星载四通道TR组件散热研究

星载四通道TR组件散热研究

曹雨日

中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽省合肥市，230000

【摘要】本文主要涉及工作在S波段的频带，频带宽度为400MHz、平均占空比与脉冲宽度分别在10%、200μs以内，基于有源相控阵雷达TR组件，这一组件应用模块化的设计方式，并将功率放大、接受以及电源模块正和到铝合金板当中，借助合理的布局与优化电路结构，强化强迫液冷的散热设计方式，保障组件的性能指标满足设计要求，并且还带有更小体积、更轻重量以及更紧凑结构等基础特征。对此，本文简要分析s波段有源相控阵雷达TR组件研究，希望能够为相关工作者提供帮助。

【关键词】s波段；有源相控阵雷达；TR组件；临床研究

引言

伴随着高功率固态功率器件和单片微波集成电路的持续发展，每一个相控阵雷达天线单元通路可以设置固态的TR组件，其属于有源相控阵雷达天线，和常规雷达相比，有源相控阵雷达具备更加明显的探测优势，抗干扰能力也更加明显同时可靠性相对较高，可维护优势比较突出。雷达天线当中每一个TR组件相比于普通雷达的高频头，不仅有低噪声放大器和波束控制电路等多种功能电路，并且TR组件属于有源相控阵雷达的重点部件，属于固态有源相控阵雷达发射期间最为基础且重要的部件。对此，探讨s波段有源相控阵雷达TR组件具备显著实践性价值。

一、s波段有源相控阵雷达TR组件研究要求

目前来看，关于s波段有源相控阵雷达TR组件的研究要求主要在于三个方面，具体如下：1、高性能。TR组件之间的输出幅度与插入相位的一致性会直接影响固态有源相控阵雷达的整体指标，在输出幅度与插入相位存在较大差异时，天线空间合成的辐射功率会明显下降，此时还会导致波束出现指向偏差与精度变化等问题，此时便需要TR组件的发射支路与接收支路之间的输出幅度和插入相位保持高度一致性。并且电源转换效率在TR组件当中也是提供能量初级电源功率消耗的比值，这也是衡量TR组件的重点性能指标[1]；2、高可靠性。因为TR组件数量庞大，可靠性会对整个雷达的MTBF形成影响。应用多TR组件空间合成属于可靠性分析并应用并联模型，这一种方式可以允许少数组件在性能下降时也不会影响雷达的正常运行。对于每一个独立的TR组件，可靠性从设计开始都备受重视；3、可生产性。固态有源相控阵雷达的阵面是通过数千个甚至上万个TR组件，其可以缩短生产周期并呈现出较少调试、维修以及提升制造成品率、应用你全自动测试验收，促使雷达TR组件具备较好的可生产性，这也是批量定型生产的重要要求。例如，目前收发集成的一体化设计，传统分布式TR组件经常应用收发通路独立设计制造方式，并结合配备独立的辅助电路，促使整个组件中的多模块单元构成，在生产期间可以基于多工序流程。从目前国内外所研制的组件，大多数都选取收发一体化设计应用SMT或微组装工艺，以高度集成设计一体化组件[2]。
二、宽频带TR组件测试系统校准技术

宽频带TR组件测试系统校准技术不仅可以对TR测试系统中的脉冲峰值功率、连续波和脉冲状态下的相位、驻波、幅度等参数进行校准，还可以对噪声系数和波形参数等进行校准，能够从根本上确保TR组件各个参数的精准性，为TR组件投入应用中提供了可靠的安全保证。

2.1测量参数标准的选用

在通过校准技术对宽频带TR组件测试系统进行校准时，首先需要根据实际情况来选择正确契合的参数标准，因为如若参数标准不符合实际情况的话，一方面会使得TR组件测试出的各种数据差距都比较大，即使进行校准也没有太明显的作用，另一方面则可能因为参数不精准的原因导致TR组件的性能发生变化，无法起到应有的作用，从而会为后期的使用埋下一定的安全隐患，即使进行重新校准也会增加一定的时间成本。

所以在进行宽频带TR组件测试系统校准技术时需要根据具体的平均功率和峰值功率来选择参数标准，以此来对TR组件各个方面测试出来的参数进行对比分析，而且有了较为标准的参数以后对TR组件进行校准也能够最大程度上减少各个方面校准成本，有利于提升宽频带TR组件测试系统校准效率，对于相关行业的发展能够起到重要的推动作用。

2.2脉冲峰值功率下的定标方法

TR组件测试系统校准中的脉冲峰值率是由大功率衰减器和脉冲功率计组成的，想要对衰减器在不同状态下的具体衰减情况便需要使用定标方法，利用衰减器在不同频率点上的功率进行衰减量测试，而后在通过对温度的控制来对衰减器在脉冲连续波状态下的衰减度进行定标处理，便可以根据相关数据得到其参数并进行相应的校准。

同时也可以利用其它不同的方式方法来对衰减器在脉冲大功率以及脉冲小功率等其它状态下的衰减数据进行定标处理，而后在进行其它的相应工作。不管是对何种状态下测出的参数进行校准都是依靠着其相关的一些可控因素，脉冲峰值功率下的定标方法是校准技术中较为关键的地方，只有保证了TR组件各个方面参数的测试结果的精准性，才能够从根本上提升TR组件作用的完全发挥，才有利于相关行业更加快速的发展。

2.3脉冲峰值功率标准的不确定度分量分析

TR组件测试系统测试出来的各种参数数据并不一定都是精准无误的，其测试结果会受到多个方面因素的影响，不管是零点偏置、转移还是功率计、探头的噪音，都可能会使TR最终的测试结果出现一定程度的偏差，因此宽频带TR组件测试系统校准技术需要对测试中的不确定度分量进行具体的分析，这样才能够保证TR组件测试结果的准确性。

通过不同的分析方法来对脉冲峰值功率标准的不确定度分量进行分析，能够最大程度上确保TR组件测试参数以及校准结果的准确性，同时也能够避免发生参数结果影响过大的现象发生，提升了TR组件各个方面参数的可靠性，有助于确保校准技术的精准性。

三、结束语

总而言之，宽频带TR组件测试系统校准技术对于校准TR组件测试参数有着重要的作用，不仅保障了TR组件测试系统性能的可靠性，还能够最大程度上推动TR组件行业的发展，且为其减少了一定的生产成本。不过在未来的相关市场上，宽频带TR组件测试系统校准技术仍应不断根据实际情况对自身技术进行革新，这样才能够满足未来TR组件测试系统更多的校准需求。

参考文献：

[1]宽频带TR组件测试系统校准技术研究[D].南京理工大学,2012.

[2]冯亮,张露妍.TR组件测试系统功率参数校准技术[J].上海计量测试,2014:24-27.

[3]程浩然,伍进进.相控阵雷达TR组件自动测试系统的研究与实现[J].《电子技术与软件工程》,2016:122-122.