基于GaN功率器件的高性能T／R组件
TR组件
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。
C波段大功率TR组件设计
C波段大功率T/R组件设计
T/R组件是固态有源相控阵雷达中实现信号接收和发射、波束电控扫描功能的核心组件,对有源相控阵雷达应用发展起到重要的推动作用。
利用GaN功率器件制作T/R组件的功率放大器,能够使T/R组件的达到更大的输出功率;同时由于效率的优势,也降低了T/R组件在高功率输出情况下的散热系统设计的难度。
本文研制了一种利用GaN功率器件实现的大功率T/R组件。
基于应用的特点,在T/R组件典型框图的基础上,将组件设计工作细分为发射(T)组件设计、接收(R)组件设计、公共支路设计、整体结构工艺设计,开展了设计理论分析、仿真、器件选型和综合集成设计等工作,完成了组件电路设计、结构工艺设计。
在发射支路的设计过程中,采用内匹配技术,利用ADS软件建模仿真,选择AB 类放大器模式,解决了GaN管芯功率/效率匹配的问题,完成了输出级功率模块的设计研究工作。
在结构工艺设计过程中,利用结构热仿真技术,对组件的机械和散热结构进行了一体化设计,利用水冷技术解决了组件的散热问题。
实验测试结果表明,C波段大功率T/R组件发射功率≥206W以上,效率≥36.9%以上;接收增益约为24.6~25.2dB,噪声系数<2.4dB;组件内包含了6位数字移相器,移相均方根误差<2°,满足设计要求。
T／R组件考机系统的集成
（ ａｊ ｇＲ ｓａｃ ｎｔｕｅｏ ｌ ｔ ｎ ｓ ｅｈ ｏ ｇ － Ｎ ｎｉｇ２ ０ １ － ｈｎ ） Ｎ ｎｉ ｅｅｒｈＩｓｔｔ ｆ ｅ ｒ ｉ ｃ ｎｌ ｙ ｎ ｉ Ｅ ｃｏ ｃ Ｔ ｏ ａｊ １０ ３ Ｃ ｉ ｎ ａ
【 ｓｒｃ】 Ｔ ｅ ｆ ｔｅｈ ｈｒｌｂｌｙａｄｌｎ —ｔｒ ｅｆｒ ａｃ ｔｂ ｉ ｆ ／ ｏ ｕ ｓｏ ｈ ｓｄａ ａ ａａ，ｔｅ Ａｂｔａｔ ｏｖｒｙ ｈ ｉ ｅａ ｉｔ ｎ ｇ ｅ ｐｒ ｍ ｎｅｓ ｉｔ ｏ Ｔ Ｒ ｍ ｄ ｌ ｆ ａｅ ｒ ｙｒｄｒ ｈ ｉ ｇ ｉ ｉ ｏ ｍ ｏ ａ ｌｙ ｅ ｐ
１ 考机 系统功能分析
Ｔ Ｒ组 件在考 机 之 前 已经 经 过 了专 门 的 Ｔ Ｒ 组 ／ ／ 件测试 系统 的严格 测试 ， 测试 项 目包括 接 收增益 、 移相
衰 减精度 、 噪声 系数 、 人输 出驻 波 、 射功 率 、 输 发 波形参
组件工作所需 的各种激励信号与控制信号 ；）协调控 ２ 制 每 台测试 仪表 的工作 状 态并读 取测 试数 据 ；）实 时 ３ 监控组件的壳体温度 ；） ４ 合理分配系统的各项任务时 间 ；）高效 的记 录和分 析所 有测 试结 果 。 ５
【 ｅ ｏｄ】ｐａ ｄ ｒｙｒ ａ； ／ ｏｕ ｓ ｓｓｍ ｉｅ ａｏ Ｋ ｙ ｒｓ ｈｓ ｒ ｄｒ ＴＲｍ ｄｌ ； ｙ ｅ ｔ ｔｎ ｗ ｅ ａａ ａ ｅ ｔ ｎｇ ｉ ｒ
０ 引 言
近 年来 ， 雷 达系统 中已经大 量使 用相控 阵 天线 ， 在
实 际运行情 况持 续 工作在 收 发交替 的状 态下 。所有 组
件每 隔几小 时进 行 一次测 试 ， 测试包 括 接收增 益 、 移相
微波宽频段高性能高集成TR组件设计
第2期2021年4月Vol.19No.2April2021雷达科学与技术!ada$Science and TechnologyDOI：10.3969".issn.1672-2337.2021.02.003微波宽频段高性能高集成T/R组件设计桂勇锋，金来福，丁德志，解启林，吴士伟，邹永庆(中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥230088)摘要：基于微波宽频段有源相控阵系统T/R组件工程化迫切，针对传统T/R组件工作频带不够宽、体积尺寸大、稳定性差、移相衰减精度不高等问题，本文了一种X-Ku波段宽频段高性能高集成T/R组件。
在突破八通道组件架构技术、基于LTCC整板的高密成设计技术、宽带GaN高可靠高效率及散热技术、高频宽带高隔离防腔体效技术、组件模块化可制造技术等关键技术基G上，研制出X-Ku波段10〜18GHz八通道T/R组件。
组件具有、幅相和安保护等主要功能，实测频带出功率％23.9W、噪声系数&3.52dB、移相精度&3.90°(RMS,均方根值)、衰减精度&0.94dB(RMS)、驻波98、效率％23%。
其中，工作带宽指标由之前的单频段10〜12GHz、15〜17GHz拓宽到宽频段10—18GHz，输出功率由之前的10W量级提高到20W量级，噪声系数由之前的4.3dB提升到小于3.52dB。
本组件具有高频、宽带、高效、高集成的特性，可应用于新型综合传雷达系统、多功能综合电子系统等装备中。
关键词：宽频段；X-Ku波段；T/R组件；高性能；高集成；氮化'中图分类号:TN957.3；TN957.5文献标志码：A文章编号：1672-2337(2021)02-0137-07 Development of Microwave Broadband High-Performance andHigh-Integration T/R ModuleGUI Yongfeng,JIN Laifu,DING Dezhi,XIE Qilin,WU Shiwei,ZOU Yongqing(The38th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation,Hefei230088,China)Abstract:Aiming at the urgent need of T/R module engineering in micro w ave broadband active phased array system and the problems of traditional T/R module,such as insufficient bandwidth,large size,poor stabil-ityBndlow precision of phBse shiftBnd B t enuBtion this pBper designs Bn X-Ku bBnd broBdbBnd high-performance and high-integration T/R module.Based on the breakthrough of eigh--channel module architecture designtechnique thehigh-densityintegrBteddesigntechniquebBsedonLTCCentireboBrd highreliBbilityBnd highe f iciencyandheatdissipationdesigntechniquesofbroadbandGaNpoweramplifier high-frequencybroad-bandhighisolationcavitye f ectdesigntechnique modularizationdesignandmassmanufacturabilitydesigntech-nique the X-Ku band10〜18GHz eight-channel T/R module is developed.The module has the main functions oftransceiveramplification amplitudeandphasecontrolandsafetyprotection.Themeasuredresultsshowthat the output power in the whole frequency band is%23.9W,the noise figure is&3.52dB,the phase shifting accuracy is&3.90°(RMS),the attenuation accuracy is&0.94dB(RMS),the standing wave ratio is&1.98,and the efficiency is%23%.Among them,the working bandwidth index is increased from10〜12GHz and15〜17GHz to 10〜18GHz,the output power is increased from10W to20W,and the noise figure is decreased from4.3dB to less than3.52dB.This module has the characteristics of high frequency,wide band,high efficiency and high integratiom It canbeusedinnewintegratedsensorradarsystem multi-functionalintegratedelectronicsystem etc( Key words:broadband&X-Ku band；T/R module；high-performance&high-integration&GaN0引言瓣特性更好、性能高的阵理、雷达管理以及能力更高等一系列优点,将会占据越来越多的应用先进防天线的相控阵雷达具有探测要求雷达系统子功能,这离远、效率高、可靠性高、纟好、波束波的多功能需求要求天期：2021-03-04；期：2021-04-10138雷达科学与技术第19卷第2期系统能雷达频段带宽上+4。
GaN基太赫兹IMPATT二极管器件特性研究
GaN基太赫兹IMPATT二极管器件特性探究一、引言太赫兹（THz）波段是介于毫米波和红外波段之间的电磁波段，具有高频率、宽带宽、穿透力强等特点，广泛应用于安全检测、无损检测、生物医学等领域。
在太赫兹技术中，二极管是一种重要的器件，IMPATT（Impact Ionization AvalancheTransit-Time）二极管作为一种具有高频特性的二极管器件，被广泛探究和应用。
本文将对GaN基太赫兹IMPATT二极管器件特性进行探究，并探讨其在太赫兹技术中的应用前景。
二、GaN材料特性分析GaN（氮化镓）是一种III-V族化合物半导体材料，具有较大的能隙、高载流子浓度以及高电子迁移率等特点。
这些优点使得GaN材料在高频率、高功率应用中具有较大的优势。
对于太赫兹技术而言，GaN材料的高电子迁移率和高载流子浓度能够提供更高的工作频率和较大的输出功率。
三、IMPATT二极管基本原理IMPATT二极管是一种具有冲击电离雪崩过渡时间等特性的器件。
其工作原理如下：当在受电场作用下，当正向电压超过一定阈值时，电子会获得足够的能量碰撞到晶格中的原子，使其电离形成电子空穴对。
这一过程引起电子空穴对的增加，形成空间电荷区域。
通过引入外部负载，空电荷区域会产生电流，并导致整个器件工作。
四、GaN基太赫兹IMPATT二极管的制备和性能探究（一）制备GaN基太赫兹IMPATT二极管的制备主要包括以下步骤：先通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术在GaN衬底上生长GaN材料，然后通过电子束光刻和离子刻蚀等工艺形成二极管结构。
最后进行金属电极的制备和封装。
该过程需要精密的工艺控制和材料优化，以确保二极管器件的性能满足要求。
（二）性能探究为了探究GaN基太赫兹IMPATT二极管的特性，需要对其电流-电压特性、频率响应、功率输出等进行测试和分析。
试验结果显示，在太赫兹频段，GaN基太赫兹IMPATT二极管能够提供高达数十瓦的输出功率，并具有较高的工作频率和较低的漏电流。
高性能GaN基FP-HEMT器件研究
高性能GaN基FP-HEMT器件研究高性能GaN基FP-HEMT器件研究近年来，随着电子设备的快速发展和对高频、高功率功率器件的需求不断增加，GaN (氮化镓)基HFET（高电子迁移率晶体管）逐渐引起了研究人员的兴趣。
GaN基FP-HEMT（平面结构高迁移率电子晶体管）作为一种新型的宽禁带半导体器件，展现了出色的高频性能和功率特性，拥有广泛的应用前景。
作为一种新型的宽禁带半导体材料，GaN具有较高的饱和电子漂移速度和热导率，适合用于制造工作频率高于1 GHz的射频功率放大器。
此外，GaN材料有着较大的禁带宽度和较高的电子迁移率，使其能够实现高功率密度和高工作温度。
这使得GaN基FP-HEMT成为了高功率应用领域的理想选择，并在微波通信、雷达系统和军事装备等领域获得了广泛应用。
然而，GaN基FP-HEMT器件在实际应用中还面临着一些挑战。
首先，GaN材料的生长难度较大，制备工艺复杂，导致杂质和缺陷的引入。
这些缺陷会对电子传输过程中的载流子迁移和寿命产生不良影响，限制了器件的性能。
因此，对于GaN材料的优化生长工艺的研究是十分关键的。
其次，GaN基FP-HEMT器件的电极材料和布局设计也对器件性能产生了重要影响。
电极是电子器件的关键部分，直接影响器件的电流输送和电流密度分布。
GaN材料的高热导率使得器件容易产生局部热点，进而导致器件的性能退化。
因此，如何设计合适的电极材料和优化电极布局成为了对GaN基FP-HEMT器件性能提升最为关键的研究方向之一。
另外，GaN基FP-HEMT器件还存在着尺寸效应和缺陷密度的问题。
尺寸效应使得GaN材料的电阻率增加，进而影响器件的功率和效能。
因此，降低器件尺寸并控制GaN材料的缺陷密度是提高器件性能的关键之一。
为了解决上述问题，研究人员采取了各种措施。
一方面，通过优化GaN材料生长工艺，研究人员成功降低了杂质和缺陷的含量，提高了GaN材料的质量。
同时，进一步研究了GaN材料的表面和界面特性，通过表面硅化、氮化等方法，制备了高质量的GaN材料。
X波段高功率T／R组件的设计与制作
X波段高功率T／R组件的设计与制作[导读]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。
一种X波段大功率瓦片式TR组件的研制
一种X波段大功率瓦片式T/R组件的研制作者：顾江川魏守明赵冬磊来源：《科学导报·学术》2019年第28期摘要：针对相控阵雷达小型化的需求，对瓦片式组件垂直互联等关键技术展开研究，设计了一种X波段大功率瓦片式T/R组件，利用三维微组装技术完成了组件的装配。
测试结果与设计指标一致，组件接收NF≤3.5dB，G≥32dB，发射输出功率Psat≥43dBm。
尺寸≤14mm×25mm×5.5mm，较传统T/R组件在体积上具有突破性优势，可以大大减小雷达尺寸，能够更好的满足共形相控阵雷达的需求。
关健词：小型化;瓦片式T/R组件;大功率;共形1、引言T/R组件是有源相控阵（AESA）雷达的最关键的基本单元，在整个雷达系统中，每个天线单元都有一个T/R通道与之对应，通常一部雷达系统中包含了数千乃至上万个T/R通道，因此整个雷达系统的体积和重量取决于单个T/R组件的体积和重量。
现代机载和舰载的军事雷达系统对体积和重量有着极其严苛的要求，因此实现T/R组件的小型化和轻量化有着极其重要的现实意义。
美国国防先进研究计划局（DARPA）计划研制下一代有源相控阵收发组件，根据计划披露的梗概可知下一代收发组件必定是瓦片式。
借助三维堆叠技术将多块芯片集成于一个系统内，利用垂直传输结构为堆叠芯片提供电路连接，由于采用了垂直方向上的电路连接，与传统“砖块式”组件相比极大的缩减了组件尺寸与重量。
本文介绍了一款X波段瓦片式T/R组件，采用三维传输、多层布线以及高密度集成技术，在有限空间内实现了6位数控移相。
衰减、收发信号的放大等功能，并对组件进行了气密封装设计，保证了组件长期工作的可靠性。
2、电路设计所谓瓦片式组件就是采用三维堆叠技术将平面微波芯片或电路采用堆叠的方式实现信号在Z轴方向上的垂直传输。
相比于二维“砖块式”组件，瓦片式组件具有集成度高，体积小，厚度薄重量轻易于共形等优点。
T/R组件的组合方式有多种，可以根据系统的具体要求进行灵活调整，但其基本结构大致相同，主要包含功分网络，数字移相器，数字衰减器，数控开关，驱动放大器，功率放大器，低噪声放大器，限幅器、数字逻辑控制电路、脉冲调制电源、天线与无源元件组成。
TR组件
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。
浅谈GaN功率器件应用可靠性增长
浅谈GaN功率器件应用可靠性增长摘要：作为雷达T/R组件核心元器件，GaN功率器件的输出功率、功率密度日渐提高，这对器件长期使用安全可靠性提出更高要求。
对此，本文通过分析GaN功率器件失效原因，发现电压过冲、工作结温过高、栅流电压稳定性会影响GaN功率器件长期应用可靠性。
针对此，本文提出了行之有效的优化对策，通过加强管理漏极电压过冲问题、强化栅压稳定性、调节GaN管芯沟道温度的方式，提高GaN功率器件应用可靠性，希望此次分析可以为相关业内人士提供参考与借鉴。
关键词：GaN功率器件；电压过冲；漏源偏置电压；优化对策引言：新型导弹、隐身飞机、无人机、巡航导弹等新目标出现，对雷达技术提出较高要求，雷达装备必须具备精密探测能力。
分析可知，无论是无人机还是巡航导弹，此类目标均具有飞行高度高、飞行速度变化大、反射面积小等特点，这对雷达预警探测系统提出巨大挑战。
因此，若想保证雷达威力，提高探测精细性，需要高功率固态发射机支持，同时也需要射频功率放大器具备较大输出功率。
而分析GaN功率器件可知，在实际应用中表现出高效率、高功率、高可靠性优势，但应用到现代雷达及装备中，必须采取有效措施提高GaN射频功率器件漏源工作电压，使得输出功率、功率密度可以不断提升。
针对此，文章深入探究GaN功率器件失效原因，并提出有效措施，提升其应用可靠性。
一、GaN功率器件失效原因分析（一）电压过冲如图1所示，为典型GaN功率放大器电路。
分析可知，GaN功率放大器如果工作在脉冲条件环境下，为有效避免射频脉冲信号宽度损失，往往会让漏极电压脉宽超过信号脉宽，并且将信号脉宽嵌入到漏极电压脉宽中。
而当输入微波信号出现突然断开情况，此时功放漏极电流会发生较大变化，以非常快的速度降低[1]，并且因为偏置线的存在，使得感抗L s会对电流突变产生一定阻碍作用，此种情况下功率放大器漏极电压为：U=V ds+L s（di/dt）。
当中di/dt表示功放漏极电流变化率，V ds则代表功放正常工作电压，而dt表示发射射频脉冲下降沿。
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时 ， 经 过 试 验 验 证 ， 组 件 的 温 稳 定性 也 很 好 。
ｍｍ ｕ ｌ ｍ－ ｉ ｎｓ ｕｌ ａ ｔ ｏｒ
】微波技术 Ｇ ａ Ｎ器 件 Ｔ ／ Ｒ组 件 图１ ：Ｔ ／ Ｒ 组 件 的设 计 框 图
３基于Ｇ ａ Ｎ 功率 器件 的Ｔ ／ Ｒ 组 件
雷 达 次 应 用 可 以 追 溯 到 ＝ 战 时 期 ， 第 部 雷 达 是 装 备 了真 空 电 子管 收 发 器 的 机 械 扫 描 反 射 阵 面 。随 后 雷 达 发 展 出 电 子 扫 描 技 术 ， 同 时 雷 达 巾 的收 发 器 也逐 步地 发 展 成 为 多 个收 发组件 合成 的形式 ，随后收 发 （ Ｔ ／ Ｒ）组件 开 始 成 为 雷 达 技 术 发 展 的 重 要 环 节 。 随 着 雷 达 性能要求的不断提高 ． Ｔ ／ Ｒ 组 件 也 经 历 了 多次 技术变革 ，Ｉ 着 小 型 化轻 量 化 高 性 能 的 方 向 前 进。 本 文 介 绍 ｒ雷 达 Ｔ 爪 组 件 的 技 术 发 展 和 类 型 ， 同 时 介 绍 了 一 款 琏 于 Ｇａ Ｎ 器件 的 Ｔ ／ Ｒ 组 件 设 汁。
［ ３ 】 杨维生 ， 彭延辉 ． 覆铜板资讯 ， ２ ０ ｔ ５ ， ５ ： １ ３ ～
１ ８ ．
பைடு நூலகம்
［ ４ ］ Ｐ Ｅ ＴＥ Ｒ Ｒ Ａ Ｍ Ｍ， Ａ Ｒ ＭＩ Ｎ ＫＩ Ｕ ＭＰ Ｐ ． Ｊ ０ Ｓ ＥＦ
４ Ｔ ／ Ｒ 组件 的温 度稳 定性 试验
我们 对上述 的 ｌ ０只 Ｔ ／ Ｒ组 件 进 行 了 温 度 试 验 ， 在不 同 的环 境 温 度 下 ， 测 试 其 输 出 功 率 和 效 率 。结 果 如 图 ３所示 ， 组件 分 别 在 低 温 ， 室 温 ，高 温 下进 行 了 测 试 ， 可 以 看 到 工 作 温 度 相差 很大的情况 下，组件 的输 出功率和效率保 持 ｒ相 对 稳 定 。试 验 表 明 ， 该设 计 的 Ｔ ／ Ｒ 组 件 具备 良好 的 温 度 稳 定 性 。
２ ． ３ 元 器件 技 术
５ 小 结
Ｔ ／ Ｒ组 件 足相控 阵雷达 的核 心部件 ，Ｔ ／ Ｒ 组件的技术 发展包括 ，基板 材料，封装技术以 及 器件技 术。应 用 Ｇａ Ｎ功 率器件 的 Ｔ ／ Ｒ组 件 具有很高的输 出功率和效 率，同时温度 稳定性 也很好 。Ｇａ Ｎ功率 器件 将 成 为 卜 一 代Ｔ ／ Ｒ组 件的蓬要组成 。
图２ ：同一批次 。 只 ／ Ｒ 组件的功率与 效率
参考文献
［ １ ］ Ｂ ． Ａ ． Ｋ ｏ ｐ ｐ ， Ｍ ． Ｂ ｏ ｒ ｋ ｏ ｗ ｓ ｋ ｉ ， ａ ｎ ｄ Ｇ ． Ｊ ｃ ｒ ｉ ｎ ｉ ｃ ．
Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ． Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｗ ａ ｖ ｃ Ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ Ｔｅ ｃ ｈ ． ， ｖ ｏ
２ Ｔ ／ Ｒ 组 件 的 技术 发 展
Ｔ ／ Ｒ组 件 的 发 展 趋 势 是 小 型 化 ，轻 最 化 ， 性能不断提高 ， Ｔ ／ Ｒ 组 什 的 技 术 发 展 大 致 可 以 分 为 以下 几 个 方 面 。
２ ． １基板材料技术
影 响 组 件 电 路 的 微 波 性 能 以 及 组 件 的 敞 热 性 能 。基 扳 十 于 料 常 见 的 主 要 是 陶 瓷 材 料 包 括 仃厚膜 陶 瓷，低温 共烧 陶瓷 （ Ｌ Ｔ Ｃ Ｃ） ，高温 烧陶瓷 （ Ｈ Ｔ ＣＣ ） 等 。以及有机印制板材料 包括 了玻 璃 纤 维 增 强 树 脂 系 列 ， 陶 瓷 粉 填 充 树 脂 系 列 ， 陶 瓷 粉 填 觅热 树 脂 系 列 。 ２ ． ２封 装 技 术 Ｔ 爪 组 件 从 一 开 始 的 单层 厚 膜 电路 封 装 结 构 ， 发 展 到 多层 电路 结 构 。 随 着 薄 膜技 术 的 发 展 ， 薄 膜 电 路 技 术 让 组 件 的布 线 精 度和 密 度 大 大提 升。而 ２ １ 世 纪 以 来 ，微 电子 ， 半 导 体 技 术的快速进 步，开始研 究晶圆级组件技 术 ， 而 任＿ Ｉ 维层面 ｌ ： 发展到一 定程度的封装技术 ，开 始走向三维立体封装 ，进一步提 高了组件 的集 成 度。
一
图 １是 采 用 了 Ｇａ Ｎ 功 率 管 作 为 功 率 放 大 器的 Ｔ ／ Ｒ组 件 的 设 计 原理 框 图 ， 组 件 包 括 ｒ数 字移 相器 ， 收发开 关 ， 驱动放 大器 ， 功 率 放 大 器， 环行 器 ， 低 噪声放大器 ， 衰减器 ， 电 源 控 制 等功能组成 。图 ２是设计制造 出的 Ｔ ／ Ｒ组件产 品功率和效率测试结 果。可以看到，组件具有 很 高的输出功率 （ ５ ０ ｄ Ｂ ｍ ）以 及 功 率 附 加 效 率 （ 兰４ ２ ％ ） ．性 能 优 异 。
电子技 术 ・ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
基于 Ｇ ａ Ｎ功率器件的高性能 Ｔ ／ Ｒ组件
史／ 窦丙飞 严继进 吴 贻 伟 吕春 明
Ｔ ／ Ｒ组件是 雷达系统的核 心部 其 性 能决 定 了雷 达的 性 能。 文介 绍 了雷 达 Ｔ ／ Ｒ纽 件 的 技 术 展 ， 重点 介 绍 了一 种 基 于 Ｇ ａ Ｎ 率 器件 的 雷 达 Ｔ ／ Ｒ组 件 设 计 ， 件 具有 高的输 出功 率和 效率。
１ ． ５ ０ ， Ｎ ｏ ．３ ， Ｐ Ｐ ． ８ ２ ７ — ８ ３ ４ ， ２０ ０ ２
［ ２ ］ Ｎ ． Ｋ ｏ Ｉ ｉ ａ ｓ ， Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ Ｍ Ｔ Ｔ — Ｓ Ｉ ｎ ｔ ． Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｗ ａ ｖ ｅ
Ｓ ｙ ｍ ｐ ． Ｄｉ ｇ ． ， Ｐ Ｐ ．１ ４ ０ ５ —１ ４ ０ ８ ， ２０ ０ ９ ．