EHF頻段上變頻器的設(shè)計及實現(xiàn)

2. 3、電平分配

根據(jù)以上雜散計算可知，為了降低第2 次混頻產(chǎn)生的雜散， 必須降低混頻器的輸入電平到- 20 dBm以下。在此基礎(chǔ)上合理分配每級的增益，以保證設(shè)備的各項指標滿足要求。

3、關(guān)鍵技術(shù)

3. 1、中頻選取

EHF 頻段上變頻器采用3 次變頻技術(shù)，中頻頻率的選取尤其重要，一個合適的中頻頻率，不但可以降低設(shè)備的雜散電平，而且還可以降低設(shè)備的設(shè)計難度。

3. 2、高精度的制造和裝配工藝

在EHF 頻段，波長很短，相同電長度的電路元件實際尺寸會比低頻段的元件尺寸小很多，所使用的放大器、混頻器元件只能采用沒有封裝的管芯，這就對印制板的加工精度、元件安裝精度、焊接精度提出很高的要求。在EHF 頻段有些關(guān)鍵尺寸的加工精度要求小于0. 01 mm。

由于同樣的原因，在該頻段設(shè)備裝配過程中要求更加嚴格。裝配過程主要包括：裁板、粘接、鍵合等工序。特別是在粘接及鍵合工序上更加容易出問題。通過對制造和裝配工藝的試驗摸索，很好地解決了毫米波頻段高精度制造和裝配工藝問題。

3. 3、EHF 頻段變頻技術(shù)

變頻器包含了混頻、濾波、放大等多個環(huán)節(jié)。為了滿足設(shè)備指標要求，主要采取了如下的技術(shù)措施：用新型 諧波混頻器，降低本振的工作頻率，減小了本振的實現(xiàn)難度； ②采用微帶探針形式波導- 微帶過渡，通過波導H 面的孔插入波導腔中，降低了插入損耗，改善了端口駐波； ③采用新型電路，電路在IF2 頻率范圍內(nèi)，頻率響應(yīng)小于2 dB ，保證了整機的幅頻特性指標； ④增加了新型結(jié)構(gòu)的均衡補償電路，補償EHF 頻段的分布參數(shù)影響，整機2 GHz 帶寬內(nèi)幅頻特性小于3. 5 dB ，滿足了系統(tǒng)指標需要。

3. 4、波導濾波器設(shè)計

在設(shè)備研制過程中，需要研制EHF 頻段的濾波器對本振信號抑制60 dB 以上。根據(jù)仿真結(jié)果，一般的微帶濾波器很難滿足要求。

波導濾波器具有Q 值高，損耗小的特點，波導濾波器能夠滿足指標要求。根據(jù)指標要求，研制了波導濾波器，其帶內(nèi)損耗小于2 dB ，帶內(nèi)幅頻特性0. 5 dB/ 2 GHz ，對本振頻率的抑制達到64dB以上。經(jīng)整機測試，對雜散信號的抑制滿足設(shè)計要求。

4、測試結(jié)果

設(shè)備調(diào)試完成后，進行了指標測試。圖4所示的測試曲線為設(shè)備幅頻特性補償前后的曲線，從圖中可以看出補償前幅頻特性為8dB左右，補償后為3.5dB ，增益也滿足設(shè)計要求。設(shè)備的雜散輸出最大為-55dBc ，1 dB輸出功率大于+16dBm。

5、結(jié)束語

隨著系統(tǒng)頻率的不斷提升，微波射頻設(shè)備的工作頻率越來越高，給設(shè)備研制帶來了很大的挑戰(zhàn)。采用3次變頻方案，實現(xiàn)了L頻段到EHF 頻段上變頻器，EHF頻段1dB輸出功率大于+16dBm ，2 GHz帶寬內(nèi)幅頻特性小于3.5 dB ，指標測試滿足設(shè)計要求，關(guān)鍵指標達到國外同類產(chǎn)品水平。設(shè)備研制過程中，解決了EHF頻段加工、裝配等關(guān)鍵工藝技術(shù)，為同類產(chǎn)品的研制提供了技術(shù)保證。