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W波段超外差LO兩種倍頻鏈路的比較

射頻問問 ? 來源:射頻問問 ? 2023-07-11 10:04 ? 次閱讀

W波段(75-110GHz)由于其衰減小,分辨率高,超寬帶等優(yōu)勢(shì),受到越來越多的關(guān)注。之前由于成本高昂,主要是軍事方面的應(yīng)用。近些年隨著Gotmic等廠家毫米波芯片的量產(chǎn),成本大大降低,已被很多民用場(chǎng)合所接受。特別是現(xiàn)在大力支持軍民融合,很多原來純軍用的場(chǎng)合,也開始轉(zhuǎn)為民用。

主要應(yīng)用:

·主動(dòng)式,被動(dòng)式安檢成像
·機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)FOD
·直升機(jī)防撞/盲降系統(tǒng)
·遙感/氣象雷達(dá)/天文探測(cè)等
·軍事國(guó)防等
·毫米波測(cè)試測(cè)量

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在超外差接收系統(tǒng)中,LO鏈路非常關(guān)鍵,對(duì)接收系統(tǒng)的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍有著重要影響。要實(shí)現(xiàn)W波段的本振信號(hào),需要從X波段(8-12GHz)或Ku波段(12-18GHz)倍頻上去,一般有兩種方法:

1、直接采用8倍頻器芯片

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圖1、直接采用8倍頻器芯片方案

GXOB0017是一款性能非常不錯(cuò)的8倍頻器芯片,內(nèi)部集成了三級(jí)2倍頻及多級(jí)驅(qū)動(dòng)放大器。輸入頻率10.7-13.3GHz,經(jīng)過8倍頻直接輸出86-106GHz;輸入驅(qū)動(dòng)功率0dBm,輸出功率高達(dá)+12dBm,且從86-106GHz功率非常平坦。諧波抑制一般有20dBc以上,在92-96GHz對(duì)x7/x9諧波抑制50dBc以上。

使用此方案最大的好處是:結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,體積可以做小,且成本很低。

缺點(diǎn):芯片內(nèi)部3級(jí)兩倍之間沒有濾波,雜散比較多。

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圖2、GXOB0017內(nèi)部框圖和諧波抑制

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圖3、GXOB0017芯片輸出功率

2、采用多級(jí)倍頻和濾波

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圖4、多級(jí)濾波和倍頻方案

同樣是X波段或KU波段產(chǎn)品低頻LO信號(hào),經(jīng)過2倍頻,加驅(qū)動(dòng)放大器,再4倍頻送給W波段混頻器。

X2倍頻器可以采用Marki Microwave公司的MMD-1648LCH輸出頻率16-48GHz或MMD-2060HCH輸出頻率高達(dá)20-60GHz,而且諧波抑制非常好。

驅(qū)動(dòng)放大器采用ADM-5974CH, DC-34GHz13dB,輸出功率+20dBm,或ADM-5931CH,DC-28GHz,輸出功率+16dBm。

除了超寬帶,高線性度,這兩款放大器另一個(gè)特色是相位噪聲非常低,-153dBc/Hz at 10kHz,可以避免LO鏈路帶來的相位噪聲惡化。

這樣做的好處非常明顯,中間可以加多級(jí)濾波器,可以最大限度的濾波LO倍頻產(chǎn)生的雜散,從而得到最佳的接收動(dòng)態(tài)范圍。

缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)一樣明顯:鏈路復(fù)雜,體積比較大,成本高,調(diào)試難度大, 適合用在測(cè)試測(cè)量等高性能場(chǎng)合。

鏈路中的器件:

·MMD-1648LCH, 2倍頻芯片,輸出頻率16-48GHz;
·MMD-2060HCH,2倍頻器芯片,輸出頻率20-60GHz;
·ADM-5931CH, 驅(qū)動(dòng)放大器,DC-28GHz,Pout=+16dBm;
·ADM-5974CH,驅(qū)動(dòng)放大器,DC-34GHz,Pout=+20dBm;
·濾波器:一般都是根據(jù)具體頻率需求定制。
·GANZ0017, 75-110GHz,功率+10dBm可作為L(zhǎng)O鏈路末級(jí)驅(qū)動(dòng)。

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圖5:Marki倍頻器曲線(左MMD-1648LCH, 右MMD-2060HCH)

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圖6:GQXB0012, W波段4倍頻器芯片

3、總結(jié)

兩種方案各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合選擇最佳性價(jià)比方案。

·單芯片使用用在體積要求小,成本低等場(chǎng)合;
·多級(jí)倍頻和濾波雖然難度大,但是其雜散很小,適合用在對(duì)指標(biāo)要求很高的測(cè)試測(cè)量場(chǎng)合。

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作者:上海馥萊電子有限公司 王明福






審核編輯:劉清

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原文標(biāo)題:W波段超外差LO兩種倍頻鏈路的比較

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