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《有源相控陣雷達t2fr組件研制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第一章緒論1．1課題背景以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1．1．1相控陣雷達T／P,組件的研究背景自20世紀30年代雷達問世以來，雷達技術(shù)在第二次世界大戰(zhàn)中獲得了高速發(fā)展，但是為適應(yīng)地球衛(wèi)星及彈道導彈的要求，相控陣雷達技術(shù)在60年代獲得了很大發(fā)展【lH31。70年代，美國和歐洲等國研制出多種相控陣雷達，但是成本太高；80年代后，相控陣雷達才得到了迅速的發(fā)展；90年代以后，有源相控陣已成為相控陣雷達發(fā)展中的主流，大多雷達均采用了有源相控陣體制【4H6】。T／R組件的設(shè)計和制造是有源相控陣雷達的關(guān)鍵技術(shù)之一【1卜10J。微波器件的發(fā)展極大地推動了相控陣雷達T／R組件的發(fā)展。第一部由雷聲公司制
2、造的有源固態(tài)相控陣雷達PavePaws，是采用分立元件或微波混合集成電路(HMIC)，早期的一般都是采用這種方法㈣；90年代以來，微波單片集成電路(MMIC)逐漸朝實用化方向發(fā)展，并開始在T／R組件上大量使用[12H15】，T／R組件的尺寸、重量、成本和可靠性得到很大提高。目前，含T／R組件數(shù)量最多的是戰(zhàn)區(qū)高空區(qū)域防御系統(tǒng)中的X波段UOES有源相控陣，有25344個T／R組件，該陣面有72個子陣，每個子陣有352個T／R組件。由此可見，在一部有源相控陣雷達中，T／R組件的數(shù)量非?？捎^，它既完成接收功能又完成發(fā)射任務(wù)，還對天線進行相位掃描。因此，T／R組件是有源相控陣雷達的核
3、心部件之一，其性能、可靠性、研制成本將直接影響到系統(tǒng)的成敗。1．1．2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，T／R組件的發(fā)展水平以美國最為先進。美國的戰(zhàn)場高空區(qū)域防御系統(tǒng)(THHAD)的X波段地基相控陣雷達使用了25344個T瓜組件，以及其火炮定位系統(tǒng)(CDBRA)的C波段地基相控陣雷達，使用了2700個T／R組件，可以說有源陣就是用T／R組件堆砌起來的II酬。又如一部星載L波段有源陣用2～10萬個組件，S或C波段地基相控陣戰(zhàn)術(shù)雷達通常由幾個面陣組成，每個也要1萬量級的組件戰(zhàn)術(shù)飛機預(yù)警機所用組件也達上萬個。所以可以看出有源陣的實用化進程將主要電子科技大學碩士學位論文取決于T／R組件的性能和價
4、格目標的達到，這也是推動T／R組件向小型化、輕量化、寬帶化、固態(tài)化和集成化發(fā)展的動力。國內(nèi)在相控陣雷達T／R組件方面，90年代中期以來也取得很大進展【17】118】，由于國內(nèi)MMIC技術(shù)還不很成熟，基本還是以混合微波集成電路(HMIC)為主。目前移相器、低噪聲放大器、開關(guān)等，直至小功率的發(fā)射放大器，都可使用實現(xiàn)。高功率放大器主要由功率半導體器件，如硅雙極型功率晶體管及砷化嫁的功率管組成混合微波集成電路實現(xiàn)【191。國內(nèi)外對于T／R組件的研究一直沒有停過，目前，國內(nèi)在T／R組件主要以中電55所和38所最為先進，基本都是以基于MCM技術(shù)的LTCCT／R為主，但是在T／R組件的生
5、產(chǎn)方面，尤其是在成本控制上，國內(nèi)與國外的同等產(chǎn)品相比仍然有相當大的差距。1．2有源相控陣雷達的簡述1．2．1有源相控陣雷達的發(fā)展狀況有源相控陣雷達天線陣面的每一個天線單元通道中均含有有源電路，對收發(fā)合一的相控陣天線來說，則是T／R組件。一個二維相位掃描的有源相控陣雷達的設(shè)備量是相當大的，成本也相當可觀。盡管如此，在相控陣雷達發(fā)展過程中，最先研制成功并投入應(yīng)用的卻是有源相控陣雷達，這就是20世紀60年代美國研制的用于空間目標監(jiān)視、跟蹤與編目的大型相控陣雷達AN／FPS．85。采用固態(tài)功率放大器件作為發(fā)射機的有源相控陣雷達的例子，是美國為彈道導彈防御系統(tǒng)研制的早期預(yù)警相控陣AN
6、／FPS．115。該雷達是第一部二維相位掃描的固態(tài)相控陣雷達，它采用收發(fā)合一的相控陣雷達天線，其天線陣面因采用密度加權(quán)方式。在戰(zhàn)術(shù)雷達中，有源相控陣雷達的問世較觀察戰(zhàn)略目標，如彈道和衛(wèi)星的超遠程相控陣雷達要晚。而大部分有源相控陣戰(zhàn)術(shù)雷達主要是三坐標雷達，首先是方位機械掃描、仰角方向上相控掃描的一維相位掃描三坐標雷達。典型的應(yīng)用例子有美國的GE．592等。20世紀80年代，中國南京電子技術(shù)研究所(NRI．ET)研制成功的第一部一維相位掃描三坐標雷達YLC．6也是固態(tài)有源相控陣雷達，它具有單脈沖測角的能力。為了進一步提高三坐標雷達的性能，二維相位掃描的三坐標雷達也陸續(xù)采用了相控
7、陣雷達天線與固態(tài)有源相控陣雷達天線的方案。目前，美國和歐洲一些國2第一章緒論家研制的機載雷達、彈道導彈防御雷達以及星載雷達均采用固態(tài)有源相控陣雷達天線，其主要原因與有源相控陣雷達的特點或優(yōu)點有密切關(guān)系。1．2．2有源相控陣雷達的結(jié)構(gòu)特點相控陣雷達與機械掃描雷達一樣，分為發(fā)射分系統(tǒng)和接收分系統(tǒng)。發(fā)射分系統(tǒng)包括發(fā)射天線陣、發(fā)射饋電系統(tǒng)、發(fā)射信號產(chǎn)生及功率放大部分。接收分系統(tǒng)包括接收天線陣、接收機前端、接收波束形成網(wǎng)絡(luò)、多路接收機、信號處理機及雷達終端設(shè)備14J。完成不同任務(wù)的相控陣雷達雖然有差別，但基本組成部分是一致的
