一種小型化的K波段下變頻器設計

孫書良

(中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081)

0 引言

K波段信號頻率覆蓋18～26.5 GHz，頻率較高。隨著單片集成電路的發展，一次變頻能夠進行下變頻[1]處理，但因為中頻頻率較低，無法進行鏡像頻率抑制，會影響接收信號的信噪比，所以目前設備往往采用2次變頻處理。由于設備相對復雜，相關設備供應廠家通常采用1U機箱形式，設備形態較大，不利于設備集成。

星間測控鏈路采用收發同頻分時體制，射頻頻率約為22.587 GHz，中頻信號頻率要求為70 MHz。整個K波段下變頻器采用PXI板卡結構，占用1個槽位，對下變頻器尺寸及性能提出了很高的要求。

通過對PXI板卡結構分析，針對性的仿真設計鏡像抑制濾波器，設計應用低噪聲鎖相環(PLL)，合理結構布局，確保設備可以實現。

1 K波段下變頻的整體設計

K波段下變頻采用2次變頻設計，本振均為低本振。下變頻器的整體設計框圖如圖1所示。

圖1 K波段下變頻器整體設計框圖Fig.1 Overall design diagram of K-band down converter

圖1中射頻輸入頻率為22.587 GHz，信號首先經過第一級低噪聲放大器后進入鏡像抑制濾波器，然后再經過增益放大后進入第一級混頻器。第一級混頻器選用無源混頻器HMC292LC3B(AD)，該器件RF頻率14～30 GHz，IF頻率：DC-8 GHz，LO頻率：14～30 GHz，LO驅動電平：9～15 dBm。RF低噪聲放大器與增益放大器選用HMC517LC4(AD)，頻率覆蓋17～26 GHz，增益：19 dB，噪聲系數：2.5 dB，滿足設計要求。K波段低噪聲放大器設計要小型化[2-4]，嚴格按照毫米波設計規則，腔體高度不能太高，但是要留有安裝吸波材料的空間，實踐證明2級K波段LNA(MMIC)串聯后，會存在自激現象，蓋板加貼吸波材料能夠完美解決該問題，降低設計難度。……