Ku波段收发系统可靠性检测设备(3)

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1.2 微波多芯片组件技术

在一般微波电路设计中，主要是将各个微波功能模块连接起来，连接的途径主要有微波基板相连或电缆连接，以实现预期微波电路性能。采用这种连接方式，各种微波单元模块体积和重量较大，且各模块间微波传输转接形式过多，不利于实现小型化和提高微波电路性能。相比之下采用多芯片组装技术设计的微波组件在体积和性能方面具有较大优势[9-10]。

微波多芯片组件（MMCM）技术是在混合微波集成电路（HMIC）基础上发展起来的新一代微波封装和互连技术，它是直接将裸露的集成电路芯片安装在多层高密度互连衬底上，层与层的金属导线是用导通孔连接的，形成高密度、高可靠和多功能的电路组件[11]。这种组装方式允许芯片与芯片靠得很近，可以降低互连和布线中所产生的信号延迟、串扰噪声、电感／电容耦合等问题。当然微波多芯片组件技术也存在一定的弊端，就是一旦基板上的某个芯片坏掉，整个基板就报废了，增加了制作成本。论文网

1.3 本文研究背景及任务

本文基于本课题组已完成的Ku波段收发系统，开发其工作可靠性检测设备的模拟前端[12-15]。检测设备主要目的是对样机的发射功率和样机接收增益进行检测。目的是实时了解收发系统工作情况，将工作失常的收发设备迅速判断出来，加以维修或替换，保证收发系统的工作可靠性，而这点在战场上是很有必要的。

选择合适的元器件，采用多芯片组件技术，搭建微波收发电路，对接收到的信号进行一系列的处理，根据处理后的信号来判断收发系统工作是否正常。

2 检测设备前端概况

2.1 超外差式接收机

超外差接收机是一种较传统的接收机结构，并且在现代通信系统中应用最为广泛。此类接收机的运行模式：从天线接收的信号经由RF 带通滤波器滤除带外信号的干扰和压缩镜像信号，然后经低噪声放大器（LNA）放大，再由镜像抑制滤波器进一步压缩镜像信号，得到的信号和本地振荡信号进行混频，下变频为一固定中频信号，再经过滤波、中频放大后提取出有用信号进行解调，也可以进一步下变频后再来解调[16]。超外差式接收机需要考虑的一个重要问题就是镜像信号的抑制，镜像信号的频率和有用信号的频率间隔是两个中频，但是这两个信号能量的强弱是不确定的。为了在最坏的情况下接收机依然要有良好的性能，接收机就必须有足够的镜像信号抑制率，一般都要求镜像信号抑制率必须要达到60-70dB。超外差式接收机原理图如下图2-1所示：

超外差式接收机原理图

图2-1 超外差式接收机原理图

本文的检测设备前端就借鉴了超外差式接收机的结构。

2.2 检测设备前端信号流程

接收到的雷达信号通过接收天线，经过低噪声放大器，出来的信号与功分器出来的本振信号1进入混频器，经过下混频得到中频信号，再经过带通滤波器，将滤波后的中频信号耦合成两路，一路通过检波器检波，检测雷达发射机是否正常工作，另一路放大后通过延迟器进行延迟再通过一个数控VGA进行放大后作为发射部分的调制信号（数字量是由检波器的RSSI给出的）。发射部分本振是之前通过功分器出来的另一路本振信号2。对直通端中频信号进行延迟目的是为了模拟雷达探测远处目标，产生的回波信号有一定的延迟。发射部分的调制信号与本振信号再次通过混频器进行上混频，经过带通滤波器滤波后，再通过放大器放大，最后经由发射天线发射出去。