有源相控阵雷达TR组件研制

s波段有源相控阵雷达TR组件研究【摘要】本文主要涉及工作在S波段的频带，频带宽度为400MHz、平均占空比与脉冲宽度分别在10%、200μs以内，基于有源相控阵雷达TR组件，这一组件应用模块化的设计方式，并将功率放大、接受以及电源模块正和到铝合金板当中，借助合理的布局与优化电路结构，强化强迫液冷的散热设计方式，保障组件的性能指标满足设计要求，并且还带有更小体积、更轻重量以及更紧凑结构等基础特征。

对此，本文简要分析s波段有源相控阵雷达TR组件研究，希望能够为相关工作者提供帮助。

【关键词】s波段；有源相控阵雷达；TR组件；临床研究引言伴随着高功率固态功率器件和单片微波集成电路的持续发展，每一个相控阵雷达天线单元通路可以设置固态的TR组件，其属于有源相控阵雷达天线，和常规雷达相比，有源相控阵雷达具备更加明显的探测优势，抗干扰能力也更加明显同时可靠性相对较高，可维护优势比较突出。

雷达天线当中每一个TR组件相比于普通雷达的高频头，不仅有低噪声放大器和波束控制电路等多种功能电路，并且TR组件属于有源相控阵雷达的重点部件，属于固态有源相控阵雷达发射期间最为基础且重要的部件。

对此，探讨s波段有源相控阵雷达TR组件具备显著实践性价值。

一、s波段有源相控阵雷达TR组件研究要求目前来看，关于s波段有源相控阵雷达TR组件的研究要求主要在于三个方面，具体如下：1、高性能。

TR组件之间的输出幅度与插入相位的一致性会直接影响固态有源相控阵雷达的整体指标，在输出幅度与插入相位存在较大差异时，天线空间合成的辐射功率会明显下降，此时还会导致波束出现指向偏差与精度变化等问题，此时便需要TR组件的发射支路与接收支路之间的输出幅度和插入相位保持高度一致性。

并且电源转换效率在TR组件当中也是提供能量初级电源功率消耗的比值，这也是衡量TR组件的重点性能指标[1]；2、高可靠性。

因为TR组件数量庞大，可靠性会对整个雷达的MTBF形成影响。

应用多TR组件空间合成属于可靠性分析并应用并联模型，这一种方式可以允许少数组件在性能下降时也不会影响雷达的正常运行。

ｍ ｅ ｈ ｄ ｆ ｒｅ ｅ ａ ｉ ｕｔ ｔｐ ｗ ｅ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ，ｏ ｐｕ ｏ ｅ ｉｌｂ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ｈ ｄ ｅ ｓｏｆＷ ａｔ． ｔ ｏ ｏ ｌｖ ｔ ｎｇ ｏ ｐｕ ｏ ｒａ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｕｔ ｔｐ ｗ ｒｗ ｌ ｅ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｔ ｕｎ ｒ ｄ ｔｓ
摘
要 ：现代 相控 阵雷达 系统对探 测距 离的要 求越 来越 高，这 就需要相控 阵雷达 系统 中的 关键部件
ＴＲ组件提供 更 大的输 出功率 ，但单个Ｇ Ａ ｓ 率 芯片的输 出功率 的提 高较 为缓慢 。文章介 绍 了一种通 ／ ａ ｓ， ． ９
过功率 合成 的方法来 大幅提 高单个 组件输 出功率 的设 计方 法，可将单个 组件 的输 出功率提 高到 百瓦 级 ，同时通过合理 的 时序 嵌套设 计来保证 大功 率组件 的安 全工作 。将设 计结 果应 用于 实际产品 ，制 作 出大功率 、低噪声 的ＴＲ组件 ，应用于某重点型号 雷达 系统的研 制。 ／
Ａ ｂｓｒ ｃ ：Ｄｅ ｅ ｔ ｇ ｄ ｓａ ｃ ｓｂ ｅ Ｒａ ｈ ｄ ｍ ｏ ｅ ａ ｏ ｅ ｉ ｔａｔ ｔｃ ｉ ｉｔｎ ｅｈａ ｅ ｎ ａ ｃ ｅ ｒ ｎｄ ｍ ｒ ｍｐｏ ｔｎｃ ｎ ｍ ｏ ｅ ｃ ｉ ｅｐ ａ ｅ ｒａ ｎ ｒａ ｅ ｉ ｄ ｍ ａ ｔｖ ｈ ｓ ｄ ａ ｒ ｙ ｓ ｔ ｍ ． ｎ ｒ ａ ｅ ｄ ｔ ｃｉ ｇ ｄ ｓａ ｃ ，ｗｅ ｍ ｕ ｔｉ ｃ ｅ ｓ ｕｐｕ ｏ ｒｐｒ ｖ ｄ ｎ ｙ Ｔ／ ｍ ｏ ｕ ｅ ｉ ｈ ｓ ｙｓｅ Ｔｏ ｉ ｃ ｅ ｓ ｅ ｅ ｔｎ ｉｔ ｎ ｅ ｓ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ｔ ｔｐ ｗｅ ｏ ｉ ｉ ｇ ｂ Ｒ ｄ ｌ ｎ ｐ ａ ｅ ａ ｒ ｙ ｓ ｔｍ ，ｂ ｔｓｎ ｌ Ａｓｐｏ ｅ ｈｉ ｌｖ ｔ ｔ ｕ ｐ ｔｐｏ ｅ ｅａｉ ｅ ｓｏｗｌ．Ｉ ｈ ｓｐａ ｅ ，ａ ｄ ｓｇ ｒａ ｙｓｅ ｕ ｉ ｇ ｅ Ｇａ ｗ ｒｃ ｐ ｅｅ ａｅ ｉｓｏ ｔ ｕ ｗ ｒｒ ｌｔｖ ｌ ｙ ｎ ｔ ｉ ｐ ｒ ｅ ｉ ｎ

毫米波有源相控阵tr组件集成技术
毫米波有源相控阵TR组件集成技术是一种新兴的技术，它可以实现高效的毫米波无线通信和高精度的雷达探测。

该技术主要是通过将多个TR组件集成在一起，构成一个整体的毫米波有源相控阵系统，从而实现对天线信号进行实时控制和调节。

相比于传统的毫米波有源天线系统，该技术具有更高的灵活性和可靠性，可以有效地提高无线通信和雷达探测的性能和可靠性。

同时，该技术还能够大幅降低系统的成本和复杂度，为毫米波无线通信和雷达探测的广泛应用提供了有力的支持。

- 1 -。

有源相控阵的天线设计的核心：T/R组件有源相控阵天线设计的核心是T/R组件。

T/R组件设计考虑的主要因素有：不同形式集成电路的个数，功率输出的高低，接收的噪声系数大小，幅度和相位控制的精度。

同时，辐射单元阵列形式的设计也至关重要。

1 芯片设计普遍的做法是将电路按功能进行了分类，然后放置于不同的芯片上，再通过混合的微电路进行连接，如图所示。

一个T/R模块的基本芯片设置包括了3个MMICs组件和1个数字大规模集成电路(VLSI)，如图所示。

•高功率放大器(MMIC)•低噪声放大器加保护电路(MMIC)•可调增益的放大器和可调移相器(MMIC)•数字控制电路(VLSI)大多数X波段及以上频段T/R组件都采用基于GaAs工艺的MMICs技术。

该技术有个缺点就是热传导系数极低，因此基于GaAs的电路需要进行散热设计。

未来T/R组件的发展方向是基于GaN和SiGe的设计工艺。

基于GaN的功率放大器可实现更高的峰值功率输出，从而提升雷达的灵敏度或探测距离，输出功率是基于GaAS工艺电路的5倍以上。

SiGe工艺虽然传输的功率不如GaAs，然而该材料成本较低，适用于未来低成本、低功率密度雷达系统的设计。

2 功率输出通常情况下，在给定阵列的口径后，雷达系统所需要的平均功率输出也基本确定了。

天线可实现的最大平均功率与每个TR组件的输出功率、T/R组件的个数、T/R组件的效率和散热等条件相关。

在高功率放大器设计时，需要的峰值功率是重要的指标，定义为平均功率除以最小的占空比。

雷达系统的峰值功率是由整个天线阵列实现的，也就是说当峰值功率确定后，所需要的最少T/R组件个数也随之确定。

雷达系统TR组件设计需要综合考虑天线口径、T/R模块的输出功率以及T/R组件布局等因素，如为了实现同样的雷达探测性能且T/R组件个数相同，对于4m2口径天线，假定每个T/R组件的输出功率为P，那么对于2m2口径天线，每个T/R组件的输出功率为2P，如图所示。

１．２毫米波雷达及相控阵雷达特性
工作在毫米波频段低端的毫米波雷达的许多工作特性与微波雷达（例如Ｘ 频段或Ｋｕ频段雷达）是一样的，只是由于其波长更短，所以工作特性更极端 一些。例如，对于给定的天线孔径，毫米波雷达天线波束比较窄，仅仅是Ｘ频 段或Ｋｕ频段雷达的１／２—１／２０。毫米波雷达的窄波束特性具有某些重大的工作 优点：（１）小天线孔径可有较高天线增益；（２）高的跟踪精度和（或）制导精
毫米波的发展由其本身的固有特点所确定。短波长，宽频带以及与大气的 相应作用，是促进毫米波发展的三个基本因素。
在毫米波频段，电磁能量在大气中传播时与大气中气体、悬浮微粒以及含 水物质的相互作用要比微波能量与它们的相互作用强的多，这些相互作用通过 三种机理，即吸收、散射和折射产生。
毫米波的大气传输特性，决定了各频率的用途。毫米波频段有四个低损耗 大气“窗口”，它们的中心频率在３５，９４，１４０和２２０ＧＨｚ附近，其对应波长分 别为８．６，３．２，２．１和ｌ＿４ｒａｍ，一般地面与卫星通信系统大都工作于这些“窗口” 频率，其可用带宽分别为１６，２３，２６和７０ＧＨｚ，任何一个毫米波“窗口”的可 用带宽几乎都可以把包括微波频段在内的所有低频频段容纳在内。这些带宽特 性，在雷达中可用窄脉冲和宽带调频技术获得目标的细部特征。在通信系统中 能传送更多的信息，大大拓宽已十分拥挤的通信频谱，为更多用户提供互不干 扰的通道。宽带特性也能为各种系统提供高质量的电磁兼容特性。同样，对应 的中心频率为２２，６０，１２０和１８３ＧＨｚ这些大气高衰减区频段成为保密通信的 首选工作频率。
第二章首先简单介绍了微带传输线的特性；随后介绍了微带一波导过渡和 低通滤波器的基本理论并实际设计了微带一脊波导一标准波导的过渡和低通滤 波器。
第三章讨论了毫米波控制电路。本章有四部分内容，第一部分介绍了ＰＩＮ 二极管的特性；接下来的两部分分别介绍了毫米波开关和毫米波衰减器的基本 理论；每四部分较详细的介绍了毫米波移相器的分类，并具体分析了各种类型 移相器的优缺点，同时还设计了一个五位移相器，给出了测试结果并对结果进 行了分析。

有源相控阵的天线设计的核心：TR组件电子万花筒平台核心服务电子元器件：价格比您现有供应商最少降低10%射频微波天线新产品新技术发布平台：让更多优秀的国产射频微波产品得到最好的宣传！发布产品欢迎联系管理，专刊发布！强力曝光！有源相控阵天线设计的核心是T/R组件。

T/R组件设计考虑的主要因素有：不同形式集成电路的个数，功率输出的高低，接收的噪声系数大小，幅度和相位控制的精度。

同时，辐射单元阵列形式的设计也至关重要。

文章转自:XingXing 雷达通信电子战1 芯片设计理想情况下，所有模块的电路需要集成到一个芯片上，在过去的几十年，大家也都在为这个目标而努力。

然而，由于系统对不同功能单元需求的差别，现有的工程技术在系统性能与实现难度上进行了折衷的考虑，因此普遍的做法是将电路按功能进行了分类，然后放置于不同的芯片上，再通过混合的微电路进行连接，如图所示。

一个T/R模块的基本芯片设置包括了3个MMICs组件和1个数字大规模集成电路(VLSI)，如图所示。

•高功率放大器(MMIC)•低噪声放大器加保护电路(MMIC)•可调增益的放大器和可调移相器(MMIC)•数字控制电路(VLSI)根据不同的应用需求，T/R模块可能还需要其他一些电路，如预功放电路需要将输入信号进行放大以满足高峰值功率需求。

大多数X波段及以上频段T/R组件都采用基于GaAs工艺的MMICs技术。

该技术有个缺点就是热传导系数极低，因此基于GaAs 的电路需要进行散热设计。

未来T/R组件的发展方向是基于GaN和SiGe的设计工艺。

基于GaN的功率放大器可实现更高的峰值功率输出，从而提升雷达的灵敏度或探测距离，输出功率是基于GaAS工艺电路的5倍以上。

SiGe工艺虽然传输的功率不如GaAs，然而该材料成本较低，适用于未来低成本、低功率密度雷达系统的设计。

2 功率输出通常情况下，在给定阵列的口径后，雷达系统所需要的平均功率输出也基本确定了。

天线可实现的最大平均功率与每个TR组件的输出功率、T/R组件的个数、T/R组件的效率和散热等条件相关。

TR组件自动测试系统设计摘要：tr组件待测数据量和需计算数据量大、控制信号繁琐，构成测试系统的仪表较复杂，需要设计全自动tr组件测试系统以满足相控阵雷达研制需求。

根据被测tr组件工作特点，本文详细介绍了测试系统组成和测试原理，测量精度的计算。

关键词：tr组件自动测试系统集成中图分类号：tp274 文献标识码：a 文章编号：1007-9416(2012)01-0074-01tr组件是有源相控阵雷达的核心部件，也是发展有源相控阵技术的关键。

tr组件在批量生产时，数量大、测试指标多、待处理数据量庞大、组件控制信号繁琐，设计一套全自动tr组件测试系统，实现对大批量tr组件性能指标准确、快速、方便地测试，意义极其重大。

在相控阵雷达研制和生产过程中，tr组件测试技术是影响产品研制、生产进度、产品质量以及成本的一项关键技术。

tr组件自动测试系统涉及的技术很多，包括有微电子技术、微波测量技术、总线技术、数据库和自动化控制与管理等。

本文在借鉴目前国内外已有的先进测试系统基础上，根据被测对象特点和测试系统要求，研究和设计tr组件自动测试系统。

1、系统组成根据被测tr组件性能指标特点以及所要求的测量精度，除专用测试仪表外，所需硬件还包括tr组件控制器、开关矩阵、控制计算机、路由器以及连接附件，构建tr组件自动测试系统。

计算机通过串口给tr组件控制器发送指令，指令包含tr组件的工作通道、占空比、周期、衰减量、相移量等，tr组件控制器根据接收到的指令，控制tr组件工作在相应状态，并给计算机发送反馈报文，报告tr组件当前工作状况，实时显示tr组件工作电流，防止过流发生；同时计算机通过路由器与测量仪器进行通信，包括仪器参数设置、仪器校准和测量数据的读取；当选择对tr组件某个参数进行测试时，计算机给tr组件控制器发送指令，由tr组件控制器实现对开关矩阵的控制，导通所需测量通道。

发射通道脉冲s参数测试使用宽带法，由tr组件控制器产生所需同步脉冲信号；示波器测量脉冲参数需使用检波器；功率探头用于完成峰值功率测量，同时也用于网络分析仪的源功率校准。

开关电路
一般称为天线收发模块应用在收发器，其功能是在发送状态将天 线和发射器进行连接，而在接受状态时，将天线与接收器进行连 接。
PIN 二极管作为一个基本单元在这些开关中的使用时，他们就 会比电子 - 机械开关提供更高的可靠性，更好的机械强度和更 快的开关速度。
PIN二极管开关电路技术指标
插入损耗和隔离度：PIN管实际存在一定数值的电抗和损耗电阻， 因此开关在导通时衰减不为零，成为正向插入损耗，开关在断开时 其衰减也非无穷大，成为隔离度。二者时衡量开关的主要指标，一 般希望插入损耗小，而隔离度大。
隔离器基本原理
隔离器是一种采用线性光耦隔离原理 , 将输入信号进行转换 输出。输入 , 输出和工作电源三者相互隔离 , 特别适合与需要 电隔离的设备仪表配用。 隔离器又名信号隔离器 , 是工业控制系统中重要组成部分。
隔离器主要技术参数
1. 隔离强度：也叫隔离能力、耐压强度或测试耐压，这是 衡量信号隔离器的主要参数之一。单位：伏特 @1 分钟。它 指的是输入与输出，输入与电源，输出与电源之间的耐压 能力。它的数值越大说明耐压能力越好，隔离能力越强， 滤波性能越高。一般的，这种耐压测试是通过一次性样品 的耐压检验来确定的。
• 理论分析以单节限幅电 路为基础 ,单节二极管并
联时的等效电路图如图
1所示。其中: Cj、Rf为 PIN限幅二极管的高阻、 低阻状态时的等效元件; Z0、L分别是传输线的特 性阻抗和二极管两端的 等效电感 ,Z0 =50Ω。
微波限幅器主要参数定义
1.限幅电平：限幅器开始限幅时的功率值。 2.插入损耗：输入电平低于门限电平时输入信号 损耗，一般在-10dBm下测试。 3.承受功率：能承受的最大输入功率（脉冲功率， 脉冲平均功率，连续波功率）。 4.恢复时间：以输入脉冲终止开始，到限幅器损 耗比插入损耗大3dB为止的时间。

相控阵雷达TR组件自动测试系统的研究与实现作者：程浩然伍进进来源：《电子技术与软件工程》2016年第10期摘要随着雷达系统的广泛应用，对其系统综合性能也提出更高的要求。

以往雷达发射天线控制中，多以伺服系统为主，用于完成波束传播方向改变、雷达信号多方位发射与接收等工作。

而在当前相控阵雷达运用下，其无需将伺服系统引入，便可实现伺服系统的功能。

本文将对微波测量相关概述、TR组件测试系统硬件与软件设计以及误差问题控制进行探析。

【关键词】TR组件相控阵雷达自动测试系统误差控制作为计算机技术、信号处理技术以及雷达信号理论发展的重要产物，相控阵雷达可在移相器作用下，对发射与接收天线波束进行控制，对于该控制过程中涉及的电路功能组合，便可叫做TR组件。

由于TR组件本身可被纳入微波电路范畴，涉及较多功能部件，且制造工艺较为复杂，若忽视组件质量控制，将使整个系统性能受到影响。

因此，本文对TR组件测试相关研究，具有十分重要的意义。

1 微波测量相关概述针对TR组件测试中功能部件多、部件的制造工艺复杂等难题，要求做好TR组件自动测试系统构建工作。

该系统在构成上集中表现为控制软件、主控计算机、被测件控制器、可程控开关矩阵与测量仪器等。

系统测试过程中，对于TR组件，可将其看作为微波二端口网络，这样在实际测量中，主要需对发射驻波、接收相位精度、接收增益等进行判断，便可完成组件测试过程。

从微波网络测量的基本原理看，集中在元器件特性、低频网络与微波网络等表征方法上。

同时需注意该测量的实现应将微波网络分析仪引入其中，其可对散射参数进行准确测量。

该设备应用下，主要对被测网络下的传输、反射等信号进行分离，通过采样变频，并对比入射信号，以此使相位、幅度等信息从ADC电路中分离出来，在此基础上通过微处理器的利用，完成最终的处理与运算过程。

尽管该设备应用下取得的效果较为明显，但对于脉冲大功率信号很难测量，此时要求将脉冲矢量网络分析设备引入，其可保证测试更为快速、准确。

浅析TR组件的原理及其在雷达中的应用摘要：时间反转技术，即TR技术，通常在其他系统中应用TR组件来实现。

声学和地理是TR技术主要应用的两个方面之一，其次，雷达的理论方面、无线网络方面和系统方面均是需要研究的重点，同时，该项技术的拓展应用也在迅速发展，未来将会涌现更多应用领域。

关键词:时间反转；多输入多输出雷达；克拉美罗界；距离估计；到达方向估计对于目前而言，TR组件应用是一个备受关注的话题，但是实际上，TR组件在雷达领域的应用早已达到成熟水平。

本文结合多年经验和目前TR组件的最新发展，介绍了TR组件在多种雷达应用中的应用。

本文还详细介绍了多输入多输出雷达中TR组件的应用，并通过实验分析了各种雷达应用中TR组件的性能表现。

一、TR组件(一)TR组件的介绍TR组件即收发组件，是T/R（Transmitter and Receiver）的简写。

一般来说，T/R组件指无线视频传输系统中连接视频与天线的部分。

T/R组件的一端连接天线，一端连接中频处理单元，从而形成完整的无线收发系统。

它的作用是扩大、调整和削弱信号。

通常包含收发两个支路，单元电路涵盖本振、上下变频、滤波器、低噪声放大器、功率放大器、双工电路等模块。

(二)基本原理为了介绍TR组件技术原理，首先需要知道两个方面：目标源头的存在情况（也就是有源或无源）以及TR组件应用时是模拟计算得出结果还是通过物理传输。

这两个方面将会对TR组件技术的基本应用产生影响。

通常，我们使用TR组件对现实中存在的物体进行物理传输，如下图所示，这在有源目标的情况下是非常有用的。

图1图片展示的是探测脉冲的向前传播，考虑到实际情况，图片中包含了许多干扰杂波，介质为强多径介质，与真实应用接近。

在正向探测阶段中，每个小部分的传感阵列都会接收到延迟且失真的探测信号，这些探测信号是从多个路径传输回来的，并与实际探测信号进行比较。

以下图片展现了另一种时间反转信号的传播方式：反向传播。

这种情况与之前描述的情况相似，但同时考虑现实因素，引入了大量干扰信号，从而形成了一个强多径介质。

有源相控阵雷达T/R组件稳定性分析设计发布时间：2022-08-12T06:07:14.196Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第3月第6期作者：刘先莉[导读] T/R组件是有源相控阵雷达的核心部件，刘先莉中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽省合肥市 230000摘要：T/R组件是有源相控阵雷达的核心部件，有源相控阵雷达天线辐射单元经T/R组件将发射信号功率放大，以低噪声放大接收信号，并调整幅度及相位，从而完成发射与接收波束的空间合成。

关键词：有源相控阵雷达；T/R组件；稳定性一、有源相控阵雷达发展概况相控阵雷达是指通过相位控制电子对阵列雷达进行扫描，利用大量个别控制的小型天线进行单元排列，最终形成天线阵面，并且每个天线单元由各自独立的开关控制，形成不同相位波束。

相控阵雷达分为有源和无源两类，其中，有源相控阵雷达天线阵面的每个天线单元中均含有源电路，T/R组件是有源相控阵雷达的关键部件，很大程度上决定其性能优劣。

收发合一的T/R组件包括发射支路、接收支路、射频转换开关、移相器。

每个T/R组件既有发射高功率放大器(HPA)、滤波器，限幅器，又有低噪声放大器(LNA)、衰减器、移相器、波束控制电路等。

由此看见，利用二维相位扫描的有源相控阵雷达设备量和成本相当可观。

尽管如此，最先研制成功并投入应用的相控阵雷达就是有源相控阵雷达，例如20世纪60年代末美国研制的的大型相控阵雷达AN/FPS-85。

该相控阵雷达作用距离数千公里，被用于空间目标监视、跟踪及识别，可做导弹预警、测轨和编目卫星。

采用收发阵面分离的二维相位扫描相控阵平面天线，其发射天线阵中含有五千多个天线单元，发射机采用四极管等电真空器件，每个发射机峰值功率高达6kW，平均功率约80W。

采用有源相控阵天线模式，利用空间功率合成方式，实现发射机总输出峰值功率32MW、平均功率400kW的要求。

有源相控阵雷达出现较晚，大部分是三坐标雷达，即方位(水平方向)机械扫描、仰角(垂直方向)电扫描的一维相位扫描雷达，以此获取目标距离、方向和高度信息。

有源相控阵雷达数字T/R组件技术研究发布时间：2022-08-15T01:23:43.896Z 来源：《中国科技信息》2022年7期作者：段炳成[导读] 本文探讨了用在有源相控阵雷达的T/R组件，分析T/R组件结构设计方法，随后针对设计环节的部分关键问题段炳成贵州航天南海科技有限公司贵州遵义563000摘要：本文探讨了用在有源相控阵雷达的T/R组件，分析T/R组件结构设计方法，随后针对设计环节的部分关键问题予以分析，展望未来T/R组件结构设计发展趋势。

关键词：有源相控阵雷达；T/R组件；结构设计1 引言早在第二次世界大战之前就已经研制出来防空警戒任务的机械扫描雷达，然而随着飞机速度提高与火箭导弹技术的发展，这样的雷达比较难完成防空要求，只有相控阵雷达的无惯性波束电子扫描才可以满足这样要求，以固态有源相控阵技术作为基础的多功能雷达更被用户亲睐。

这样的系统的关键技术就是T/R组件，一部较大规模有源相控阵雷达存在成千上万T/R组件，往往占据整个雷达造价六成，为此，T/R组件性能成为有源相控阵雷达的决定因素，而且势必会对有源相控阵雷达发展产生深远影响。

与此同时，T/R组件结构设计直接关系雷达总体方案，对于成千上万组件的大系统来看，组件有效重量减少一点就等于节省巨大阵面，组件体积也会牵制天线阵面布局。

为此，设计T/R组件不管是从电讯还是结构上来说都是属于有源相控阵雷达重中之重。

2 T/R组件电讯功能与结构组成T/R组件主要的功能有：大功率放大所发射信号，低噪声放大所接收到的信号，为实现波速控制对收发信号实施幅度与相位控制等。

然而基于组合结构以及具体电路形式差别来看，组成T/R组件整件质量以及品种存在差别，往往我们采取的做法是尽量采用更多整件，这样就为模块化设计提供方便，还能够实施电讯调试以及大批量生产。

T/R组件借助移相器的利用来后接T/R开关做好收发共用移相器功能，环行器是完成收发分开的功能，做到收发共用天线，如果发射功率较小的时候能够通过开关完成分开收发，而不是采用环行器，基于结构设计层面尽量不使用环行器，要不就会增加组件重量与体积。

T／R组件幅相快速测试研究摘要T/R组件的批生产能力已经成为大型有源相控阵雷达系统研制的重要保障，更加快速地测试组件性能是T/R组件生产部门的重要课题，本文介绍了使用PXI高速I/0卡提高T/R组件自动测试系统性能，提升TR组件幅相测试速度的方法。

关键词T/R组件；自动测试系统；PXI前言大型有源相控阵雷达对T/R组件的需求数以万计，一般T/R组件的电性能测试项目达到几十项之多，再结合组装过程、环境试验的反复测试、大带宽下的多频点测试要求，测试工作量巨大。

在T/R组件生产过程中采用全自动测试系统对其进行电性能测试是行业内的普遍选择。

T/R组件自动测试系统一般由以下测试仪器组成：矢量网络分析仪、信号源、频谱仪、噪声仪、功率计、示波器、直流电源，还包括进行测试通路切换的开关系统、控制被测件工作状态的控制器以及系统控制计算机。

T/R组件的幅相测试因其测试状态多，数据量大，耗时多，在组件测试中具有重要地位。

幅相测试涉及矢量网络分析仪，组件控制器，开关系统的结合使用。

提高幅相测试速度，对提升T/R组件批生产能力具有重要意义。

1 T/R组件幅相测试T/R组件幅相的测试流程，一般先切换开关系统形成测试通道，组件上电，发送控制信号使组件工作在指定状态，等待状态稳定，从矢量网络分析仪读取幅度、相位、驻波数据，再进入下一状态。

所有状态测试完成后，关电。

再切换到下一测试通道，重复测试状态循环。

发送控制信号的过程实质是计算机将指令传输到组件控制器，组件控制器再输出信号到组件。

这一过程的时间取决于计算机与组件控制器的数据传输速度已经组件控制器的信号生产速度。

组件控制器通常使用串口连接计算机，速度较慢。

组件控制器为定制非标设备，效率难以保证。

数据读取的速度取决于矢量网络分析仪的性能，以及与计算机的连接方式和数据量。

数据量取决于测试要求，宽频带T/R组件的频点数多，数据量相应较大。

幅相测试的耗时也取决于对T/R组件的测试状态要求。

机械工程学院2019年10月一T/R组件技术发展 (2)1微波集成电路T/R组件 (2)2单片微波集成电路T/R组件 (3)3多功能芯片T/R组件 (4)4单芯片T/R组件 (5)二T/R组件介绍 (5)1T/R组件的结构 (5)1.1移相器 (6)1.1.1移相器指标 (6)1.1.2移相器分类 (6)1.2T/R收发开关 (7)1.3限幅器 (7)1.3.1限幅二极管电路 (8)1.3.2限幅二极管 (9)1.3.3限幅二极管特点 (9)1.4功率放大器 (10)1.4.1工作原理 (10)1.4.2性能指标 (11)1.4.3主要应用 (12)1.5射频 (12)1.6环形器 (12)1.6.1环形器的基本原理 (13)1.6.2环形器的技术指标 (14)1.7低噪声放大器LNA (14)1.7.1低噪声放大器主要指标 (14)1.7.2一般系统对低噪声放大器的主要技术要求 (15)1.7.3低噪声放大器的主要特点 (16)1.8衰减器 (16)1.8.1衰减器技术指标 (16)1.8.2衰减器用途 (16)2T/R组件的工作原理 (17)2.1发射通道 (17)2.2接收通道 (18)3T/R组件指标 (18)4数字T/R组件 (18)4.1主要功能 (18)4.2主要技术指标 (18)4.3工作原理 (19)4.4T/R组件DBF发射通道 (20)4.4.1DBF发射技术 (20)4.4.2DDS的工作原理 (20)4.5DBF接收技术 (21)三T/R组件设计 (21)1芯片设计 (21)2功率输出 (22)3发射机噪声限值 (22)4接收机噪声系数 (22)5幅度和相位控制 (22)6阵列物理结构设计 (22)四T/R组件常见故障问题 (23)1移相器故障（T/R组件故障的主要来源） (23)2功率放大器故障 (26)2.1无功率输出 (26)2.2输出功率低 (26)2.3组件自激 (27)3环形器故障 (27)4限幅器故障 (27)4.1二极管限幅电路及故障处理 (27)4.2电路分析思路说明 (28)4.3二极管限幅电路 (29)4.4电路分析细节说明 (29)5低噪声放大器故障 (30)6衰减器故障 (30)7T/R开关故障 (30)五数字T/R组件测试方法研究 (31)1数字T/Ｒ组件测试系统组成和工作原理 (31)2数字T/Ｒ组件核心参数测试方法 (33)2．1发射通道间幅相一致性 (33)2．2I/Q通道间平衡 (33)2．3接收支路幅相一致性 (35)2．4接收通道增益及互调 (35)2．5噪声系数 (36)3值得注意的几个问题 (37)3．1谱平均 (37)3．2频谱泄露与频率分辨率 (38)3．3量化噪声 (38)六相控阵雷达T/R组件自动测试维修系统的设计 (39)1T/R组件自动测试的必要性 (39)2自动测试维修系统总体设计方案 (39)2.1测试系统硬件设计方案 (40)2.1.1信号矩阵转接单元设计技术 (41)2.1.2可编程雷达状态控制器设计技术 (41)2.2测试系统软件设计方案 (41)2.2.1测试系统通用软件平台设计 (42)2.2.2辅助故障诊断技术 (43)3T/R组件自动测试系统的校准 (43)3.1系统精度保证措施 (44)3.2系统校准主要措施 (44)3.2.1噪声系数测试补偿校准 (44)3.2.2幅相一致性测试延伸校准 (44)3.2.3功率测试修正校准 (44)1雷达是通过天线向给定的外部区域辐射并接收电磁波，以获得目标的物理位置和其它与跟踪目标有关的信息的电子设备。