專利名稱：Ka波段毫米波上變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于毫米波器件與技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是Ka波段毫米波上變頻器。
背景技術(shù)：
毫米波高速寬帶無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)將微波信號(hào)轉(zhuǎn)變成毫米波信號(hào)主要依靠的就是毫 米波上變頻器，它是毫米波系統(tǒng)的重要組成部分。毫米波高速寬帶無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)一般要求 毫米波上變頻器具有較高的輸出功率和線性度，較低的駐波、很好的帶內(nèi)平坦度等。目前 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)化的毫米波上變頻器還在少數(shù)，由于其高頻段和高工藝的特點(diǎn)，所以在結(jié)構(gòu)加工， 材料的焊接工藝等很難保證上述要求，或者就是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不容易調(diào)試，大批量生產(chǎn)受到限 制。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的不足，提供一種技術(shù)指標(biāo)比較優(yōu)良的Ka波 段毫米波上變頻器，其結(jié)構(gòu)緊湊，容易調(diào)試，能有效地滿足Ka波段毫米波高速寬帶無(wú)線收 發(fā)系統(tǒng)的要求。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 —種Ka波段毫米波上變頻器，包括屏蔽的盒體，盒體內(nèi)設(shè)有空腔、空腔內(nèi)設(shè)有微 波電路，盒體上設(shè)有本振LO和中頻IF輸入端子以及射頻RF輸出端子；射頻RF輸出端子、 中頻IF輸入端子和本振L0輸入端子分別與微波電路相應(yīng)的信號(hào)輸入和輸出端連接。 所述微波電路包括變頻模塊、波導(dǎo)濾波器和驅(qū)動(dòng)放大模塊；本振LO信號(hào)和中頻IF 信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的輸入端子傳入變頻模塊，經(jīng)變頻的信號(hào)通過(guò)波導(dǎo)濾波器后傳入濾波放大模 塊，最后由射頻RF輸出端子傳出。 所述變頻模塊是以變頻匪IC芯片以及相應(yīng)的單層電容為核心；變頻匪IC芯片以 及相應(yīng)的單層電容設(shè)在微帶上；所述本振L0輸入端子、中頻IF輸入端子分別通過(guò)微帶連接 變頻匪IC芯片的輸入端；變頻匪IC芯片的輸出端連接波導(dǎo)濾波器。 所述驅(qū)動(dòng)放大模塊是以放大匪IC芯片以及相應(yīng)的單層電容為核心；放大匪IC芯 片以及相應(yīng)的單層電容設(shè)在微帶上；放大匪IC芯片的輸入端連接波導(dǎo)濾波器的輸出端；放 大匪IC芯片的輸出端連接射頻RF輸出端子。 所述變頻匪IC芯片和放大匪IC芯片的電源輸入端經(jīng)穿心電容連接外部電源。 所述盒體內(nèi)的空腔包括獨(dú)立的兩個(gè)空腔，分別是驅(qū)動(dòng)放大模塊所在的空腔和變頻 模塊所在的空腔；所述波導(dǎo)濾波器連接在盒體外部，并與盒體構(gòu)成屏蔽的整體；所述兩個(gè) 空腔內(nèi)分別設(shè)有波導(dǎo)，兩個(gè)波導(dǎo)分別與所述波導(dǎo)濾波器連接； 變頻模塊的輸出端設(shè)有微帶轉(zhuǎn)換探針，該微帶轉(zhuǎn)換探針通過(guò)變頻模塊所在的空腔 內(nèi)的波導(dǎo)與波導(dǎo)濾波器連接； 驅(qū)動(dòng)放大模塊的輸入端設(shè)有微帶轉(zhuǎn)換探針，該微帶轉(zhuǎn)換探針通過(guò)驅(qū)動(dòng)放大模塊所 在的空腔內(nèi)的波導(dǎo)與波導(dǎo)濾波器連接。[0013] 所述變頻模塊的輸出端的微帶轉(zhuǎn)換探針插入的方向垂直于相應(yīng)的波導(dǎo)口的寬 邊； 所述驅(qū)動(dòng)放大模塊的輸出端的微帶轉(zhuǎn)換探針插入的方向垂直于相應(yīng)的波導(dǎo)口的 寬邊。 所述波導(dǎo)濾波器是WR28波導(dǎo)濾波器。 所述變頻匪IC芯片和放大匪IC芯片的材質(zhì)為GaAs ;所述微波電路的介質(zhì)板是 ROGERS公司的RT5880型微波板，變頻匪IC芯片和放大匪IC芯片燒結(jié)在該介質(zhì)板上。 所述本振L0輸入端子和中頻IF輸入端子是鍍金SMA接頭；所述射頻RF輸出端子 是2. 92mmK接頭。 本實(shí)用新型的變頻模塊采用集成的匪IC芯片，該芯片的主要功能包括本振二倍 頻、混頻、放大等。該芯片的主要優(yōu)點(diǎn)在于它的集成度比較高，有利于整個(gè)毫米波上變頻器 模塊的小型化。毫米波上變頻器變頻輸出采用微帶到波導(dǎo)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)，波導(dǎo)口寬邊與探針深 入的方向垂直，使得整個(gè)盒體比較緊湊，易于和波導(dǎo)濾波器實(shí)現(xiàn)硬連接。 本實(shí)用新型匪IC芯片優(yōu)選GaAs材料毫米波芯片，其工藝水平很高，性能優(yōu)良，設(shè) 計(jì)的電路比較簡(jiǎn)單，不需要過(guò)多考慮匪IC和微帶線匹配方面的問(wèn)題，易于調(diào)試。變頻匪IC 和放大匪IC之間用波導(dǎo)濾波器連接，以濾除不必要的諧波信號(hào)，有利于毫米波上變頻器實(shí) 現(xiàn)良好的性能指標(biāo)。 本實(shí)用新型具有優(yōu)良的技術(shù)指標(biāo)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且小型化，調(diào)試方便，成本低。特別是 加入了波導(dǎo)濾波器，提高了器件的整體指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)其優(yōu)良的性能。

圖1為實(shí)施例中本實(shí)用新型盒體內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖2為實(shí)施例中本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖3為實(shí)施例中本實(shí)用新型WR28波導(dǎo)濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖4為實(shí)施例中本實(shí)用新型的原理框圖
具體實(shí)施方式—種Ka波段毫米波上變頻器，包括屏蔽的盒體l，盒體1內(nèi)設(shè)有空腔、空腔內(nèi)設(shè)有 微波電路，盒體1上設(shè)有本振LO和中頻IF輸入端子以及射頻RF輸出端子；射頻RF輸出端 子6、中頻IF輸入端子5. 2和本振L0輸入端子5. 1分別與微波電路相應(yīng)的信號(hào)輸入和輸出 端連接。 所述微波電路包括變頻模塊9、波導(dǎo)濾波器8和驅(qū)動(dòng)放大模塊10 ;本振L0信號(hào)和 中頻IF信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的輸入端子傳入變頻模塊9，經(jīng)變頻的信號(hào)通過(guò)波導(dǎo)濾波器8后傳入 濾波放大模塊IO，最后由射頻RF輸出端子6傳出。 所述變頻模塊9是以變頻匪IC芯片3以及相應(yīng)的單層電容4. 1為核心；變頻匪IC 芯片3以及相應(yīng)的單層電容4. l設(shè)在微帶上；所述本振L0輸入端子5. l通過(guò)微帶連接變頻 匪IC芯片3的一個(gè)輸入端11. 1，中頻IF輸入端子5. 2通過(guò)微帶連接變頻匪IC芯片3的另 一個(gè)輸入端11. 2 ;變頻匪IC芯片3的輸出端連接波導(dǎo)濾波器8。 所述驅(qū)動(dòng)放大模塊10是以放大匪IC芯片以及相應(yīng)的單層電容4. 2為核心；放大匪IC芯片以及相應(yīng)的單層電容設(shè)在微帶上；放大匪IC芯片的輸入端連接波導(dǎo)濾波器8的 輸出端；放大匪IC芯片的輸出端12連接射頻RF輸出端子6。 所述變頻匪IC芯片和放大匪IC芯片的電源輸入端經(jīng)穿心電容連接外部電源。穿 心電容通過(guò)設(shè)在盒體外的接線14連接外部電源。 所述盒體1內(nèi)的空腔包括獨(dú)立的兩個(gè)空腔，分別是驅(qū)動(dòng)放大模塊所在的空腔和變 頻模塊所在的空腔；所述波導(dǎo)濾波器8連接在盒體1外部，并與盒體1構(gòu)成屏蔽的整體；所 述兩個(gè)空腔內(nèi)分別設(shè)有波導(dǎo)13. 1和13. 2，兩個(gè)波導(dǎo)13. 1和13. 2分別與所述波導(dǎo)濾波器8 連接； 變頻模塊9的輸出端設(shè)有微帶轉(zhuǎn)換探針2. 1，該微帶轉(zhuǎn)換探針2. l通過(guò)變頻模塊所 在的空腔內(nèi)的波導(dǎo)13. 1與波導(dǎo)濾波器8連接； 驅(qū)動(dòng)放大模塊10的輸出端設(shè)有微帶轉(zhuǎn)換探針2. 2，該微帶轉(zhuǎn)換探針2. 2通過(guò)驅(qū)動(dòng) 放大模塊所在的空腔內(nèi)的波導(dǎo)13. 2與波導(dǎo)濾波器8連接。 所述變頻模塊9的輸出端的微帶轉(zhuǎn)換探針2. l插入的方向垂直于相應(yīng)的波導(dǎo)13. 1 口的寬邊；所述驅(qū)動(dòng)放大模塊10的輸出端的微帶轉(zhuǎn)換探針2. 2插入的方向垂直于相應(yīng)的波 導(dǎo)13.2 口的寬邊。該結(jié)構(gòu)使得整個(gè)盒體l比較緊湊，易于和波導(dǎo)濾波器8實(shí)現(xiàn)硬連接。 本例中，波導(dǎo)濾波器8是WR28波導(dǎo)濾波器，它的波導(dǎo)口輸入輸出結(jié)構(gòu)比較容易與 盒體進(jìn)行連接，能夠使整個(gè)毫米波上變頻器模塊的體積做的比較小，便于一體化設(shè)計(jì)；變頻 匪IC芯片和放大匪IC芯片的材質(zhì)為GaAs ;微波電路的介質(zhì)板是ROGERS公司的RT5880型 微波板，具有很高的強(qiáng)度和環(huán)境溫度性能；本振L0輸入端子和中頻IF輸入端子是鍍金SMA 接頭；射頻RF輸出端子是2. 92mmK接頭。變頻匪IC芯片和放大匪IC芯片燒結(jié)在介質(zhì)板 上。 變頻匪IC芯片3的主要功能包括本振二倍頻、混頻、放大等。 常規(guī)設(shè)計(jì)的毫米波上變頻器需要在相關(guān)電磁場(chǎng)仿真軟件中建立整個(gè)器件的模型，
設(shè)定并求解相關(guān)參數(shù)，以便得到最佳性能，本實(shí)用新型也是由此得到的。下面是由系統(tǒng)的需
求而設(shè)計(jì)的毫米波上變頻器技術(shù)指標(biāo) (1)、工作溫度-40°C +55°C (2)、存儲(chǔ)溫度-55°C +70°C (3) 、 L0輸入功率4 10dBm (4) 、 L0輸入頻率18 19GHz (5) 、 IF輸入頻率2GHz 3GHz (6)、增益^30dB (7)、雜散《-60dBc (8) 、 L0輸入接口 SMA接口 (9) 、 IF輸入接口 SMA接口 (10) 、 RF輸出接口 2. 92mm K接頭 (11)、輸出功率27dBm(在等幅雙音間隔15MHz， IMD3《—25dBc條件下)。
權(quán)利要求一種Ka波段毫米波上變頻器，包括屏蔽的盒體，盒體內(nèi)設(shè)有空腔、空腔內(nèi)設(shè)有微波電路，盒體上設(shè)有本振LO和中頻IF輸入端子以及射頻RF輸出端子；射頻RF輸出端子、中頻IF輸入端子和本振LO輸入端子分別與微波電路相應(yīng)的信號(hào)輸入和輸出端連接；其特征是所述微波電路包括變頻模塊、波導(dǎo)濾波器和驅(qū)動(dòng)放大模塊；本振LO信號(hào)和中頻IF信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的輸入端子傳入變頻模塊，經(jīng)變頻的信號(hào)通過(guò)波導(dǎo)濾波器后傳入濾波放大模塊，最后由射頻RF輸出端子傳出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ka波段毫米波上變頻器，其特征是所述變頻模塊是以變頻 匪IC芯片以及相應(yīng)的單層電容為核心；變頻匪IC芯片以及相應(yīng)的單層電容設(shè)在微帶上； 所述本振L0輸入端子、中頻IF輸入端子分別通過(guò)微帶連接變頻匪IC芯片的輸入端；變頻 匪IC芯片的輸出端連接波導(dǎo)濾波器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的Ka波段毫米波上變頻器，其特征是所述驅(qū)動(dòng)放大模塊是以放大匪IC芯片以及相應(yīng)的單層電容為核心；放大匪IC芯片以及相應(yīng)的單層電容設(shè)在微帶上；放大匪IC芯片的輸入端連接波導(dǎo)濾波器的輸出端；放大匪IC芯片的輸出端連接射頻RF輸出端子。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的Ka波段毫米波上變頻器，其特征是所述盒體內(nèi)的空 腔包括獨(dú)立的兩個(gè)空腔，分別是驅(qū)動(dòng)放大模塊所在的空腔和變頻模塊所在的空腔；所述波 導(dǎo)濾波器連接在盒體外部，并與盒體構(gòu)成屏蔽的整體；所述兩個(gè)空腔內(nèi)分別設(shè)有波導(dǎo)，兩個(gè) 波導(dǎo)分別與所述波導(dǎo)濾波器連接；變頻模塊的輸出端設(shè)有微帶轉(zhuǎn)換探針，該微帶轉(zhuǎn)換探針通過(guò)變頻模塊所在的空腔內(nèi)的 波導(dǎo)與波導(dǎo)濾波器連接；驅(qū)動(dòng)放大模塊的輸入端設(shè)有微帶轉(zhuǎn)換探針，該微帶轉(zhuǎn)換探針通過(guò)驅(qū)動(dòng)放大模塊所在的 空腔內(nèi)的波導(dǎo)與波導(dǎo)濾波器連接。
5 根據(jù)權(quán)利要求4所述的Ka波段毫米波上變頻器，其特征是所述變頻模塊的輸出端的 微帶轉(zhuǎn)換探針插入的方向垂直于相應(yīng)的波導(dǎo)口的寬邊；所述驅(qū)動(dòng)放大模塊的輸出端的微帶轉(zhuǎn)換探針插入的方向垂直于相應(yīng)的波導(dǎo)口的寬邊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的Ka波段毫米波上變頻器，其特征是所述波導(dǎo)濾波器是WR28 波導(dǎo)濾波器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的Ka波段毫米波上變頻器，其特征是所述變頻匪IC芯片和放 大匪IC芯片的材質(zhì)為GaAs ;所述微波電路的介質(zhì)板是ROGERS公司的RT5880型微波板，變 頻匪IC芯片和放大匪IC芯片燒結(jié)在該介質(zhì)板上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的Ka波段毫米波上變頻器，其特征是所述本振L0輸入端子和 中頻IF輸入端子是鍍金SMA接頭；所述射頻RF輸出端子是2. 92mmK接頭。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的Ka波段毫米波上變頻器，其特征是所述變頻匪IC芯片和放 大匪IC芯片的電源輸入端經(jīng)穿心電容連接外部電源。
專利摘要一種Ka波段毫米波上變頻器，包括屏蔽的盒體，盒體內(nèi)設(shè)有空腔、空腔內(nèi)設(shè)有微波電路，盒體上設(shè)有本振LO和中頻IF輸入端子以及射頻RF輸出端子；射頻RF輸出端子、中頻IF輸入端子和本振LO輸入端子分別與微波電路相應(yīng)的信號(hào)輸入和輸出端連接。所述微波電路包括變頻模塊、波導(dǎo)濾波器和驅(qū)動(dòng)放大模塊；本振LO信號(hào)和中頻IF信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的輸入端子傳入變頻模塊，經(jīng)變頻的信號(hào)通過(guò)波導(dǎo)濾波器后傳入濾波放大模塊，最后由射頻RF輸出端子傳出。本實(shí)用新型具有優(yōu)良的技術(shù)指標(biāo)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且小型化，調(diào)試方便，成本低。特別是加入了波導(dǎo)濾波器，提高了器件的整體指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)其優(yōu)良的性能。
文檔編號(hào)H03D7/16GK201536349SQ20092004873
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者張君, 歐陽(yáng)建偉, 武永 申請(qǐng)人:南京才華科技集團(tuán)有限公司