變頻系統(tǒng)變頻單元中高增益通道詳細(xì)設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u21012變頻系統(tǒng)變頻單元中高增益通道詳細(xì)設(shè)計案例 1261121.1上變頻模塊的技術(shù)指標(biāo)： 2270961.2設(shè)計方案 2173251.3關(guān)鍵器件選取 3229141.3.1中頻放大器 3296191.3.2中頻數(shù)控衰減器 42601.3.3射頻放大器 5144871.3.4毫米波開關(guān) 6229681.3.5混頻器 7111231.4上變頻單元指標(biāo)分析 9125051.1.1雜散指標(biāo)分析 989811.1.2通道增益指標(biāo)分析 10119171.1.31dB壓縮點(diǎn)指標(biāo)分析 11269581.1.3駐波指標(biāo)分析 11221451.6上變頻器濾波器設(shè)計指標(biāo)分析 12224511.7上變頻單元實(shí)現(xiàn)與測試結(jié)果 12220581.7.1上變頻單元實(shí)物圖 12325961.7.2上變頻單元的測試結(jié)果 13220401.8第二版實(shí)現(xiàn)和測試 17233501.8.1第二版的實(shí)物圖 17284321.8.2第二版的測試結(jié)果 18193471.9小結(jié) 201.1上變頻模塊的技術(shù)指標(biāo)：中頻輸入頻率：3000MHz-6000MHz；增益：≥45dB；衰減控制：≥40dB；輸出頻率范圍：23.5~30.5GHz；輸出頻率步進(jìn)：10MHz；輸出1dB壓縮點(diǎn)：≥18dBm；帶內(nèi)平坦度：≤±1.5dB@BW=3000MHz；雜散抑制：≥50dBc；相位噪聲：≤-90Bc/Hz@100KHz，-100/Hz@1MHz；工作溫度：-40~+80℃工作電壓：12V±1.2V，5V±0.5V，-12V±0.5V1.2設(shè)計方案根據(jù)上文提出的技術(shù)指標(biāo)，和實(shí)現(xiàn)小型化便攜式功能，設(shè)計方案如下圖1.1所示，本設(shè)計方案采用MMIC單片混合集成平面電路進(jìn)行設(shè)計，突出高性能高可靠設(shè)計原則。首級是中頻單刀三開關(guān)芯片，對三組中頻信號進(jìn)行選擇。之后是低噪聲放大器和衰減匹配電路。之后通過一級數(shù)控衰減來實(shí)現(xiàn)通道輸入信號的匹配。調(diào)節(jié)增益后，通過混頻器混頻生成對應(yīng)的高頻信號。之后通過放大，濾波，數(shù)控衰減來實(shí)現(xiàn)性能指標(biāo)。由于產(chǎn)品小型化體積受限，發(fā)射支路和接收支路設(shè)計在同一模塊中，并根據(jù)合作方要求，為了能夠應(yīng)用在不同環(huán)境，實(shí)現(xiàn)不同增益，設(shè)計時發(fā)射和接收支路分別各兩路，初期選用單刀四擲開關(guān)進(jìn)行支路切換，選通后經(jīng)過三級放大器保證符合設(shè)計指標(biāo)。第一版在后期調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)通道間相互干擾，其中帶內(nèi)平坦度不滿足技術(shù)指標(biāo)要求，起初用吸波材料搭建隔墻，效果不明顯，基于上述情況，進(jìn)行第二版設(shè)計，主要是射頻放大模塊的改進(jìn)，對原先電路中開關(guān)濾波組中單刀四擲開關(guān)改為兩組單刀雙擲開關(guān)，增加通道之間的隔離度減小鄰道信號干擾，并將開關(guān)濾波組單獨(dú)做成一個盒體。圖1.1上變頻單元方案圖考慮到中頻信號的輸入功率只有約-25dBm，而產(chǎn)品要求射頻信號15dBm輸出功率，由于鏈路中混頻器的變頻損耗以及濾波器的插入損耗和射頻接頭損耗，所以要求整個模塊的增益在大約45dB左右才能滿足指標(biāo)要求。本方案設(shè)計為了電路結(jié)構(gòu)簡單化和低成本預(yù)算，中頻放大部分選用同型號的放大器，為了實(shí)現(xiàn)指標(biāo)中1dB壓縮點(diǎn)要求，射頻放大部分選用高增益高1dB壓縮點(diǎn)的驅(qū)動放大器。技術(shù)指標(biāo)中要求射頻輸出信號帶內(nèi)平坦度需小于3dB，超寬帶信號這就要求設(shè)計電路時需要優(yōu)良的匹配和精湛的工藝水平，減少射頻電路中的反射信號，降低端口的駐波系數(shù)。由此同時，選取器件的時候，需要注意器件的動態(tài)范圍，尤其濾波器的帶內(nèi)平坦度。1.3關(guān)鍵器件選取1.3.1中頻放大器為了滿足上變頻模塊的通道增益和噪聲系數(shù)的指標(biāo)要求，我們選用了高增益以及噪聲系數(shù)良好的放大器對中頻通道信號進(jìn)行放大，同時要達(dá)到技術(shù)指標(biāo)的帶內(nèi)平坦度的要求，必須注意放大器的增益曲線在所需工作頻率范圍內(nèi)波動小于1dB，尤其在高溫情況下，增益曲線波動范圍小于1.5dB設(shè)計方案中，通常在發(fā)射組件射頻級提供信號增益的成本和難度較高，且不有利于器件的選型，可考慮在中頻信號參與混頻前即提供一定的信號增益，該方式有利于降低生產(chǎn)成本和選型難度。最終，我們選用了美國HittiteMicrowave公司研制的MMIC放大器HMCXXX，該芯片采用了GaAsPHEMT工藝制造的高效率線性放大器產(chǎn)品。該產(chǎn)品的工作頻率范圍為DC-10GHz，其增益在所需工作頻率范圍內(nèi)約為19dB，且功率增益平坦度在工作頻率范圍內(nèi)約為1dB，滿足技術(shù)指標(biāo)幅度響應(yīng)的需求。產(chǎn)品的輸入輸出回波損耗分別為13dB和15dB，該指標(biāo)能使得放大器的輸入輸出端口駐波比分別達(dá)到1.58和1.43。最后，該芯片在3-6GHz頻率范圍內(nèi)的輸出1dB壓縮點(diǎn)高達(dá)21dBm，能夠確保在3級放大器級聯(lián)的情況下鏈路增益呈線性增長不壓縮，如下圖1.2[38]HMC8410典型參數(shù)曲線所示：(b)圖1.2HMC8410典型參數(shù)曲線，(a)頻率VS增益，(b)頻率VS1dB壓縮點(diǎn)1.3.2中頻數(shù)控衰減器由技術(shù)指標(biāo)可知，實(shí)現(xiàn)整個通道40dB增益動態(tài)范圍，上變頻通道動態(tài)范圍控制和發(fā)射功率控制通過射頻數(shù)控衰減器實(shí)現(xiàn)。接收射頻衰減器選擇時盡量選擇插入損耗小，精度高的元件，以降低接收噪聲系數(shù)。中頻數(shù)控衰減器用以實(shí)現(xiàn)對鏈路增益的調(diào)節(jié)，保障鏈路噪聲、輸出1dB壓縮點(diǎn)的性能指標(biāo)。方案中我們選用了美國ADI公司研發(fā)的6位數(shù)控衰減器，選擇數(shù)控衰減器時主要查看性能指標(biāo)包括：工作頻帶、插入損耗、衰減位數(shù)和步進(jìn)、衰減精度、寄生調(diào)相，輸入輸出端口電壓駐波比等該器件工作頻率范圍DC-6GHz,符合我們所用頻率要求，如圖1.3[39]所示，在3-6GHz此器件低插損約為2dB，并且衰減精度為0.5dB,滿足指標(biāo)衰減精度要求，查閱資料得知，此器件在3-6GHz帶內(nèi)波動符合技術(shù)指標(biāo)要求。價格便宜，綜上所述我們選用了此器件。圖1.3HMC1122插損曲線1.3.3射頻放大器為了補(bǔ)償通道增益，同時保證系統(tǒng)的動態(tài)范圍，選用輸入P-1大的高線性度低噪聲低增益寬帶驅(qū)動放大器作為通道功率補(bǔ)償。由技術(shù)方案可計算出濾波器過后的射頻信號功率-12dBm，技術(shù)指標(biāo)要求發(fā)射射頻信號功率是大于15dBm，這里先對末級的驅(qū)動放大器進(jìn)行選擇，發(fā)射功率的要求是大于20dBm，考慮到收發(fā)切換通道采用開關(guān)控制，會帶來損耗，并且最后射頻輸出的SMA接口也會帶來一定損耗，預(yù)估開關(guān)和射頻接頭的損耗大概在8dB左右，設(shè)計中需要給足余量，鏈路計算中設(shè)置損耗為9dB。所用射頻放大模塊需要至少36dB的增益，才能滿足增益要求。通過剛才分析，末級驅(qū)動放大器的輸出信號功率至少為20dBm，選用的此放大器的主要指標(biāo)要求就是輸出1dB壓縮點(diǎn)要大于18dBm，并且放大器增益要合適。最終設(shè)計中選擇了美國AvagoTechnology公司的高增益寬帶MMIC放大器AMMC-XXX。該產(chǎn)品利用PHEMT集成電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了超寬的工作頻率帶寬20~45GHz，符合我們頻率要求，并且該產(chǎn)品的輸入回波損耗較高達(dá)到了17dB，這樣可以保證輸出駐波滿足指標(biāo)要求，同時此器件也能為通道內(nèi)的功率平坦度達(dá)到指標(biāo)要求提供了可靠保障。最后，AMMC-XXX在芯片的背面同時實(shí)現(xiàn)了RF和DC部分的接地，降低了電路的裝配難度和由于裝配對于系統(tǒng)指標(biāo)帶來的影響和波動。選型時主要考慮的它的參數(shù)為放大器的增益和它的1dB如圖1.4[40]所示。在30GHz以下的頻率范圍內(nèi)，該款放大器的增益大于22dB，1dB壓縮點(diǎn)大于22dBm，能夠滿足對于1dBm壓縮點(diǎn)大于20dBm的選型要求，增益也比較合適。此芯片在產(chǎn)品工作頻段內(nèi)，增益平坦度約為3dB，此指標(biāo)略差，在后期調(diào)試時，在輸出端口放置均衡器彌補(bǔ)帶內(nèi)平坦度。(b)圖1.4AMMC-5040典型參數(shù)圖頻率VS增益;頻率VS1dB壓縮點(diǎn);由上文可知射頻放大模塊需要36dB的增益，已經(jīng)將一部分增益分配到末級驅(qū)動放大器中，因此還需提供16dB的增益，設(shè)計方案中采用兩級放大器級聯(lián)的設(shè)計，為了防止功率飽和，兩級放大器中預(yù)留衰減器位置。方案中為了節(jié)約成本和國產(chǎn)化使用率提高，選用國內(nèi)一家芯片公司的ILA-XXX,此器件是一種寬帶低噪聲放大器芯片，頻率覆蓋18~40GHz的工作范圍，在產(chǎn)品工作頻段內(nèi)，增益平坦度小于1dB，符合技術(shù)指標(biāo)要求，小信號增益11dB,采用5V供電。1.3.4毫米波開關(guān)由鏈路可知，射頻放大通道和開關(guān)濾波組控制電路中毫米波開關(guān)是一個重要組成部分，隨著當(dāng)今技術(shù)發(fā)展，開關(guān)采用的控制元件主要有半導(dǎo)體器件和鐵氧體器件。與鐵氧體器件相比，半導(dǎo)體開關(guān)雖驅(qū)動功耗比較小，但可承受大功率信號，切換速率高，體積小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)前在微波、毫米波電路中應(yīng)用非常廣泛。能夠用于制作毫米波的半導(dǎo)體器件主要有PIN管、變?nèi)莨芎托ぬ鼗O管。其中PIN管的可控功率大，溫度變化小，低電平小電流驅(qū)動，能在偏置作用下達(dá)到良好的短路和開路狀態(tài)，響應(yīng)時間快(納秒級)等特性，PIN二極管是毫米波開關(guān)最常用的器件。在第一版設(shè)計中使用了M/A-COM公司的一款應(yīng)用了AlGaAsPin的二極管開關(guān)芯片MA4AGSW4。后期在調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)通道間信號干擾嚴(yán)重影響產(chǎn)品的性能指標(biāo)，在第二版設(shè)計時采用了兩組單刀雙擲開關(guān)，改善其產(chǎn)品性能，MA4AGSW2此開關(guān)被廣泛使用了微波毫米波領(lǐng)域，頻率覆蓋高達(dá)50MHz~50GHz的工作范圍，其工作溫度范圍-55~+125℃，通過外部提供±5V的TTL電平來完成輸出信號的通路選擇功能。根據(jù)兩款器件的比較，MA4AGSW4隔離度約為25dB，而MA4AGSW2隔離度在約為33dB，隔離度有所改善，通過兩者芯片資料可知，MA4AGSW2的回波損耗和MA4AGSW4回波損耗在工作頻段內(nèi)略小1dB，對收發(fā)通道駐波的影響忽略不計，并且兩者器件的插入損耗為0.7dB左右。通過器件資料可知，當(dāng)偏置電流為+10mA時，為器件隔離度最優(yōu)狀態(tài)，能夠有效的防止收發(fā)通道之間雜散從相互串?dāng)_。圖1.5、圖1.6[41]分別為MA4AGSW4和MA4AGSW2的兩個器件的插入損耗和隔離度對比。圖1.5MA4AGSW4電氣指標(biāo)圖1.6MA4AGSW2電氣指標(biāo)1.3.5混頻器根據(jù)第二章介紹的變頻器相關(guān)內(nèi)，我們可以了解到使用頻率較高的上變頻的結(jié)構(gòu)主要有直接變換結(jié)構(gòu)和超外差結(jié)構(gòu)兩種。而本方案中的中頻信號頻率為3000MHz-6000MHz，最后的射頻信號為高達(dá)30.5GHz，兩者頻率之差較大，并不符合直接變頻結(jié)構(gòu)要求，最終方案選定經(jīng)典的超外差結(jié)構(gòu)進(jìn)行對上變頻支路的設(shè)計。采用超外差結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，首先要選擇變頻次數(shù)，經(jīng)過我們初步計算，再加上體積的限制和帶內(nèi)平坦度的要求，最終選擇一次混頻，由于是超寬帶信號，很容易使三階以及其他雜散落在帶內(nèi)，經(jīng)過仿真軟件計算，我們將信號通過濾波器分成三段，通過射頻開關(guān)進(jìn)行信號選通。其次對混頻器來說，必須要考慮它的本振泄漏以及三階交調(diào)信號。在方案中對于雜波的抑制要大于50dBc，由下圖可知，混頻器正常情況下對本振泄漏以及三階交調(diào)信號抑制在40dBc，混頻器后需要加濾波器對著兩個信號進(jìn)行去濾除抑制。作為變頻系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，混頻器的選取工作是設(shè)計中的重中之重。本次設(shè)計采用的是平面混合集成電路設(shè)計，因此選取的混頻器件必須是表面貼片封裝形式的混頻器。其次，本次設(shè)計要求在整個工作頻帶內(nèi)的帶內(nèi)功率平坦度小于3dB，因此選取混頻器時，除了對回波損耗指標(biāo)之外，對它的選擇要結(jié)合之前的電路進(jìn)行綜合考慮，由于系統(tǒng)有增益和噪聲系數(shù)要求，在前端電路已經(jīng)使用了過多的有源器件，這樣導(dǎo)致了整個系統(tǒng)的偏置電路過于復(fù)雜，空間顯得不足，所以為了保證增益和噪聲系數(shù)，在根據(jù)以上的要求，本次設(shè)計采用了美國HittiteMiwave公司研制的無源雙平衡MMIC混頻器HMC560。這款芯片基于GaAs工藝進(jìn)行制造，可同時應(yīng)用于上變頻或下變頻系統(tǒng)。并且該芯片擁有較寬的工作頻率帶寬，其射頻工作頻率為24~40GHz，中頻工作頻率范圍為DC~17GHz。通過在芯片上集成巴倫，該混頻器擁有了極高的隔離度，LO-RF隔離度達(dá)到了35dB，LO-IF隔離度為30dB，而RF-IF隔離度也有20dB。從芯片數(shù)據(jù)手冊上還可以看到，這款芯片的變頻損耗為10dB，該芯片在工作頻段的輸入1dB壓縮點(diǎn)為13dBm，三階交調(diào)截斷點(diǎn)為18dBm，能夠滿足指標(biāo)性能要求。需要注意的是，為了使得混頻器內(nèi)的二極管處于完全的開啟和關(guān)斷工作狀態(tài)，LO的驅(qū)動功率需達(dá)到13dBm，而本次設(shè)計的LO驅(qū)動功率為13dBm，該功率能使得混頻器正常工作。在第二版收發(fā)組件的改進(jìn)方案中，該混頻器由之前的三根金絲鍵合改進(jìn)為二根金絲鍵合，指標(biāo)上有一定優(yōu)化但并不大，通過測試最主要的變化是變頻損耗降低到了7dB。同時混頻器整個帶內(nèi)插損曲線波動減小，這對于帶內(nèi)的功率平坦度很有好處。圖1.7HMC560M*N抑制1.4上變頻單元指標(biāo)分析1.1.1雜散指標(biāo)分析雜散的引入來源于三個方面：中頻輸入雜波、本振源雜波、上變頻交調(diào)雜波，其中五階以上的交調(diào)雜波要么距離輸出頻段太遠(yuǎn)，要么太小不予考慮。要求中頻信號、本振信號和交調(diào)的雜波都達(dá)到大于50dBc。由于混頻器的非線性效應(yīng)，其混頻產(chǎn)生的互調(diào)分量有可能會落入帶內(nèi)無法被濾除，因此對混頻產(chǎn)物的預(yù)測能更好的指導(dǎo)變頻后濾波器的設(shè)計。利用Agilent公司提供的互調(diào)分量分析軟件APPCAD中“MixerSpur”可以方便的對混頻器的輸出產(chǎn)物進(jìn)行預(yù)測。圖1.8、1.9、1.10展示出了本次設(shè)計中混頻器在輸出端口的各個互調(diào)分量的分布情況。從圖中可以看到，小方框內(nèi)的互調(diào)分量均在5階以上，由混頻器器件資料可知，其抑制度均在66dBc以上，影響可以忽略，工作頻帶內(nèi)不存在雜散分量。以23.5-26.5GHz通道為例，繼續(xù)分析可以得出，三階交調(diào)分量2LO-IF，混頻器雖抑制度不足以滿足指標(biāo)，但離射頻信號輸出頻率較遠(yuǎn)，影響較小并在后續(xù)的濾波器設(shè)計中需要對交調(diào)分量特別注意，以使得變頻通道的雜散指標(biāo)滿足指標(biāo)要求。還需注意的是，本振泄露和中頻泄露同樣會在混頻器的輸出端口形成強(qiáng)雜散信號，在濾波器設(shè)計的時候同樣需要考慮。鏈路中各通路的M*N諧波如下：圖1.823.5-26.5GHz混頻器輸出M*N諧波圖圖1.925.5-28.5GHz混頻器輸出M*N諧波圖圖1.1028.5-30.5GHz混頻器輸出M*N諧波圖1.1.2通道增益指標(biāo)分析如圖1.11所示，在方案中可以看到中頻鏈路設(shè)計了一個3級放大器級聯(lián)的放大鏈路，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊可以悉知HMCXXX可以在所需工作頻率范圍內(nèi)提供19dB的增益，經(jīng)過中頻放大鏈路后，信號進(jìn)入混頻模塊，混頻器HMC560由數(shù)據(jù)手冊可知變頻損耗10dB，后進(jìn)過開關(guān)濾波組，由于高頻率高指標(biāo)濾波器采用腔體濾波器，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)計2dB的插入損耗。最后經(jīng)過射頻放大鏈路，RF放大器AMMC-XXX能提供25dB的增益。輸出端口預(yù)留衰減匹配位置，通過上述簡單分析，應(yīng)用SysCalc4射頻電路計算軟件，最后總的通道增益為45dB，滿足指標(biāo)所要求的45dB通道增益的要求，當(dāng)然，實(shí)際的增益與計算的會有一定的偏差，在鏈路計算過中已考慮，并留有足夠的裕量。圖1.11上變頻鏈路計算1.1.31dB壓縮點(diǎn)指標(biāo)分析1dB壓縮點(diǎn)的指標(biāo)要求為大于18dBm。通過技術(shù)方案可知，首先經(jīng)過HMCXXX放大器，該器件輸出1dB壓縮點(diǎn)為21dBm，經(jīng)過放大電路后，混頻器HMC560在不同溫度條件下的輸入1dB壓縮點(diǎn)不同，在我們需要的23.5~30.5GHz射頻輸出頻率，即使是在+85℃高溫情況下輸入1dB壓縮點(diǎn)最差也有10dBm，那么考慮到8dB的變頻損耗，混頻器最大可輸出2dBm的射頻功率，考慮到混頻器放大器之間還有開關(guān)濾波組件7dB左右的衰減，隨后放大器ILA-1840G的輸出1dB壓縮點(diǎn)在23.5~30.5GHz頻段內(nèi)為15dBm以上而增益在11dB，完全沒有飽和，最后末級AMMC-XXX輸出輸出1dB壓縮點(diǎn)約為21dBm。理論上增益為45dB，最終輸出功率就可以達(dá)到20dBm且沒有壓縮,故最終輸出1dB壓縮點(diǎn)大于18dBm完全可以實(shí)現(xiàn)。1.1.3駐波指標(biāo)分析為滿足技術(shù)指標(biāo)需求，主要采用如下技術(shù)手段：輸入和輸出端口加裝隔離器；輸出放大器輸入輸出駐波比≤1.6:1，輸出端的衰減電路可以更好的改善輸出駐波比；選擇性能優(yōu)良的接頭及電纜，保障駐波特性不惡化，所以可以滿足指標(biāo)需求。1.6上變頻器濾波器設(shè)計指標(biāo)分析綜上分析，濾波器的性能對于變頻單元的雜散特性有著決定性的作用。主要需要考慮的指標(biāo)三階交調(diào)分量，本振和射頻的泄露信號主要依靠低通濾波器進(jìn)行濾除。因信號通過濾波器組分成三段，在考慮濾波器指標(biāo)時內(nèi)容一樣，現(xiàn)已23.5GHz~26.5GHz為例，三階交調(diào)分量2LO-RF在射頻信號為23.5GH時距離射頻工作頻率最為接近，由3.3.1.2節(jié)的雜散分析可以得出在17.5GHz處濾波器需要至少提供額外的40dBc抑制度來達(dá)到通道的雜散抑制指標(biāo)。綜合以上考慮，設(shè)計的濾波器中心頻率為25GHz，帶寬3GHz。為了達(dá)到系統(tǒng)的平坦度要求，因此在設(shè)計時將帶內(nèi)平坦度定為小于1.5dB，濾波器駐波為1.5，減小調(diào)試駐波系數(shù)難度。帶外抑制指標(biāo)主要考慮在17.5GHz處達(dá)到40dB的抑制。由于技術(shù)上的問題，尋求國內(nèi)一家專業(yè)濾波器廠商協(xié)助我們完成。1.7上變頻單元實(shí)現(xiàn)與測試結(jié)果1.7.1上變頻單元實(shí)物圖經(jīng)過上面幾節(jié)的分析與討論，最終上變頻單元的設(shè)計版圖如圖1.12所示，不算接頭部分射頻放大模塊尺寸為128mm×50mm×14mm,中頻放大模塊90mm×44mm×14mm，混頻濾波模塊60mm×40mm×14mm，腔體使用了硬質(zhì)鋁件，射頻放大模塊中驅(qū)動放大器部分為了方便調(diào)試，使用了介電常數(shù)為9.9、厚度0.254mm的陶瓷基片，中頻信號輸入部分使用了介電常數(shù)為2.2、厚度為0.508mm的Rogers5880厚基片，剩下的混頻器、開關(guān)和放大器部分由于頻率較高都使用了介電常數(shù)為2.2、厚度為0.127mm的Rogers5880軟基片，模塊的本振信號輸入、射頻信號輸出端口均采用SMA-K接頭。由外部提供開關(guān)的控制電平以及放大器供電通過J30微距型連接器進(jìn)行接入。另外，在組件的組裝過程中，將腔體與腔體蓋之間增加了一層吸波材料，以減小通道之間的空間輻射，避免因通道間隔離不夠而引入雜散。圖1.12射頻放大濾波模塊圖1.13中頻放大模塊圖1.14混頻濾波模塊1.7.2上變頻單元的測試結(jié)果本次測試環(huán)境我們使用了安捷倫公司出品的頻譜分析儀8564EC，該儀器的測試范圍為9KHz~40GHz,輸入射頻信號我們使用了安捷倫公司出品的83640B信號源，此設(shè)備輸出頻率范圍10MHz-40GHz,完全覆蓋了23.5-30.5GHz，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀我們使用安捷倫公司出品的N5230C型號。在測試時需要注意的保持測試環(huán)境符合設(shè)備正常使用的范圍，所有參與測試的陪測設(shè)備和測量儀器均工作正常，屬于必須要校準(zhǔn)的設(shè)備處于已校準(zhǔn)狀態(tài)。在測試過程中，測試人員需著防靜電工作服，帶防靜電手腕，做好靜電防護(hù)等。根據(jù)設(shè)計指標(biāo)測試產(chǎn)品的輸出帶內(nèi)平坦度，測試方案框圖如下：矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀待測件在測試駐波時，首先第一步校準(zhǔn)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；然后將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀連接待測件的測試端口；其次讀取矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上相應(yīng)的輸出VSWR值。設(shè)置“Marker”記下曲線中數(shù)據(jù)的最大值，都應(yīng)在被測設(shè)備的駐波比范圍之內(nèi)；在設(shè)計時，將射頻信號通過濾波器組分成三段信號，外協(xié)腔體濾波器收到后測試駐波時，三者駐波系數(shù)幾乎一樣，所有在測試射頻端口駐波系數(shù)時，切通最高頻率濾波器支路和最低頻率濾波器支路測試，最終測試數(shù)據(jù)如下圖1.15：圖1.15中頻輸入端口駐波比圖1.16射頻23.5-26.5GHz輸出端口駐波比圖1.17射頻27.5-30.5GHz輸出端口駐波比技術(shù)指標(biāo)要求中頻輸入駐波小于等于1.6，如上圖所示，現(xiàn)實(shí)測數(shù)據(jù)為1.7，不影響其產(chǎn)品使用，射頻輸出駐波要求小于等于2.0，現(xiàn)實(shí)測數(shù)據(jù)分別為1.75和1.89，完全符合指標(biāo)要求。根設(shè)計指標(biāo)測試產(chǎn)品的輸出OP-1dB，測試方案框圖如下：信號源信號源待測件頻譜分析儀首先通過測試線纜連接測試儀器，測試附件及被測設(shè)備的輸入輸出，并在被測設(shè)備前面板設(shè)定相應(yīng)的輸入輸出；在信號源上設(shè)置頻率（中心頻率），幅度輸出-25dBm，變頻模塊設(shè)置為上變頻通道級（高增益模式），從頻譜儀上讀出信號的幅度；逐漸增大信號源的輸出幅度，記錄下頻譜儀的幅度增加值下降1dB時的頻譜儀在對應(yīng)輸出頻率的電平即為變頻模塊在該頻率的輸出1dB壓縮點(diǎn)；在實(shí)際測試過程中符合技術(shù)指標(biāo)要求。根據(jù)設(shè)計指標(biāo)測試產(chǎn)品的帶內(nèi)平坦度，測試方案框圖如下：信號源信號源待測件矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀首先將待測件的輸入端連接信號源，輸出端接頻譜儀的輸入端；設(shè)置信號源的頻率范圍為3-6GHz待測件工作頻率，然后將信號源設(shè)置為掃頻模式，將信號源的輸出電平設(shè)置為-40dBm，變頻模塊設(shè)置為通道級（高增益模式），記錄頻譜儀上對應(yīng)輸出電平在對應(yīng)帶寬內(nèi)的最大值與最小值，其差值應(yīng)滿足技術(shù)指標(biāo)在3GHz帶寬內(nèi)，波動小于3dB。測試數(shù)據(jù)如下：圖1.1823.5-26.5GHz帶內(nèi)平坦度測試圖1.1925.5-28.5GHz帶內(nèi)平坦度測試圖1.2025.5-28.5GHz帶內(nèi)平坦度測試顯示了上變頻單元工作頻率范圍內(nèi)的功率平坦度測試結(jié)果，可以看到射頻輸出信號的最高功率和最低功率之間最差通道有8dB，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到系統(tǒng)所要求的3dB指標(biāo)，具體問題在下面有介紹。第一版的測試分析由上面測試結(jié)果得知，主要是帶內(nèi)平坦度不符合設(shè)計指標(biāo)，在調(diào)試過程中，當(dāng)只測