C波段小型化功率收发组件设计

介绍了一种C波段小型化功率收发组件的设计方案。方案从功能组成、电路设计、结构布局等方面进行了分析,并通过微波设计软件进行电性能优化,最后处理组件的测试结果。该组件具有大功率、小型化、效率高等特点。     

K波段小型化收发前端的研制

为了显著降低K波段雷达收发前端的尺寸,提高系统性能,研究了一种基于低阻硅埋置腔体和BCB/Au金属互连的毫米波系统级封装技术,采用两层BCB涂覆的方式改善了BCB覆盖不均的情况。制备的K波段雷达收发前端中包含压控振荡器、低噪声放大器、混频器及功分器,尺寸仅有6.4*5.4 mm2,测试结果显示,在22.5 GHz 到 22.9 GHz的频带内,发射功率大于11dBm,中频增益大于10dB, 发射端到中频输出端隔离度大于30dB,满足系统小型化、高性能的需求。     

P波段长脉宽小型化大功率模块研制

基于放大器小型化大功率的发展趋势,介绍了一种P波段用于雷达装备的长脉宽小型化大功率的放大器模块。为实现小型化设计,该模块采用微波混合集成电路,独特的双层腔体结构,TTL调制电压信号、阻抗转换、ADS阻抗匹配仿真和优化等技术;为提高散热性能,晶体管采用钎焊于独特的盒体上使发热部分直接紧密与整机连接。在工作电压28 V、脉宽2.5 ms、占空比25%的测试条件下,成功研制出一款P波段功率放大模块,其体积更小,功率更大,效率更高。该模块峰值输出功率大于200 W、功率增益大于48 dB,模块体积为50 mm×40 mm×18 mm。     

S波段小型化大功率功放模块设计与实现

现代S波段相控阵雷达对T/R组件发射通道小型化和大功率的需求越来越高。GaN功率器件具有高功率密度、高效率和突出的热属性,采用GaN功率器件来构建功放模块是实现小型化和大功率的首选方案。文中采用载片式内匹配GaN功率放大器、GaN MMIC功放芯片、Lange电桥及微组装工艺,研制出一种S波段功放模块,体积小,重量轻,在10%带宽内,实现了输出功率大于150 W、功率增益超过35 dB、效率超过50%的性能指标,相较于基于分立封装功率管构建的功放模块,重量和体积上的优势巨大,可广泛应用于现代轻型化相控阵雷达。     

小型化高功率微波限幅器研究

电子装备现已被大量应用,在如此复杂的电磁环境下高功率微波可导致接收机灵敏度下降甚至失效。为了满足高功率微波的防护需求,介绍了一种基于PIN 二极管的小型化高功率微波限幅器,体积为34 mm×Φ9 mm。测试结果表明,在0.3~2 GHz 频带内,该限幅器实现了小信号插损小于1 dB,输入输出驻波比小于1.5;可承受脉宽100 μs,占空比0.1%,峰值功率超过1000 W,漏功率小于17 dBm。国内外尚无类似指标限幅器相关报导。该高功率微波限幅器体积小、频带宽、耐功率高,可大大提高接收机可靠性,具有广阔的应用前景。     

小型化收发组件结构设计

论述了一种小型化收发组件结构设计方案,在电性能、散热、环境适应性等方面进行了结构设计和分析。通过ANSYS仿真平台对组件进行了热仿真与随机力学仿真,并给出了组件在正常工作时的实测温度及随机振动试验结果,并对仿真结果进行了验证,提高了收发组件的小型化一次设计成功率。     

基于GaN HEMT器件的P波段小型化40 W发射模块

氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)器件具有高功率和功率密度、高导热率、高击穿场强、宽工作频带等特点,适合小型化、宽频带、大功率应用.基于GaN功率器件的特点研制了P波段宽带小型化40 W发射模块.通过负载牵引技术对GaN HEMT器件进行了大信号参数的提取,运用ADS软件进行了匹配电路的设计,对功率放大器的性能指标进行了优化,并基于LTC4440和nMOS器件设计了高压脉冲调制电路.研制结果表明,该模块在400 MHz工作带宽内(相对带宽100％)的输出功率为46.6 dBm (45.7 W),功率增益为36.6 dB,功率附加效率(PAE)为40.4％,杂波抑制为65.7 dBc,脉冲项降为0.4 dB,脉冲上升时间为75 ns,脉冲下降时间为50 ns,模块尺寸为50 mm×40 mm×20 mm.     

激光探测小型化收发系统设计

针对激光探测小型化收发系统的设计难点,提出了一种大视场小型化设计方案。将激光器与驱动电路集成在氮化铝基板上,达到提高性能和压缩尺寸的目的。经过理论计算和ZEMAX光学仿真,采用光纤、自由曲面阵列柱透镜及球面柱透镜实现光的整形和会聚,减小轴向尺寸。设计了带放大电路的小体积接收模块。对小型化系统中脉冲电流带来的电磁干扰问题进行分析,采用多种措施屏蔽电磁干扰。最后加工制作了原理样机并进行了测试实验,结果表明:该系统有效抑制了电磁干扰,并能有效探测距离为5 m的目标,验证了小型化技术的可行性。     

S波段高功率固态发射机

介绍了一种Ｓ波段高功率固态发射机。采用２４个千瓦量级的末级功放组件进行功率合成．获得１８ｋＷ以上的峰值功率,其脉冲宽度为１００μｓ,最大占空比可达１０％,瞬时带宽３００ＭＨｚ。     

GPON光收发合一模块的非对称应用研究

在宽带光纤接入网项目中,提升GPON最大分路比可以减少单用户接入投资。通过分析不同类型GPON光收发合一模块的光功率预算指标,针对ODN上、下行链路衰耗不一致这一特性,提出了GPON光收发合一模块的非对称应用方案,即在GPON局端采用Class C+、用户端采用Class B+光收发合一模块进行组网,分析并验证了组网方案的可行性。该方案用较少的代价即可提升GPON所支持的最大分路比,并适用于分路比受光功率预算限制的其他PON系统。     

L波段3kW固态功率放大组件

设计了一种工作在L波段,带宽为100MHz,占空比为8%,脉冲宽度为100μs的3kW固态功率放大组件。组件采用两级放大,末级采用低插损的Wilkinson合成器合并4个850W高功率放大模块。通过优化匹配电路设计、合理选择储能电容和优化电路热设计,改善了组件增益平坦度和脉冲顶降,提高了组件热可靠性。测试结果表明,该功放在工作频率范围内输出功率>3kW,效率>30%,增益平坦度为0.3dB,脉冲顶降<0.8dB。     

大功率多注速调管发射机的小型化设计

车载和大功率机载雷达对真空管发射机的体积和质量提出了严格要求,发射机的小型化很有必要。文中介绍了一种大功率多注速调管发射机的小型化设计,叙述了发射机的主要技术指标和系统组成;阐述了高功率密度高压电源、小型化固态调制器、高压一体化设计和末级组件热设计等发射机小型化关键技术。实验表明:小型化发射机达到预期设计要求。文中对该小型化发射机的实际应用情况和使用前景进行了介绍。     

微波功率模块高压电源的设计

介绍了一种微波功率模块高压电源的设计方案,分析了其工作原理,并详细介绍了零电压开关多谐振变换模式、高压变压器和高压整流器等关键电路的设计。该高压电源具有小型化、高密度、高效率、高可靠性等优点。实验结果证明了该高压电源的优越性和实用性,能满足微波功率模块发射机的要求。     

高频地波雷达固态功放模块的优化设计

根据某高频地波雷迭对功放模块的要求,研究地波雷达全固态发射机功放模块的优化设计方法;讨论未级功放电路及其匹配设计中的有关问题;分析该功教模块的散热模型,最后给出了测试结果。结果表明,该发射机在6MHz至8MHz范围内输出功率达600W,满足了该雷达的使用。     

高效率1.06 μm波段大功率半导体激光列阵模块

采用 InGaAs/InGaAsP应变量子阱折射率分别限制(SCH)宽波导结构结合优化欧姆接触减小串联电阻的方法,制作出高效率大功率1.06 μm波段半导体激光列阵模块.激光芯片宽1 cm,腔长1 200 μm,条宽200 μm,填充密度为50%;室温连续输出功率为50.2 W时光电转换效率达到56.9%.     

微波功率模块中高效率灯丝电源的设计

设计了可有效提高效率的小功率常规集成电源电路。在Pspice仿真的基础上，介绍了利用Magnetics Designer软件设计、优化高频变压器的方法，分析了合理选择开关管、输出整流管及RCD箝位电路参数的依据。通过实验测试，设计的灯丝电源在兼顾小型化的同时，满载效率达到92％。     

大功率T/R组件的研究与设计

现代相控阵雷达系统对探测距离的要求越来越高,这就需要相控阵雷达系统中的关键部件T/R组件提供更大的输出功率,但单个GaAs功率芯片的输出功率的提高较为缓慢。文章介绍了一种通过功率合成的方法来大幅提高单个组件输出功率的设计方法,可将单个组件的输出功率提高到百瓦级,同时通过合理的时序嵌套设计来保证大功率组件的安全工作。将设计结果应用于实际产品,制作出大功率、低噪声的T/R组件,应用于某重点型号雷达系统的研制。     

X波段高功率高效率延时组件设计

为了实现相控阵雷达的宽带宽角扫描,用延时器处理取代常规相控阵雷达中的移相器是一种有效的技术措施。文中研制了一种X波段高功率高效率延时组件,利用幅度/相位自补偿电路改善寄生调幅和寄生调相,通过增益链路分配和C类线性功放模式,实现了组件高效率和高增益,同时利用电磁仿真与热传输路径分析验证了可靠性,对相控阵雷达收发组件的设计和制造具有参考价值。根据实测结果,所有组件发射输出功率高于5 W,效率高于46.3%,延时相位精度优于±10°,延时寄生调幅低于±1.3 dB,组件接收增益为23.3±0.6 dB。