一种机载超宽带相控阵雷达T/R组件设计

发布时间：2021-12-02 09:17

　　针对机载有源相控阵雷达小型化、多功能、高功率的要求,研制了一款应用于C、X、Ku波段的双通道超宽带T/R砖块组件,外观尺寸为30.0 mm×70.0 mm×8.5 mm.组件在工作频带内可以实现6位移相、6位衰减,工作带宽达到12 GHz,发射输出功率≥37 dBm,接收增益达到22 dB.通过对电路中无源结构进行仿真,并利用得到的仿真结果和射频芯片实现链路仿真,解决了超宽带T/R组件端口驻波较差和接收增益平坦度差且难以预估的难题.最终制造的T/R组件具有超宽带、低噪声、高功率以及良好的幅相性能. 

【文章来源】：电波科学学报. 2020,35(02)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

超宽带T/R组件电路结构示意图

由于组件的发射功率较大,并且要实现超宽带工作,如何防止自激是在设计中必须考虑的问题.基于以上考虑,在有源器件之间使用金属隔墙隔开,并且由于腔体尺寸越大越容易产生多次谐波震荡,所以将腔体分割为多个小的腔体,使工作性能更加优越. 腔体结构如图 2所示.如图2所示,整个腔体除电源处理区域之外,单个收发通道被分为3个小的腔体,从左至右分别是多功能区、功率放大区、微波开关区;每个小的区域都近似为矩形,可以看成是一种矩形波导[11],其尺寸已在图中标出.为了减少腔体谐振及多模传输,对每个腔体进行了仿真设计,保证组件的工作频率低于腔体的截止频率. 计算方法如式(1)所示:

在制造产品时采用微组装工艺保证组件的装配精度,由于其中需要焊接、粘贴的部件比较多,有多层板、接插件、功率放大器、裸芯片、分立元器件和金属隔墙,且各个器件都有各自的最大装配温度,为了避免2次熔断带来的风险,要安排好工艺温度梯度. 如图3所示的超宽带T/R组件工艺流程,最终使用金丝键合工艺完成芯片和PCB板之间的互连,可以保证安全生产.2.2 电路设计

【参考文献】：
期刊论文
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[2]有源相控阵雷达T/R组件技术研究[J]. 丁武伟,赵文普,穆仕博.  飞航导弹. 2016(12)
[3]飞机隐身与雷达反隐身技术综述[J]. 代红,何丹.  电子信息对抗技术. 2016(06)
[4]相控阵雷达研究现状与发展趋势[J]. 邵春生.  现代雷达. 2016(06)
[5]Ku波段收发组件设计分析[J]. 姚若妍,魏斌.  电子与封装. 2016(02)
[6]超宽带通信技术及其军事应用前景[J]. 程宇,冉建华.  舰船电子工程. 2016(01)
[7]机载有源相控阵雷达的作战优势、性能对比及军事应用[J]. 李红卫,蔡金元,王玉田,赵兴华.  国防科技. 2015(06)
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本文编号：3528147