X波段高功率T／R組件的設計與制作

0 引 言
隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，對現代有源相控陣雷達的要求越來(lái)越高，而T／R組件是構成有源相控陣雷達的核心部件之一，因此對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(mén)／R組件的設計提供了良好的基礎，當前組件技術(shù)的發(fā)展趨勢是在利用HTCC，LTCC等多層微帶基板的基礎上，集成了一片或數片多功能MMIC電路，再經(jīng)過(guò)微電子互連而成。而這種組件具有體積小、重量輕、性能指標高、一致性好的特點(diǎn)。
在數量相同的一組T／R組件中合成發(fā)射功率越大，其雷達照射的范圍則越大，所以研究高功率T／R組件顯得非常重要。而在T／R組件設計時(shí)，最關(guān)鍵的是功率放大模塊。該組件運用了混合集成電路(HMIC)和多芯片組裝(MCM)相結合的技術(shù)，根據現有的制造工藝，設計出一種平衡放大器作為發(fā)射通道的末級功放部分，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，由激勵信號源送來(lái)的信號送入組件發(fā)射通道經(jīng)過(guò)功率放大器使信號放大后饋至天線(xiàn)輻射單元；在接收通道，從天線(xiàn)收到的微弱信號經(jīng)接收通道傳到接收機。

組件接收通道包括限幅器、低噪聲放大器和數字衰減器。在組件發(fā)射期間，若天線(xiàn)有很大的功率反射，此時(shí)限幅器能起到保護低噪聲放大器的作用。組件發(fā)射通道則是兩級功放鏈路組成，前兩級采用芯片，而末級高功率放大器為下文重點(diǎn)設計介紹的?？刂齐娐凡糠钟蓴底忠葡嗥?、數字可變衰減器、數字開(kāi)關(guān)和驅動(dòng)控制芯片組成。為了設計的需要運用了正反向的環(huán)形器，一個(gè)當作隔離器用，另外一個(gè)作環(huán)形器用。對于電源部分，因為組件發(fā)射功率器件為GaAs器件，其必須要先加負壓(Vgs)，后加正壓(Vds，加負壓保護電路就行。

2 設計思路與設計過(guò)程
設計T／R組件時(shí)，考慮最關(guān)鍵的就是末級功放部分，因此本文將對末級功放部分展開(kāi)詳細探討。