X波段高功率T／R組件的設(shè)計(jì)與制作

0 引 言
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)現(xiàn)代有源相控陣?yán)走_(dá)的要求越來越高，而T／R組件是構(gòu)成有源相控陣?yán)走_(dá)的核心部件之一，因此對(duì)T／R組件的各個(gè)性能提出了更高的要求。同時(shí)微電子技術(shù)和MMIC電路的發(fā)展為T／R組件的設(shè)計(jì)提供了良好的基礎(chǔ)，當(dāng)前組件技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是在利用HTCC，LTCC等多層微帶基板的基礎(chǔ)上，集成了一片或數(shù)片多功能MMIC電路，再經(jīng)過微電子互連而成。而這種組件具有體積小、重量輕、性能指標(biāo)高、一致性好的特點(diǎn)。
在數(shù)量相同的一組T／R組件中合成發(fā)射功率越大，其雷達(dá)照射的范圍則越大，所以研究高功率T／R組件顯得非常重要。而在T／R組件設(shè)計(jì)時(shí)，最關(guān)鍵的是功率放大模塊。該組件運(yùn)用了混合集成電路(HMIC)和多芯片組裝(MCM)相結(jié)合的技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)有的制造工藝，設(shè)計(jì)出一種平衡放大器作為發(fā)射通道的末級(jí)功放部分，該放大器是兩只功放裸芯片和一個(gè)Wilkinson功分器組成的，最終提高了功率的輸出。

1 T／R組件的原理與組成
T／R組件原理框圖如圖1所示，在發(fā)射通道，由激勵(lì)信號(hào)源送來的信號(hào)送入組件發(fā)射通道經(jīng)過功率放大器使信號(hào)放大后饋至天線輻射單元；在接收通道，從天線收到的微弱信號(hào)經(jīng)接收通道傳到接收機(jī)。

組件接收通道包括限幅器、低噪聲放大器和數(shù)字衰減器。在組件發(fā)射期間，若天線有很大的功率反射，此時(shí)限幅器能起到保護(hù)低噪聲放大器的作用。組件發(fā)射通道則是兩級(jí)功放鏈路組成，前兩級(jí)采用芯片，而末級(jí)高功率放大器為下文重點(diǎn)設(shè)計(jì)介紹的。控制電路部分由數(shù)字移相器、數(shù)字可變衰減器、數(shù)字開關(guān)和驅(qū)動(dòng)控制芯片組成。為了設(shè)計(jì)的需要運(yùn)用了正反向的環(huán)形器，一個(gè)當(dāng)作隔離器用，另外一個(gè)作環(huán)形器用。對(duì)于電源部分，因?yàn)榻M件發(fā)射功率器件為GaAs器件，其必須要先加負(fù)壓(Vgs)，后加正壓(Vds，加負(fù)壓保護(hù)電路就行。

2 設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)過程
設(shè)計(jì)T／R組件時(shí)，考慮最關(guān)鍵的就是末級(jí)功放部分，因此本文將對(duì)末級(jí)功放部分展開詳細(xì)探討。