固态有源相控阵雷达T/R组件系列专题讲座(三)

发射通道的关键技术指标有：

1.输出功率、功率波动、顶降；

2.幅度 一致性、相位一致性；

3.效率；

4.杂散。

发射通道设计过程也就是元器件选型过程，通道输出功率取决于末级功放的输出功率，即：

通道输出功率=末级功放输出功率-环形器插损-输出射频接插件插损-高温功率损失。

需要注意的有：

1.国内大多数厂家的环形器在大信号和小信号条件下，插损不一致(笔者曾经用过一款，环形器在承受20W及以上的功率下，插损急剧增大)；

2.一般情况下，发射通道高温条件下，输出功率会下降0.5dB左右(视元器件情况而言)，因此设计处，末级功放输出应考虑留有足够余量。

发射通道链路设计应注意：

1.末级功率放大器应工作在饱和状态 ，一般以P-3为宜；其中末级功放应先于驱动级饱和；

末级工作在饱和状态，功率附加效率最高，且在饱和状态下，功放输出功率稳定性高(受输入功率波动及高低温影响极小)，且通道一致性指标较好。

2.驱放应工作在接近线性工作状态；

在线性工作状态相位稳定，不随输入信号电平变化。

3.上升时间、下降时间？

当系统对近距离有测距要求时，一般会对T/R组件提上升时间、下降时间的指标。上升时间，下降时间取决有三点：

1).功率MOS管的上升时间、下降时间(一般为PMOS管，有兴趣的同学可以考虑一下为什么是多为P管呢？)，一般在100ns量级；

2).取决于末级功放特性(末级功放非纯阻性器件，有较高容性)

3).取决于漏极调制电路特性(是否给末级功放提供一个快速的泻流途径)。

4.输出驻波匹配

一般情况下，电路设计中对功放做最大输出功率匹配，因此最终功放输出均存在于50欧姆系统的偏离，甚至使功放工作在过激励状态，因此需要对输出做50欧姆匹配。

通常情况下两级放大器之间的匹配也不会很好，因此驱放于功放之间也可加入小衰减器，调节匹配。

5.储能电容的确定

储能电容的作用是在T/R发射期间，协助电源为发射通道提供漏极电流，在接收期间电容充电，为下一个工作周期做准备。在电源输出能力足够时，引入一定数量的储能电容可以改善输出功率的顶降，减少稳压块在工作脉冲内的平均输出电流以及稳压块的最大输出电流。

储能电容的经验公式：

C=Ic*Tp/(d*Uo)

其中Ic为储能电容提供的平均电流，Tp为脉宽，d为电压顶降值（d=(E1-E2)/E1），Uo为工作电压。