Ka频段下变频模块设计

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1、万方数据电磁场与微波Ka频段下变频模块设计刘立浩1．吕丽英2(1．中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081；2．河北省第三测绘院，河北石家庄050031)摘要介绍了鼬频段下变频模块的设计。该模块的功能是将接收到的19．2—21．2(；I-Iz射频信号下变频到2．2。4．2(；I-Iz的中频信号。实际制作的下变频模块变频增益为20d．B±1dB，噪声系数小于6dB，镜频抑制大于100dB。该模块在妇频段卫星通信系统中有着广阔的应用前景。试验结果证明，微波CAD工具的应用不仅降低了产品的研制成本，而且缩短了产品从电路设计到批量

2、生产的时间。关键词l(a频段；下变频器；薄膜电路；Designer软件；HFSS软件中图分类号TN773．4文献标识码A文章编号1003—3106(2008)05—0043—03DesignofaKa-bandBlockDownConverterLIULi—ha01．LULi—yind(1．I'he54thResearchInstituteoyCETC，Shijiaz．huangItebei050081，China；2．1he3nd／nst／tuteofsu,唧／ngandMapp／ngof／／ebe／Protr／nce，醌莉d咖／／ebe

3、／050031，Ch／na)AbstractThispaperpresentsthedesignofaKa-bandblockdowneolrlvertei"．Theblockdowncon've!rterreceivesltFsignalswithinthe砌geof19．2～21．2GHzandconvertsthemdowntoIFfrequencyof2．2—4．2Gl-[z．Aconversiongainof20dB±1dB，anoisefigureoflessthan6dBand蚰imagerejeetionofmoltttha

4、n100dBhavebeenachievedwithintheRFfi'equeneyrfla-lge．ThismodulehasawideapplicationprospectintheKa—bandsatellitecommunicationsystems．TheexperimentalresultsprovethattheaPplicationofmicrowaveCADtoolsnotonlyreducestheCOSt．buta180shortensthetimefromdesiglltOproduction．KeywordsKa

5、-band；downeonvel"tel"；tllinfilmcircuit；designersoftware；HFSSsoftware0引言1Ka频段下变频模块的电路构成在卫星通信中采用l(a频段，可以获得较宽的工作频带和增加通信容量，实现较窄的波束，获得高的EIRP(有效全向辐射功率)值，减小地面终端天线的尺寸；相对于已经十分拥挤的C和Ku频段，勋频段的干扰较小，便于卫星的轨道位置和频率关系的协调。Ka频段卫星通信必将成为未来卫星通信的主流。l(a频段下变频模块是卫星地面站接收系统中的一个重要模块，其作用是把天线与低噪声放大器接收到的射

6、频信号变换成中频信号。国外通用产品通常选择L频段(O．95。1．95GI-Iz)作为中频，工作带宽为1GHz或者5001V[Hz。本文中的Ka频段下变频模块是基于地面站系统方案的需要而研制的，主要功能是把19．2—21．2GI-Iz的I(a频段射频信号变频为2．2—4．2GHz的s频段信号，工作带宽为2GI-Iz，国内外尚无同类产品。l(a频段下变频模块的电路构成框图如图1所示。19．2—21．2(；I-Iz射频输入信号首先经过一个隔离器，以改善模块输入口的回波损耗，并实现K型(2．92mm)连接器到微带线的转换；之后信号经过一个微带带通滤

7、波器，对镜频干扰和带外杂散进行抑制；然后经过一级放大器进行射频信号的放大；再经过一个微带带通滤波器，这样镜频抑制可以大于100dB；随后射频信号与17GI-Iz的本振信号进行混频，得到2．2～4．2GHz的s频段信号；产生的s频段信号首先要经过一个微带低通滤波器，主要是图1lh频段下变频模块电路构成收稿日期．'2007．11-302008年无线电工程第38卷弟5期43万方数据电磁场与微波滤除本振泄漏信号；之后使用两级放大器对s频段信号进行放大，放大器和滤波器之间以及放大器和出口之间的丌型电阻衰减网络起到改善回波损耗和调整变频增益的作用。2关

8、键电路设计2．1Ka频段微带带通滤波器设计Ka频段微带带通滤波器的设计是一个难点。在以往的微带滤波器设计中(尤其是较高频率的滤波器设计中)，经常出现制作的滤波器中心频率偏移问题，