基于微波光电技术的未来数字阵列构想

大型数字阵列雷达的天线系统由辐射单元和成千上万个数字收发组件（DTR）组成,极其庞大与复杂,雷达的工程化和安全性是系统的难点问题,微波光子学将对未来大型数字阵列雷达产生重大影响,基于微波光电实现阵列信号远程收发与传输技术,对未来大型数字阵列雷达提出一种构想,使雷达天线系统由辐射单元和模拟光电收发模块（OTR）组成,天线系统实现轻质、低成本、远程安装,有效改善大型数字阵列雷达的架设灵活性和使用安全性,同时光电数字阵列模块（ODAM）设计空间将更加宽容,有利于雷达综合性能的提升。     

T／R组件核心技术最新发展综述（一）

以固态T／R组件为核心的有源相控阵（AESA）技术在雷达、电子战、制导武器和通信等领域都得到了广泛应用。T／R组件的成本约占整个相控阵雷达系统造价的60％,是固态有源相控阵雷达的核心。首先阐述了有源相控阵雷达T／R组件中的关键技术——GaAsMMIC技术和微波MCM技术,同时对T／R组件的最新发展现状及趋势进行了分析,以此来推动我国有源相控阵技术的快速发展。     

微波毫米波多芯片模块三维互联与封装技术

微波毫米波固态有源相控阵天线在通信、雷达和导航等电子装备中得到广泛应用,三维互联与封装技术是研制小型化、高集成和高可靠有源相控阵天线的微波毫米波多芯片模块(MMCM)的关键技术。通过开展三维多层多芯片热布局优化设计,使MMCM 温度分布均匀,保证三维MMCM 可靠工作。通过研发含有双面高精度腔体的低温共烧陶瓷(LTCC)多层电路基板,并采用球栅阵列(Ball Grid Array, BGA)和毛纽扣微波毫米波垂直互联工艺、激光密封焊接工艺,研制出小型化、高性能和高可靠性的三维微波毫米波多芯片模块,满足新一代微波毫米波相控阵天线技术要求。     

MIMO阵列波束形成方法研究

相控阵雷达无法分辨一个波束宽度内的2个目标,多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)雷达阵列各阵元发射正交信号,提高了阵列系统的自由度,改善了雷达阵列系统分辨性能。文中给出了MIMO阵列相关滤波器组分离目标回波信号的原理框图,并进行了MIMO阵列常规波束形成器和最小方差无失真响应(MVDR)波束形成器理论分析和仿真实验。仿真结果表明,MIMO阵列比常规相控阵列具有更高的角度分辨率。     

一种高性价比的相控阵雷达新技术

针对全数字阵多波束相控阵雷达天线阵元或子阵单元随着阵列单元数量增加,与之对应独立的收发通道数量随着增加的问题,提出一种由通信概念产生的扩频解扩技术实现在全数字阵多波束相控阵雷达中的应用。在雷达系统通过天线每个阵列端仅采用一个高速扩频／解扩二相调制器取代常规相控阵雷达的 MMIC T／R 组件和多个收发通道,实现雷达系统采用一个接收通道、一个发射通道实现数字阵多波束相控阵雷达的一种新技术。通过对完全移位正交二相编码的选取和对雷达系统体制的重构,进行仿真分析,结果表明扩频解扩技术在数字多波束相控阵雷达中应用的可行性。     

基于LTCC技术的多联收发模块

介绍了一种基于低温共烧陶瓷（LTCC）多层基板技术的多联收发模块的原理和设计。通过多联收发模块与单通道T／R组件在16单元相控阵雷达天线子阵中应用的对比,指出多联收发模块更有利于雷达系统集成,有助于减小雷达的体积和重量,提高系统可靠性。文中还给出了双联收发模块的设计实例,证明了基于LTCC基板多联收发模块的可实现性。     

用于相控阵的微波集成电路技术

一、引言在六十年代和七十年代,微波集成电路(MIC)的发展使人们有可能对有源孔径相控阵天线进行研究。有几种这样的系统已经实现,并得到验证。德克萨斯仪器公司在六十年代后期研制的分子电子学雷达阵列(MERA)系统就是早期的一个例子。然而,在大多数情况下,由于所需要的微波元件成本高且缺乏可再现性,这样的系统仍旧花钱多,而且不实用。新近已经利用象PAVE/PAWS和COBRA/DANE一类的相控阵。然而,它们的体积很大,花钱多,从特性上来说,又要求一致性好。在七十年代和八十年代,单片微波集成电路     

用于相控阵的低噪声放大器优化设计

相控阵天线T/R组件的接收机放大器温度可通过寻找最低三阶交调点而降至最低。这里介绍如何选择给定了所需阵列动态范围的单片微波集成电路(MMIC)放大器芯片。     

基于L形嵌套的混合MIMO相控阵雷达阵列设计

混合MIMO相控阵雷达发射端的子阵分割会导致自由度损失,为了解决这一问题,提出了一种基于嵌套阵结构的L形收发阵列设计方法。首先将发射端的混合MIMO相控阵雷达线阵纵向放置,然后接收阵列设计为横向布置的嵌套阵结构,最后通过在虚拟阵列中构造差异阵列,以L形的线阵结构实现了二维混合MIMO相控阵雷达的功能。通过形成虚拟阵元数目扩展,在保留混合MIMO相控阵雷达优势的同时增大了阵列自由度。且本文给出了这种结构下阵列流形的闭合表达式。仿真结果表明,与传统的混合MIMO相控阵雷达相比,这种方法能够提高自由度和波达方向估计精度。      

基于微波光子倍频与去斜接收的宽带阵列雷达 （特邀）

微波光子雷达利用光子学方法实现雷达信号的产生与处理,具有突出的宽带工作能力,能显著提升雷达距离分辨率。为了提升雷达角度分辨能力并实现灵活波束控制,将微波光子雷达技术与阵列技术相结合是必然的发展趋势。目前研究较多的宽带阵列雷达采用光真延时技术克服宽带波束倾斜问题,通常面临复杂度高、灵活性差、延时精度有限等问题。近年来,基于微波光子倍频与去斜接收的宽带雷达收发架构得到了广泛关注,基于此技术构建的阵列雷达,在实现宽带工作的同时具备实时数字补偿与处理功能,为宽带阵列雷达的发展提供了新的思路。文中针对作者在此方面的最新研究进展进行了综述,在阐明基于微波光子倍频与去斜接收实现宽带雷达收发机理的基础上,介绍了构建宽带相控阵雷达的方法以及实现数字波束扫描与成像的性能。然后,将阵列形式扩展至多输入多输出（MIMO）形式,介绍了基于光波分复用技术实现宽带微波光子MIMO雷达的方法,并分析了微波光子MIMO雷达在目标探测与成像方面的性能。     

单脉冲测角技术在MIMO雷达不同布阵下的性能分析

本文研究了多输入多输出(MIMO)雷达系统波束形成和单脉冲测角问题。MIMO雷达利用分集技术,在发射端全向发射正交波形,在接收端利用DBF技术同时形成多个波束。本文推导不同接收方式下MIMO雷达波束的方向图函数,给出其半功率波束宽度计算公式。将数字单脉冲测角技术应用于MIMO雷达,通过不同布阵对测角精度进行分析,并与相控阵雷达测角性能进行比较。计算机仿真结果表明,在相同阵列情况下,MIMO雷达测角性能优于传统相控阵雷达。     

积极发展GaAs单片微波集成电路

<正> 十余年来,GaAs单片微波集成电路(MMIC)经历了研究和性能验证,现已由实验室进入试生产车间,并已为军事电子工程和卫星直播电视接收系统试用。GaAs电路的极宽频带覆盖性能,集约化生产优势、低成本与高可靠性潜力,将使人刮目相看。它们将在未来的低成本微波系统中大量应用,这种新兴的单片微波集成电路工艺,将对下一代军用微波系统设计发挥深远影响。1985年以前它们的应用记录为零;而预计90年代初,GaAs集成电路在军用电子系统中的应用比例可达10％。技术进展和市场份额的这种快速增长趋势,不能不引起人们的特别重视。 70年代是Si集成技术取得辉煌成就的年     

178cm（70in）以上液晶电视的低成本制造技术

日本北陆先端科技大学开发了178cm（70in）以上液晶电视的低成本制造技术。在TFT—LCD像素中引入微小硅集成电路芯片来取代TFT开关电路，在178cm以上塑料薄膜基板上直接移植硅集成电路芯片，其制造成本将降低2／3。采用该技术将大大地降低液晶电视的价格。     

DDS在数字阵列雷达中的应用

介绍了直接数字合成技术（DDS）的工作原理,分析了其结构组成、特点和影响其性能的主要参数;并针对其特点讨论了它在数字阵列雷达中的应用,讨论了一种以DDS单元为核心的相控阵数字阵列模块实现方案,以及该设计方案的特点;在此基础上重点对数字阵列模块的DDS单元电路进行了设计;由于直接数字合成技术具有分辨率高、转换速度快、波形捷变方便等优点,使数字阵列雷达的整体性能得到了显著提高,最后给出了数字阵列模块的实验结果。     

MIMO雷达非均匀布阵的性能分析

多输入多输出（MIMO）雷达是一种新体制雷达,它在发射端发射正交信号,从而产生虚拟阵元,扩大阵列孔径,在DOA估计、参数识别等方面的性能较相控阵雷达有很大提高。而目前有关MIMO雷达中虚拟阵元的讨论都以均匀线阵（ULA）为基础,并与相控阵雷达的性能进行比较。丈中在ULA的基础上,研究了非均匀线阵（NLA）,研究结果表明,非均匀线阵产生了更多的有效虚拟阵元,与相控阵雷达和ULA布阵MIMO雷达相比．具有更多的空间自由度、更好的克拉关·罗界和更好的DOA性能。     

子阵级密集MIMO阵列性能分析及试验验证

相比单元级密集多输入多输出(MIMO)阵列的处理复杂度,子阵级密集MIMO阵列更具工程应用前景。针对已有文献分析均基于单元级密集MIMO阵列的不足,文中首先理论推导出了子阵级密集MIMO阵列的归一化方向图函数,然后阐述了其与单元级密集MIMO阵列在虚拟孔径形成上的本质差异,并分别与单元级密集MIMO阵列和相控阵(PA)进行了信噪比、测角精度和角分辨率等性能的对比分析,最后搭建试验平台验证了理论分析的正确性。     

MCM技术在卫星通讯组件上的应用

采用多芯片模块（MCM）技术开发小型Ku-band信道放大器和C－BAND低功率模块，并将这种技术用于下一代的卫星通讯元件中，使用MCM技术使元器件耗用量降低70％，元件成本降低60％。MCM技术可使我们将很多微小单片集成电路（MMIC），微波集成电路（MIC），集成电路（IC）和其它类型的器件组装到一个封装中，同时保证设计的柔性，还可将这项技术用于许多卫星通讯元件中，本阐述了MCM的设计原理，应用和生产，硬件成果及对其的评估。     

相控阵用收发(T/R)组件

本文简要评逆相控阵用收发(T/R)组件的特点及发展概况,介绍了几种收发组件的电路,即混合微波集成电路(HMIC)、微型混合微波集成电路(MHMIC)以及单片微波集成电路(MMIC),并讨论了收发组件的制造工艺、电路组成、封装测试和成品价格。     

国外雷达技术新进展概述

雷达技术的研发与应用重点仍然集中在有源相控阵雷达、合成孔径雷达方面。有源相控阵雷达技术在机载雷达系统、舰载雷达系统及陆基雷达系统中获得到了广泛的应用。文中指出GaN（氮化镓）单片微波集成电路功率放大器的可靠性有所提高,有望成为有源相控阵雷达的关键部件,并使有源相控阵雷达的探测距离进一步增加。为满足在无人机上的应用要求,合成孔径雷达的小型化在2009年取得了新的进展。     

相控阵MIMO雷达最佳子阵划分

研究了相控阵多输入多输出（MIMO）雷达发射阵列采用满重叠划分方式时的波束形成,将收发波束方向图表示为单个子阵的发射波束方向图、波形分集方向图和接收波束方向图乘积的形式,并分析其最大探测距离、主瓣宽度、副瓣性能以及输出信号与干扰加噪声比性能。理论及仿真结果表明：与同等配置的相控阵雷达和MIMO雷达相比,相控阵MIMO雷达拥有更好的副瓣抑制性能以及抗干扰能力。并通过研究子阵数目对雷达性能的影响,得到了不同准则下的最佳子阵数目选取方案。