毫米波有源相控阵TR组件集成技术

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1、万方数据第5l卷第2期2011年2月电讯技术TelecommunicationE119ineeringV01．51No．2Feb．2011文章编号：1001—893X(2011)02—0001—06毫米波有源相控阵TR组件集成技术。黄建(中国西南电子技术研究所，成都610036)摘要：通过分析有源相控阵技术发展趋势，提出集成技术是毫米波有源相控阵rIR组件的关键技术，并按制造和装配层次将毫米波有源相控阵TR组件的集成分为芯片级、子阵级和全阵级等三级集成。分析了各级集成的关键技术及其发展趋势，提出关键集成技术发展路线，指出毫米波TR组件专用多功能芯片、垂直互联和高效小型化液冷器等三项技术是

2、当前需重点突破的关键技术。关键词：有源相控阵天线；毫米波；TR组件；集成技术中图分类号：TN821；TN958．92文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—893x．2011．02．001CrucialIntegrationTechnologyofT／RModuleforMillimeter-waveActivePhasedArrayHUANG1诋(SouthwestChinaInstituteofElectronicTechnology，Chengdu610036，China)Abstract：Integrationtechnologyisregardedtobe

3、thecrucialtechnologyofT／RmoduleforMillimeter-wave(MMW)phasedarraythroughanalysisofthetechnicaltrendsofactivephasedarray．Theintegrationtechnolo—giesinmamffacturingandtestingT／Rmodulesareclassifiedin3levels(chip-level，subarray．1evelandwhole—array—level)．Thekeytechnolog"esineachlevelaleanalysedandth

4、eroutemapoftechnologydevelopingispm—sented．ItissuggestedthatthecustomizationmultifunctionalMMICsforMMWT／Rmodule，reliableintegratedverticalinterconnectioninMMWbandandefficientminiatureliquidcoolershouldbeconqueredfirst．Keywords：activephasedarray；millimeter-wave；T／Rmodule；imegrationtechnology1引言有源相

5、控阵天线在军用雷达、通信、电子对抗等系统中已经得到了广泛应用【1。随着工作频段逐步扩展，毫米波频段的有源相控阵天线显示出了十分迫切的应用需求，特别是在直升机载多功能雷达、车载多功能传感器及有源防护、导弹末制导雷达导引头、卫星通信、战斗机机间数据链和临近空间平台侦察监视系统等领域【2,3]。毫米波有源相控阵天线由于可实现灵活的波束控制和有效的射频能量管理，成为各种高速平台、多功能、多任务毫米波应用系统素收稿日期：2010—12—06；修回日期：2011—02—16的最佳体制。毫米波相控阵天线可以适应机、星、弹等小型平台的安装使用条件，甚至可与载体共形，利于设备与平台的集成应用。毫米波有源相

6、控阵天线无需扫描伺服机构，部分rIR组件损坏并不会导致天线射频性能的显著退化，比机械扫描天线和集中式收发系统具有更高可靠性，尽管采购价格较高，但设备的全寿命周期成本仍然具有优势。毫米波TR组件是毫米波有源相控阵天线的核心部件。TR组件的研制涉及多种关键技术，具有很高的难度。国外从1990开始研制1R组件微波单片集成电路(MMICs)，并提出了毫米波有源相控阵天线w疵r级集成技术I4。1995年，ShashiSan卿ri等·1·万方数据www．teleonline．ca电讯技术2011正报道了混合瓦片式有源子阵，IR组件模块[5]5，D．Mcpherson等介绍了卫星通信的20GHz和60

7、G／-lz_二维有源相控阵天线原型的研制㈦6。2005年，德国IMST采用低温共烧陶瓷技术(LTCC)工艺研制了用于l(a频段移动卫星通信的高集成数字波束成形(DBF)收、发有源天线阵【7,8J。2006年，Raytheon公司演示了600阵元低成本35GHz二维有源相控阵导引头样机，采用单片集成，m组件，每个有源阵元成本仅30美元【1。2007年，J．M．Yang等采用新型Wafer级封装技术，研制了Q频段4元线性有源天线阵列前端