T/R組件是固態(tài)有源相控陣雷達中實現信號接收和發(fā)射、波束電控掃描功能的核心組件,對有源相控陣雷達應用發(fā)展起到重要的推動作用。利用GaN功率器件制作T/R組件的功率放大器,能夠使T/R組件的達到更大的輸出功率;同時由于效率的優(yōu)勢,也降低了T/R組件在高功率輸出情況下的散熱系統設計的難度。本文研制了一種利用GaN功率器件實現的大功率T/R組件�；趹玫奶攸c,在T/R組件典型框圖的基礎上,將組件設計工作細分為發(fā)射（T）組件設計、接收（R）組件設計、公共支路設計、整體結構工藝設計,開展了設計理論分析、仿真、器件選型和綜合集成設計等工作,完成了組件電路設計、結構工藝設計。在發(fā)射支路的設計過程中,采用內匹配技術,利用ADS軟件建模仿真,選擇AB類放大器模式,解決了GaN管芯功率/效率匹配的問題,完成了輸出級功率模塊的設計研究工作。在結構工藝設計過程中,利用結構熱仿真技術,對組件的機械和散熱結構進行了一體化設計,利用水冷技術解決了組件的散熱問題。實驗測試結果表明,C波段大功率T/R組件發(fā)射功率≥206W以上,效率≥36.9%以上;接收增益約為24.6²5.2dB,噪聲系數&l... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Toshiba公司的30W實驗室產品正面圖

圖 1-2Eudyna 公司 GaN HEMT 產品照片 AlGaN/GaN HEMT 材料生長與器件研制方面研究已開展多年，目前南京制的SiC襯底1mm柵寬AlGaN/GaN HEMT在X波段的輸出功率也達到10器件也實現了 50V 甚至更高的工作電壓，但大柵寬器件的連續(xù)波工作電壓右，離 DAPAR 要求的 48V 比較遙遠。由于工作電壓的限制，一方面器件另一方面器件在高電場強度下有電流崩塌現象，輸出功率不能隨著工作電

圖 2-1 典型 T/R 組件的原理框圖發(fā)射支路由增益放大、移相器、衰減器、驅動放大、功率放大器等組成。在發(fā)射周期內，激勵信號源發(fā)出的信號經過收發(fā)開關進入發(fā)射通道，先進行增益放大、數字移相，然后進行驅動放大、高功率放大，最后經雙工器進入輻射單元，完成信號發(fā)射功能。接收支路由限幅器、低噪聲放大器、增益放大、移相器、衰減器等組成。發(fā)射周期結束后 T/R 組件就處于接收狀態(tài)，天線接收到的微弱信號經雙工器至限幅器、低噪聲放大器，再通過數字式移相器、收發(fā)開關到達接收機。移相器為天線掃描服務，在控制終端的調配下，各個 T/R 組件通過移相器按照一定規(guī)則改變各自的信號相位，同時控制空間合成后形成的波束方向，以實現波束掃描。收發(fā)開關是解決移相器收發(fā)共用的關鍵，用來控制收發(fā)支路之間的切換。雙工器與天線輻射單元相連，一般采用開關裝置或者環(huán)形器實現，兩者各有利弊：開關裝置具有較大的隔離度，但大功率開關的實現難度較大，控制電路更加復雜；環(huán)形器是無源

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于ADS與HFSS的帶狀線功分器的設計與實現[J]. 馬子余.  電子設計工程. 2011(20)
[2]T/ R 模塊的發(fā)展現狀及趨勢[J]. 李靜.  半導體情報. 1999(04)

碩士論文
[1]微波T/R組件設計[D]. 余旭明.南京理工大學 2006
[2]S波段高功率T/R組件的研究[D]. 王世輝.南京理工大學 2005



本文編號：3522528