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W波段超外差LO兩種倍頻鏈路的比較分析

iIeQ_mwrfnet ? 來源:陳翠 ? 2019-01-01 08:55 ? 次閱讀

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

主要應用:

·主動式,被動式安檢成像·機場跑道異物檢測FOD·直升機防撞/盲降系統·遙感/氣象雷達/天文探測等·軍事國防等·毫米波測試測量

W波段超外差LO兩種倍頻鏈路的比較

在超外差接收系統中,LO鏈路非常關鍵,對接收系統的靈敏度和動態范圍有著重要影響。要實現W波段的本振信號,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

W波段超外差LO兩種倍頻鏈路的比較

圖1、直接采用8倍頻器芯片方案

GXOB0017是一款性能非常不錯的8倍頻器芯片,內部集成了三級2倍頻及多級驅動放大器。輸入頻率10.7-13.3GHz,經過8倍頻直接輸出86-106GHz;輸入驅動功率0dBm,輸出功率高達+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x7/x9諧波抑制50dBc以上。

使用此方案最大的好處是:結構非常簡單,體積可以做小,且成本很低。

缺點:芯片內部3級兩倍之間沒有濾波,雜散比較多。

W波段超外差LO兩種倍頻鏈路的比較

圖2、GXOB0017內部框圖和諧波抑制

W波段超外差LO兩種倍頻鏈路的比較

圖3、GXOB0017芯片輸出功率

2、采用多級倍頻和濾波

W波段超外差LO兩種倍頻鏈路的比較

圖4、多級濾波和倍頻方案

同樣是X波段或KU波段產品低頻LO信號,經過2倍頻,加驅動放大器,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20-60GHz,而且諧波抑制非常好。

驅動放大器采用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,中間可以加多級濾波器,可以最大限度的濾波LO倍頻產生的雜散,從而得到最佳的接收動態范圍。

缺點和優點一樣明顯:鏈路復雜,體積比較大,成本高,調試難度大, 適合用在測試測量等高性能場合。

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, 驅動放大器,DC-28GHz,Pout=+16dBm;·ADM-5974CH,驅動放大器,DC-34GHz,Pout=+20dBm;·濾波器:一般都是根據具體頻率需求定制。·GANZ0017, 75-110GHz,功率+10dBm可作為LO鏈路末級驅動。

W波段超外差LO兩種倍頻鏈路的比較

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

W波段超外差LO兩種倍頻鏈路的比較

圖6:GQXB0012, W波段4倍頻器芯片

3、總結

兩種方案各有優點和缺點,應根據具體應用場合選擇最佳性價比方案。

·單芯片使用用在體積要求小,成本低等場合;·多級倍頻和濾波雖然難度大,但是其雜散很小,適合用在對指標要求很高的測試測量場合。

W波段超外差LO兩種倍頻鏈路的比較

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原文標題:W波段超外差LO兩種倍頻鏈路的比較

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