K波段紧凑型收发前端组件的设计
2023年电子技术应用第2期
王毅
中国西南电子技术研究所，四川 成都 610036
摘要： 设计了一种应用于微波无线通信系统的紧凑型低成本FDD收发前端组件，在有限的体积内集成了一路接收通道、一路发射通道、两组变频需要的本振源。采用表面贴装芯片和微波多层板的实现方式，在保证优良性能的同时，兼顾了经济性和装配容易性。首先介绍了收发前端的架构设计，并针对关键无源电路、有源电路进行了详细设计，对主要性能指标进行了分析。对加工的组件进行了实测，发射通道输出功率大于20 dBm，接收信号范围为-60 dBm~-20 dBm，接收中频输出功率恒定为-10 dBm。
中圖分類號：TN851.4
文獻標志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223377
中文引用格式： 王毅. K波段緊湊型收發(fā)前端組件的設計[J]. 電子技術應用，2023，49(2)：106-110.
英文引用格式： Wang Yi. Design of a compact K-band transceiver front-end module[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(2)：106-110.
文獻標志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223377
中文引用格式： 王毅. K波段緊湊型收發(fā)前端組件的設計[J]. 電子技術應用，2023，49(2)：106-110.
英文引用格式： Wang Yi. Design of a compact K-band transceiver front-end module[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(2)：106-110.
Design of a compact K-band transceiver front-end module
Wang Yi
Southwest China Institute of Electronic Technology， Chengdu 610036， China
Abstract： A compact and low-cost transceiver front-end module is designed for point-to-point radio communication system in this paper. The transceiver module contains one receive channel, one transmit channel, two groups of LO synthesizers in limited area. The module is implemented using devices with Surface Mount Technology (SMT) and multi-layer PCB for excellent performance, low cost and easy assembly process. This paper firstly introduces the architectures of transceiver front-end, then gives detailed design of key passive and active circuits, and analysis of main performance index. The assembled module is measured, it can transmit more than 20 dBm and receive -60 dBm to -20 dBm RF signal. The output IF signal of receive channel is -10 dBm constantly.
Key words : FDD；transceiver front-end；compact；microwave wireless communication
0 引言
盡管光纖通信具有非常大的數(shù)據(jù)容量，但光纖的架設成本往往較高，尤其是在偏僻山區(qū)和臨時場館[1]。微波無線通信在較多的場景可以取代光纖通信進行大容量傳輸，具有架設方便、價格低廉的優(yōu)勢。射頻收發(fā)前端作為微波無線通信系統(tǒng)的核心部件，隨著系統(tǒng)的不斷演進[2-3]，向著小型化、輕量化、低功耗、多功能、高可靠性和低成本等方向發(fā)展[4-7]。
近年來，有一些研究嘗試采用二次變頻超外差體制結合LTCC或硅基三維集成技術來實現(xiàn)小型化設計[8-9]，但是存在成本和工藝的問題。本文綜合考慮性能、工藝、成本等因素，采用微波多層板實現(xiàn)了一種緊湊型、低成本超薄平板K波段收發(fā)前端。所有器件選用SMT封裝的表面貼裝芯片，微波板選用廉價的羅杰斯硬基片。該收發(fā)前端采用頻分復用（FDD）全雙工的工作方式，最終要實現(xiàn)的指標為：接收通道噪聲系數(shù)優(yōu)于6 dB，能夠接收-60 dBm~-20 dBm的射頻信號；發(fā)射通道能夠輸出平均功率為20 dBm的射頻信號。
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作者信息：
王毅
（中國西南電子技術研究所，四川 成都 610036）
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