W波段高集成多通道多功能封裝模塊研究
電子技術應用
顧江川，范沖
南京國博電子股份有限公司
摘要： 針對W波段射頻前端需求，設計了一組基于陶瓷封裝工藝的W波段四通道上變頻發射和下變頻接收模塊。該對模組均采用一次變頻架構，上變頻發射模塊將78~80 GHz的信號經混頻、放大、濾波傳輸后，傳輸到天線端口實現上變頻至92~94 GHz頻段；下變頻接收模塊將92~94 GHz頻段信號經過低噪聲放大、混頻、濾波傳輸后，進入后端實現下變頻至78~80 GHz。該前端本振信號為X波段，實現功率分配和信號放大功能，為多通道提供中頻信號。為提高模塊射頻性能和可靠性和降低成本，設計了一種基于封裝上裝載技術（LOP）的濾波傳輸結構。模塊實物測試結果表明：研發的W波段上變頻發射模塊在工作頻帶（92~94 GHz）內輸出功率均大于12 dBm，輸出功率增益大于6 dB；W波段下變頻前端各通道在工作頻帶內的噪聲小于9dB，增益大于10 dB。
中圖分類號：TN42 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256748
中文引用格式： 顧江川，范沖. W波段高集成多通道多功能封裝模塊研究[J]. 電子技術應用，2025，51(8)：103-107.
英文引用格式： Gu Jiangchuan，Fan Chong. Study of W-band high-integrated multi-functional package modules[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(8)：103-107.
中文引用格式： 顧江川，范沖. W波段高集成多通道多功能封裝模塊研究[J]. 電子技術應用，2025，51(8)：103-107.
英文引用格式： Gu Jiangchuan，Fan Chong. Study of W-band high-integrated multi-functional package modules[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(8)：103-107.
Study of W-band high-integrated multi-functional package modules
Gu Jiangchuan，Fan Chong
NanJing Guobo Electronics Co.， Ltd.
Abstract： According to the requirements of W-band radio frequency (RF) front-ends, a couple of W-band four-channel up-conversion transmitter and down-conversion receiver modules based on ceramic packaging technology are designed . Both modules employ a single-conversion architecture. Through mixing, amplification, and filtering, the input intermediate frequency (IF) signal at the bandwidth of 78~80 GHz transforms into the output signal at the bandwidth of 92~94 GHz, and then the output signal transmits into the antenna port. The down-conversion receiver module processes W-band signals through low-noise amplification, mixing, and filtering, and then converts the signal to the bandwidth of 78~80 GHz for further processing at the back-end. The local oscillator (LO) signal for the front-end operates in the X-band, providing power division and signal amplification functions to supply LO signals for multiple channels. In order to realize the high performances，high stability and low cost of the RF modules, a filtering and transmission structure based on the load on package (LOP) technology is studied. The measured results of prototype show that the W-band up-conversion transmitter module achieves an output power over 12 dBm, the power gain is greater than 6 dB at the frequency of 92~94 GHz. The W-band down-conversion receiver module exhibits a noise factor less than 9 dB and a gain greater than 10 dB within the operating bandwidth.
Key words : W-band；package module；filter transmission structure
引言
W波段作為“大氣窗口”的重要組成部分，在大氣傳輸過程中，具有低損耗的傳輸特性，另外，W頻段具有帶寬寬、精度高、波長短、抗干擾能力強等特點，因此在通信、雷達、成像、電子對抗等多領域獲得廣泛應用[1]。例如，W波段雷達系統具備小型化、高集成度的特點，使得雷達設備能夠方便地安裝在車輛或交通基礎設施中[2]；同時，W波段雷達能夠適應復雜的天氣條件，如雨、霧等，保持穩定的探測性能[3]。這使其在智慧交通中能夠提供可靠的交通監控和預警服務；另外，W波段雷達具有較強的抗干擾能力，能夠在復雜的電磁環境中平穩工作[4]，這對于智慧交通系統中的多傳感器融合應用尤為重要。考慮到W波段在電子對抗、成像、雷達、通信等諸多領域的優勢與應用前景，W波段射頻模組作為射頻系統的的核心部件，開展相關技術的研究很有必要。
本文提出了一組W波段四通道上變頻發射和下變頻接收模組，通過陶瓷封裝技術，實現了W波段混頻、W波段放大、X波段中頻和W波段射頻濾波傳輸、本振信號放大以及功分鏈路的一體化集成。測試結果表明：W波段上變頻發射前端在工作頻帶（92~94 GHz）內輸出功率均大于12 dB，功率增益大于6 dB；W波段下變頻前端在92~94 GHz頻帶內的噪聲小于9 dB，增益大于10 dB。
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作者信息：
顧江川，范沖
（南京國博電子股份有限公司 ，江蘇 南京 211100）
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