K波段T-R組件及天線陣研究.pdf

1、有源相控陣?yán)走_(dá)現(xiàn)如今已經(jīng)是相控陣?yán)走_(dá)發(fā)展的一個重要方向。隨著數(shù)字集成電路技術(shù)及功率放大器件的快速發(fā)展,對有源相控陣技術(shù)的研究變得越來越重要。有源相控陣技術(shù)包括相控陣天線技術(shù)和T/R組件技術(shù)。T/R組件是有源相控陣的關(guān)鍵部件,位于天線和功分網(wǎng)絡(luò)之間,對微波信號有移相、衰減和放大的功能。雷達(dá)系統(tǒng)中,T/R組件和天線單元一一對應(yīng),因此,實(shí)現(xiàn)T/R組件的小型化具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。在相控陣天線和T/R組件的研制和生產(chǎn)中,采用了 LTCC技術(shù)(

2、Low Temperature Co-fired Ceramic),成為實(shí)現(xiàn)T/R組件小型化、高密度、高可靠、低成本的重要技術(shù)手段。
　　本論文基于LTCC技術(shù)完成了八路T/R組件的研制,實(shí)現(xiàn)了T/R組件的小型化和高集成化。完成了整個系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì):發(fā)射支路采用了前級驅(qū)動放大器和功率放大器級聯(lián)的方法,保證了功放芯片能夠輸出最大功率;接收支路級聯(lián)了兩個相同的低噪聲放大器,在保證支路增益的同時,降低了系統(tǒng)噪聲;通過引入外部的控制信

3、號,T/R組件完成了對射頻信號的移相和衰減,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了相控陣天線的波束掃描。
　　本論文設(shè)計(jì)了多種不同形式的相控陣天線單元。在微帶天線的設(shè)計(jì)中,本論文采用了寄生貼片加載技術(shù)和貼片表面曲流技術(shù),很大程度上改善了天線的帶寬,將相對帶寬由4％增加到15％;在縫隙開槽天線的設(shè)計(jì)中,本論文使用了表面開槽的方法,改變了輻射貼片的表面電流分布,提高了天線增益,由之前的4.8dB改善為5.4dB。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了天線的組陣設(shè)計(jì),采用了泰勒加權(quán)分布的算法