本發(fā)明涉及一種用于電子偵查、電子對抗的電子部件，特別是一種高密度、立體裝配、小型化6-18GHz下變頻組件。

背景技術(shù)：

6-18GHz下變頻組件(以下簡稱下變頻組件)是一種主要用于電子偵查、電子對抗、相控陣?yán)走_(dá)等電子系統(tǒng)設(shè)備中的電子部件。這種產(chǎn)品的主要功能是將寬頻帶6-18GHz的微波信號下變頻為數(shù)字AD芯片可以采樣的1GHz帶寬的低頻信號。目前下變頻組件的傳統(tǒng)方案是先將6-18GHz信號，分段預(yù)選濾波濾除鏡頻信號，然后再次下變頻并經(jīng)過濾波器濾除本振，射頻，交調(diào)信號，然后再次混頻到一個比較低的中頻信號。傳統(tǒng)下變頻組件采用分立式的電子器件，如：低噪聲放大器、濾波器、混頻器、移相器、固態(tài)開關(guān)等，在電路中組合以實(shí)現(xiàn)變頻的功能。目前傳統(tǒng)下變頻組件的主要缺點(diǎn)是：(1)采用的分立式電子器件在下變頻組件電路中的裝配互聯(lián)會產(chǎn)生信號傳輸?shù)牟贿B續(xù)性，會影響組件整體指標(biāo)，可靠性不高；(2)為避免鏡頻信號干擾，前段預(yù)先濾波器分段最少需要分8段，所以最少需要8路開關(guān)濾波網(wǎng)絡(luò)，開關(guān)濾波網(wǎng)絡(luò)的增加帶來插損增加，需要更多放大器補(bǔ)償增益；(3)數(shù)量、種類繁多的器件裝配會使得組件體積難以縮小，造成整機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種6-18GHz下變頻組件，體積小、重量輕、功耗低。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種6-18GHz下變頻組件，包括低噪聲放大器、預(yù)選開關(guān)濾波器組、上變頻器、中頻濾波器以及下變頻器；低噪聲放大器、預(yù)選開關(guān)濾波器組、上變頻器、中頻濾波器和下變頻器依次連接。所述低噪聲放大器將輸入信號放大；所述預(yù)選開關(guān)濾波器組用于濾除鏡頻信號和低噪聲放大電路產(chǎn)生的諧波信號；所述上變頻器，將輸入的本振基波信號進(jìn)行二次倍頻獲得第一本振，然后將經(jīng)過預(yù)選的輸入信號與第一本振混頻；所述中頻濾器，用于濾除上變頻產(chǎn)生的雜散信號、本振信號以及射頻信號，獲得第一中頻信號；所述下變頻器，將第一中頻信號和第二本振信號下變頻到第二中頻信號。

進(jìn)一步，低噪聲放大器為砷化鎵襯底的微波低噪聲放大器；預(yù)選開關(guān)濾波器組由砷化鎵襯底的微波寬帶開關(guān)和硅基襯底的MEMS濾波器集成獲得；兩片單刀三擲微波開關(guān)均為單刀三擲砷化鎵微波開關(guān)；所述中頻濾器為硅基襯底的MEMS濾波器。

進(jìn)一步，預(yù)選開關(guān)濾波器組包括兩片單刀三擲微波開關(guān)以及位于兩片單刀三擲微波開關(guān)之間的三個通道，每個通道包括一個單刀單擲微波開關(guān)和一個硅基MEMS濾波器。

進(jìn)一步，整體電路采用多層印制板工藝制作，其中，頂層射頻通道使用羅杰斯5880基板粘接走射頻信號，其余層采用FR-4板走控制線和電源線。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于，(1)本發(fā)明通過改變混頻方式，使得鏡頻和鏡頻的二分之一頻率落在工作頻帶之外，簡化了組件設(shè)計(jì)，使得原來的八路開關(guān)濾波器組減少到了三路開關(guān)濾波器組，減少了組件的復(fù)雜度，減低成本；(2)采用多功能芯片實(shí)現(xiàn)上變頻和下變頻功能，減少了芯片的使用種類和數(shù)量，間接減少了芯片之間的互聯(lián)，減少了信號傳輸?shù)牟贿B續(xù)性影響，減低了裝配難度和提高了組件可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述6-18GHz下變頻組件的電路框圖。

圖2是本發(fā)明中的預(yù)選濾波器的電路框圖。

具體實(shí)施方式

容易理解，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神的情況下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以想象出本發(fā)明6-18GHz下變頻組件的多種實(shí)施方式。因此，以下具體實(shí)施方式和附圖僅是對本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限制或限定。

結(jié)合附圖1，本發(fā)明6-18GHz下變頻組件，它由低噪聲放大器、預(yù)選開關(guān)濾波器組、上變頻器、中頻濾波器，下變頻器等各部分級聯(lián)組成。各部分功能如下：

低噪聲放大器將輸入信號放大，以便補(bǔ)償后后續(xù)預(yù)選開關(guān)濾波器組和變頻器的損耗，同時也降低噪聲系數(shù)。低噪聲放大器可采用砷化鎵襯底的微波低噪聲放大器集成芯片實(shí)現(xiàn)，可選擇性比較多，例如Hittite公司的HMC462、TriQuint公司的TGA2526。設(shè)計(jì)指標(biāo)：增益19dB,噪聲系數(shù)2dB。

預(yù)選開關(guān)濾波器組，用于濾除鏡頻信號以及濾除低噪聲放大電路產(chǎn)生的諧波信號。預(yù)選開關(guān)濾波器組可采用砷化鎵襯底的微波寬帶開關(guān)和硅基襯底的MEMS濾波器實(shí)現(xiàn)， 電路框圖見附圖2，預(yù)選開關(guān)濾波器組分三段開關(guān)濾波，開關(guān)隔離度60dBc，插損5dB，其中預(yù)選濾波器采用硅基MEMS濾波器。具體講，預(yù)選開關(guān)濾波器組包括兩片單刀三擲微波開關(guān)以及位于兩片單刀三擲微波開關(guān)之間的三個通道，每個通道包括一個單刀單擲微波開關(guān)和一個硅基MEMS濾波器。硅基MEMS濾波器不僅具有優(yōu)異的頻率選擇能力(高Q)和低的插入損耗，而且在體積上遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)微波濾波器。根據(jù)提供的MEMS濾波器指標(biāo)，計(jì)算濾波器尺寸單個硅基MEMS濾波器的寬度最大有5mm。保證濾波器能夠達(dá)到帶外的高抑制度，微帶線與MEMS濾波器連接地方變成共面波導(dǎo)傳輸線結(jié)構(gòu)，用金帶鍵合相連，特別是共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和MEMS濾波器的接地端也要鍵合相連，保證地的連續(xù)性，這樣做能保證MEMS濾波器高本底抑制。預(yù)選開關(guān)濾波器組通過兩片單刀三擲砷化鎵微波開關(guān)首尾相連實(shí)現(xiàn)，各通道增加一路單刀單擲開關(guān)增加隔離，單刀三擲砷化鎵微波開關(guān)采用MACOM公司的MA4SW310B，隔離指標(biāo)都是30dB，單刀單擲開關(guān)采用中電13所的NC1669C-218，隔離指標(biāo)40dB,總的隔離指標(biāo)就是30+30+40＝100dB，遠(yuǎn)大于濾波器最高的帶外抑制指標(biāo)65dbc。

上變頻器有三個功能，一是將輸入的本振基波信號進(jìn)行二次倍頻，得到需要的第一本振，二是將經(jīng)過預(yù)選的輸入信號與第一本振混頻得到毫米波段的第一中頻信號，三是集成第一中頻開關(guān)，切換兩路通道輸出第一中頻信號。設(shè)計(jì)指標(biāo)：中頻范圍6GHz-18GHz,射頻范圍20GHz-30GHz,本振16GHz-20GHz，增益3dB，采用一款定制的砷化鎵多功能芯片實(shí)現(xiàn)。集成放大、倍頻、混頻功能。芯片尺寸為3.8mm×2.3mm。

中頻濾器，用于濾除上變頻產(chǎn)生的雜散信號、本振信號以及射頻信號，得到第一中頻信號。中頻濾器可采用硅基襯底的MEMS濾波器實(shí)現(xiàn)，其技術(shù)指標(biāo)如表1所示：

表1

下變頻器有兩個功能，一是集成第一中頻開關(guān)可以切換兩路中頻信號輸入，二是將第一中頻信號和輸入的第二本振信號下變頻到第二中頻信號。設(shè)計(jì)指標(biāo)：中頻范圍 DC-4GHz,射頻范圍20GHz-30GHz,本振22GHz-30GHz，損耗-10dB，采用一款定制的砷化鎵多功能芯片實(shí)現(xiàn)，集成，放大、倍頻，混頻功能。芯片尺寸為1.7mm×1.3mm。

6-18GHz下變頻組件的整體電路可以采用羅杰斯5880板材和FR4多層走線板結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。整體電路采用多層印制板工藝實(shí)現(xiàn)。頂層射頻通道采用羅杰斯5880基板粘接走射頻信號降低傳輸損耗，其余層采用FR-4的板材走控制線和電源線。這種組合的關(guān)鍵在于保證射頻電路板部分的接地和散熱效果。FR4電路板使用大面積通孔接地的方法可以改善接地效果，但是背后走線的地方不能排布接地孔。另外FR4電路板為保證支撐強(qiáng)度和足夠的層數(shù)，印制板必然有一個厚度，通過過孔接地不同于基板直接接地，5880板材下面的接地層等效于一個抬高的接地面。印制板大面積接地通過盲孔實(shí)現(xiàn)，連接到一個統(tǒng)一的接地面。整體電路板考慮到各層的功能分布如射頻層、信號層和電源層之間鋪設(shè)接地面隔離。一方面增加隔離一方面大面積的接地改善射頻接地效果。

如不考慮成本，電路部分也可以用低溫共燒陶瓷實(shí)現(xiàn)，電路更加緊湊。

考慮到加工成本和安裝的要求，采用鋁作為屏蔽盒材料，外部導(dǎo)電氧化，內(nèi)腔采用鋁鍍金工藝實(shí)現(xiàn)，先燒結(jié)環(huán)氧板和盒體用高溫釬焊材料Sn96.5Ag3.5焊料(221℃)然后用高溫導(dǎo)電膠84-1A固化170℃固化。表面貼裝中頻器件，絕緣子，用回流焊工藝焊接峰值溫度220℃，錫膏Pb63Sn37。經(jīng)過超聲波清洗和等離子清洗，最后在超凈的車間里面進(jìn)行金絲鍵合。成品經(jīng)過調(diào)試完成外殼用激光封焊，保證氣密性。