一种K波段变频组件设计
电子技术应用
顾江川1，2，刘元昆1，2，胡越1，2
1.南京国博电子股份有限公司；2.南京市高密度射频微系统集成工程技术研究中心
摘要： 设计了一种K波段变频组件，该组件含上、下变频通道，实现K波段射频信号与中频信号间的变频转换。通过进行全链路级联仿真分析与计算，优化了链路的频点规划，合理规避了带内杂散；通过进行三维电磁场仿真，优化了链路的传输互联结构，改善了级间匹配特性。测试结果表明该组件具有杂散抑制度高、带内增益波动小等特点，杂散抑制优于60 dBc，带内波动优于±1 dB，镜频抑制优于50 dBc，其他各项指标均满足设计要求。该设计方法也对变频组件的设计进行了有益探索。
中圖分類號：TN958.6 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256722
中文引用格式： 顧江川，劉元昆，胡越. 一種K波段變頻組件設計[J]. 電子技術應用，2025，51(8)：98-102.
英文引用格式： Gu Jiangchuan，Liu Yuankun，Hu Yue. Design of a K-band frequency conversion module[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(8)：98-102.
中文引用格式： 顧江川，劉元昆，胡越. 一種K波段變頻組件設計[J]. 電子技術應用，2025，51(8)：98-102.
英文引用格式： Gu Jiangchuan，Liu Yuankun，Hu Yue. Design of a K-band frequency conversion module[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(8)：98-102.
Design of a K-band frequency conversion module
Gu Jiangchuan1，2，Liu Yuankun1，2，Hu Yue1，2
1.Nanjing Guobo Electronics Co.， Ltd.；2.Nanjing High-Density RF Microsystem Integration Engineering Technology Research Center
Abstract： In this article, a K-band frequency conversion module is designed, which includes up and down conversion channels to achieve frequency conversion between K-band RF signals and intermediate frequency signals. By conducting full-link cascading simulation analysis and calculation, the frequency planning of the link was optimized, and the in-band spurious interference was reasonably avoided. Through three-dimensional electromagnetic field simulation, the transmission interconnection structure of the link was optimized, and the inter-stage matching characteristics were improved. The test results show that the component has the characteristics of high spurious suppression system and small in-band gain fluctuation. The spurious suppression is better than 60 dBc, in-band fluctuation is better than±1 dB, and mirror frequency suppression is better than 50 dBc. All other indicators meet the design requirements. This design method also provides beneficial exploration for the design of frequency conversion modules.
Key words : K-band；frequency conversion module；simulation；low spurious
引言
隨著現代戰場精確制導技術的不斷發展與進步，彈上精確制導設備對微波系統在高性能、多功能、高集成等方面提出了更高的要求[1]。變頻組件作為微波系統內的重要組成部分，其性能指標直接影響到整個微波系統的性能[2-4]。目前變頻組件本身功能復雜、鏈路長，設計上難度大、耗時長，如何設計合理的變頻方案，盡量避開帶內干擾雜散，提高系統性能，是變頻組件設計的關鍵[5]。
本文基于鏈路仿真及電磁場仿真，對鏈路指標進行估算，合理規劃選擇頻點同步分析雜散模式，對系統進行關鍵指標分析，鏈路設計上優化傳輸匹配，規避設計風險。
本文設計的K波段變頻組件主要功能包括將來自數字單元的中頻信號上變頻至射頻信號，進行放大、濾波等處理后輸出給射頻前端；同時將來自射頻前端的射頻信號下變頻至中頻信號，進行放大、濾波等處理后輸出至數字處理單元進行采樣分析。本文利用多層PCB板及微組裝技術，在110 mm×60 mm×20 mm的尺寸下，實現了1發3收的四通道布局，發射功率大于10 dBm，上變頻增益大于30 dB，帶外雜散抑制大于60 dBc；下變頻增益大于20 dB，鏡頻抑制優于50 dBc，諧波、雜波抑制優于60 dBc。
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作者信息：
顧江川1，2，劉元昆1，2，胡越1，2
（1.南京國博電子股份有限公司，江蘇 南京 211111；
2.南京市高密度射頻微系統集成工程技術研究中心，江蘇 南京 210019）
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