前言：使用雷達模組的低成本10GHz發射機一直是我想要嘗試的一個低成本項目（但似乎在現代通訊領域有相關研究後，沒有看到其他同好也嘗試過這種方式）。目前HamZone新論壇已開張，藉由這篇文章拋磚引玉，希望論壇能越來越好。
在 GHz 頻段進行的通訊通常被認為是純粹的研究性質的業餘無線電活動。在中國的無線電頻率劃分中，業餘愛好者最高可以使用的頻段為 250 GHz。其中 1.2 GHz在 10 GHz 之間的業餘頻段，常被用於 EME（電子脈衝傳輸）、對流層波導、衛星通訊等傳播方式的實驗中；而更高的頻段則通常由微波愛好者自行製作設備，挑戰視距波通訊距離的極限。
從最低的1.2 GHz 波段到 248 GHz，大部分波段都沒有現成的業餘無線電收發機。如果想要進行實驗，通常都需要自製設備並與其他愛好者協商通訊。然而，隨著微電子產業的發展和軟體無線電技術的進步，較低波段的自製設備可以從其他業務（如無人機、衛星電視等）的進展中獲得更好的性能。本設計則源於一種簡單的 10 GHz 微波測距雷達，從而實現了簡單的通訊實驗。
本設計的核心是 HB100 微波雷達模組。這種微波雷達模組內部，主要採用 DRO 介質振盪器，簡化了內部結構。如果我們拆解這個模組，就能看到其內部主要電路都是圍繞這塊 DRO 晶體所實現的。HB100 的結構圖如圖 1 所示。
可以看到，其內部透過 DRO晶體產生 10GHz 的 자체共振頻率，一方面直接送往發射天線（PCB 天線），另一方面則送至混頻管作為 자체共振、來自 PCB 接收天線的入射訊號與 자체共振混頻，產生輸出中頻訊號。在這個設計中，我們主要利用的是 DRO 部分，因此接收部分並非重點。
透過 HB100 模組的測試，我們可以注意到 HB100 的發射頻率主要受到輸入電源電壓和 DRO 晶體本身的性質所決定。 HB100 模組原本運作於 10.525 GHz，而台灣的業餘 10 GHz 頻段則為 1010使用 0.5 GHz 的頻寬，總共 500 MHz，因此需要對 HB100 模組進行修改，使其發射頻率位於業餘頻段內。
透過調整 DRO 周圍物體的分布，可以在一定範圍內最大程度地調整 DRO 的振盪頻率。對於 HB100 模組來說，原廠的金屬屏蔽外殼除了具有屏蔽作用之外，還固定了 HB100 的振盪頻率。修改時，需要在金屬屏蔽罩正對 DRO 的位置上鑽一個合適的孔，並擰入大小適當的螺絲，使得螺絲的下表面正對 DRO 的上表面。透過改變螺絲旋入屏蔽罩的深度，改變了 DRO 上方的空間，從而調整 DRO 的振盪頻率。安裝了這個調整螺絲後的 HB100 模組如圖 2 所示。透過這樣的修改，該模組可以工作在 10.361GHz，從而位於業餘段內。
HB100模組的振盪頻率同樣受到供電電壓的影響。但這種影響相對較小。我們可以透過這種方式對發射的單一頻率訊號進行FM調製，從而實現FM調製發射。實現這種調製的方式相當簡單，使用三極管放大電路，對輸入的音訊訊號進行放大，並使得輸出電壓幅度為約5V即可。該部分的電路圖如圖3所示。成品如圖4所示。
透過測試，這個電路可以對輸入的音訊進行調製，藉由調整DRO電源電壓的方式實現FM調製。為了實現測試接收，我們還需要相應的接收部分。由於它在10GHz頻段工作，因此可以使用衛星電視的LNB（高頻頭）。我們需要一個在9.75GHz工作的LNB，透過饋線Bias-T供電的方式給予其電源。Bias-T的電路圖如圖5所示。
整個系統的結構圖如圖6所示。
透過電腦端的SDR Console，可以操作Adalm Pluto接收到發射機發出的訊號。由於我們發出的訊號頻率為10.361GHz，而LNB的基準頻率為9.75GHz，因此我們預期能在10.361-9.75=611MHz附近接收到訊號。我們可以首先選擇6MHz的頻寬檢查整個頻段，然後找到發射訊號後使用BC-FM進行解調。軟體接收結果圖如圖7所示。（輸入音訊訊號 50mV 1kHz正弦波）
從圖中可以看出，發射信號的穩定性不佳。造成這個問題的原因有兩個：DRO 的溫度穩定性和 LNB 的溫度穩定性。第一個問題可以透過預熱 DRO、為 DRO 提供穩定的工作環境等方式來改善。第二個問題也可以透過改進 LNB 本振、引入 GPS 驯服鐘等方式來改善。再次不再贅述。
由於 FM 調製方式所佔用的頻寬由調製信號的頻寬來決定，因此當應用於語音通訊時，需要對輸入信號進行濾波。這樣可以盡可能地降低發射頻寬。整個測試系統的照片如圖8所示。
參考文獻：
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[2] IK1HGI。HB100 四輪車用模組[EB/OL]。[2021]。 https://www.qsl.net/ik1hgi/atv/hb100.htm.
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