典型微波组件实施方案

目次

1 范围 (1)

2 引用文件 (1)

3 术语和定义 (1)

4 概述 (1)

4.1 任务来源和设计依据 (1)

4.2 用途和功能 (2)

4.3 需求分析和特点 (3)

5 组成 (3)

6 性能特性 (4)

6.1 性能指标 (4)

6.2 环境适应性 (4)

6.3 可靠性 (4)

6.4 维修性 (4)

6.5 测试性 (4)

6.6 电磁兼容性 (4)

6.7 接口 (5)

6.8 能耗 (6)

7 设计 (6)

7.1 混频滤波组件 (6)

7.1.1 电路原理 (6)

7.1.2 电路结构 (6)

7.2 开关滤波组件 (8)

7.2.1 电路原理 (8)

7.2.2 电路结构 (9)

7.3 可靠性和环境适应性设计 (11)

7.4 不同方案的比较 (11)

8 贯彻“三化”要求采取的措施 (11)

9 计划进度 (12)

典型微波组件实施方案

1 范围

本文件为典型微波组件：混频滤波组件和开关滤波组件的组成、性能指标、设计制造中的关键技术及解决途径等实施方案。

本文件适用于典型微波组件的设计制造。

2 引用文件

下列文件中的有关条款通过引用而成为本文件的条款。凡注日期或版次的引用文件，其后的任何修改单（不包括勘误的内容）或修订版本都不适用于本文件，但提倡使用本文件的各方探讨其使用最新版本的可能性。凡不注日期或版次的引用文件，其最新版本适用于本文件。

SJ20527A-2003 微波组件设计规范

3 术语和定义

略。

4 概述

4.1 任务来源和设计依据

为了减少微波分机体积，缩简研制周期，规范设计流程，特别对微波系统中常用的混频滤波和开关滤波，这两种基本架构进行重新设计和规范，设计着重于结构外观的通用和标准，在具体的微波电路上，以此前常用的频段为示范，特别适用于8GHz以下频率。更高的频率由于要改换滤波器而不适用，而且高频器件往往体积很小，对空间的需求较低，杂散和串扰也更为严重，在此不予考虑。

组件的结构要适用于CPCI插盒安装，一切CPCI规范中的要求，如小型

化、散热情况、电源、电磁兼容等都应该予以考虑。特别在设计中参考了国内外其它公司的成熟组件，如美国General Microwave公司的开关矩阵和接收机开关模块，开关隔离度高而体积小巧，其机载多功能模块大量采用了大量集成芯片，包括2片数控衰减器、7只放大器、1个功分器、2个开关、3个耦合器、6个温度补偿网络、1个压控衰减器和16片高速PIN驱动，而大小仅89×165×18mm3，这些芯片都是该公司其它模块中常用的，可见我们首先要构筑一套基本器件组成库，优化选用，避免一些生僻芯片的使用影响进度，使设计目标难以预知。此外，美国MITEQ公司的产品也很值得参考，该公司的组件集成度往往不如前一公司，但是类型更为多样，使用空间更为广泛，如三段下变频组件、微波传输组件、射频分路模块、开关放大组件等，而且各种组件都已形成系列，一般可以提供覆盖0.5GHz～18GHz频率的产品。相对于我部而言，类似的产品更有借鉴意义，因为我们的产品设计和生产周期往往有限，不可能设计那些功能大而全的组件，应该事先设计好几种标准的、通用性的模块，如混频滤波组件、开关滤波组件、功分放大组件、时钟产生组件和倍频链这几种模块就颇为常用，可以事先在结构上予以定型，这样对建模和归档都十分有利，可以预见，这样大量具有典型功能的模块必将大大加快项目的进程。当然，模块的选择决不能泛滥，下面主要以混频滤波组件和开关滤波组件为例探讨一二。

4.2 用途和功能

几乎所有的产品都需要进行混频，所以混频滤波组件对于产品是典型而且必须的，对组件的要求是滤波特性要好，还要做好端口的隔离，为适应CPCI 机箱甚至机载的场合，电源选择不能过多，考虑到散热的需求，电流也不能过大，最关键的是体积决不能大。

开关滤波组件也是如此。目前，外购开关价格很高，滤波器的价格则相对较低，最早设计的开关滤波组件反而是外购开关，自制滤波器，设计完成后往往发生串扰，带内也极不平坦；再后来两者均为自制，但是有限的人力使得带内平坦度还是很难保证；目前的做法是自制开关而外购滤波器，这样，虽然体积缩小有限，但是成本大为降低，控制和接线也大大减少，方便了在系统尤其是小型化设备中的使用。

4.3 需求分析和特点

针对CPCI规范的要求以及机载等苛刻条件的限制，几种组件无论在外形还是在内部都有极大的限制，应合理规范才能确确实实的作为典型组件使用，才能满足“三化”的要求，设计指导思想如下：

a)采用成熟的和有继承性的技术、器件，需要完成与组件配套的芯片

的选型，避免使用冷僻的器件；

b)采用模块化设计、全数字化控制，以保证组件具有非常强的可靠性、

可测性和可维护性；

c)结构合理设计、合理布局，做到美观与实用相结合，尤其还应该考

虑到系统中散热、电磁兼容等的需求；

d)充分满足现有需要，增强通用性、可扩展性，这样的典型组件应该

能形成系列，在不同使用情况下，更换部分芯片就能使用于新的产

品中。

5 组成

“三化”规划中有基带变频这一分机，将50MHz～450MHz信号上变频，输入功率范围-10dBm～-20dBm，中间先变频到550MHz～950MHz，再第二次变频输出信号2GHz～4GHz，功率范围-5dBm～+5dBm，平坦度同输入基带信号，杂散恶化小于3dB，原理如下。

图1 基带变频电路

以往使用分立元器件，仅放大器就需要五个，每一个体积为43×24×

15mm3，总计近20个元器件，接头和电缆也多，须两个350×260 mm2的8N插盒，占用了大量空间，成本高昂且接线繁琐，降低了可靠性。现在电路采用