CN100407587C - 一种毫米波接收模块 - Google Patents

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Abstract

一种毫米波接收模块，涉及无线通讯领域的毫米波接收装置。本发明包括依次连接的两级低噪声放大器、镜频抑制带通滤波器、谐波混频器；所述镜频抑制带通滤波器是由5级或5级以上平行线耦合滤波器构成；电路布线在PCB电路板上，所述PCB电路板放在一个屏蔽盒体中。本发明具有较好的电路性能，它有低的噪声系数和较高的稳定性，输入输出驻波比良好。

Description

一种毫米波接收模块
技术领域
本发明属于无线通讯领域，具体涉及毫米波接收装置。
背景技术
毫米波接收模块是本地多点分布业务系统(LMDS，Local MultipointDistribution Service)及卫星通信系统中的一个关键模块。
本地多点分布业务系统(LMDS)是一种本地点对多点固定宽带无线接入系统。以点对多点的方式为电信运营商提供高速率、大容量、全双工的无线宽带接入，LMDS系统工作在26GHz微波频段，可用频带达到1GHz。毫米波接收模块是LMDS室外单元ODU部分的一个重要单元，它和后面的中频收发信机构成接收机通道。毫米波接收模块的主要功能是提供接收通道较低的噪声系数，完成低噪声放大及一次变频功能。
由于26GHZ的LMDS工作在无线电波K频段，接近毫米波段，因此其涉及的关键技术主要是毫米波设计技术和其相关工艺实现技术。现有技术中，在K波段及毫米波段，全部采用波导腔体实现，波导腔体主要金属导体通过精密机械加工而成，根据电磁转换原理完成信号在腔体中的传输，它会给加工、调试带来很大的麻烦，加工精度要求高，调试技巧要求高，无法在成本上降低，多适用于军功产品，无法做到大批量生产。同样这种技术已经无法满足通信系统在毫米波段的发展需求，人们总在毫米波器件的制造、平面电路的实现上寻找突破，即用PCB的方式实现毫米波信号的传输。
目前，在24～30GHZ范围内还没有用平面电路实现的同类模块出现。
发明内容
本发明所要解的技术问题是用平面电路实现毫米波接收模块。
本发明包括依次连接的两级低噪声放大器、镜频抑制带通滤波器、谐波混频器；所述镜频抑制带通滤波器是由5级或5级以上平行线耦合滤波器构成；电路布线在PCB电路板上，所述PCB电路板放在一个屏蔽盒体中。
上述方案中的两级放大器，每级包括LNA和外围电路，所述外围电路包括输入匹配电路和输出匹配电路；PCB电路板可以采用双面PTFE材料RT/duroid5880制板，器件通过金丝绑定焊接；屏蔽盒体可以由铝镀金处理的屏蔽盒及信号接头、电源接头构成。信号接头是：微波本振输入口和中频输出口接头用SMA-F连接器或同轴探针；毫米波输入口用2.92mm-K型毫米波同轴连接器或BJ320波导。
本发明具有较好的电路性能，它有低的噪声系数和较高的稳定性，输入输出驻波比良好。
附图说明
图1是说明本发明的电路拓扑图。
图2表示本发明的结构设计举例图。
具体实施方式
本发明包括以下几个部分：低噪声放大器、镜频抑制带通滤波器、谐波混频器，其中低噪声放大器是由两级级联构成，镜频抑制带通滤波器是由5级以上平行线耦合滤波器构成。电路布线在PCB电路板上，PCB电路板装在屏蔽盒体中。
本发明可以完成完成低噪声放大功能、镜频抑制功能、下变频混频功能。
图1示出了本发明的电路结构。
第一级放大电路：由关键器件LNA和外围电路构成，可以采用ALPHA公司的PACKAGE的毫米波器件AA028N1-A2，或者采用ALPHA公司的CHIP封装的AA028N1-00来实现，它需要镀金线绑定工艺来实现芯片的焊接。外围电路包含：输入匹配电路和输出匹配电路。射频输入信号首先进入输入匹配电路，射频信号经过50欧姆微带线加到放大器上。
第二级放大器和第一级放大器电路构成相同。
带通滤波器由平行线耦合滤波器实现，可以采用5级、6级形式。带通滤波器可以采用开路平行线耦合滤波器实现，如ADS的无源滤波器。基板材料可以选用聚四氟乙烯PTFE，介电常数2.2，板厚0.254mm，性能良好，传输线容差可以到25μm，采取这样的形式主要考虑的是成本低、体积小、容易设计。
混频器由ALPHA公司的AM026H1-A3谐波混频器或AM026S1-A3基波混频器及相应的滤波器组成。谐波混频器是一种较好的混频方式，谐波混频器的本振频率可以是信号频率的的一半，即：fr＝2fl+fi，本振频率的降低解决了毫米波本振的困难。谐波混频的变频损耗及噪声特性与基波混频器大致相当。
本发明的PCB板材为双面印制板，可以采用PTFE材料RT/duroid5880制板，板材厚度取为0.254mm，板材应保持光亮、平整，翘曲度：0.01mm/mm。
双面镀金处理，如果器件需要金丝绑定焊接，镀金厚度应满足2μm，镀金纯度应满足99.7。
本发明的屏蔽盒体由铝镀金处理的屏蔽盒及信号、电源接头构成，如图2所示。图中1为中频输出口，输出口可用SMA-F连接器或同轴探针；2为微波本振输入口，输入口可用SMA-F连接器或同轴探针；3直流电源输入口，电源通过穿芯电容输入；4为毫米波输入口，输入口可用2.92mm-K型毫米波同轴连接器或BJ320波导输出；5为毫米波PCB板，PCB板可安装两级低噪声放大器、镜频抑制带通滤波器、谐波混频器，PCB对应1、2、4位置为50欧姆微带线，分别与射频连接器匹配连接，PCB对应3位置为电源连接，要求PCB焊盘与穿芯电容管脚匹配；6为屏蔽盒。
本模块将两级低噪声放大器、镜频抑制带通滤波器、谐波混频器等4个毫米波表贴封装器件高度集成在一个模块中实现，具有体积小、可靠性高、电磁兼容性高等特点，便于大量生产。
本发明可以应用于：LMDS接收系统、毫米波通信系统，以及其它相应频段的雷达接收机系统。由于它是直接作为模块应用于其他系统，所以它的性能、结构特性对市场的应用起着关键作用，由于本模块本着低噪声、高稳定性、输入输出驻波比良好以，使得该模块在应用时能达到性能优良、通用性强、可靠性高的目的。

Claims (5)

1.一种毫米波接收模块，其特征在于，包括依次连接的两级低噪声放大器、镜频抑制带通滤波器、谐波混频器；所述镜频抑制带通滤波器是由5级或5级以上平行线耦合滤波器构成；电路布线在PCB电路板上，所述PCB电路板放在一个屏蔽盒体中。
2.权利要求1所述的毫米波接收模块，其特征在于，所述两级放大器，每级包括LNA和外围电路，所述外围电路包括输入匹配电路和输出匹配电路。
3.权利要求1所述的毫米波接收模块，其特征在于，所述PCB电路板采用双面PTFE材料RT/duroid5880制板，器件通过金丝绑定焊接。
4.权利要求1所述的毫米波接收模块，其特征在于，所述屏蔽盒体由铝镀金处理的屏蔽盒及信号接头、电源接头构成。
5.权利要求4所述的毫米波接收模块，其特征在于，所述信号接头是：微波本振输入口和中频输出口接头用SMA-F连接器或同轴探针；毫米波输入口用2.92mm-K型毫米波同轴连接器或BJ320波导。
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