W波段收发前端模块

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毫米波收发组件作为高频前端子系统，是雷达探测、卫星通信、智能交通等领域的一个重要组成部分。

W波段（75-110GHz）以及更高频率的亚毫米波甚至太赫兹频段，更是由于具有极宽的频带和丰富的频谱资源而成为下一代6G无线通讯的目标领域。W波段波长短，电离层穿透性强，具有透射率高的大气窗口，将会是继Ku和Ka频段后卫星及星际通讯的潜在频段。

W波段收发前端

俊知开发了一套工作在92-96GHz的W波段收发组件前端模块JZ-SCM94044519（图1），工作带宽4GHz，位于毫米波的第二个大气窗口。基于HMIC（混合微波集成电路）技术，我们将发射支路的上变频+预放+滤波+功放、接收支路的低噪放+滤波+下变频+中放、以及倍频本振链路都集成在了一个紧凑精巧的模块中。上下变频采用基波混频的方式，接收和发射分享8倍频本振链提供的本振功率，本振链以及发射接收支路中都嵌入了高Q的波导滤波器以达到优质的本振泄漏/镜频/杂散抑制。通过开/关发射链的末级功放以及接收链的初级低噪放，使得发射和接收异时工作，保证收发的隔离。

图1：W波段收发前端及设计框图

本W波段收发前端采用了全国产的砷化镓和氮化镓半导体芯片技术，来实现94GHz上的高功率发射、低噪声接收和上下变频，以及84GHz的8倍频本振获得。在模块内构筑WR-10波导结构的高通和带通滤波以及波导-微带探针结构的LO功率分配及模块的I/O转换，利用平面和3D相结合的电路形式实现了W波段前端系统的高度集成。模块的发射和接收端是WR-10标准波导，中频/本振都是SMA(F)接头，在WR-10端接上合适的W波段收发天线，在SMA端送入位于X波段的中频和本振信号，以及TTL收发调制信号，即可让模块发挥通信或遥感雷达功能。

收发模块性能

JZ-SCM94044519的主要性能指标见表1。

本TRX模块长68mm、宽44mm、厚18mm、重约100克，收发射频端是带UG-387/U-M法兰的标准WR-10波导，中频和本振采用SMA(F)接头，电源和TTL控制由穿心电容馈电柱送入，全模块由+18V单电源供电，直流功耗约8W，兼顾了尺寸/重量/功率/成本（SWaP-C）和RoHS的兼容。

图2：W波段高速通信系统

俊知技术的这款W波段收发模块，高Q的波导滤波器方案达到优异的收发镜频和杂散抑制并降低了本振泄漏，保证了收发信号频谱的纯净和高质量。大于20dBm的发射端功率和低于5dB的接收端噪声系数，加之发射功放和接收低噪放可通过控制TTL信号快速打开和关闭，使得这样的一对模块可在W波段TDD模式的高速无线通讯以及卫星通讯中发挥作用，单个的模块也可以被用作W波段的雷达头。