W波段高集成多通道多功能封装模块研究
电子技术应用
顾江川，范冲
南京国博电子股份有限公司
摘要： 针对W波段射频前端需求，设计了一组基于陶瓷封装工艺的W波段四通道上变频发射和下变频接收模块。该对模组均采用一次变频架构，上变频发射模块将78~80 GHz的信号经混频、放大、滤波传输后，传输到天线端口实现上变频至92~94 GHz频段；下变频接收模块将92~94 GHz频段信号经过低噪声放大、混频、滤波传输后，进入后端实现下变频至78~80 GHz。该前端本振信号为X波段，实现功率分配和信号放大功能，为多通道提供中频信号。为提高模块射频性能和可靠性和降低成本，设计了一种基于封装上装载技术（LOP）的滤波传输结构。模块实物测试结果表明：研发的W波段上变频发射模块在工作频带（92~94 GHz）内输出功率均大于12 dBm，输出功率增益大于6 dB；W波段下变频前端各通道在工作频带内的噪声小于9dB，增益大于10 dB。
中图分类号：TN42 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256748
中文引用格式： 顾江川，范冲. W波段高集成多通道多功能封装模块研究[J]. 电子技术应用，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： 顾江川，范冲. W波段高集成多通道多功能封装模块研究[J]. 电子技术应用，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波段作为“大气窗口”的重要组成部分，在大气传输过程中，具有低损耗的传输特性，另外，W频段具有带宽宽、精度高、波长短、抗干扰能力强等特点，因此在通信、雷达、成像、电子对抗等多领域获得广泛应用[1]。例如，W波段雷达系统具备小型化、高集成度的特点，使得雷达设备能够方便地安装在车辆或交通基础设施中[2]；同时，W波段雷达能够适应复杂的天气条件，如雨、雾等，保持稳定的探测性能[3]。这使其在智慧交通中能够提供可靠的交通监控和预警服务；另外，W波段雷达具有较强的抗干扰能力，能够在复杂的电磁环境中平稳工作[4]，这对于智慧交通系统中的多传感器融合应用尤为重要。考虑到W波段在电子对抗、成像、雷达、通信等诸多领域的优势与应用前景，W波段射频模组作为射频系统的的核心部件，开展相关技术的研究很有必要。
本文提出了一组W波段四通道上变频发射和下变频接收模组，通过陶瓷封装技术，实现了W波段混频、W波段放大、X波段中频和W波段射频滤波传输、本振信号放大以及功分链路的一体化集成。测试结果表明：W波段上变频发射前端在工作频带（92~94 GHz）内输出功率均大于12 dB，功率增益大于6 dB；W波段下变频前端在92~94 GHz频带内的噪声小于9 dB，增益大于10 dB。
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作者信息：
顾江川，范冲
（南京国博电子股份有限公司 ，江苏 南京 211100）
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