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X波段TR组件的小型化设计与研究

作　者: 龙博
导　师: 田忠
学　校: 电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: TR组件 LTCC技术 MCM技术温度仿真
分类号: TN958.92
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 322次
引　用: 2次
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内容摘要

有源相控阵雷达技术是当今雷达的主流技术。随着科技的不断发展,我们对其核心部件——TR组件在体积、电性能及可靠性方面提出了更高的要求。采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术,能显著减小TR组件体积,同时保证其电特性与可靠性,是当今TR组件研究的热门技术之一。本文针对X波段TR组件的技术要求,通过应用LTCC技术,设计并完成了一款体积小于同类产品的TR组件。本文首先介绍了有源相控阵雷达以及TR组件的一些基本知识,包括其发展史、基本原理、主要优点等,同时对本文要采用的MCM和LTCC等技术作了基本介绍,包括其分类、主要特点等,最后对本文的研究内容进行了介绍。在TR组件电路设计部分,本文对TR组件各部分(环行器、限幅器、高频开关、低噪声放大器、数控移相衰减器、功放等)的基本原理以及关键参数进行了研究和分析,并对开关电路进行了仿真。在前期仿真及实验部分,本文使用有限元分析软件ANSYS对TR组件的电路基板进行了温度仿真,为实际应用提供参考;随后进行了LTCC微带传输线损耗实验,对传输线产生损耗的原因进行分析,并在矢量网络分析仪等实验设备的帮助下,通过实际测试对LTCC微带传输线的损耗以及减小方法进行研究。上述仿真和实验结果为TR组件的实际电路设计提供了参照和依据。在TR组件设计及加工部分,本文首先对LTCC技术的工艺流程、材料特性、设计规范等基本概念进行了阐述,随后结合LTCC技术工艺,参考之前的仿真和实验结果,设计并完成了LTCC TR组件电路基板。在TR组件的测试部分,本文介绍了组件的装配情况并对组件的实际性能进行了测试,还对测试结果进行了分析,以及LTCC基板的改版。本文最后对上述工作进行了总结,并讨论了各部分工作中的不足之处。在附录中,本文对该TR组件的偏置和控制电路进行了分析和设计,针对该组件部分芯片对供电的要求,设计了直流变压电路、负压保护电路和单片机控制电路等模块,完成测试电路板的制作。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-12
第一章引言  12-20
  1.1 有源相控阵雷达技术  12-13
  1.2 TR 组件基本原理  13-15
  1.3 多芯片组件（MCM）技术  15-16
  1.4 低温共烧陶瓷技术  16-17
  1.5 国内外研究现状  17-19
  1.6 本课题的研究内容  19-20
第二章 TR 组件电路系统研究  20-34
  2.1 系统整体结构  20-21
  2.2 系统各单元介绍  21-34
    2.2.1 数控移相衰减单元  21-25
    2.2.2 功率放大单元  25-26
    2.2.3 接收单元  26-33
    2.2.4 环行器单元  33-34
第三章前期仿真及实验  34-52
  3.1 LTCC TR 组件的温度仿真  34-44
    3.1.1 TR 组件温度仿真的必要性  34-35
    3.1.2 温度仿真的理论依据  35-38
    3.1.3 有限元法及ANSYS 建模  38-40
    3.1.4 温度仿真的建模思路  40
    3.1.5 仿真模型及结果  40-43
    3.1.6 温度仿真小结  43-44
  3.2 LTCC 微带传输线损耗特性研究  44-52
    3.2.1 损耗实验设计思路  44-45
    3.2.2 实验分析  45-48
    3.2.3 实验结果  48-51
    3.2.4 总结  51-52
第四章 TR 组件设计及加工  52-61
  4.1 LTCC 技术简介  52-56
    4.1.1 引言  52-53
    4.1.2 LTCC 技术的工艺流程  53-55
    4.1.3 LTCC 原材料  55-56
    4.1.4 LTCC 电路结构及设计规范  56
  4.2 TR 组件基板设计思路  56-57
  4.3 TR 组件设计图及加工  57-61
第五章 TR 组件测试及改版  61-68
  5.1 装配、测试及分析  61-66
  5.2 版图修改及加工  66-67
  5.3 加工测试小结  67-68
总结  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
附录 TR 组件测试电路板制作  74-78
在学期间的研究成果  78-79

X波段TR组件的小型化设计与研究

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