W波段机场异物检测FOD雷达毫米波前端解决方案

事件回放：

2000年7月25日法航协和飞机被跑道上的异物扎破轮胎，轮胎爆炸击中油箱导致飞机起火失事，最终造成机上109人，地面4人，共113人死亡的惨剧。从此FOD被引起广泛的重视。

图1：法国协和飞机空难事件

美国联邦航空局（FAA）关于雷达（毫米波雷达）检测的要求如下：

要求雷达能够检测高度3cm、直径3.8cm的异物；

探测距离大于1km；

雷达放置距跑道中心线50m以上。

上海馥莱电子是一家专业的射频、微波和毫米波产品供应商，携手瑞典知名芯片设计公司Gotmic，提供W波段机场异物检测FOD（ForeignerObjects Debris）雷达毫米波前端解决方案。

该方案输出频率92-96GHz，发射端通过控制11.5-12GHzVCO实现线性调频，经过输出频率86-106GHz的8倍频器gXOB0017，产生W波段信号。

末级接功率放大器gAPZ0045输出功率200mW，如果需要更高功率，采用GAPZ0085输出功率500mW。

接收前端有一个低噪声放大器gANZ0017，噪声系数NF=5dB；混频器可采用基波混频器gMBR0011，也可采用IQ混频器（镜像抑制混频器）gMQR0011或gMDR0013。

图2：W波段FOD方案92-96GHz

Gotmic芯片优势：

专注于40-170GHz芯片设计；

拥有自己的建模团队，PDK模型比代工厂更准确；

可大批供货，供货周期短，无许可证限制；

更高性能、更低价格。

1.   八倍频器gXOB0017：

该倍频器内部采用三次2倍频器，在输入输出端都有驱动放大器，所以只需较低输入功率即可实现高功率输出，而且从86-106GHz输出功率非常平坦。

输入频率：10.7-13.3GHz

输入驱动功率：0dBm

输出频率：86-106GHz,

输出功率：+12dBm.

图3：gXOB0017倍频器框图和输出功率

2.   功率放大器GAPZ0045/0085

该功率放大器采用GaAs pHEMT工艺，内部由四级平衡式放大器组合而成。

根据不通方案，可以选择不同的输出功率，+23dBm和+27dBm。高输出功率带来的好处比较明显，可以有效减少天线尺寸，缩小系统的体积。

频率：80-100GHz

小信号增益：18dB

饱和输出：+23/+27dBm

图4：gAPZ0045功率放大器

3.   低噪声放大器gANZ0017

该低噪声放大器频率：75-110GHz，噪声系数NF: 5dB，增益：17dB，具有高增益，高线性度等特性，同时成本比较低。

图5：低噪声放大器gANZ0017

4.   混频器gMBR0011

频率：70-100GHz，变频损耗：-10dB，也可采用IQ混频器型号gMQR0011或gMDR0013。