相控阵技术及产业分析

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技术挑战：

1.4.1 移相器同时满足工作带宽较宽，插入损耗较小，大小尺寸合理还需进一步研究；

1.4.2 天线各单元之间通过电磁耦合相互影响，这种互耦的结果往往会影响天线的性能，使天线达不到比较理想的设计效果。如何控制单元之间的间距，选择恰当的位置，消除互耦尤为关键；

1.4.3 如何控制天线的电扫描，比如实现满足要求的特定角度或者特定范围的扫描还需进一步研究。

二、相控阵TR芯片

有源相控阵收发（ T/R ）组件芯片是有源相控阵系统的最核心部分占了整个雷达系统一半的成本，直接决定了相控阵雷达的性能。 TR 收发模块占了 45% 的成本，有效降低相控阵部分成本的方式是降低收发模块（ T/R Modules ）的成本，减少射频板子（ RF boards ）和布线（ Cabling ）的成本，在微波集成电路设计领域，主要可以通过减低收发模块的成本和在单片上尽可能得集成更多的功能，减少射频板的使用量。

有源相控阵即在每个天线单元通道中设置 TR 组件，其典型的特征就是在每个天线单元发射通道中集成了功率放大器和在每个天线单元接收通道中集成了低噪声放大器， TR 组件其一般包含接收和发射两个通道，集成了射频切换开关、功率放大器、低噪声放大器、移相器、衰减器、限幅器等功能部件。

需要完成以下几个主要功能：

1.发射信号的放大或者产生： 完成发射信号激励源的放大，主要由功率放大器来实现；

2.接收信号的放大与变频： 低噪放用于接收通道中的信号放大，当增益不够时，还可以加入额外的放大器来进行进一步的放大； 为了保护低噪放以避免发通道射的大信号进过开关泄露到接收通道造成破坏，有时会在低噪放前级加限幅器； 为了调整接收通道的增益，实现各个 T/R 组件输出信号的幅度一致性，或者为了实现幅度加权时，需要数字控制的衰减器； 变频功能一般在功率合成之后再实现；

3.实现天线波束扫描所需的相移及波束控制： 一般依靠移相器来完成各个通道的相移来实现波束控制，有时也可使用矢量调制器结构来实现相位和幅度的同时控制；

4.变极化的实现与控制： 一般利用 3dB 电桥和极化转换开关来实现变极化来抑制气象杂波。；

5.对 T/R 组件的检测功能： 一般相控阵系统中含有大量的 T/R 组件，因此对 T/R 组件的工作特性进行检测是保证雷达有效、可靠工作的重要条件；

T/R 收发芯片在相控阵系统很大程度上决定了相控阵系统整体的性能和成本。

三、应用市场

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