X波段三通道收发组件

X 波段三通道收发组件设计方案

1.总体方案：

1.1组件总体功能描述：

组件包含一收两发三个通道，收发分时工作，末级功放通过功

成两路，分别和两个接收端口通过环形器相连接形成两个天线端口，然后再通过开关矩阵选择不同形式的天线。 1.2 总体方案框图

图1 总体方案框图 2.指标要求 2.1整机通用指标

（1）射频中心频点：8.7GHz

（2）通道个数：一发两收，双天线，发送时一个发送通道通过功分一分为二送到两个天线口，接收时每个接收通道对应一个天线

中频输出

中频输入

滤波器 推放

功放

前放

滤波器 功分器

AGC 放大器

滤波器

AGC 放大器

中频输出

限幅低噪放

限幅低噪放 滤波器

混频器

混频器

中放

中放

滤波器

混频器 本振

本振

调谐端

（3）射频带宽：5MHz（当前不能确定具体的中心频点，暂定8.7GHz,未来可能在8.7GHz附近频点工作，设计时需要考虑替换部分器件来完成，如替换滤波器等）

（4）工作方式：一发两收，时分双工（TDD模式）

（5）收发切换时间： <20us

（6）中频信号带宽：5MHz

（7）收发微波接口：SMA-K接口。

（8）上电非受控状态：无线电静默

（9）收发端驻波比：<1.5

（10）整机功耗：5W@0.5W发射功率；10W@1W发射功率

（11）模块尺寸：74mm*110mm

（12）存储温度：－55℃～＋100℃；

工作温度：－40℃～＋85℃。

2.2 发射通道指标

（1）发射线性功率：0.5W与1W两档可调（一个发射通道通过功分分到两个天线口，对应功放功率分别为1W与2W）

（2）中频信号频率70MHz，输入功率-5±1dBm

（3）关断功率：<-80dBm

（4）杂波抑制：>60dBc

（5）本振抑制：>60dBc

（6）谐波抑制：>60dBc

(7)带内平坦度：≤1dB

（8）星座图相对误差恶化： EVM≯3%

2.3 接收通道指标

（1）接收通道个数：2

（2）射频输入功率：-123dBm～-60dBm，

中频输出功率：-50dBm～0dBm

（3）非瞬时动态范围：63dB，响应时间<100us

（4）抗损毁信号强度：>33dBm

（5）带内平坦度：<1dB

（6）接收通道噪声系数：NF<3dB

（7）镜频抑制：>60dBc

（8）杂波抑制：>60dBc

（9）本振抑制：>60dBc

（10）接收通道之间的隔离度：>60dB

2.4 本振指标

（1）输入时钟接口：频率61.44MHz，功率0dBm,阻抗50ohm,单音信号。输入的时钟信号相位噪声（SSB）：

（2）≤-70dBc/Hz@100Hz

-95dBc/Hz@1kHz

-100dBc/Hz@10kHz

（3）频率稳定度：≤0.2ppm

（4）频率准确度：≤0.2ppm

2.5 接口要求

射频接口要求：

（1）射频接插件形式：SMA 数量 2个

（2）中频接插件形式：SSMA 数量4个

接口定义：接收通道0中频信号；接收通道1中频信号；发射通道中频信号；参考时钟信号；

(3)数字接口：

序号总线

类型

信号

名称

信号含义功能电平

传输连

接方式

备

注

1 SPI CLK SPI时钟BPU做主机传输频

率配置字，通道开

关电信息焊线

2 SPI DATA SPI数据焊线

3 SPI LE 使能焊线

4 SPI CLK SPI时钟

RFU做主机传输告

警，温度等信息焊线

5 SPI DATA SPI数据焊线

6 SPI LE 使能焊线

7 离散

信号

T/Rsw

itch

收发切换信号（高接

收，非高发射）

控制天线收发模式LVTTL

焊线

8 电源P5V5 5V5电源线5V5供电焊线

9 电源P5V5 5V5电源线5V5供电焊线

10 电源5V5GN

D

5V5地线5V5电源回流

焊线

11 电源5V5GN

D

5V5地线5V5电源回流

焊线

3.单元电路设计

3.1 接收通道

3.1.1 增益分配

图2 接收通道增益分配

3.1.2 增益及动态范围的实现

如图2所示增益是通过低噪放中放和末级两级AGC放大器实现的，当信号强度增加到一定程度时，AGC放大器将根据信号的大小，进行自动增益控制，同时满足响应时间<100us，当最大信号-60dBm输入时，如图2所示：

图3 大信号输入起控状态

3.1.3 镜像抑制的实现

通过设置在低噪放后级的滤波器将镜像频率的噪声和镜像频点的干扰进行滤除，满足镜像抑制60dB的要求。

3.1.4 通道隔离的实现

接收两通道的隔离，通过设计双结环形器提高环形器的收发隔离度到20dB以上，功分器隔离度20dB以上，达到两个接收通道的隔离度满足大于60dB的要求，同时考虑共用本振的情况本振端口的隔离度以及空间串扰的影响。

3.2 发射通道

3.2.1 增益分配

图4 发射通道增益分配

3.2.2 功放电源设计

由于整机只能提供5.5V电源，而功放需要10V左右电压，所以采取以下方案：通过DC-DC升压模块将5.5V电压升至12V，然后再用稳压模块将12V稳压到10V使用，采用稳压块的目的是将DC-DC变换中产生的纹波滤除。