一种高功率密度T/R组件的设计

主要针对某款C波段大功率T/R组件的小型化进行研究。通过对T/R组件的电路与结构的分析与设计,制作了发射功率大于100 W、接收通道增益大于8 d B、体积90 mm×80 mm×37 mm的T/R样机,该项研究对高功率密度T/R组件的设计与研制具有一定的工程指导意义。     

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。     

一种S波段高功率T/R组件的研制

介绍了一种S波段高功率T/R组件的研制方法和关键技术。该T/R组件包含4个通道,功能结构复杂,共有4个发射支路和12个接收支路,满足实际应用中实现多路信号的接收。12路接收信号通过3个独立的1∶4功分器合成到3个输出端口,对功分器进行仿真优化电路。发射通道输出功率大于100 W,效率达到40%以上;12路接收通道增益平坦度和增益一致性均在1 d B以内。由于组件使用较多的裸芯片和封装器件,对工艺流程也做了简要介绍。测试结果表明,组件满足各项指标要求。     

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。     

MMIC在T/R组件中的应用

采用单片微波集成电路(MMIC)芯片技术和多芯片组件(MCM)微组装工艺,设计了一款小尺寸双通道发射接收(T/R)组件.组件由环形器、限幅器芯片、低噪声放大器(LNA)芯片、幅相控制多功能芯片、驱动放大器芯片和功率放大器芯片(PA)等部分构成.基于GaAs的LNA MMIC芯片具有更低噪声系数,基于GaN的PA MMIC芯片具有更高的输出功率及功率附加效率.组件接收通道采用基于GaAs的LNA芯片,发射通道采用基于GaN的PA芯片,设计了针对发射通道驱动放大器与功率放大器的协同脉冲调制电路.研制的T/R组件在8～12 GHz的频带内:接收通道在工作电压+5 V连续波的条件下,小信号增益大于20 dB,噪声小于3 dB;发射通道在周期1 ms,脉宽10％的调制脉冲条件下,脉冲发射功率大于46 dBm.T/R组件外形尺寸为70 mm×46 mm×15 mm.     

面向IMT-Advanced应用的射频前端T/R组件的设计与实现

阐述了面向IMT-Advanced应用的射频前端T/R组件中各模块的设计与实现方法,并对接收支路和发射支路进行了设计.宽带开关工作频率范围为0～6 GHz,具有插入损耗低、隔离度高的优点;超宽带低噪声放大器在700 MHz～6 GHz的工作范围内增益高且平坦,噪声系数小;宽带功率放大器采用自适应线性化偏置电路,在5.8 GHz频段具有优良的线性度.整个T/R组件输入电压为5V,接收支路增益为13.75 dB,噪声系数为6.58 dB,发射支路增益为22.77 dB,输出功率为20.2 dBm.     

基于异构集成技术的相控阵T/R组件微系统

基于硅基微电子机械系统(MEMS)工艺和三维异构集成技术,研制了一款硅基X波段2×2相控阵T/R组件.该组件采用收发一体多功能芯片方案,将所有器件封装于两层硅基中.其中上层硅基集成了低噪声放大器、功率放大器、开关、电源调制驱动器和PMOSFET等芯片,下层硅基集成了多功能芯片、串/并转换芯片以及逻辑运算芯片;两层硅基封装之间通过植球进行堆叠.最终样品尺寸仅为20 mm×20 mm×3 mm.实测结果显示,在8～ 12 GHz内,该T/R组件饱和输出功率约为29 dBm,接收增益约为21 dB,接收噪声系数小于3 dB,在具备优良射频性能的同时实现了组件的小型化.     

C波段高集成高功率GaN T/R模块研究

采用ADS软件仿真设计了一种基于GaAs小信号单片微波集成电路(MMIC)、GaN大功率MMIC和多层复合介质板的C波段小型化发射/接收(T/R)模块,实现了微波信号的放大、收发控制、数字幅相控制及+28 V高压电源调制的一体化,具有小体积、轻量化、低噪声、高功率、高效率等特点.TR模块尺寸为33 mm×65 mm×10 mm,在C波段实现指标为:发射功率50 W,功率附加效率28％,接收增益37 dB,噪声系数3 dB.     

基于LTCC基板的Ku波段宽带八通道T/R组件设计与实现

介绍了一种Ku波段宽带八通道T/R组件设计思路和实现方法.针对组件工作频率高、工作频带宽、通道数多、功能复杂、裸芯片多、高度有限等难点,组件采用低温共烧陶瓷(LTCC)设计、多芯片组件(MCM)设计、模块化设计等先进技术,成功研制出了低噪声、轻质量、功能齐全的的小型化八通道T/R组件,组件单通道输出功率为34dBm,接收噪声系数为3.5 dB,数控移相和数控衰减均为6位,组件高度为6.6 mm,整体重量仅为87.2 g,平均每通道10.9 g;并且组件已经实现批量化生产.     

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。     

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。     

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。     

A Ka-band low power consumption MMIC core chip for T/R modules

This paper presents a Ka-band low power consumption MMIC core chip using commercial 0.15 μm D-mode GaAs pHEMT technology for T/R modules. The core chip consists of two linear gain amplifiers, a SPDT switch, a 5-bit attenuator and a 5-bit phase shifter with a size of 4.8 mm × 2.5 mm. In the receiving mode, the 32–38 GHz core chip results in a gain of 9.0 dB and an output P_1dB of –3 dBm. In the transmitting mode, the gain and output P_1dB are 11.5 dB and +0 dBm, respectively. The measured rms attenuation error and phase error are 0.7 dB and 3.8°. The power consumption is 150 mW in both work modes. The measured results show that the operating bandwidth, power consumption, gain, rms attenuation error and phase error have been significantly improved compared with the previous reports.     

Ku波段6bit数字衰减器MMIC的小型化设计

基于0.25μm GaAs增强/耗尽(E/D)型赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计并实现了一款集成了6 bit并行驱动器的数字衰减器单片微波集成电路(MMIC)。该衰减器采用T型衰减网络结构,不仅缩小了芯片面积,并且可实现较好的衰减精度和衰减附加相移。芯片在片测试结果表明,在-5 V电源电压下驱动器的静态电流为1.8 mA,响应速度为25 ns。在9~18 GHz频率范围内,衰减器芯片的插入损耗不大于3.6 dB,均方根衰减精度不大于0.7 dB,衰减附加相移为-2°~4°,输入电压驻波比(VSWR)不大于1.25∶1,输出VSWR不大于1.5∶1。芯片尺寸为1.6 mm×0.6 mm×0.1 mm。该电路具有响应速度快、功耗低、面积小、衰减附加相移小等优点,可广泛应用于通信设备和微波测量系统中。     

C 波段全固态T / R 组件设计

C波段星载合成孔径雷达(SAR)系统是应用于海洋目标监视的有力手段之一.基于T/R组件的有源相控天线可靠性高,成为现阶段星载SAR雷达的研究热点,其对T/R组件的需求特点包括:高效率、低功耗、重量轻、费用低、高幅度相位稳定性和高可靠性.文中介绍了最新研制的四通道C波段星载T/R组件,采用微波多芯片组件技术,T/R组件通道间距为1/4波长,其输出功率大于22W,噪声系数2.3dB,接收增益大于23dB,功率附加效率大于23％,重量小于200g.     

一种C波段收发组件的研制

收发组件是有源相控阵雷达的关键部件,其设计的成功与否,决定了整部雷达的成本、可生产性和系统性能。本文介绍了一种C波段大功率收发组件的技术要点和研制结果。从产品设计和生产调试的情况可以看出,该收发组件具有输出功率大,功率密度高,控制精度准确,一致性好,调试工作量小,适合批量生产等特点。