一種V頻段毫米波射頻收發前端設計與實現
電子技術應用
徐璽年
中國西南電子技術研究所
摘要： 針對毫米波射頻收發前端工作頻率越來越高的應用需求，設計了一種工作在V頻段的毫米波射頻收發前端，用于V頻段射頻信號的接收及發射功能。該射頻收發前端電路復雜，內部包含接收電路、發射電路、頻率源電路、電源處理電路及控制電路，具有多功能、高鏡像抑制度、低噪聲系數、高發射功率的優點。為了實現良好的電性能，該收發前端設計并使用了V頻段微帶濾波器、V頻段微帶功分器，V頻段四分之一波長短路線等微帶電路。收發前端采用了V頻段MMIC混合多功能集成技術，可應用于導引頭雷達及通信場景，具有廣闊的應用前景。
中圖分類號：TN015 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245047
中文引用格式： 徐璽年. 一種V頻段毫米波射頻收發前端設計與實現[J]. 電子技術應用，2024，50(8)：86-89.
英文引用格式： Xu Xinian. Design and implementation of a millimeter wave radio frequency transceiver front-end in V-band[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(8)：86-89.
中文引用格式： 徐璽年. 一種V頻段毫米波射頻收發前端設計與實現[J]. 電子技術應用，2024，50(8)：86-89.
英文引用格式： Xu Xinian. Design and implementation of a millimeter wave radio frequency transceiver front-end in V-band[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(8)：86-89.
Design and implementation of a millimeter wave radio frequency transceiver front-end in V-band
Xu Xinian
Southwest China Institute of Electronic Technology
Abstract： In response to the increasing demand for higher operating requencies of millimeter-wave RF transceiver front-ends, this paper presents the design of a V-band millimeter-wave RF transceiver front-end for the reception and transmission of RF signals in the V-band. The RF transceiver front-end circuit is complex, which includes receiver circuits, transmitter circuits, frequency source circuits, power processing circuits and control circuits, with the advantage of multifunctionality, high image rejection, low noise figure, and high transmit power. In order to achieve excellent electrical performance, the front-and design incorporates kinds of microstrip circuirs such as V-band microstrip filters, V-band microstrip power dividers, and V-band quarter-wavelength short-circuit lines. The front-end also utilizes V-band MMIC hybrid multifunctional integration technology, making it suitable for use in guidance head radar and communication scenarios with broad application prospects.
Key words : millimeter-wave RF transceiver front-end；V-band；high image rejection；V-band microstrip filter；V-band microstrip power divider
引言
V頻段作為衛星大氣遙感遙測的重要探測窗口，1961年Meeks等提出通過對V頻段大氣氧氣吸收譜線的兩側進行多頻觀測，從而描繪大氣溫度分布廓線的方法[1]，這在氣象探測領域已經得到了廣泛應用[2-7]。另外在星際通信時一般使用V頻段（60 GHz），在此頻率處大氣損耗極大，地面無法對星際通信內容進行偵聽。而在星際由于大氣極為稀薄，不會造成信函的衰落，例如美國的“戰術、戰略和中繼衛星系統”。
美國從第二代軍事通信衛星MILSTAR開始使用60 GHz的毫米波星間鏈路通信系統后，在第三代帶的AEHF軍事通信衛星星間通信主要通過60 GHz的毫米波星間鏈路完成。60 GHz毫米波星間鏈路技術已經成為衛星系統星間通信的主要發展方向。美國在V波段的射頻技術非常成熟，已經廣泛應用到雷達、通信、對抗等多個領域。
國內早期的V頻段毫米波前端均采用進口的V 頻段毫米波接收設備或采用進口的V頻段芯片進行二次集成設計。近年來隨著國內毫米波技術的飛速發展以及半導體技術的進步，V頻段毫米波單片集成電路(Monolithic Microwave Integrated Circuit，MMICs)從無到有，促進了V 頻段毫米波集成技術的快速發展[8]，V 頻段的射頻前端研制開發已經取得一定的突破[9-13]。從國內V頻段射頻技術的發展趨勢來看，V頻段全型譜元器件已經覆蓋完成，基于國產化V頻段射頻模塊技術也非常成熟，小型化和可靠性將是未來的主要發展方向。目前國內V頻段已經廣發應用在衛星通信、大氣探測等相關領域。
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作者信息：
徐璽年
（中國西南電子技術研究所，四川 成都 610036）
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