毫米波T/R子陣研究與設計

張　維，張均華

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毫米波T/R子陣研究與設計

張維，張均華

（南京電子器件研究所，南京 210016）

介紹了毫米波T/R子陣的設計方法，給出減小陣面體積、提高陣面散熱能力、提高陣面可靠性和維修性等關鍵技術問題的解決方案。實際制作出一款Ka波段8×8通道T/R子陣。該T/R子陣具有頻段高、體積小、集成度高、電性能優異、可擴展性強、可維修性強等特點。

毫米波；T/R子陣；大口徑相控陣；體積；散熱

1　引言

毫米波相控陣應用前景廣闊，其綜合了毫米波和相控陣的優點，可實現大范圍、快速、多目標的搜索跟蹤，是現代雷達應用發展的重要方向［1］。但由于天線尺寸空間的限制，頻率越高，要求陣子間距越小，T/R組件尺寸越小，需要在有限的空間內進行合理的電路與結構設計，通過進一步提高陣面集成度，提升系統的綜合性能。同時，每個T/R組件都會產生熱耗，尺寸越小，天線陣面的熱功率密度越大［2，3］。長時間的熱能聚集會導致芯片內部溫度升高，一旦高于芯片結溫，芯片將可能永久失效，散熱冷卻成為設計中的重點和難點。

本文設計了一款Ka波段8×8通道T/R子陣，每個子陣有1個射頻輸入激勵口及64個射頻輸出口，滿足毫米波相控陣電性能指標、體積及散熱要求，并可方便地擴展出更大口徑的毫米波相控陣，有效降低了毫米波相控陣的設計難度。

2　子陣設計

2.1電路設計

T/R子陣由8只8通道模塊組成，其中8通道模塊由8個T/R通道、饋電網絡、脈沖調制電源等構成。每個T/R通道內包含五位移相器、五位衰減器、收發切換開關、低噪聲放大器以及功率放大器芯片，實現信號放大、幅度和相位調整功能，電原理圖見圖1。……