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毫米波一维相控阵T/R组件研制

作　者: 熊文毅
导　师: 张永鸿；黄建
学　校: 电子科技大学
专　业: 电子通信工程
关键词: 毫米波相控阵小型化 T/R组件四次谐波混频器
分类号: TN958.92
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

有源相控阵雷达技术是当今雷达的主流技术。有源相控阵天线包含了数量众多,电路一致的T/R组件。每一个T/R组件含有有源器件,对从天线接收到的微弱射频信号进行放大,对输入的射频信号放大后传输给天线发射输出。在接收和发射状态下,T/R组件都具备对射频信号的幅度和相位进行调整的功能。应某毫米波一维相控阵雷达项目研制需求,研制了一种超薄型、大发射功率的T/R组件。本论文对毫米波T/R组件的工作原理作了简单介绍。重点介绍了应用于中频移相有源相控阵方案的毫米波超薄型T/R组件的工作原理,并对关键电路作了详细的理论分析和仿真设计。超薄型T/R组件的设计方案集合了低廊线波导微带过渡技术,薄膜工艺四次谐波混频技术,薄膜工艺陶瓷滤波器技术,微带混合集成电路设计技术,高速大电流脉冲电压调制技术。采用谐波平衡仿真软件(Agilent ADS)与三维场仿真软件(Ansoft HFSS)结合的方式,对波导微带过渡,四次谐波混频,微带滤波器等关键电路建立模型,并仿真优化。然后对关键电路进行单独测试,确保满足指标要求。对T/R组件进行详细测试。T/R组件厚度为4.6mm,噪声系数小于5dB,发射功率大于30dBm,主要技术指标满足要求。最后对项目的研制作了总结,归纳了本项目研究的主要工作和贡献,并提出了改进措施。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-16
  1.1 背景  9-12
    1.1.1 毫米波的特点  9-10
    1.1.2 相控阵雷达的特点  10-11
    1.1.3 有源相控阵雷达的特点  11-12
  1.2 项目实用价值  12
  1.3 国内外研究动态  12-15
  1.4 项目目标及论文内容  15-16
第二章 T/R 组件方案  16-20
  2.1 有源相控阵雷达方案  16-17
  2.2 T/R 组件工作原理  17-19
  2.3 小结  19-20
第三章 T/R 组件关键电路  20-46
  3.1 波导微带过渡  20-24
    3.1.1 波导微带过渡的选择  20-22
    3.1.2 特殊波导微带过渡的设计  22-24
  3.2 单刀双掷开关（SPDT）  24-28
    3.2.1 GaAsFET MMIC 开关  26-28
    3.2.2 开关选择  28
  3.3 低噪放及接收链路  28-31
    3.3.1 噪声分析  28-30
    3.3.2 接收链路  30-31
  3.4 功放及发射链路  31-32
  3.5 混频器  32-37
    3.5.1 混频器特性对比及选择  32-33
    3.5.2 谐波混频器变频特性  33-34
    3.5.3 谐波混频器电路设计  34-37
  3.6 滤波器  37-40
  3.7 低频电路  40-44
    3.7.1 开关驱动电路  40-41
    3.7.2 脉冲电压调制电路  41-44
  3.8 一致性分析和设计  44-45
  3.9 小结  45-46
第四章结构和工艺  46-51
  4.1 结构分解  46
  4.2 夹层互连技术  46-47
  4.3 螺纹连接防松  47-48
  4.4 轻型化  48
  4.5 机加工工艺组合风道设计  48-49
  4.6 机加工工艺  49-50
  4.7 小结  50-51
第五章测试  51-56
  5.1 T/R 组件测试  51-54
  5.2 天线方向图测试  54-55
  5.3 小结  55-56
第六章总结  56-58
  6.1 本论文主要工作和贡献  56
  6.2 研究工作的不足和改进方向  56-57
  6.3 T/R 组件的发展趋势和工作展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-61
攻读工程硕士学位期间的研究成果  61-62

毫米波一维相控阵T/R组件研制

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