《相控陣雷達收發(fā)組件技術》中介紹了相控陣雷達T/R組件工程技術。《相控陣雷達收發(fā)組件技術》共分8章,包括相控陣雷達與固態(tài)T/R組件、T/R組件中的理論基礎、T/R組件中基本的微波元件、T/R組件集成化與數字化等新的技術進展、先進的T/R組件工藝、T/R組件測試技術以及T/R組件計算機輔助設計技術,并給出了一些應用實例。
讀者對象:主要有在校微波技術專業(yè)、電子工程專業(yè)學生以及從事雷達、電子對抗、通信微波系統研究的工程技術人員。
雷達是重要的信息獲取裝備,是各種先進作戰(zhàn)平臺和指揮控制系統的耳目,在國防建設、經濟建設、科學研究中應用廣泛并獲得了持續(xù)發(fā)展。相控陣雷達具有快速改變天線波束指向和波束形狀、可用多部發(fā)射機在空間進行功率合成、易于形成多個發(fā)射與接收波束、可使相控陣天線與雷達平臺共形等特點,在觀測高速運動目標、實現多種雷達功能和多目標跟蹤、推遠雷達作用距離等方面都具有特別的優(yōu)勢,因此成為當今雷達發(fā)展的主流。
隨著雷達觀測目標種類的增多,要求雷達測量的目標參數不斷增加并提高雷達電子對抗能力及目標識別的能力,有源相控陣雷達、寬帶相控陣雷達、數字相控陣雷達、多波段綜合一體化相控陣雷達成了當今相控陣雷達發(fā)展的重要方向。相控陣雷達的工作頻段也在不斷擴展,除了常用的微波波段外,向下已擴展至短波波段,例如天波、地波超視距雷達;向上已擴展至毫米波波段;現正開始研究光波波段的相控陣雷達。
相控陣雷達及其技術的高度發(fā)展,受到國內外各方面的高度重視。國內從事雷達研究、生產、教學與使用的部門與有關人員對深入了解相控陣雷達及其技術的興趣與需求持續(xù)提高。這是促使南京電子技術研究所組織撰寫《相控陣雷達技術叢書》的一個重要原因。
胡明春,江蘇揚州人,1984年畢業(yè)于中國科學技術大學空間物理專業(yè),獲理學學士學位,1989年畢業(yè)于南京電子工程研究中心電磁場與微波技術專業(yè),獲工學碩士學位。研究員級高工。1984年至今一直從事雷達天線的研制工作,先后擔任研究室主任、研究部部長、副總工程師、首席專家、天線與微波技術國防科技重點實驗室主任,現任南京電子技術研究所副所長。1999年進入江蘇省“333跨世紀學術、技術帶頭人培養(yǎng)工程”第二層次,2003年進入江蘇省“333新世紀學術、技術帶頭人培養(yǎng)工程”第一層次。歷年來共獲“國家科技進步一等獎”1項;“國家科技進步二等獎”3項;“電子部科技進步特等獎”1項;“國防科學技術獎”一等獎2項,二等獎2項,三等獎1項;“中國電子科技集團公司科學技術獎”特等獎2項、一等獎3項,二等獎2項。主要研究領域:天線微波,孔徑綜合與自適應,天線隱身。
周志鵬,研究員級高工,南京電子技術研究所天線微波與微電路技術研究部部長。先后從事雷達微波饋線系統、微波有源電路、有源相控天線陣面的研制工作,開展了雷達微波饋源與饋線網絡技術、微波T/R組件技術、固態(tài)有源相控陣天線校準技術、微波集成電路設計等方面的研究工作。近年來共完成學術論文和研究報告數十篇。曾獲“國家科技進步特等獎”、“國家科技進步一等獎”、“國家科技進步二等獎”、“國防科學技術獎”一等獎等榮譽。
嚴偉,工學博士,研究員級高工,南京電子技術研究所天線微波與微電路技術研究部副部長兼微電子制造中心主任。多年來一直從事小型化、高密度微波集成電路技術研究,主持和參加了多項“863”課題、軍事電子預研課題和重點軍品研發(fā)工作,在微組裝技術、微波電路CAD/CAM,CAT技術、微波電路封裝與互連技術等方面有深入研究。近年來在國際雷達會議、國際微波會議等國際學術會議和電子學報、微波學報等國內核心期刊上發(fā)表學術論文30余篇,其中被EI收錄8篇。先后獲得“國防科學技術獎”一等獎、“電子部科技進步一等獎”等省部級科技進步獎7項。2003年被評為南京市勞動模范,2005年榮獲江蘇省五一勞動獎章。是江蘇省“333跨世紀學術、技術帶頭人培養(yǎng)工程”和“333新世紀學術、技術帶頭人培養(yǎng)工程”培養(yǎng)對象。
第1章 相控陣雷達T/R組件概述
1.1 引言
1.2 相控陣雷達
1.2.1 無源相控陣雷達
1.2.2 有源相控陣雷達
1.3 相控陣雷達T/R組件
1.3.1 典型框圖
1.3.2 工作原理
1.3.3 主要部件的作用
1.4 一維相掃雷達T/R組件
1.4.1 天線陣面典型框圖
1.4.2 T/R組件技術特點
1.5 兩維相掃雷達T/R組件
1.5.1 天線陣面典型框圖
1.5.2 T/R組件技術特點
1.6 實用T/R組件舉例
1.6.1 基本工作原理
1.6.2 主要技術指標
1.6.3 結構與工藝
1.7 相控陣雷達T/R組件新進展
1.7.1 數字T/R組件
1.7.2 多極化組件
參考文獻
第2章 T/R組件的理論基礎
2.1 引言
2.2 微波技術基礎
2.2.1 均勻傳輸線方程及其穩(wěn)態(tài)解
2.2.2 輸入阻抗、反射系數和電壓駐波比
2.2.3 史密斯圓圖及傳輸線的阻抗匹配
2.3 常用傳輸線
2.3.1 集膚效應和損耗
2.3.2 微帶線
2.3.3 其他傳輸線
2.4 半導體器件物理基礎
2.4.1 本征和非本征半導體
2.4.2 半導體的基本方程
2.4.3 PN結器件
2.4.4 金屬一半導體接觸器件
參考文獻
第3章 T/R組件中基本的微波元件
3.1 引言
3.2 無源器件
3.2.1 耦合器
3.2.2 電橋
3.2.3 混合接頭
3.2.4 功率分配器
3.2.5 濾波器
3.2.6 均衡器
3.3 微波開關
3.3.1 PIN二極管開關
3.3.2 肖特基二極管開關
3.3.3 場效應管開關
3.3.4 MEMS開關
3.4 微波限幅器
3.4.1 有源限幅器
3.4.2 無源限幅器
3.4.3 混合式限幅器
3.5 微波數控衰減器
3.5.1 PIN二極管微波數控衰減器
3.5.2 GaAs MESFET管微波數控衰減器
3.6 微波數控移相器
3.6.1 一般介紹
3.6.2 開關線移相器
3.6.3 加載線移相器
3.6.4 反射式移相器
3.6.5 高低通式移相器
3.7 微波低噪聲放大器
3.7.1 單端微波低噪聲放大器
3.7.2 平衡式微波低噪聲放大器
3.8 微波功率放大器
3.8.1 硅晶體管微波功率放大器
3.8.2 場效應管微波功率放大器
3.9 微波環(huán)行器、隔離器
參考文獻
第4章 T/R組件設計技術
4.1 引言
4.2 T/R組件的組成和工作原理
4.2.1 組成框圖
4.2.2 工作原理
4.3 T/R組件的主要功能和技術要求
4.3.1 T/R組件的主要功能
4.3.2 T/R組件的主要技術要求
4.3.3 T/R組件的主要技術指標
4.4 T/R組件設計
4.4.1 T/R組件電信設計
4.4.2 T/R組件結構設計
4.4.3 T/R組件電磁兼容設計
4.4.4 T/R組件可靠性設計
4.5 實用T/R組件舉例
4.6 T/R組合的基本組成和工作原理
4.6.1 組成框圖
4.6.2 工作原理
4.7 T/R組合的主要技術要求
4.8 T/R組合的設計
4.8.1 T/R組合系統噪聲的計算
4.8.2 子陣組件的設計
4.8.3 實時延遲器的設計
4.8.4 子陣電源的設計
4.9 實用T/R組合舉例
參考文獻
第5章 T/R組件制造技術
5.1 引言
5.2 T/R組件微波電路基板制造技術
5.2.1 微波復合介質電路基板制造技術
5.2.2 微波低溫共燒陶瓷多層電路基板制造技術
5.2.3 微波薄膜多層電路基板制造技術
5.3 T/R組件殼體加工技術
5.3.1 精密數控加工技術
5.3.2 超塑成型技術
5.3.3 精密壓鑄技術
5.3.4 精密拼裝技術
5.4 T/R組件組裝技術
5.4.1 以元器件級為主的T/R組件組裝技術
5.4.2 含裸芯片的T/R組件微組裝技術
5.5 T/R組件密封技術
5.5.1 概述
5.5.2 膠粘劑密封
5.5.3 襯墊密封
5.5.4 軟釬焊密封
5.5.5 玻璃金屬封接
5.5.6 平行縫焊
5.5.7 脈沖激光熔焊密封
5.5.8 其他熔焊密封
5.6 應用舉例
5.6.1 S頻段T/R組件
5.6.2 L頻段T/R組件
5.6.3 以裸芯片為主的T/R組件應用實例
參考文獻
……
第6章 T/P組件測試技術
第7章 T/P組件計算機輔助設計技術
第8章 新一代T/P組件中采用的新器件和新技術
(1)通用化是模塊化的先驅。通用化是T/R組件標準化的第一步,它以功能單元或部件的互換為前提,包括功能互換和尺寸互換,只有同時具備這兩種性能的功能單元或部件才能做到完全互換替代,實現通用化。通用化單元的通用性越強,應用范圍越廣,效果就越好。
(2)系列化是通用化發(fā)展的必然結果。這是根據同類產品(一般同頻段)的發(fā)展規(guī)律和使用需求,將其主要參數按一定數列做合理安排或規(guī)劃,對其形式和結構進行規(guī)定或統一,從而有目的地指導同類產品發(fā)展的一種標準化形式。
(3)模塊化是標準化的最終產物。從工程應用角度來看,T/R組件模塊化和組合化的概念大同小異。通俗點說,所謂模塊化或者組合化就是在對一類產品進行功能分析和分解的基礎上,劃分并設計、生產出一系列通用模塊或標準模塊。然后從中選取相應的模塊并同新設計的專用模塊和零部件一起進行組合,以構成滿足不同需要的新產品的一種標準化形式。
自上而下合理劃分模塊,建立模塊體系是模塊化設計的核心和關鍵。模塊化體系自下而上可分為元件級、器件級、部件級和設備級等多個層次,其中,模塊又有通用模塊、專用模塊和特種模塊之分。按照模塊化設計方法,一套新型模塊化裝備就等于大量的通用模塊加上少量的專用模塊、再加上若干模塊連接器構成。其中的通用模塊質量可靠、庫存充足,設計師可將主要精力集中于少量的專用模塊及模塊連接器的研究上,而且明確接口關系,這樣研制過程就可大大簡化。因此這種設計方法具有研制周期短、風險小、通用性強、可靠性高、簡化維修和后勤保障,以及體積小、質量輕、成本低等諸多優(yōu)點。國內外的實踐證明,在現代雷達的總體布局中貫徹模塊化原則十分必要,可望以較少投入換取顯著的經濟效益和社會效益。
美、英、法等國的軍用雷達在20世紀90年代基本上都已經實現了“模塊化”,呈現出普遍采用固態(tài)電路和數字技術,電路裝在插入式多層板上,整個系統除天線外均可裝入標準機柜內,形成積木式結構等特點,電路則全部由外場可更換單元構成,結構緊湊,可快速裝拆和更換,使同一部雷達具有不同功能。我國T/R組件模塊化工作自1992年開展以來,也取得一定成果,但與國外相比尚有較大距離,還需要繼續(xù)努力。