W波段超外差LO两种倍频链路的比较

W波段（75-110GHz）由于其衰减小，分辨率高，超宽带等优势，受到越来越多的关注。之前由于成本高昂，主要是军事方面的应用。近些年随着Gotmic等厂家毫米波芯片的量产，成本大大降低，已被很多民用场合所接受。特别是现在大力支持军民融合，很多原来纯军用的场合，也开始转为民用。

主要应用：

· 主动式，被动式安检成像
· 机场跑道异物检测FOD
· 直升机防撞/盲降系统
· 遥感/气象雷达/天文探测等
· 军事国防等
· 毫米波测试测量

在超外差接收系统中，LO链路非常关键，对接收系统的灵敏度和动态范围有着重要影响。要实现W波段的本振信号，需要从X波段（8-12GHz）或Ku波段（12-18GHz）倍频上去，一般有两种方法：

1、直接采用8倍频器芯片

图1、直接采用8倍频器芯片方案

GXOB0017是一款性能非常不错的8倍频器芯片，内部集成了三级2倍频及多级驱动放大器。输入频率10.7-13.3GHz，经过8倍频直接输出86-106GHz；输入驱动功率0dBm，输出功率高达+12dBm，且从86-106GHz功率非常平坦。谐波抑制一般有20dBc以上，在92-96GHz对x7/x9谐波抑制50dBc以上。

使用此方案最大的好处是：结构非常简单，体积可以做小，且成本很低。

缺点：芯片内部3级两倍之间没有滤波，杂散比较多。

图2、GXOB0017内部框图和谐波抑制

图3、GXOB0017芯片输出功率

2、采用多级倍频和滤波

图4、多级滤波和倍频方案

同样是X波段或KU波段产品低频LO信号，经过2倍频，加驱动放大器，再4倍频送给W波段混频器。

X2倍频器可以采用Marki Microwave公司的MMD-1648LCH输出频率16-48GHz或MMD-2060HCH输出频率高达20-60GHz，而且谐波抑制非常好。

驱动放大器采用ADM-5974CH, DC-34GHz13dB，输出功率+20dBm，或ADM-5931CH，DC-28GHz，输出功率+16dBm。除了超宽带，高线性度，这两款放大器另一个特色是相位噪声非常低，-153dBc/Hz at 10kHz，可以避免LO链路带来的相位噪声恶化。

这样做的好处非常明显，中间可以加多级滤波器，可以最大限度的滤波LO倍频产生的杂散，从而得到最佳的接收动态范围。

缺点和优点一样明显：链路复杂，体积比较大，成本高，调试难度大, 适合用在测试测量等高性能场合。

链路中的器件：

· MMD-1648LCH, 2倍频芯片，输出频率16-48GHz；
· MMD-2060HCH，2倍频器芯片，输出频率20-60GHz；
· ADM-5931CH, 驱动放大器，DC-28GHz，Pout=+16dBm；
· ADM-5974CH，驱动放大器，DC-34GHz，Pout=+20dBm；
· 滤波器：一般都是根据具体频率需求定制。
· GANZ0017, 75-110GHz，功率+10dBm可作为LO链路末级驱动。

图5：Marki倍频器曲线（左MMD-1648LCH, 右MMD-2060HCH）

图6：GQXB0012, W波段4倍频器芯片

3、总结

两种方案各有优点和缺点，应根据具体应用场合选择最佳性价比方案。

· 单芯片使用用在体积要求小，成本低等场合；
· 多级倍频和滤波虽然难度大，但是其杂散很小，适合用在对指标要求很高的测试测量场合。

作者：上海馥莱电子有限公司   王明福