《电子技术应用》
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一种小型化EHF频段接收模块的设计与实现
电子技术应用
徐玺年
中国西南电子技术研究所
摘要: 针对卫星通信工作频率越来越高的应用需求,设计了一种工作在极高频(Extremely High Frequency, EHF)的接收模块,实现极高频射频信号的接收及下变频功能。模块内部集成波导-微带探针过渡、低噪声放大器、微带滤波器、本振电路、混频器及供电电路,具有低噪声系数、高增益、高带外抑制的优点。采用单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit, MMIC)混合多功能集成技术实现了模块的小型化、通用化,可适应多种场景下的极高频收发前端应用,具有广阔的应用前景。
中图分类号:TN773 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245295
中文引用格式: 徐玺年. 一种小型化EHF频段接收模块的设计与实现[J]. 电子技术应用,2024,50(9):48-51.
英文引用格式: Xu Xinian. Design and implementation of EHF band miniaturized receiver[J]. Application of Electronic Technique,2024,50(9):48-51.
Design and implementation of EHF band miniaturized receiver
Xu Xinian
Southwest China Institute of Electronic Technology
Abstract: In response to the increasing demand for higher operating frequencies of satellite communication, a receiver operating in Extremely High Frequency (EHF) band which realized RF receive and down-conversion function is designed. The receiver includes waveguide-microstrip probe transition, low noise amplifier, microstrip filter, local oscillator circuits, mixer and feed circuits. The advantages of the receiver are low noise figure, high gain and high out-of-band rejection. The receiver also utilizes Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC) hybrid multifunctional integration technology to realize miniaturization and universalization, making it suitable for different EHF band transceiver front-end application with broad application prospects.
Key words : EHF band;receiver;waveguide-microstrip probe transition;microstrip filter;miniaturization

引言

近年来,随着微波毫米波技术的飞速发展以及半导体技术及工艺的进步,卫星通信已经广泛应用在诸多领域中。目前卫星通信[1]已大量应用在C频段及Ka频段[2]。当前电视广播主要使用Ku频段,卫星互联网和其他宽带服务的场合则主要使用Ka频带。但是随着Ku及Ka频带频谱资源的饱和以及严重的地面无线通信网络干扰,低频段频率资源已经无法满足卫星通信不断增长的业务使用需求。因此卫星通信频率不断向更高的频段发展,EHF[3-9]成为目前卫星通信的热门频段。

EHF卫星通信系统由于使用的频段高[10-11],能够带来较大的带宽,相较于Ku及Ka频段,其主要优点有:因为频率高,可以解决现有卫星通信频谱拥挤的问题;可以应用在大容量、高传输速率的场合,很好地满足多媒体业务和宽带业务的应用场景;频率高,相较于低频段,天线尺寸减小,可以实现窄波束,增加抗干扰能力,特别适合保密性要求的军事卫星通信场合,如美国的Milstar系统和英国的Skynet系统;EHF频段穿透能力强,具备很好的全天候通信能力。美国的Milstar军事通信卫星上行链路使用的频段为43.5~45.5 GHz,带宽为2 GHz[12-13]。

目前EHF频段在国内主要应用在航天测控、民用商业航天、星间通信等领域。国内EHF频段的收发模块相关文献报道较少。狄青叶等[3]介绍了早期国内EHF频段低噪声接收机,工作频段为44±0.5 GHz,输出频率为4±0.5 GHz,噪声系数优于6.5 dB,增益大于50 dB。张能波[4]介绍了一种EHF频段集成上变频器,输出频段为43.9~44.5 GHz,中频输入频率为0.95~1.55 GHz,增益大于56 dB。因此EHF接收模块作为EHF应用场景的关键设备,有必要对其开展研究。随着国内元器件半导体工艺的提升,全国产化的EHF频段射频元器件性能指标也在逐步提升,EHF频段相关的工程化应用场景也会与日俱增。


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作者信息:

徐玺年

(中国西南电子技术研究所,四川 成都 610036)


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