《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一種小型化EHF頻段接收模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
電子技術(shù)應(yīng)用
徐璽年
中國西南電子技術(shù)研究所
摘要： 針對(duì)衛(wèi)星通信工作頻率越來越高的應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)了一種工作在極高頻（Extremely High Frequency， EHF）的接收模塊，實(shí)現(xiàn)極高頻射頻信號(hào)的接收及下變頻功能。模塊內(nèi)部集成波導(dǎo)-微帶探針過渡、低噪聲放大器、微帶濾波器、本振電路、混頻器及供電電路，具有低噪聲系數(shù)、高增益、高帶外抑制的優(yōu)點(diǎn)。采用單片微波集成電路（Monolithic Microwave Integrated Circuit， MMIC）混合多功能集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)了模塊的小型化、通用化，可適應(yīng)多種場景下的極高頻收發(fā)前端應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。
中圖分類號(hào)：TN773 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245295
中文引用格式： 徐璽年. 一種小型化EHF頻段接收模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)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

近年來，隨著微波毫米波技術(shù)的飛速發(fā)展以及半導(dǎo)體技術(shù)及工藝的進(jìn)步，衛(wèi)星通信已經(jīng)廣泛應(yīng)用在諸多領(lǐng)域中。目前衛(wèi)星通信[1]已大量應(yīng)用在C頻段及Ka頻段[2]。當(dāng)前電視廣播主要使用Ku頻段，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和其他寬帶服務(wù)的場合則主要使用Ka頻帶。但是隨著Ku及Ka頻帶頻譜資源的飽和以及嚴(yán)重的地面無線通信網(wǎng)絡(luò)干擾，低頻段頻率資源已經(jīng)無法滿足衛(wèi)星通信不斷增長的業(yè)務(wù)使用需求。因此衛(wèi)星通信頻率不斷向更高的頻段發(fā)展，EHF[3-9]成為目前衛(wèi)星通信的熱門頻段。

EHF衛(wèi)星通信系統(tǒng)由于使用的頻段高[10-11]，能夠帶來較大的帶寬，相較于Ku及Ka頻段，其主要優(yōu)點(diǎn)有：因?yàn)轭l率高，可以解決現(xiàn)有衛(wèi)星通信頻譜擁擠的問題；可以應(yīng)用在大容量、高傳輸速率的場合，很好地滿足多媒體業(yè)務(wù)和寬帶業(yè)務(wù)的應(yīng)用場景；頻率高，相較于低頻段，天線尺寸減小，可以實(shí)現(xiàn)窄波束，增加抗干擾能力，特別適合保密性要求的軍事衛(wèi)星通信場合，如美國的Milstar系統(tǒng)和英國的Skynet系統(tǒng)；EHF頻段穿透能力強(qiáng)，具備很好的全天候通信能力。美國的Milstar軍事通信衛(wèi)星上行鏈路使用的頻段為43.5~45.5 GHz，帶寬為2 GHz[12-13]。

目前EHF頻段在國內(nèi)主要應(yīng)用在航天測控、民用商業(yè)航天、星間通信等領(lǐng)域。國內(nèi)EHF頻段的收發(fā)模塊相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道較少。狄青葉等[3]介紹了早期國內(nèi)EHF頻段低噪聲接收機(jī)，工作頻段為44±0.5 GHz，輸出頻率為4±0.5 GHz，噪聲系數(shù)優(yōu)于6.5 dB，增益大于50 dB。張能波[4]介紹了一種EHF頻段集成上變頻器，輸出頻段為43.9~44.5 GHz，中頻輸入頻率為0.95~1.55 GHz，增益大于56 dB。因此EHF接收模塊作為EHF應(yīng)用場景的關(guān)鍵設(shè)備，有必要對(duì)其開展研究。隨著國內(nèi)元器件半導(dǎo)體工藝的提升，全國產(chǎn)化的EHF頻段射頻元器件性能指標(biāo)也在逐步提升，EHF頻段相關(guān)的工程化應(yīng)用場景也會(huì)與日俱增。


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作者信息：

徐璽年

（中國西南電子技術(shù)研究所，四川 成都 610036）


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