Ku波段高增益8通道T/R组件设计与实现

利用低温共烧陶瓷(LTCC)高集成化设计优势,设计并实现了一款Ku波段高增益8通道T/R组件。该组件通过双向放大器的合理运用,有效提高了组件的收发增益,同时利用液态金属材料的特性,将硅铝壳体与铝合金散热齿进行有机结合,大大提高了组件在连续波发射工作模式下的热量传导能力,保证了组件小体积下工作的可靠性。最终设计实现的Ku波段高增益8通道T/R组件,体积仅84 mm×48 mm×6 mm,质量约60 g,发射功率增益大于45 dB,发射输出功率大于1 W,接收增益大于29 dB,接收噪声系数小于3.5 dB。该组件8个通道收发性能一致性好,性能稳定,具有良好的工程实用价值。     

一种星载L波段小型化T/R组件研制

介绍了一种星载L波段小型化T/R组件的研制,通过采用低温共烧陶瓷(LTCC)、微组装技术、高集成度的驱放模块、高能电容和结构优化设计,成功实现了峰值功率超过100 W、重量低于600 g的航天T/R组件。该组件同时进行了微放电设计和稳定性设计,并在样件测试中取得良好效果。     

微型片式收发组件技术研究

针对采用有源相控阵技术的高分辨率合成孔径雷达(SAR)应用要求,设计制作了一款尺寸小、重量 轻、厚度薄、可与片式天线阵面相兼容的片式T/ R 组件,对该片式T/ R 组件的接收和发射电路、垂直互连性能进行了 仿真分析,并对该T/ R 组件样机进行测试验证,在X 波段获得的测试结果为:接收增益大于24 dB,噪声系数小于3 dB,发射功率大于1 W,垂直互连的端口驻波小于1. 35,垂直互连的插损小于0. 2 dB。尺寸仅为10 mm×10 mm×5 mm ,可应用于相关工程中。     

柔性薄膜收发组件技术研究

采用有源相控阵技术的薄膜合成孔径雷达因其全天候、大范围、高精度的探测能力,受到各国广泛重视。柔性薄膜T/ R 组件,由于其重量轻、厚度薄、可弯曲的特性,可以满足天基预警雷达柔性薄膜天线的需要。柔性 薄膜收发组件作为薄膜合成孔径雷达的核心部件,成为薄膜合成孔径雷达(SAR)的关键。文中对柔性薄膜T/ R 组件的接收和发射电路、弯曲特性进行了仿真分析,并对该T/ R 组件样机进行测试验证,获得了工作频段为L 波段,接收增益大于24dB,噪声系数小于2dB,发射功率大于1W,弯曲对带内的损耗影响小于0. 1dB,对带内的相位影响小于2°的结果,其在噪声和接收性能上具有先进性,并对工程应用具有一定的实际参考意义。     

X波段大功率T/R组件

采用公共支路、发射支路、接收支路和电源调制及控制电路,设计制作了一种X波段大功率T/R组件。在组件中,利用低温共烧陶瓷(LTCC)基板实现了多层互连,采用Wilkinson功率合成器实现了大功率输出。在组件布局上,充分考虑腔体效应,合理安排各电路单元。在制作工艺方面,采用单元装配的方式,合理设置温度梯度。该组件在X波段9～10 GHz带宽范围内,接收支路噪声系数小于3.1 dB,接收增益为(25.7±0.2)dB,发射支路的功率增益大于30 dB,输出脉冲功率大于15W,移相均方根误差小于2°,衰减幅度均方根误差小于0.25 dB。     

基于LTCC技术的Ku波段四通道T/R组件研制

基于相控阵雷达的应用需求,利用LTCC多层基板技术,研制了Ku波段四通道T/R组件。该组件通过三维布局实现了组件的小型化和轻量化,同时也保证了射频、电源和控制的信号完整性。通过微带线变换带状线的优化设计,实现了良好的传输性能,提高了四通道信号间的隔离度。腔体内部做了隔墙设计,避免四通道的信号干扰,保证一致性。最终研制实现的小型化Ku波段四通道T/R组件,尺寸仅为70 mm×37.8 mm×11.5 mm,质量约53 g,组件接收增益大于25 dB,噪声系数小于4 dB,发射功率大于16 W。该T/R组件四通道一致性好,性能稳定,具有较好的应用价值。     

集成天线的多通道瓦片式T/R组件测试

雷达T/R组件的集成度越来越高,已出现了将天线也集成在组件上的多通道瓦片式收发T/R组件。由于天线的集成,传统的传导测试方法无法对这种新结构T/R组件的电路性能进行直接测量。针对该问题,提出一种辐射对比测试方法,采用辐射法先对T/R组件天线单元进行测试,然后对集成天线的T/R组件进行测试,最后将天线对T/R组件电路性能的影响扣除,得到T/R组件电路的各项性能参数。在分析测试原理的基础上,对一种集成天线的多通道X波段的瓦片式T/R组件发射峰值功率、通道间相位一致性和接收增益等指标进行了试验测试,测试结果与电路直接测试对比,幅度误差<0.69 dB,相位误差<10.5°,满足工程应用需求。     

一种基于硅基MEMS三维异构集成技术的T/R组件

基于硅基微电子机械系统(MEMS)三维异构集成工艺,设计并制作了用于相控阵天线系统的三维堆叠式Ku波段双通道T/R组件。该组件由两层硅基结构通过球栅阵列(BGA)植球堆叠而成,上下两层硅基封装均采用5层硅片通过硅通孔(TSV)、晶圆级键合工艺实现。组件集成了六位数控移相、六位数控衰减、串转并、电源调制、逻辑控制等功能,最终组件尺寸仅为15 mm×8 mm×3.8 mm。测试结果表明,在Ku波段内,该组件发射通道饱和输出功率大于24 dBm,单通道发射增益大于20 dB,接收通道增益大于20 dB,噪声系数小于3.0 dB。该组件性能好,质量轻,体积小,加工精确度高,组装效率高。     

小型化层叠式三维T/R组件

三维收发(T/R)组件具有小型化、重量轻和可扩充等特点,成为T/R组件技术的重要发展方向之一。本文对一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)的Ku波段小型化三维T/R组件进行了研究,通过分析优化组件的垂直微波互连技术、电路布局优化及无源等效模型,设计出具有优良电性能(输出功率≥24.5 dBm,接收增益大于≥25 dB,接收噪声系数≤3.5 dB)的小型化三维T/R组件。该组件利用LTCC高密度布线、球栅阵列(BGA)高密度连接优点,把组件设计成三层层叠结构,并且把部分芯片集成于“多功能芯片”,进一步缩小了尺寸,单个组件尺寸为9.5 mm×9.5 mm× 3.8 mm,有效实现了T/R组件的小型化。     

小型化超宽带四通道T/R组件的研制

本文研制出一种6GHz～18GHz超宽带四通道T/R组件,在小体积内实现多通道收/发微波电路、电源调制、上电时序保护和温度监测等功能集成,通过HFSS软件仿真宽带传输性能,结合微波腔体优化设计,研制出在6GHz～18GHz发射输出功率大于4W、接收增益大于19dB、噪声系数小于4. 8dB的四通道T/R组件。     

X波段带幅度加权功能T/R组件设计

体积小、重量轻、高性能、高可靠性的T/R组件的研制已经成为目前的研究热点。介绍了一种具有收发幅度加权功能的X波段T/R组件的原理及设计方法,该组件基于多层低温共烧陶瓷(LTCC)工艺实现,在一块LTCC基板上集成了电阻、电容、ASIC、MMIC等器件,最后给出了组件的测试结果。主要性能:发射功率大于40 d Bm,接收增益大于20 d B,噪声系数小于3.5 d B,重量90 g。     

有源相控阵射频系统稳定性设计与评估

有源相控阵的核心是微波射频系统,包含T/R组件和延时放大组件。T/R组件具有高效率、高幅度相位稳定性、高可靠性、低成本、小型化等优点。在组件小型化的同时提供了极高的射频增益,其稳定性设计与评估就显得十分重要。文中介绍了有源相控阵射频系统稳定性常见的问题以及评估方法,用此方法确保了微波射频系统的稳定性,同时极大提高了雷达的可靠性和安全性,为有源相控阵雷达长期稳定运行提供了有力的技术保证。     

一种机载超宽带相控阵雷达T/R组件设计

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.     

X波段双极化收/发组件优化设计

介绍了一种X波段双极化收/发组件的优化设计过程。通过对组件的拓扑结构、极化隔离度、功能集成度等方面进行优化,设计出一种双极化收/发组件。该组件工作于X波段,具备发射分时、接收同时双极化工作能力;组件设计中采用了低温共烧陶瓷微波基板,提高了组件集成度;组件内部集成了定标耦合器及定标二合一合成网络,简化了系统应用中的阵面馈电;通过优化设计使组件实现了35dB以上的极化隔离度,解决了传统设计中该指标实现上的难题。     

一种幅相一致性高可靠LC滤波器设计

针对批量生产的相控阵雷达发射-接收(T/R)组件对滤波器的幅相一致性要求较高的问题,该文分析了影响LC滤波器幅相一致性的因素,并从产品的电路原理和结构方面对与产品可靠性有关的元器件、工艺流程等因素进行了分析,设计了一款3 GHz带外抑制大于60 dB、多只间相位一致性≤5°、多只间幅度一致性≤0.2 dB的滤波器。结果表明,该滤波器具有较好的矩形系数、带外抑制和高幅相一致性,产品用于某高可靠星载系统T/R组件中,实现了批量生产对幅相一致性的要求。     

一种高性能全双工S波段收发组件

设计了一款具有全双工模式的S频段收发组件。该组件具有高隔离度、低噪声系数、连续波功率输出的特点。根据系统要求,结合收发组件的射频信道原理,对收发支路进行设计,并根据要求对各器件进行针对性的选择。通过对加工组件样机进行验证,结果表明:发射通道输出功率大于1 W,接收通道增益大于50 dB,噪声系数小于2.1 dB,收发隔离度大于90 dB,模块尺寸小于50 mm×40 mm×12 mm。该S 波段收发组件在卫星通信、导航等领域的实际工程中具有较高的应用价值。