mmCon2 取扱説明

mmCon2はRF帯域24GHz～44GHz、IF帯域1GHz～6GHz対応の超広帯域アップ・ダウンコンバータです。
USRPなど広帯域SDR機器のGHz帯IF信号をミリ波5G等で使用する28GHz帯、39GHz帯に変換できます。

mmCon2は単体でも簡単なミリ波伝送の試験が可能です。
以下の機器があれば最低限のミリ波による動作確認ができます。

□　mmCon2 本体（下の写真）
□　DC6V 2A電源（付属のACアダプター等）
□　USB-B to USB-A ケーブル
□　ミリ波用同軸ケーブル（2.92mm Molex 89762-1542等）SMAはお勧めしません。
□　Tera Term等のターミナルソフトが入ったPC



ターミナルの設定

mmCon2の電源をONしなくてもUSBをつなぐとPCが認識します。
COM番号はそれぞれの環境で確認してください。
スピードは必ず 115200 bps に設定します。



mmCon2 の起動

mmCon2 の Power をONすると以下のオープニング・メッセージが表示されます。



ID番号（シリアル）や現在の設定値が表示されます。
各種設定は内蔵Flashに保存でき、電源ON時に反映されます。

HELP の表示

helpと入力しリターンを押すと「HELP」が表示されます。
NやXは任意の数値を表しています。



キーを打ち間違えた場合は[ESC]キーで再入力できます。

ループバックテストを行う

簡易的な動作確認としてループバック試験を実施します。
接続は以下の様に2.92mm規格のケーブルをTX-RX間につなぐだけです。



ターミナルで「test」を実行すると以下の様にFFT結果が表示されます。
ループバックのための各種設定（経路切換、ゲイン、シンセサイザ）を自動で行い、内部ベースバンド信号源から10kHzのCW変調波を生成しています。



中心はベースバンドの 0Hz です。
ウィンドウサイズは横270文字以上に設定してください。

周波数変更

周波数変更はMHz以上とMHz以下を別々のコマンドで設定します。
以下はTX、RX周波数を28500MHzに設定している例です。
TXとRXは必ず同じ周波数になります。



下に表示されるのはPLLシンセサイザの各種設定パラメータです。
mmCon2内部でシンセサイザ周波数を4逓倍するため、
PLL = 28500MHz /4 = 7125MHz となります。

MHz以下を設定する場合は以下のコマンドを使用します。
これで設定周波数は 28500.250000 MHzとなります。



ゲイン設定

ゲイン設定は個体差と周波数特性によるバラツキが大きいため、周波数アップ・ダウンコンバータICのVctrl電圧を設定します。
設定範囲は 0～1600 mV でTXは値が大きくなるほどゲインは大きくなり、RXは逆で0Vが最大ゲインになります。



これはTXゲイン調整の例です。
RXゲイン調整は「garx」を使用します。

Vctrl vs Gain Table（参考値）
VcntlTX GainRX Gain
0 mV -11 dB 17 dB
200 mV -10 dB 17 dB
400 mV -9 dB 15 dB
600 mV -6 dB 12 dB
800 mV -1 dB 7 dB
1000 mV 6 dB 3 dB
1200 mV 12 dB 1 dB
1400 mV 19 dB -1 dB
1600 mV 22 dB -1 dB
（at 28GHz Tj=85degC）

このゲインはI/Q入力に複素信号を入力した想定です。
I/Q片側のみ入力した場合は理論上これより3dB利得が低下します。

BB/IF 経路切替

BB（ベースバンド）はmmCon2内蔵A/DとD/Aを使用した狭帯域テスト信号のみで使用します。
IFは背面パネルのIF-I/IF-Qに1G～6GHzの広帯域IF信号を入出力します。
以下はTXでIF/BB経路を切り替える例です。



RXについては「rxif」コマンドを使って同様に設定します。

コマンド表


上記で説明した以外のコマンドも含めてまとめています。

CommandParameterFunction
help このコマンド表と同等のリストを表示
fmhz 24000～44000 MHz 以上の周波数を設定する（単位：MHz）
frhz 000000～999999 MHz 以下の周波数を設定する（単位：Hz）
reff 10000～122880 シンセサイザのリファレンス周波数を設定（単位：kHz）TCXO=122.88MHz
sinf 1～99 内蔵A/Dから生成するサイン波の周波数を設定（単位：kHz）デフォルト 10kHz
sina 1～2047 内蔵A/Dから生成するサイン波の振幅を設定（振幅値：12bit）デフォルト 200
gatx 0～1600 TXのゲイン設定をVctrlで設定（単位：mV）1600mVで最大ゲイン
garx 0～1600 RXのゲイン設定をVctrlで設定（単位：mV）0mVで最大ゲイン
txif 0/1 TXの経路切換　0：BB　1：IF
rxif 0/1 RXの経路切換　0：BB　1：IF
refe 0/1 シンセサイザのリファレンス切換　0：内蔵TCXO　1：外部入力
wave 0/1 RXの波形モニタ入力切換　0：Ich　1：Qch
fftr 0～3 RX入力のFFTモニタ（狭帯域のみ）　SPAN 0-1:200kHz 2:400kHz 3:800kHz
fftt 0～3 TX信号源のFFTモニタ（狭帯域のみ）　SPAN 0-1:200kHz 2:400kHz 3:800kHz
test 0～3 TX-RXループバックテストのFFTモニタ　SPAN 0-1:200kHz 2:400kHz 3:800kHz
rest 0/1 アップ・ダウンコンバータICのハードリセット　0:Cancel 1:Reset
diag 1～20000 24GHz～44GHz全帯域のループバック試験（単位：MHz step）検査用
para 現在のパラメータを表示する
save 現在のパラメータをFlashに保存する
load Flashに保存されたパラメータを反映する（電源ON時に自動実行）

I/Qフィードスルーと直交位相の調整


mmCon2はアナログI/Q変復調器です。超広帯域という特徴が得られる反面、アナログ特有のDCオフセットや位相誤差などの影響があります。
IFからI/Q信号を入力する場合、DCオフセットの調整やI/Q位相差の調整をすることで変調誤差を抑えることができます。



この図は設定周波数27GHzでIFにI/Q信号で1GHzを入力した例です。目的の信号は28GHzです。
DCオフセットを最適に調整すると図の中央のローカルフィードスルー（27GHz）を低減できます。
I/Q位相差を調整することで、図左にあるイメージ・スプリアス（26GHz）を低減できます。
I/Q振幅差を最適に調整するとイメージが抑えられますが、mmCon2ではなく信号源側（外部）で調整します。

KeyParameterFunction
Q 0～127 DC offset Ich Up
A 0～127 DC offset Ich Down
W 0～127 DC offset Qch Up
S 0～127 DC offset Qch Down
E 0～127 TX I/Q Phase Up
D 0～127 TX I/Q Phase Down
R 0～127 RX I/Q Phase Up
F 0～127 RX I/Q Phase Down

キーボードの「大文字」で上記調整が可能です。

mmCon2の仕様

項目代表値条件
TX周波数範囲24.0GHz〜44.0GHz
TX出力範囲10dBm〜-29dBm信号の条件：CW
TXゲイン範囲20dB〜-19dBI/Q動作時
RX周波数範囲24.0GHz〜44.0GHz
RX入力範囲-10dBm以下信号の条件：CW
RXゲイン範囲12dB〜-9dBI/Q動作時
RX NF10dB以下
ベースバンド周波数範囲DC〜100kHz内蔵D/A（外部アクセス不可）
ベースバンドレベル範囲0dBm以下内蔵D/A（外部アクセス不可）
IF周波数範囲1GHz〜6GHz背面SMA端子
IFレベル範囲0dBm以下背面SMA端子
電源DC6V <2A通常動作時 1.5A
ボードサイズ128 x 93 mm H=1.6基材：Rogerts 4350B
ケースサイズ140 x 129 x 40 mmフランジ含む

2024/2/18現在、仕様は予告なく変更する事があります。

mmCon1からの主な変更点

□　周波数範囲の拡大（27GHz～43GHz　→　24GHz～44GHz）
□　シンセサイザICの変更（ADF4372）に伴うC/Nの大幅改善（詳細データは後日アップ予定）
□　制御をWindowsアプリからターミナルに変更（FTDIドライバに起因するトラブル回避）
□　外部機器との接続をIF（1GHz～6GHz）のみに変更
□　放熱ケース採用とファンレス化、ケースの大型化
□　USBマイクロをUSB-Bに変更（コネクタ破壊対策）