《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于鏡頻抑制混頻器的X波段上下變頻模塊設(shè)計(jì)
電子技術(shù)應(yīng)用
施威，于翔
上海航天電子技術(shù)研究所
摘要： 上下變頻模塊是微波電路中的關(guān)鍵部分，其性能的好壞將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。設(shè)計(jì)了一種基于鏡頻抑制混頻器的X波段上下變頻模塊。通過對(duì)整機(jī)主要指標(biāo)的分析與計(jì)算，下變頻采用一次變頻方案，上變頻采用兩次變頻方案。在滿足鏡頻抑制度要求的情況下，利用一個(gè)固定本振頻率進(jìn)行多次變頻的方式，使上變頻具有較高的本振隔離度。測(cè)試結(jié)果表明，下變頻的鏡頻抑制度為29 dBc，發(fā)射端口的本振抑制度為71 dBc。模塊指標(biāo)符合性較好，滿足使用要求，對(duì)研制該類型的上下變頻組件具有一定的參考價(jià)值。
中圖分類號(hào)：TN773+.44 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256575
中文引用格式： 施威，于翔. 基于鏡頻抑制混頻器的X波段上下變頻模塊設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2025，51(10)：89-93.
英文引用格式： Shi Wei，Yu Xiang. Design of an X-band up-down converter module based on image rejection converter[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(10)：89-93.
Design of an X-band up-down converter module based on image rejection converter
Shi Wei，Yu Xiang
Shanghai Aerospace Electronic Technology Institute
Abstract： The up-down converter module is the key component in microwave circuits, and its performance directly affects the overall communication system. In this paper, design of an X-band up-down converter module based on image rejection converter is presented. By analyzing and calculating the main indicators of the entire machine, the down-conversion adopts a one-time frequency conversion scheme, and the up-conversion adopts a twice-time frequency conversion scheme. By using a fixed local frequency for multiple frequency conversions while meeting the requirements of the image-rejection, the up-conversion has a high RF/LO isolation. The test results show that the image-rejection of the down-conversion is 29 dBc and the RF/LO isolation of the up-conversion is 71 dBc. The module indicators are in good compliance and meet the usage requirement, which has reference value for the design of similar miniaturized up-down converter.
Key words : X-band；image rejection converter；RF/LO isolation

引言

微波變頻器在射頻鏈路中有著極其重要的地位，其起到頻率變換的功能。微波變頻器包含上變頻和下變頻，其性能的優(yōu)劣，將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜度和功能[1-2]。小型化的上下變頻模塊有助于實(shí)現(xiàn)低成本和高集成[3-4]，受到了越來越廣泛的關(guān)注。董毅敏等人[3]通過垂直互聯(lián)技術(shù)設(shè)計(jì)了小型化的上下變頻組件，龐玉會(huì)[4]通過微波混合集成工藝設(shè)計(jì)了小型化的上下變頻組件。此外為了通用化的需求，一體化寬帶上下變頻組件[5-9]也得到了充分的發(fā)展。張濤等人[5]設(shè)計(jì)的上下變頻組件集成了X與Ka頻段；閆萌等人[6]設(shè)計(jì)的上下變頻組件包含X-Ku頻段；孫宏途[7]則設(shè)計(jì)了一種通用化的上下變頻組件，包含2GHz~18GHz頻段；史千一等人[8]設(shè)計(jì)了Ku頻段的上下變頻組件；馬傳武等人[9]設(shè)計(jì)了W頻段的上下變頻組件。

以上提及的上下變頻組件都只對(duì)變頻本身的性能做出了說明，并未提及本振信號(hào)在上下變頻鏈路中的影響。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于本振信號(hào)往往會(huì)提出更高的要求，此時(shí)本振信號(hào)就會(huì)單獨(dú)設(shè)計(jì)。上下變頻模塊本振口的本振信號(hào)是一直存在的，發(fā)射信號(hào)泄漏到本振信號(hào)的功率會(huì)回轉(zhuǎn)到接收鏈路，導(dǎo)致接收回波信號(hào)的信噪比降低。一般情況下會(huì)在本振頻率選擇時(shí)選相對(duì)發(fā)射信號(hào)較遠(yuǎn)的本振頻率，再通過濾波器濾除，但是在寬帶應(yīng)用或是被動(dòng)接收方案時(shí)，部分本振信號(hào)與接收回波信號(hào)會(huì)有重疊，上變頻泄露的本振信號(hào)會(huì)隨著回波信號(hào)參與下變頻鏈路，帶來影響。需要提高上變頻鏈路對(duì)本振信號(hào)的抑制度。

本文設(shè)計(jì)了一種基于鏡像抑制混頻器的X波段上下變頻模塊。分析并分解了整機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)，介紹了上下變頻模塊的變頻方案。下變頻需要輸出8個(gè)通道，為了減小尺寸和鏈路復(fù)雜度，下變頻采用了一次變頻方案，使用了鏡頻抑制混頻器，對(duì)鏡頻抑制混頻器的原理進(jìn)行了分析[10-13]。因?yàn)橹蓄l頻率較低，為了保證本振端口對(duì)發(fā)射信號(hào)的抑制度，上變頻采用了多次變頻的方式，使用一個(gè)固定的二本振頻率與下變頻本振進(jìn)行變頻。對(duì)各個(gè)本振在上變頻輸出端的抑制度進(jìn)行了分析。


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作者信息：

施威，于翔

（上海航天電子技術(shù)研究所，上海201109）


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