54|电子制作2023年3月信息工程0引言T/R组件作为有源相控阵雷达的核心部件，广泛应用于各种探测、制导及成像雷达系统[1]。T/R组件的指标决定了雷达系统的性能，随着微波单片集成电路的大规模应用，微波器件的功率、效率和噪声系数等指标得到较大提升，T/R组件也实现了小型化和轻量化发展。T/R组件作为相控阵雷达数量最多的有源模块，其成本在整个雷达系统中占比较高，限制了其在低成本领域的应用。技术指标满足系统要求的情况下，需要从设计上降低T/R组件的成本。在SAR应用领域，雷达系统要求对T/R组件的收发通道做到精确监测，需要在T/R组件内集成定标耦合器，来采集收发通道的幅度和相位信息，实现对空间的精确辐射扫描，定标耦合器的性能对系统的检测精度至关重要。T/R组件一般采用多通道设计，而一部雷达往往有成百上千或更多的T/R组件，将每个通道对应一个耦合电路，若是强耦合，则合成到定标总口的能量是很大的，因此一般要求T/R组件内的耦合器必须是弱耦合，保证定标合成总口的信号幅度适宜。定向性是关键性指标，关系着系统检测的灵敏度和精度，因此，高性能的定标耦合器兼具有弱耦合和高定向性特点。为减少定标端口数量，定标耦合器采用两通道合成设计，如图1所示。定标耦合器包括功分器和两个定向耦合器。发射定标时，大功率信号经耦合网络到定标口输出弱耦合信号，负载作为隔离端；接收通道定标时，信号从定标口灌入，经耦合网络耦合到接收主通道[2]，端口1/2为隔离端口。定向耦合器处于接收前端，会带来额外的插入损耗，需要降低该损耗，尽可能地减小对T/R组件输出功率、效率以及接收噪声系数的影响。本文设计一款单通道输出功率超过30W，具有弱耦合、高定向性定标功能的X波段四通道T/R组件。1设计方案为减少射频器件使用，需要更高集成度的芯片。采用射频“三芯片”设计：限幅低噪放大器芯片、多功能芯片和功率放大器芯片。限幅低噪声放大器将限幅器和低噪声放大器集成一款芯片，在实现将弱回波信号低噪声放大的同时，还能将外来有害大功率信号反射至环行隔离器的负载电阻吸收，保护接收链路；多功能芯片在集成收发开关和幅相控制的情况下，还内置驱动放大器，发射时直接将激励信号推至功率放大器需要的功率电平。通道链路指标分解如图2所示。功率放大器芯片饱和输出45.6dBm，扣除环行隔离器和传输损耗，T/R组件输出功率45dBm(31.6W)，接收单通道增益26.4dB，噪声系数2.6dB。T/R组件发射是脉冲工作，脉冲工作时，电源瞬间拉不出尖峰电...
