一種38GHz ODU前端設(shè)計電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及移動通信系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及數(shù)字微波通信，特別涉及一種38GHzODU前端設(shè)計電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信速率的快速增長，現(xiàn)有的無線通信頻段已無法滿足超高速數(shù)據(jù)通信的要求，波長為Imm?1mm的毫米波通信引起了各國研究人員的廣泛關(guān)注，其頻譜資源開發(fā)和利用成為一個極其活躍的研究領(lǐng)域。
[0003]毫米波頻段具有免許可頻段寬、波長短、抗干擾能力強、波束窄、方向性好、容量大和保密性能好的特點。免許可頻段寬意味著可利用的頻譜資源豐富、受限制小。波長短則自然形成了波束窄的特點，在進行目標(biāo)追蹤和識別的過程中可以有更高的分辨率。在保密通信、保密性電子對抗、無線遙感、雷達與跟蹤制導(dǎo)等領(lǐng)域抗干擾能力強和信道容量大則突顯出巨大的優(yōu)勢。與此同時，隨著毫米波通信技術(shù)的發(fā)展，受限于光波、紅外在惡劣環(huán)境下的應(yīng)用以及微波頻段的擁擠，毫米波脫穎而出，擁有微波、紅外的部分優(yōu)點，使其在衛(wèi)星通信、車船防撞、測距雷達、射電天文等民用領(lǐng)域有著舉足輕重的地位。目前，毫米波通信技術(shù)主要應(yīng)用于本地多點分配業(yè)務(wù)(LMDS)、“最后一里”的接入系統(tǒng)和點對點的保密通信系統(tǒng)，其可用頻段將在未來為2?20米范圍內(nèi)提供傳輸速率高達幾吉比特每秒甚至幾十吉比特每秒的無線傳輸。
[0004]然而毫米波在空間的傳播和大氣環(huán)境密切相關(guān)，大氣中的水蒸氣和氧氣是引起毫米波衰減的主要原因。在毫米波頻譜中，35、95、140、220GHz頻率附近傳輸衰減較小，稱為“大氣窗口”，而其它頻段，毫米波的衰減很大，需要提高發(fā)射功率以滿足高速數(shù)據(jù)通信的要求?，F(xiàn)在主流的ODU (OutdoorUnit，數(shù)字微波收發(fā)信機)設(shè)備為7G\ 8G \13G\ 15G，38G設(shè)備還未成熟，(頻段是劃分好的，38GHz是國際通用數(shù)字微波通信的頻段，38GHz頻段屬于大氣窗口附近頻段。)為了滿足無線通信高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，我們提出一種基于微組裝工藝實現(xiàn)38GHz ODU前端的設(shè)計電路。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型目的在于提出一種38GHz ODU前端設(shè)計電路，通過采用單片微波集成電路并結(jié)合以金絲鍵合、裸片燒結(jié)為基礎(chǔ)的微組裝工藝，采用懸置線的微帶-波導(dǎo)過渡技術(shù)優(yōu)化了與前級腔體濾波器、天線級間的匹配，并減小了損耗，保證38GHz ODU前端的下行輸出線性功率、上行噪聲系數(shù)良好；以及采用zigzag帶通濾波器優(yōu)化了濾波器的面積并且消除了由信號倍頻和混頻后產(chǎn)生的其它雜散信號，最終實現(xiàn)了 ODU設(shè)備的工作頻率擴頻到38GHz ο
[0006]為了解決以上的技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種38GHz ODU前端設(shè)計電路，包括:頻率合成器、帶通濾波器1、倍頻器、帶通濾波器2、功分器、90°電橋1、混頻器1、帶通濾波器3、功率放大器PA、90°電橋2、混頻器2、低噪聲功率放大器LNA ;
[0008]所述頻率合成器產(chǎn)出ku波段的信號送到帶通濾波器I，再送入倍頻器得到本振信號，再次經(jīng)過帶通濾波器2，輸出的本振信號經(jīng)過功分器分成上、下行兩路，為混頻器1、混頻器2提供本振信號；下行鏈路中，中頻信號IFl經(jīng)過90°電橋I分成1、Q兩路，經(jīng)過混頻器I與本振信號混頻，上變頻后經(jīng)過帶通濾波器3送入到功率放大器PA，再經(jīng)過微帶-導(dǎo)波過渡輸出38GHz射頻信號RFout ;上行鏈路中，38GHz射頻信號RFin經(jīng)過微帶-導(dǎo)波過渡送入到低噪聲功率放大器LNA，放大后的射頻信號經(jīng)過混頻器2與本振信號混頻，下變頻后分成1、Q兩路，經(jīng)過90°電橋2合成一路中頻信號IF2輸出；
[0009]其中，整個所述電路采用單片微波集成電路集成于一塊PCB整板上，所述混頻器1、混頻器2、倍頻器、功率放大器PA及低噪聲功率放大器LNA采用了微組裝工藝，所述帶通濾波器3采用的是zigzag帶通濾波器。
[0010]其中，所述帶通濾波器I和帶通濾波器2采用的是微帶平行耦合濾波器。
[0011]有益效果:
[0012]現(xiàn)有技術(shù)采用的是傳統(tǒng)的微波ODU前端的設(shè)計方法，由于封裝器件和SMT工藝的限制，毫米波ODU前端的線性功率，噪聲系數(shù)都沒有很好解決，并且會引起更嚴(yán)重的信號失真，故在本實用新型38GHz毫米波ODU前端的設(shè)計中，引入單片微波集成電路和微組裝工藝，懸置線的微帶-波導(dǎo)過渡，zigzag帶通濾波器，裸芯片具有頻帶寬、低噪聲以及電路損耗低的特點，微組裝工藝中裸片燒結(jié)保證了裸片的性能和可靠性，金絲鍵合保證了電路、裸片級間連接，相對于SMT工藝，微組裝工藝具有精度高、一致性好的特點，這些都有效的抑制信號失真，保證信號的線性功率和噪聲系數(shù)、減小了傳輸損耗。本技術(shù)方案包括本振信號源的產(chǎn)生和混頻、利用懸置線的微帶-波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)以及zigzag帶通濾波器，最終實現(xiàn)了ODU設(shè)備的工作頻率擴頻到38GHz。
【附圖說明】
[0013]圖1為基于單片微波集成電路的38GHz ODU前端設(shè)計原理框圖。
[0014]圖2為zigzag帶通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為BJ320微帶-波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0016]請參閱附圖所示，對本實用新型作進一步的描述。
[0017]如圖1、2所示，本實用新型所述的一種38GHz ODU前端設(shè)計電路，包括:頻率合成器、帶通濾波器1、倍頻器、帶通濾波器2、功分器、90°電橋1、混頻器1、帶通濾波器3、功率放大器PA、90°電橋2、混頻器2、低噪聲功率放大器LNA ;
[0018]所述頻率合成器產(chǎn)出ku波段的信號送到帶通濾波器1，再送入倍頻器得到本振信號，再次經(jīng)過帶通濾波器2，輸出的本振信號經(jīng)過功分器分成上、下行兩路，為混頻器1、混頻器2提供本振信號；下行鏈路中，中頻信號IFl經(jīng)過90°電橋I分成1、Q兩路，經(jīng)過混頻器I與本振信號混頻，上變頻后經(jīng)過帶通濾波器3送入到功率放大器PA，再經(jīng)過微帶-導(dǎo)波過渡輸出38GHz射頻信號RFout ;上行鏈路中，38GHz射頻信號RFin經(jīng)過微帶-導(dǎo)波過渡送入到低噪聲功率放大器LNA，放大后的射頻信號經(jīng)過混頻器2與本振信號混頻，下變頻后分成1、Q兩路，經(jīng)過90°電橋2合成一路中頻信號IF2輸出；
[0019]其中，整個所述電路采用單片微波集成電路集成于一塊PCB整板上，所述混頻器1、混頻器2、倍頻器、功率放大器PA及低噪聲功率放大器LNA采用了微組裝工藝，所述帶通濾波器3采用的是zigzag帶通濾波器。
[0020]如圖1所述，對本實用新型主要包括的以下電路進行說明:
[0021]頻率合成器:產(chǎn)生頻率為12~18GHz的ku波段(12_18GHz頻段)信號。
[0022]帶通濾波器1:濾除由頻率合成器產(chǎn)生除ku波段信號外的雜散信號。
[0023]倍頻器:將經(jīng)濾波的ku波段信號倍頻為本振信號，文中涉及本振信號均指24-36GHz。
[0024]帶通濾波器2:濾除因倍頻后產(chǎn)生除本振信號外的其它雜散信號。
[0025]功分器:將本振信號功分兩路分別為混頻器1、混頻器2提供本振信號。
[0026]90°電橋1:將IFl信號轉(zhuǎn)換成1、Q兩路信號。
[0027]90°電橋2:將混頻器2輸出的1、Q兩路信號轉(zhuǎn)化為IF2信號。