毫米波收发组件在当今的雷达、通信、导航、遥控和电子战等诸多领域系统中占据着举足轻重的地位。作为前端系统的收发子系统,毫米波收发组件就是把毫米波接收模块和发射模块集成为一个毫米波集成电路,其性能的优越性对整个系统性能起着关键性的作用。本文从发射和接收支路两个方面对毫米波收发组件的关键理论和技术进行了研究,根据设计指标提出了可行的Ka频段收发组件小型化设计方案。该方案采用双通道和差单脉冲体制,在系统功能上要求将L频段中频信号上变频为Ka频段毫米波信号,并把该信号放大输出;以及将接收到的Ka频段毫米波小信号前置放大并下变频到所需的中频频段;同时要求完成收发双工。通过综合方案比较,结合当前条件,选取了毫米波混合集成电路和单片集成电路(MMIC)形式。为了满足Ka频段毫米波信号的高功率输出,发射支路采用了多级放大的方式,实现大于35dBm的高输出功率;接收支路采用两级低噪声放大器的方式,在实现高接收增益的同时,满足了小于4.5dB的低噪声系数要求;为了提高发射支路端杂波抑制和谐波抑制,并且实现接收支路高通道选择性,使用了E面膜片腔体滤波器,并挂接在内腔体边沿,缩小收发组件体积;由于设计指标对组件外形尺寸和各个接口都进行了明确的限制,并且需要集成多个芯片和部件,使得组件的电路布局和装配成为小型化设计的关键;本收发组件由差分LV TTL电平控制,电源逻辑采用“即工作即供给”的方式,既减小了各个支路器件的相互影响,又满足最大的节能要求。根据最终设计方案,本文制作了Ka频段毫米波收发组件,整个组件外形尺寸为85×50×18mm。通过对实物进行测试,其重要的系统指标如下:输出功率≥35dBm、带内不平坦度≤1dB、两路输出功率不一致性<1dB、接收噪声系数≤4.5dB、发射信号带外杂波抑制度≥50dB、接收镜频抑制≥40dB、接收增益≥23dB、接收动态范围≥55dB,达到指标要求。最终两套组件已交付使用,系统工作稳定,性能良好。