X波段高功率T／R组件的设计与制作

0 引 言
随着电子技术的发展，对现代有源相控阵雷达的要求越来越高，而T／R组件是构成有源相控阵雷达的核心部件之一，因此对T／R组件的各个性能提出了更高的要求。同时微电子技术和MMIC电路的发展为T／R组件的设计提供了良好的基础，当前组件技术的发展趋势是在利用HTCC，LTCC等多层微带基板的基础上，集成了一片或数片多功能MMIC电路，再经过微电子互连而成。而这种组件具有体积小、重量轻、性能指标高、一致性好的特点。
在数量相同的一组T／R组件中合成发射功率越大，其雷达照射的范围则越大，所以研究高功率T／R组件显得非常重要。而在T／R组件设计时，最关键的是功率放大模块。该组件运用了混合集成电路(HMIC)和多芯片组装(MCM)相结合的技术，根据现有的制造工艺，设计出一种平衡放大器作为发射通道的末级功放部分，该放大器是两只功放裸芯片和一个Wilkinson功分器组成的，最终提高了功率的输出。

1 T／R组件的原理与组成
T／R组件原理框图如图1所示，在发射通道，由激励信号源送来的信号送入组件发射通道经过功率放大器使信号放大后馈至天线辐射单元；在接收通道，从天线收到的微弱信号经接收通道传到接收机。

组件接收通道包括限幅器、低噪声放大器和数字衰减器。在组件发射期间，若天线有很大的功率反射，此时限幅器能起到保护低噪声放大器的作用。组件发射通道则是两级功放链路组成，前两级采用芯片，而末级高功率放大器为下文重点设计介绍的。控制电路部分由数字移相器、数字可变衰减器、数字开关和驱动控制芯片组成。为了设计的需要运用了正反向的环形器，一个当作隔离器用，另外一个作环形器用。对于电源部分，因为组件发射功率器件为GaAs器件，其必须要先加负压(Vgs)，后加正压(Vds，加负压保护电路就行。

2 设计思路与设计过程
设计T／R组件时，考虑最关键的就是末级功放部分，因此本文将对末级功放部分展开详细探讨。