毫米波TR组件.ppt

毫米波T/R组件 主要内容 绪论 方案选择 组件的无源电路设计 组件的有源电路设计 腔体结构的设计 组件的测试与结果分析 结论 T/R组件的概念 相控阵雷达中的收发系统； 包括固态功率放大器、驱动放大器、开关、移相器、限幅器和低噪声放大器等部分； 相控阵雷达基础——T/R组件、固态源和相控阵天线； T/R组件内部构成因雷达体制的不同而异； T/R组件——能完成频率变换、大功率发射、低噪声接收和通道转换等功能的模块。 T/R组件国内外动态 国外发展动态 MMIC——日本的Higashi-Koigakubo，等人设计了适用于自动雷达系统的77GHz的T/R组件，包含一个采用0.15μm PHMET管工艺制造的MMIC低噪声放大器、0.1μm PHMET管工艺制作的VCO（输出功率6dBm，调谐带宽200MHz）、一个高功率放大器（在76.5 GHz处的增益为13dB，饱和功率14dBm）、一个本振缓冲放大器、一个单平衡混频器以及一个天线贴片单元。 CMOS——Christina等人采用0.25μm的CMOS工艺制作的5.25GHz的射频前端，包括一个差损为2.65dB的开关，噪声系数为2.9dB的低噪声放大器，和输出P1dB为15dBm的功放。 MCM—— NEC公司制作了72GHz的LTCC自差式的收发系统，发射模块的输出P1dB压缩点的功率为6.6dBm，输出信号经WR-15波导耦合至天线；接收模块采用自差式混频器，避免了本振相位噪声的影响。 T/R组件国内外动态 国内发展动态 HMIC（混合集成）——中电16所陈荣飞等人研制的一种毫米波小型化收发前端，其具有输出功率大(287mW)，开关响应速度快(3ns)， 噪声小(7.7dB)，输出调相信号载波抑制度高(32dB)，体积小重量轻等特点, 在雷达、通讯等领域有广阔的应用前景。 LTCC——电子科大的夏磊、潘光胜等人研制的LTCC双通道低噪声接收前端取得了较满意的结果，两通道的增益大于25dB，噪声系数7dB。 项目简介 整个系统以单脉冲和差体制工作，具体指标如下： 使用背景 成对使用在车载雷达中； 以单脉冲和差体制工作； 采用纯粹的等信号法原理测角测距； 与天线和其他信号处理系统一起协同完成目标的跟踪、定位与识别。 基本工作原理 传统平面振幅和差单脉冲雷达原理 本项目使用纯粹的等信号法测角原理工作 发射和差通道快速切换(100ns)与两通道隔离度(40dB)的实现。 功率放大器的稳定性问题。 发射通路杂散抑制度的要求(45dBc)。 收发通路之间的隔离度要求(40dB)。 系统功耗问题(25W)。 逻辑电平控制与各功能模块的供电问题。 两次变频方案 两次变频方案的优缺点 优点：由于采用逐级滤波，最后的输出频谱较为纯净。 对每个混频器后的滤波器指标要求较低，可以采用较常见的 微带结构实现。 缺点：结构较为复杂，成本较高，体积偏大，对输入输出端口位置 固定的情况不好布版。 结论：两次变频方案不适合本项目的实际情况。 发射支路的指标预分配 外差式高中频方案 毫米波窄带滤波器的设计 滤波器指标 中心频率f0（34-38GHz某频点），带宽500MHz，在f0±1.5GHz外 衰减大于45dB，通带插损5dB。 毫米波微带滤波器 优点：① 工作波长越短体积越小。 ② 与其他平面电路集成方便。 缺点：① Ｑ值低，矩形度不好。 ② 有寄生通带，且高端不好。 ③在毫米波频段需要腔体屏蔽。 ④ 在宽频带下要求腔体不谐振很困难。 ⑤ 损耗大且不易调谐。 其他无源电路的设计 电源与逻辑控制 组件的测试 发射支路的测试 （一）输出功率及杂散抑制度的测试 测试系统包括： 1) 中频信号源：采用Agilent 83732B (频率范围：10MHz～20GHz)。 2) 本振信号源：采用Agilent E8257D (频率范围：250kHz～40GHz)。 3) 频谱分析仪：Anritsu Ms2668C (频率范围：20Hz～40GHz)。 4) 直流供电及TTL电平：直接从直流稳压电源获得。 测试结果（以“通道\与 f0的频偏量\功率\杂散抑制度”来注解 ）： （二）发射和差通路隔离度的测试 准椭圆函数型 * 有限个位置不固定传输零点。 * 是椭圆函数型滤波器的一种逼近。