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《小型化ka波段上變頻組件的設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、l緒論碩士論文這個(gè)組件包括Ⅲ放大器、MMIC平衡混頻器和輸出放大器。LO信號(hào)由K系列同軸接頭輸入，經(jīng)MMIC放大器后連接到混頻器。輸出口為波導(dǎo)口。直流電壓+12V，電流小于650mA。TRW研究了一種具有高性能、緊湊結(jié)構(gòu)和高適應(yīng)性的Ka波段上變頻組件。變頻增益為22dB，增益平坦度小于0．3dB／250MHz，IP3最小為15dBm，LO輸入功率．20--,．5dBm，直流電流為230mA，電壓+6"-'+25V。它包括了二倍頻器、上變頻單元、濾波器、輸出放大和直流整流器。REMEC公司研究了多個(gè)頻段的收發(fā)機(jī)，其中RF輸出頻率為37'～4
2、0GHz的上變頻組件，IF輸入頻率范圍2．5～3．6GHz，功率為．10dBm，RE輸出功率27dBm，變頻增益為37dB，增益平坦度為ldB／60MHz，增益動(dòng)態(tài)范圍25dB，LO輸入頻率8．5---9．5GHz，功率為10dBm。MITEQ公司生產(chǎn)了UB．WS系列的Ka頻段上變頻組件。輸入IF為70MHz或140MHz，RF輸出PldB大于等于10dBm，變頻增益為26dB。1．3論文研究的目的及意義毫米波頻段是目前軍事電子技術(shù)開(kāi)拓的主要頻段，毫米波面臨的主要問(wèn)題是可靠性和低制造成本，初期分立電路成本過(guò)高給系統(tǒng)帶來(lái)了阻力，為了保證毫米
3、波元部件和系統(tǒng)的小體積，輕重量和高可靠性，并盡可能實(shí)現(xiàn)低成本批量生產(chǎn)，毫米波RF元部件和子系統(tǒng)一直沿著波導(dǎo)立體電路一混合集成電路-÷單片集成電路在發(fā)展。從國(guó)外的發(fā)展過(guò)程和國(guó)內(nèi)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看來(lái)，毫米波功能部件和子系統(tǒng)低成本批量生產(chǎn)必須采用集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)。集成電路包括兩種：混合集成(HybridIntegrated)和單片集成電路(Monolithicintegrated)，混合集成電路的特點(diǎn)是：(1)在絕緣基片上制作并在規(guī)定位置焊裝半導(dǎo)體器件；(2)在保證低成本制作前提下，電路設(shè)計(jì)相對(duì)較靈活；(3)整體電路集成之前，模塊中的每個(gè)功能部件都可以單
4、獨(dú)計(jì)算，制作和測(cè)試；單片集成電路的特點(diǎn)是(1)RF電路和有源部件都在半導(dǎo)體基片上一次集成；(2)在半導(dǎo)體基片上實(shí)現(xiàn)多功能組合：(3)批量生產(chǎn)成本低，但研制期內(nèi)投入資金多；r4)I藝難度大，單個(gè)功能部件檢測(cè)困難；它們的共同特點(diǎn)是所提供的收發(fā)系統(tǒng)必須以平面形式在基片上實(shí)現(xiàn)，并盡可能多地實(shí)現(xiàn)多種功能組合。在現(xiàn)有的技術(shù)和工藝條件下，采用混合一單片組合技術(shù)是實(shí)現(xiàn)毫米波前端電路的一種最佳選擇，但是由于實(shí)際系統(tǒng)組成和性能指標(biāo)上差別很2碩士論文小型化ka波段上變頻組件的設(shè)計(jì)大，采用上述組合電路無(wú)疑會(huì)帶來(lái)很大不便。對(duì)毫米波系統(tǒng)中的集成電路可以采用混合集成和
5、單片集成來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了獲得系統(tǒng)最好的性價(jià)比，把混和集成和單片集成技術(shù)綜合使用是一種值得推薦的方式。在國(guó)際毫米波應(yīng)用浪潮的推動(dòng)下，我國(guó)毫米波技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用在迅速開(kāi)展。鑒于我國(guó)目前GaAs技術(shù)與國(guó)際水平尚有一段不小的差距，電路和制作工藝也有待完善，短期內(nèi)要實(shí)現(xiàn)毫米波單片電路和多電路的單片集成電路還不現(xiàn)實(shí)，特別是有些特別的頻段國(guó)外是對(duì)中國(guó)禁運(yùn)的。因此本文擬采用微波混合集成電路實(shí)現(xiàn)了整個(gè)ka波段小型化上變頻組件仍然具有一定的意義。32研究?jī)?nèi)容及方案選擇碩士論文研究?jī)?nèi)容及方案選擇固態(tài)毫米波系統(tǒng)中，高頻或前端部件對(duì)系統(tǒng)性能起著關(guān)鍵性的作用。采用技術(shù)上比較
6、成熟的波導(dǎo)立體電路也可以組成這些系統(tǒng)，但是它們體積龐大，接口很多，而且立體硬件極化方向不一定正好一致，為連接這些單個(gè)部件必然會(huì)引入一些直、彎、扭波導(dǎo)段，這無(wú)疑又會(huì)進(jìn)一步增大系統(tǒng)所占空間致使其設(shè)備更加笨重。更為嚴(yán)重的是，過(guò)多的接口必然會(huì)帶來(lái)更多的泄漏，造成部件之間彼此干擾，難于解決高頻系統(tǒng)本身的電磁兼容問(wèn)題。因此，小型輕量和高可靠性就成為毫米波前端系統(tǒng)必須考慮的重要問(wèn)題之一。采用平面和準(zhǔn)平面?zhèn)鬏斁€制作毫米波電路，可以把不同功能的部件集成在一起，有效的減小部件的體積，。本次毫米波上變頻組件設(shè)計(jì)將完全采用平面結(jié)構(gòu)作為電路主體結(jié)構(gòu)，根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)
7、指標(biāo)要求，各個(gè)功能模塊利用一些單元電路來(lái)組合。設(shè)計(jì)的基本考慮是：在滿足所需電性能指標(biāo)前提下，盡量減小其結(jié)構(gòu)體積和重量。在毫米波段，由于工作頻率高，直接在毫米波段高端實(shí)現(xiàn)高性能本振源比較困難，不僅價(jià)格高，而且性能不穩(wěn)定。而毫米波本振源的質(zhì)量對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能起著舉足輕重的作用。因此毫米波上變頻一般可以采用兩種方法：一是采用諧波混頻器，從而得到偶次諧波分量；二是利用微波源經(jīng)倍頻后獲得高性能的本振信號(hào)，然后用混頻器變頻后得到RF信號(hào)。這兩種方案主要性能如下表2．1所示：表2．1基波和諧波上變頻兩種方案的性能比較本振頻率本振功率變頻損耗噪聲穩(wěn)定性基
8、波上變頻器低小好(本振倍頻)諧波上變頻器低高大差由于在同樣的本振驅(qū)動(dòng)下，諧波混頻器的變頻損耗比較大，因此在RF輸出端需要多加一級(jí)放大器，并且諧波混頻的噪聲也比基波混頻器要大一些。因此，我們選用
