomattoman paljon kaistanleveyttä. Muuten voit ostaa FPGA-levyjä, joissa on sisäänrakennetut 28 Gbps: n serdes-kova lohkot. Nämä voivat sarjoittaa ja deserialisoida 100G: n ethernet-tiedot (4x25G + koodaava yleiskustannus). Oletan, että '' perustaajuus '' olisi tässä tapauksessa tosiasiallisesti 14 GHz (tiedonsiirtonopeus / 2 - mieti, miksi näin on!) Ja ne tarvitsevat noin 200 MHz - 14 GHz kaistanleveyttä. Ne eivät mene kokonaan DC: hen johtuen 64b66b-rivikoodista. Serdes-moduulien käyttämiseen käytettävä taajuus tuotettaisiin jonkinlaisella VCO: lla, joka on vaihelukittu kiteisiin vertailuoskillaattoreihin.

RF-maailmassa sanomasignaali moduloidaan kantoaallolle, joka sitten muunnetaan tarvittavaksi taajuudeksi sekoittimien kanssa tapahtuvaa lähetystä varten. Näiden ilmapallojen kantataajuus on todennäköisesti alle 100 MHz, mikä tarkoittaa, että aluksi digitaalinen data moduloidaan suhteellisen matalan taajuuden kantoaallolle (välitaajuus), joka on noin 100 MHz. Tämä modulointi voidaan tehdä digitaalisesti ja moduloitu IF generoida suurella nopeudella toimivalla DAC: lla. Sitten tämä taajuus muunnetaan 24 GHz: iin asti 23,9 GHz: n oskillaattorilla ja sekoittimella. Tuloksena oleva signaali laajenee välillä 23,95 - 24,05 GHz, 100 MHz: n kaistanleveys.

Korkeataajuusoskillaattoreita voidaan rakentaa tälle kaistalle monin tavoin. Yksi menetelmä on rakentaa DRO, joka on dielektrinen resonanssioskillaattori. Ajattele tätä LC-säiliöpiirinä - siellä on jonkinlainen taajuus, jossa se 'resonoi' ja joko tuottaa erittäin korkean tai hyvin pienen impedanssin. Voit ajatella tätä myös kapeana kaistanpäästösuodattimena. DRO: ssa käytetään palaa dielektristä - mielestäni yleensä jonkinlaista keramiikkaa - joka resonoi kiinnostuksen tiheydellä. Fyysinen koko ja muoto määrittävät taajuuden. Sinun tarvitsee vain lisätä jonkin verran vahvistusta muuttaaksesi sen taajuuslähteeksi. On myös tapoja käyttää erityisiä diodeja, joilla on negatiivinen vastus. Gunn-diodi on yksi esimerkki. Gunn-diodin oikea esijännitys aiheuttaa sen värähtelyn useilla GHz: llä. Toinen mahdollisuus on jotain, jota kutsutaan YIG-oskillaattoriksi. YIG tarkoittaa Yttrium Iron Garnet. On yleistä rakentaa kaistanpäästösuodattimia ottamalla pieni YIG-pallo ja kytkemällä se siirtojohtopariin. YIG sattuu olemaan herkkä magneettikentille, joten voit säätää tai pyyhkäistä suodattimen keskitaajuutta vaihtelemalla ympäröivää magneettikenttää. Lisää vahvistin ja sinulla on viritettävä oskillaattori. YIG: n sijoittaminen PLL: ään on suhteellisen helppoa. YIG: n voimana on, että sitä voidaan käyttää tuottamaan erittäin laajakaistainen sileä pyyhkäisy, ja siksi niitä käytetään usein radiotaajuuslaitteissa, kuten spektri- ja verkkoanalysaattoreissa sekä lakaisto- ja CW-RF-lähteissä. Toinen menetelmä on yksinkertaisesti käyttää joukko taajuuskertoimia. Mikä tahansa epälineaarinen elementti (kuten diodi) tuottaa taajuuskomponentteja tulotaajuuden kerrannaisina (2x, 3x, 4x, 5x jne.). Kertoja-, kaistanpäästösuodattimien ja vahvistimien ketjun yhdistämistä voidaan käyttää tuottamaan erittäin korkeita taajuuksia.

Tässä on yritykseni saada maallikon yhteenveto, joka on mukautettu tähän vastaukseen.

Kun puhumme tiedonsiirrosta "24 GHz: n taajuudella", tarkoitamme pientä aluetta taajuuksia. Jotta signaali "24 GHz: n taajuudella" ei polkisi kaikkia signaaleja kaikilla muilla taajuuksilla, on kova raja sille, kuinka paljon signaalin saa poiketa 24 GHz: n siniaallosta .

Radio "kaistan" koko tarkoitus on, että asettamalla raja sille, kuinka paljon signaali voi poiketa siniaallosta, on mahdollista luoda suodattimia, jotka poistavat signaalit, jotka eroavat liikaa sinun siniaaltoosi, tukahduttaen ne ja säilyttäen siten vain sinua kiinnostavan signaalin.

Tässä on esimerkiksi satunnainen kohina suodatettu sisältämään vain taajuuksia välillä 190 Hz ja 210 Hz:

Huomaa, että se ei ole niin kaukana (200 Hz) siniaallosta. Vertailun vuoksi tässä on kohinasuodatettu sisältämään 150 Hz - 250 Hz:

Huomaa, kuinka se eroaa paljon enemmän täydellisestä siniaallosta. Jos nyt otat 24 GHz: n siniaallon ja aloitat mielivaltaisesti sen bittien kytkemisen päälle ja pois päältä, vastaanotin ei näe sitä samalla tavalla kuin lähetät , koska bittien kytkeminen päälle / pois mielivaltaisesti tekee signaalin kuuluvat 24 GHz: n alueen ulkopuolelle. Vastaanotin suodattaa taajuudet 24 GHz: n ulkopuolella, vääristäen siten signaalia. Tärkeintä on: jos moduloit signaalia naiivisti kääntämällä bittiä päälle ja pois, se ei toimi ajatuksen kanssa suodattaa pois ei-toivotut taajuudet.

Ennen suodatusta yllä oleva signaali näytti tältä:

Ajattele sitä kuin mitä radiovastaanotin näkee ennen kuin se suodattaa pois ei-toivotut taajuudet. Mielestäni se on kohtuullinen maallikon lähentäminen. Huomaa, että vaakataso on tässä täsmälleen sama kuin yllä olevissa kuvissa - mitä näet kaikki taajuudet, jotka ovat yli 200 pariton Hz. Alle 200 Hz: n taajuudet ovat myös olemassa, mutta ne eivät ole paljaalla silmällä ilmeisiä.

(matematiikka toimii samalla tavoin Hz- tai GHz-asteikolla, joten älä anna tämän lykätä sinua)

FM-radio lähettää 98MHz + -10MHz kantotaajuudella, mutta jokaisella asemalla on vain noin 200kHz arvoa tietoa (varattu kaistanleveys). Vastaavasti DirecTV lähettää 14 GHz: n kantoaaltotaajuudella, mutta signaali on todennäköisesti vain 10 tai 100 MHz MHz: n varattua kaistanleveyttä.

Oletettavasti Google haluaa käyttää 24 GHz: n taajuutta signaalien kuljettamiseen paljon pienemmällä varatulla kaistanleveydellä. Mutta jos joku halusi tosiasiallisesti lähettää niin suuren kaistanleveyden, se voidaan tehdä erilaisilla modulointitekniikoilla käyttämällä useita kantoaaltoja.

Varsinaisen elektroniikan suhteen olen nähnyt 24 GHz: n MMIC-levyjä aiemmin. Oletat myös, että tarvitaan yksi "prosessori". Sinulla voi olla 24 1Gbit / sekunnin modeemia pinottu tekemällä FDMA. 100 Gb / s ethernet, johon Xilinx kykenee, kuten edellä on esitetty, mielestäni käyttää rinnakkaisia ​​Quad GMII -rajapintoja.

EM-spektrit ovat jatkumo, ja kun taajuutta lisätään, siirryt lopulta radiotaajuudesta optiseen. Näkökentän laser Comm -järjestelmiä on olemassa.