W波段超外差LO兩種倍頻鏈路的比較分析

W波段（75-110GHz）由于其衰減小，分辨率高，超寬帶等優(yōu)勢(shì)，受到越來越多的關(guān)注。之前由于成本高昂，主要是軍事方面的應(yīng)用。近些年隨著Gotmic等廠家毫米波芯片的量產(chǎn)，成本大大降低，已被很多民用場(chǎng)合所接受。特別是現(xiàn)在大力支持軍民融合，很多原來純軍用的場(chǎng)合，也開始轉(zhuǎn)為民用。

主要應(yīng)用：

·主動(dòng)式，被動(dòng)式安檢成像·機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)FOD·直升機(jī)防撞/盲降系統(tǒng)·遙感/氣象雷達(dá)/天文探測(cè)等·軍事國(guó)防等·毫米波測(cè)試測(cè)量

在超外差接收系統(tǒng)中，LO鏈路非常關(guān)鍵，對(duì)接收系統(tǒng)的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍有著重要影響。要實(shí)現(xiàn)W波段的本振信號(hào)，需要從X波段（8-12GHz）或Ku波段（12-18GHz）倍頻上去，一般有兩種方法：

1、直接采用8倍頻器芯片

圖1、直接采用8倍頻器芯片方案

GXOB0017是一款性能非常不錯(cuò)的8倍頻器芯片，內(nèi)部集成了三級(jí)2倍頻及多級(jí)驅(qū)動(dòng)放大器。輸入頻率10.7-13.3GHz，經(jīng)過8倍頻直接輸出86-106GHz；輸入驅(qū)動(dòng)功率0dBm，輸出功率高達(dá)+12dBm，且從86-106GHz功率非常平坦。諧波抑制一般有20dBc以上，在92-96GHz對(duì)x7/x9諧波抑制50dBc以上。

使用此方案最大的好處是：結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，體積可以做小，且成本很低。

缺點(diǎn)：芯片內(nèi)部3級(jí)兩倍之間沒有濾波，雜散比較多。

圖2、GXOB0017內(nèi)部框圖和諧波抑制

圖3、GXOB0017芯片輸出功率

2、采用多級(jí)倍頻和濾波

圖4、多級(jí)濾波和倍頻方案

同樣是X波段或KU波段產(chǎn)品低頻LO信號(hào)，經(jīng)過2倍頻，加驅(qū)動(dòng)放大器，再4倍頻送給W波段混頻器。

X2倍頻器可以采用Marki Microwave公司的MMD-1648LCH輸出頻率16-48GHz或MMD-2060HCH輸出頻率高達(dá)20-60GHz，而且諧波抑制非常好。

驅(qū)動(dòng)放大器采用ADM-5974CH, DC-34GHz13dB，輸出功率+20dBm，或ADM-5931CH，DC-28GHz，輸出功率+16dBm。除了超寬帶，高線性度，這兩款放大器另一個(gè)特色是相位噪聲非常低，-153dBc/Hz at 10kHz，可以避免LO鏈路帶來的相位噪聲惡化。

這樣做的好處非常明顯，中間可以加多級(jí)濾波器，可以最大限度的濾波LO倍頻產(chǎn)生的雜散，從而得到最佳的接收動(dòng)態(tài)范圍。

缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)一樣明顯：鏈路復(fù)雜，體積比較大，成本高，調(diào)試難度大, 適合用在測(cè)試測(cè)量等高性能場(chǎng)合。

鏈路中的器件：

·MMD-1648LCH, 2倍頻芯片，輸出頻率16-48GHz；·MMD-2060HCH，2倍頻器芯片，輸出頻率20-60GHz；·ADM-5931CH, 驅(qū)動(dòng)放大器，DC-28GHz，Pout=+16dBm；·ADM-5974CH，驅(qū)動(dòng)放大器，DC-34GHz，Pout=+20dBm；·濾波器：一般都是根據(jù)具體頻率需求定制?！ANZ0017, 75-110GHz，功率+10dBm可作為L(zhǎng)O鏈路末級(jí)驅(qū)動(dòng)。

圖5：Marki倍頻器曲線（左MMD-1648LCH, 右MMD-2060HCH）

圖6：GQXB0012, W波段4倍頻器芯片

3、總結(jié)

兩種方案各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合選擇最佳性價(jià)比方案。

·單芯片使用用在體積要求小，成本低等場(chǎng)合；·多級(jí)倍頻和濾波雖然難度大，但是其雜散很小，適合用在對(duì)指標(biāo)要求很高的測(cè)試測(cè)量場(chǎng)合。