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。
中图分类号：TN851.4
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223377
中文引用格式： 王毅. K波段紧凑型收发前端组件的设计[J]. 电子技术应用，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.
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223377
中文引用格式： 王毅. K波段紧凑型收发前端组件的设计[J]. 电子技术应用，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
尽管光纤通信具有非常大的数据容量，但光纤的架设成本往往较高，尤其是在偏僻山区和临时场馆[1]。微波无线通信在较多的场景可以取代光纤通信进行大容量传输，具有架设方便、价格低廉的优势。射频收发前端作为微波无线通信系统的核心部件，随着系统的不断演进[2-3]，向着小型化、轻量化、低功耗、多功能、高可靠性和低成本等方向发展[4-7]。
近年来，有一些研究尝试采用二次变频超外差体制结合LTCC或硅基三维集成技术来实现小型化设计[8-9]，但是存在成本和工艺的问题。本文综合考虑性能、工艺、成本等因素，采用微波多层板实现了一种紧凑型、低成本超薄平板K波段收发前端。所有器件选用SMT封装的表面贴装芯片，微波板选用廉价的罗杰斯硬基片。该收发前端采用频分复用（FDD）全双工的工作方式，最终要实现的指标为：接收通道噪声系数优于6 dB，能够接收-60 dBm~-20 dBm的射频信号；发射通道能够输出平均功率为20 dBm的射频信号。
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作者信息：
王毅
（中国西南电子技术研究所，四川 成都 610036）
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