較高頻率波段上頻譜組件變化的預(yù)設(shè)
發(fā)布時間:2019-07-31 11:15:35來源:
比較終采用的是硅管倍頻方案,即用Si三極管作為振蕩器件,首先振蕩在X波段,然后通過倍頻放大將基波倍頻至Ku波段,再通過濾波器取出工作頻率。
這種方案的優(yōu)勢在于振蕩器起振容易,而且在X波段用Si三極管作為振蕩器件比常規(guī)FET的相位噪聲要好十幾個分貝,去除倍頻的相位噪聲損失(6dB),用倍頻的方式在Ku波段相位噪聲要比直接起振小10dB左右。另一個優(yōu)點是選用Si三極管作為振蕩器件,基波的相位噪聲余量加大,調(diào)試時可適當(dāng)加大介質(zhì)諧振器的耦合度,這樣不僅能夠減小調(diào)試難度,而且可解決高低溫下易停振的問題,這一點對批量生產(chǎn)非常有利。
采用計算機輔助設(shè)計,可優(yōu)化得出介質(zhì)振蕩器在基波振蕩時的輸入反射系數(shù)和輸出阻抗,如、所示。
用硅管倍頻方案也同樣帶來不利的一面,為濾除基波信號要在組件中增加相應(yīng)的高通濾波器,這無疑會加大體積,對排版帶來一定的難度;倍頻器要求輸入信號有一定的電平,要求在振蕩器和倍頻器之間要加一定增益的放大器,這肯定會增加整機的功耗和體積。
對上述不利的因素,采取下列措施:采用腔體高通濾波器,體積只有15@6@6mm3,對基波信號的抑制有80dB,帶內(nèi)插損只有0.3dB,能很好滿足使用要求。
選用HITTITE公司的HMC516單片放大器,其增益高(20dB),輸出動態(tài)大(P-1=17dBm),體積小(2@1@0.2mm3),作為倍頻器的推動級較為合適。
研制后,對本振支路的測試如下:相位噪聲<-94dBc/Hz/10kHz基波信號抑制70dB輸出功率18dBm從本振支路的研制過程看,調(diào)試較為簡單,高低溫試驗結(jié)果理想,成品率高,有利于今后的批量生產(chǎn),達到了預(yù)期設(shè)計的目標。
基波振蕩的輸入反射系數(shù)基波振蕩的輸入阻抗4上變頻器的設(shè)計上變頻器的作用是將SAW-VCO產(chǎn)生的60MHz信號與本振信號f0變頻到f0-60MHz.由組件的電路功能框圖結(jié)合指標要求可看出,該上變頻器的重點是要提高其對本振信號的抑制,這樣可以減輕后面濾波器的壓力,變頻損耗可以由放大器來彌補。
微波上變頻器的電路形式繁多,仍可分為單端的和平衡的兩大類。這兩類微波混頻器都是由功率混合路、阻抗匹配電路、混頻二極管和中頻輸出電路等幾部分組成。在樣品的初樣階段,采用了常規(guī)的混合環(huán)平衡式上變頻器,其變頻損耗為8dB,而本振抑制只有20dB左右。該形式的上變頻器比較大的缺點是由于混合環(huán)的存在而造成體積較大。所以,組件比較終采用了單片集成上變頻器,型號為HMC205,由美國HITTITE公司生產(chǎn)。該芯片的變頻損耗為9dB,而本振抑制卻有28dB,芯片的體積只有0.5@0.5@0.1mm3,其缺點是對本振電平要求較高。無疑,采用單片集成上變頻器可以大大減小組件的體積和加大本振抑制,而本振50雷達與對抗電平的大小可以通過放大器放大給出。
濾波器設(shè)計組件主振端口雜波抑制要在60dBc以上,由于中頻頻率只有60MHz,而本振工作頻率為Ku波段,這就對濾波器提出了非常高的要求。采用特殊結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高Q濾波器,在結(jié)構(gòu)和裝配上都是本課題的一個難點。
鄭州變頻器 網(wǎng)址:http://www.cntjjp.com.cn 鄭州變頻器維修中心 維修電話:0371- 56700815 15515598858
常規(guī)微帶形式的濾波器因其介質(zhì)損耗大、Q值低而無法實現(xiàn)窄帶濾波器。
介質(zhì)濾波器的Q值較高,在樣機階段,研制出三腔介質(zhì)濾波器,但是其帶外抑制只有25dB,聯(lián)試主振支路的雜波抑制偏小。而且在濾波器的調(diào)試過程中,介質(zhì)的位置、介質(zhì)之間的耦合度都特別敏感,調(diào)試非常困難,成品率不高。
經(jīng)多次比較,組件比較終采用的是單腔雙膜式濾波器。該濾波器采用特殊的金屬材料,帶寬只有10MHz左右,帶外抑制可達55dB,帶內(nèi)插入損耗為7dB,中心頻率的高低溫變化只有2MHz,而且該濾波器的調(diào)試難度相對介質(zhì)濾波器來說不大,完全滿足使用要求。
使用單腔雙膜式濾波器帶來的困難是如何與主振部分的對接。經(jīng)多次試驗,不斷優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計,比較終將該濾波器與主振部分很好地相結(jié)合,主振部分的雜波抑制典型值為70dB,超過了合同的要求。
鄭州變頻器 網(wǎng)址:http://www.cntjjp.com.cn 鄭州變頻器維修中心 維修電話:0371- 56700815 15515598858