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试析相控阵雷达多功能射频与微波设计作者：田耕邓桂福来源：《科学与财富》2019年第03期摘要：随着我国高科技技术水平的不断提升，计算机网络技术、半导体技术以及射频、微波技术得到长足发展，并逐年予以改进、创新，取得了丰硕的研究成果。
与此同时，相控阵雷达系统所处的工作电磁环境也变的日益复杂化，射频与微波设计也受到严峻考验。
关键词：相控阵雷达；多功能射频；微波设计相控阵雷达即相位控制电子扫描阵列雷达，它被广泛应用于军事作战当中，它的工作原理主要是依靠于大量个别控制的小型天线组件排列成一个阵面，而每一个天线单元都是由独立的开关进行控制。
相控阵雷达技术在我国到九十代末才被在战斗机与舰载系统中使用。
随着新型战场对战双方形势的改变以及各种新工艺、新器件、新材料的实际应用，作战平台所面临的挑战与威胁也逐步增多，导致相控阵雷达的工作环境变得复杂，为了节约成本、提高突防率，各个作战平台相应的配备了多种新式电子设备，进而使平台的各个组件得到进一步优化。
一、相控阵雷达的优势相控阵可以分为主动有源式与被动无源式，而被动无源式技术于上世纪八十年代中期就已经形成了较为纯熟的系统，并被广泛应用于小型战斗机上面。
而主动有源式技术随着时间的推移，直到九十年代末才逐渐在作战机上使用[1]。
相控阵雷达与传统的机械扫描雷达相比，优势较为明显，它有效的解决了机械扫描雷达各种先天不足问题，大相一致的孔径与操作波长下，相控阵的多目标追踪能力、自身分辨率、反应速度、电子反对抗能力都远远强于传统雷达，不过采用这种技术，需要投入大量的经费，科技技术含量高，对技术人员的专业技能要求高。
因此，这种相控阵技术大多用于军事作战用途。
比较典型的有源相控雷达的应用例子是中国的O52D型驱逐舰。
二、多功能射频的定义多功能射频技术是采用开放式、模块化、可重组的射频传感器系统体系构架，它的工作原理是用宽带多功能孔径代替作战平上数量较少的天线孔径，结合计算信息技术当中先进的资源管理调度算法及功能控制软件，与此同时，有效实现电子作战、通信、导航、自动识别等多种实用的射频功能。
相控阵雷达多功能射频与微波设计摘要：随着经济和各行各业的快速发展，有源相控阵雷达天线分为模拟有源相控阵天线和数字有源相控阵天线，前者采用移相器、馈线等模拟器件，波束合成在阵面完成，后者采用接收机前移的方式使用DDS移相来产生信号的相移。
数字相控阵天线虽是前沿的高新技术，但其成本高且可靠性低，所以模拟相控阵天线仍是军用雷达发展和应用的主流。
模拟相控阵天线经过多年的发展，电气及结构基础技术已基本成熟，后续高集成、小体积和易维护将是主要发展方向，也是本文的研究重点。
关键词：多功能综合射频；异构集成；开放式架构；相控阵雷达引言随着半导体技术、射频与微波技术、计算机技术的发展及相控阵雷达系统面临复杂的工作电磁环境，相控阵雷达射频与微波设计面临新的机遇与挑战。
为了适应相控阵雷达系统多功能、高集成、高性能、低成本的发展需求，结合国外发展现状，从多功能综合射频、异构集成、开放式架构及系统场景仿真等方面对射频与微波设计技术进行叙述。
多功能综合射频、开放式架构是相控阵雷达系统的发展趋势，异构集成、系统场景仿真是新的设计手段；利用先进的设计理念与设计手段，缩短相控阵雷达多功能综合射频系统的研制周期，减少系统设计风险，降低系统成本。
1多功能综合射频用宽带多功能孔径取代目前平台上为数众多的天线孔径，采用模块化、开放式、可重构的射频传感器系统体系架构，并结合功能控制与资源管理调度算法、软件，同时实现雷达、电子战、通信、导航、识别等多种射频功能，这就是多功能综合射频技术。
多功能综合射频技术能够降低雷达反射面积，减小相互干扰，提高武器装备整体作战效能，而且其优势在于可以在有限的空间中实现更多的功能，并有效控制功耗，降低成本，具体体现如下：1）功能拓展，全面提升整体战技性能；2）高度重用，可靠性、可维护性高；3）降低系统功耗、体积、重量；4）功能动态重构、高度灵活、提升容错性；5）开放式体系架构，便于后续升级改型，降低维护成本；6）综合利用数据信息，提升态势感知和对抗能力。
微波光子技术在雷达相控阵中的应用分析与展望发布时间：2023-01-16T08:43:16.619Z 来源：《中国科技信息》2022年18期作者：陈茹1 宋力2 何腾飞2 张怀中2[导读] 微波光子学是研究微波信号和光信号之间相互作用的交叉学科陈茹1 宋力2 何腾飞2 张怀中21.武汉滨湖电子有限责任公司湖北武汉4302052.中国人民解放军95133部队湖北武汉430415摘要：微波光子学是研究微波信号和光信号之间相互作用的交叉学科，研究通过光信号处理实现对微波信号的处理，以达到微波链路整体性能提升的效果。
微波光子技术自20世纪70年代提出，经过几十年的发展，已经取得长足的进步。
研究微波光子技术最初的目的是使用光纤传输模拟电视信号，近些年研究人员开始研究该技术在其它领域的应用。
其中，美国和欧盟对微波光子技术在雷达中的应用进行了深入的研究，以期基于微波光子技术实现雷达能力的跨越式突破。
基于此，对微波光子技术在雷达相控阵中的应用分析与展望进行研究，以供参考。
关键词：微波光子，相控阵，混合集成引言在日益复杂的电磁环境下，干扰抑制一直是个经久不衰的研究议题。
在相控阵雷达进行目标搜索和目标跟踪时，如果敌方施放有源压制式干扰，则会导致类噪声形式的干扰信号将目标淹没，从而影响雷达的目标搜索效果。
当干扰落在天线方向图的主瓣范围内，传统的自适应波束形成方法会严重破坏主波束的形状，影响雷达搜索和跟踪的结果。
1国内外微波光子技术应用情况美国国防部高级研究计划局(DAＲPA)对微波光子雷达的发展规划，共分为三个阶段:第一阶段是利用光传输损耗低的特点，进行模拟光链路传输研究;第二阶段是利用光域信号处理带宽大的特点，研究光控波束形成;第三阶段是研究光电混合的系统中引入更多的微波光子信号处理技术，实现芯片化的微波光子雷达射频前端。
相比于美国，欧盟更致力于微波光子雷达系统的研究。
欧盟微波光子雷达发展规划可粗分为光子辅助射频系统、光子完成复杂射频功能、光子取代部分射频系统、光子构建雷达系统四个发展步骤，目前，已基本完成相关的研究。
硅基CMOS微波相控阵集成电路关键技术研究共3篇硅基CMOS微波相控阵集成电路关键技术研究1硅基CMOS微波相控阵集成电路（Silicon-based CMOS Microwave Phased Array Integrated Circuit）是一种将微波信号输出到天线阵列的集成电路。
它可以控制微波信号的相位，从而实现方向控制。
本文将重点讨论硅基CMOS微波相控阵集成电路的关键技术研究。
1. 压控振荡器技术硅基CMOS微波相控阵集成电路中，压控振荡器（Voltage Controlled Oscillator，VCO）是产生高频信号的核心部件。
VCO的频率可以通过控制电压进行调节，因此可以实现相位调节。
目前，硅基CMOS微波相控阵集成电路中广泛采用的是LC振荡器和互补金属氧化物半导体（Compementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS）振荡器。
LC振荡器是一种低功耗的VCO方案，但是需要大量的电感，并且难以精确控制频率。
CMOS振荡器是一种高度集成的方案，具有低功耗、小面积和良好的温度稳定性。
这些优点使得CMOS振荡器成为硅基CMOS微波相控阵集成电路中最重要的技术之一。
2. 低噪声放大器技术收发模块中的低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）用于放大从天线中接收到的微波信号，以便后续的处理。
在硅基CMOS微波相控阵集成电路中，低噪声放大器具有功耗低、体积小和噪声系数低的特点。
为了提高LNA的性能，已经开发了许多技术。
例如，使用压阻调整器可以优化放大器的匹配，从而提高传输性能。
同时，采用差分放大器结构可以提高放大器的倍增增益和噪声系数。
另外，采用反馈技术可以提高放大器的线性度。
3. 集成天线技术天线阵列是实现方向控制的关键部分。
将天线阵列集成在硅基CMOS微波相控阵集成电路中，可以大大减小整个系统的面积和复杂度。
硅基CMOS微波相控阵集成电路中常用的集成天线包括电容式、微带线和槽线等。
相控阵雷达多功能射频与微波设计摘要：随着半导体技术、射频与歡波技术、计算机技术的发展及相控阵雷达系统面临复杂的工作电磁环境，相控:阵雷达射频与_微.波设计面临新的机遇与挑战。
为了适虞相控阵雷达系统多功能、高集成、高性能、低成本的发展需求，结合菌外发展现状，从多功能综合射频、异构集成、开放式架构及系统场景仿真等方面对射频与微波设计技术进行叙述》多功能绿含射频、开放式架构是相控阵雷达系.统的发展趁势*异构集成、系统场景仿真是新的设计手段;刺用先进的设计理念与设计手段缩短相控阵雷达多功能综合射频系统的研制.周期，减少系统设计风险，降抵系綵成本。
关键词：多功能综合射频；异构集成；开放式架构；场景仿真相控阵雷达一、多功能综合射频用宽带多功能孔径取代目前平台上为数众多的天线孔径，采用模块化、开放式、可重构的射频传感器系统体系架构，并结合功能控制与资源管理调度算法、软件，同时实现雷达、电子战、通信、导航、识别等多种射频功能，这就是多功能综合射频技术。
多功能综合射频技术能够降低雷达反射面积，减小相互干扰，提高武器装备整体作战效能，而且其优势在于可以在有限的空间中实现更多的功能，并有效控制功耗，降低成本，具体体现如下：1)功能拓展，全面提升整体战技性能；2)高度重用，可靠性、可维护性高；3)降低系统功耗、体积、重量；4)功能动态重构、高度灵活、提升容错性；5)开放式体系架构，便于后续升级改型，降维护成本；6)综合利用数据信息，提升态势感知和对能力。
20世纪80年代，为了给航空电子系统提出一个统一的模块化、开放式、具有良好容错性并且高度灵活的结构设计规范，“宝石柱”(PavePillar)计划应运而生,该计划主导者是美国空军莱特实验室。
该计划大大提高了作战飞机航空电子系统的一体化。
美国F-22战机即是采用该设计规范定义的一体化航空电子系统结构。
“宝石柱”计划的设计规范中还使用了系统实时动态重构技术，该技术是一项综合电子系统的关键技术，可以使系统的性能和成本都得到很大的改进，甚至达到最优系统结构。
《光控相控阵雷达中光子射频移相器的研究》篇一一、引言光控相控阵雷达技术作为现代雷达探测领域的核心技术之一，在国防安全和民用领域都有着广泛的应用。
而其中，光子射频移相器作为光控相控阵雷达中的关键器件，对于雷达的性能提升起着至关重要的作用。
本文将针对光子射频移相器在光控相控阵雷达中的应用进行深入研究，探讨其工作原理、性能特点以及应用前景。
二、光子射频移相器的工作原理光子射频移相器是一种利用光子技术实现射频信号相位调节的器件。
其工作原理主要基于光电效应和光子操控技术。
当光子射入移相器时，通过特定的光学结构，使光子与射频信号相互作用，从而实现对射频信号的相位调节。
移相器的相位调节范围和精度取决于光学结构的设计以及光电转换技术的性能。
三、光子射频移相器的性能特点光子射频移相器相比传统的电控移相器，具有以下显著的性能特点：1. 宽带宽：光子射频移相器的工作频率范围广泛，能够适应不同频段的雷达系统。
2. 高精度：光子射频移相器能够实现高精度的相位调节，提高雷达的探测精度和分辨率。
3. 低损耗：光子射频移相器的传输损耗较小，有利于提高雷达的能量利用效率和探测距离。
4. 快速响应：光子射频移相器具有快速的响应速度，能够满足雷达系统对实时性的要求。
四、光子射频移相器在光控相控阵雷达中的应用在光控相控阵雷达中，光子射频移相器被广泛应用于天线阵列的相位控制。
通过精确控制每个天线单元的相位，可以实现波束的扫描、聚焦和形状控制，从而提高雷达的探测性能。
此外，光子射频移相器还能够提高雷达的抗干扰能力和目标识别能力，为雷达系统提供更加可靠和准确的探测信息。
五、研究进展与挑战目前，光子射频移相器的研究已经取得了显著的进展，其在光控相控阵雷达中的应用也越来越广泛。
然而，仍存在一些挑战需要克服。
例如，如何进一步提高移相器的相位调节精度和稳定性、如何降低其成本和体积等。
为了解决这些问题，需要进一步加强相关技术的研究和开发，推动光子射频移相器的进一步发展和应用。
基于相控阵天线的大尺寸微波基板与连接器一体化精密装焊技术研究①0 引言相控阵天线由于其波束指向速变的优势在空间载荷中广泛应用[1-3]，是未来卫星的重要发展方向之一。
收发组件作为相控阵天线核心部分，是天线辐射幅度及相位的主要控制部分。
相控阵天线集成化、小型化的发展趋势要求收发组件具备更高系统集成度、更小的成本及体积。
在此趋势下多层微波基板的应用与发展、瓦式T/R组件的集成安装、波控和电源的模块化对于现有工艺制造能力提出了新的需求。
收发组件中功率分配与合成网络的小型化需要微波基板电路与机壳大面积接地互联，并使用规格更小的连接器实现模块与模块、组件与组件的电气连接和信号传输[3]。
某型号使用的相控阵天线收发组件进行了集成化设计，在此设计中要求工艺前端将尺寸为145 mm×160 mm的RO4350B微波基板和39个SMP连接器焊接至铝镀银机壳上。
要求：1)基板焊接后有效焊接面积75%以上，焊接有效区域没有贯穿缝，且单个空洞面积不超过有效焊接面积的10%；2)焊接后SMP 尾端与机壳平面度最大落差不超过0.1 mm，SMP连接器引线(直径0.4 mm)与基板SMP孔(直径0.8 mm)中心同轴，最大偏差±0.05 mm，引线腔体内无多余物；3)SMP连接器孔缝表面填满95%以上，且无裂纹存在。
为确保焊接后SMP与基板之间的精密配合及焊接质量提出一体化焊接。
由于产品设计中使用的微波基板尺寸大，SMP装配精度要求高，在试验过程中存在如基板变形严重、钎透率低、SMP引线不居中、短路等诸多问题。
为此，本文通过分析焊接产生的各项具体问题，通过工艺设计、实验验证，实现了大尺寸微波基板与连接器的一体化精密装焊，有效解决了大面积微波基板与连接器焊接制造过程中存在的各疑难点，保证了产品焊接的精密性和高可靠性。
1 产品结构及装焊工艺设计图1和图2为某型号中要求的RO4350B基板与SMP连接器安装示意图。
专利名称：一种用于相控阵系统的集成微波光子收发前端专利类型：发明专利
发明人：张羽,梁旭,徐静,孙力军
申请号：CN201911352920.9
申请日：20191225
公开号：CN111162844A
公开日：
20200515
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及微波技术和光电子技术领域，具体涉及一种用于相控阵系统的集成微波光子收发前端，包括陶瓷基板，在陶瓷基板上承载有控制集成电路、硅基光子集成芯片、第一放大芯片组、第二放大芯片组以及微波开关芯片组；所述控制集成电路通过输入的控制信号控制硅基光子集成芯片以及微波开关芯片组；所述硅基光子集成芯片的一端连接有输入/输出光纤，另一端连接有第一放大芯片组和第二放大芯片组；两个放大芯片组分别连接至所述微波开关芯片组，所述微波开关芯片组还连接有相控阵天线。
本发明能够实现超宽带下的波束指向无偏斜，从而确保相控阵系统能够在更大的工作频段范围或更高的瞬时带宽下工作，同时且具有较小的尺寸。
申请人：中国电子科技集团公司第四十四研究所
地址：400060 重庆市南岸区南坪花园路14号
国籍：CN
代理机构：重庆辉腾律师事务所
代理人：王海军
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