T/R组件幅相一致性研究

论文摘要

有源相控阵技术是控制阵列天线各单元的相位、幅度以形成空间波束并控制其扫描的技术。T/R组件(Transmit/Receive Modules)是相控阵雷达有源分布阵列天线的核心部件,其性能直接决定了整个雷达系统的性能。T/R组件间发射支路和接收支路的幅度和相位不一致将会导致有源相控阵雷达发射波束和接收波束的波束指向偏移、副瓣电平抬高和天线增益下降,最终影响有源相控阵雷达的指向精度、抗干扰能力和作用距离。本课题在深入了解T/R组件组成和工作机理的基础上,深入研究了导致T/R组件发射支路和接收支路幅度和相位不一致的主要因素,并且对导致T/R组件发射支路幅相不一致的最主要因素——功放组件间幅相不一致进行了定性和定量研究。通过实验具体分析了导致线性脉冲功放组件间和饱和脉冲功放组件间幅相不一致性的主要因素,并根据分析结果提出了提高功放组件间幅相一致性所应采取的设计措施。本课题结合工程需要,设计并实现了一种L波段线性脉冲功放组件,该功放组件最大线性输出功率大于48.0dBm。在采取幅相一致设计措施后,该功放组件在60dB的动态范围内实现了幅度一致性小于0.3dB RMS,相位一致性小于3°RMS的良好指标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及应用意义
• 1.1.1 课题背景
• 1.1.2 课题的应用意义
• 1.2 国内外发展动态
• 1.2.1 国外发展动态
• 1.2.2 国内发展动态
• 1.3 本论文的主要工作
• 第二章 有源相控阵基本组成及T/R组件组成原理
• 2.1 有源相控阵雷达的基本组成
• 2.2 T/R组件组成原理
• 2.3 T/R组件功率放大器基本理论
• 2.3.1 功率放大器的工作状态
• 2.3.2 功率放大器的技术指标
• 2.4 脉冲信号分析及脉冲信号相位测量方法
• 2.4.1 脉冲信号分析
• 2.4.2 脉冲信号相位测量方法
• 第三章 T/R组件幅相一致性分析
• 3.1 T/R组件幅相不一致对雷达天线波束影响分析
• 3.2 T/R组件接收支路幅相一致性分析
• 3.3 T/R组件发射支路幅相一致性分析
• 第四章 线性脉冲功放和饱和脉冲功放幅相一致性研究
• 4.1 L波段10W甲乙类功放设计与实现
• 4.2 线性脉冲功放幅相一致性研究
• 4.2.1 场效应功率晶体管之间不一致
• 4.2.2 栅极偏置电压不一致
• 4.2.3 漏极偏置电压不一致
• 4.2.4 输入输出匹配电路不一致
• 4.2.5 输入信号功率不一致
• 4.3 L波段30W和150W丙类功放的设计与实现
• 4.4 饱和脉冲功放幅相一致性研究
• 4.4.1 双极型功率晶体管之间不一致
• 4.4.2 集电极偏置电压不一致
• 4.4.3 输入输出匹配电路不一致
• 4.4.4 输入信号功率不一致
• 第五章 幅相一致线性脉冲功放组件研制实例
• 5.1 幅相一致线性脉冲功放主要技术指标
• 5.2 幅相一致线性脉冲功放设计
• 5.2.1 幅相一致线性脉冲功放组成框图
• 5.2.2 线性脉冲功放幅相一致设计
• 5.2.3 60分贝动态内小AM-AM和AM-PM失真设计
• 5.3 幅相一致线性脉冲功放测试结果
• 5.3.1 幅相一致线性脉冲功放幅度测试结果
• 5.3.2 幅相一致线性脉冲功放相位测试结果
• 5.3.3 幅相一致线性脉冲功放脉冲波形测试结果
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 在学期间撰写的论文
• 在学期间获得的奖励