毫米波TR组件.ppt

毫米波T/R组件主要内容T/R组件的概念T/R组件国内外动态T/R组件国内外动态项目简介使用背景基本工作原理本项目使用纯粹的等信号法测角原理工作发射和差通道快速切换(<100ns)与两通道隔离度(>40dB)的实现。
功率放大器的稳定性问题。
发射通路杂散抑制度的要求(>45dBc)。
收发通路之间的隔离度要求(>40dB)。
系统功耗问题(<25W)。
逻辑电平控制与各功能模块的供电问题。
两次变频方案两次变频方案的优缺点
优点：由于采用逐级滤波，最后的输出频谱较为纯净。
对每个混频器后的滤波器指标要求较低，可以采用较常见的
微带结构实现。
缺点：结构较为复杂，成本较高，体积偏大，对输入输出端口位置
固定的情况不好布版。
结论：两次变频方案不适合本项目的实际情况。
偶次谐波混频方案直接变频方案发射支路的指标预分配和支路增益分析
设中频输入频率2.5GHz，中频输入功率0dBm，由AnsoftDesigner得
到的结果可以看出，理想情况下，和支路的总增益>27dB，满足输
出功率的要求。中频输入频率2-3GHz，输入功率为0dBm的总增益预算中频输入功率-0.5-10dBm，输入频率为2.5GHz时的总增益预算发射支路的杂散分析
假设：
㈠混频器后没有滤波器，而是直接连到HMC263。
㈡除有用毫米波信号外，所有其他交调产物均为小信号，得到级联放大器的线性放大，而有用信号在30dBm时就已经饱和。
㈢中频输入功率0dBm，本振输入功率为典型值13dBm。参考HMC329做下变频的杂散表可以初步得到：滤波器指标：通带带宽>500MHz，本振频率衰减48dB，上边带衰减65dB，其他高
阶交调产物能获得至少45dB的衰减。外差式高中频方案LNA——ALH369(Northrop)，NF<2dB，增益>20dB，24-40GHz。
MIXER——AM038S1-00(Alpha)，典型变频损耗6.5dB，33-43GHz。
中频放大器——ERA-5(Mini)，NF≈4.3dB，增益≈20dB，DC-4GHz。
SPDT——TGS4302-EPU(TriQuint)，差损<1dB，切换速度<4ns，27-46GHz。

×2倍频——KC2-50(Mini)，无源倍频，损耗12.5dB，输出频率7-10GHz。
×4倍频——CHX2092a(UMS)，有源倍频，损耗1~5dB，输出频率36-40GHz。
AMP1——ERA-1SM(Mini)，NF≈4.3dB，增益≈9dB，DC-8GHz。
AMP2——HMMC5618(Agilent)，增益≈14dB，6-20GHz。
AMP3——AMMC-5040(Agilent)，增益≈25dB，20-45GHz

接收支路噪声系数和增益分析P1dB=16.8dBm滤波器指标
中心频率f0（34-38GHz某频点），带宽>500MHz，在f0±1.5GHz外
衰减大于45dB，通带插损<5dB。
毫米波微带滤波器
优点：①工作波长越短体积越小。
②与其他平面电路集成方便。
缺点：①Ｑ值低，矩形度不好。
②有寄生通带，且高端不好。
③在毫米波频段需要腔体屏蔽。
④在宽频带下要求腔体不谐振很困难。
⑤损耗大且不易调谐。
7级发夹线滤波器（BJ320波导接口）毫米波腔体滤波器
在毫米波频段较为常用的两种类型：

①契比雪夫函数型

②准椭圆函数型

并联电感型

各谐振腔的长度li和膜片的缝隙di分别为：
膜片厚0.5mm
l1=4.50mmd1=3.77mm
l2=4.15mmd2=2.48mm
l3=5.29mmd3=2.03mm
l4=5.31mmd3=1.92mm准椭圆函数型
*有限个位置不固定传输零点。
*是椭圆函数型滤波器的一种逼近。
*更少的谐振单元实现相同的指标。
*交叉耦合和一腔多模是两种基本实现形式。

E面鳍线滤波器
*将印有金属膜片图形的介质基片夹在波导E面之间的一种结构。
*鳍线膜片可直接在常见的介质基片上采用照相制版，成本低廉，
适于批量生产。
与并联电感型滤波器的相同点：
*采用半波长波导做串联谐振器。
*有金属覆盖的膜片区域等效为阻抗变换器K。

不同宽度膜片等效电路的Xs和Xp的提取测试结果（蓝色）与仿真结果（HFSS红色、CST绿色）E面鳍线滤波器的特点
*可采用一般微带电路的制作工艺制作，精度可靠，加工周期短，
成本低廉。
*鳍线膜片可以与腔体分离，单独测试，灵活可靠。
*结构紧凑，对温度变化和震动不敏感。
*安装方便，能满足一般毫米波系统对杂散抑制的需要。

腔体滤波器与平面微带电路的集成
*保证有较小的损耗。
*不影响整体电路的布局。
*波导的E面与电路平面平行。
两种方式：
对极鳍线形式
E面双探针形式

E面双探针的过渡形式