阵列天线TR组件是阵列天线实现信号发射与接收功能的核心部件,其作用及相关信息如下:
作用
- 信号发射:在发射信号时,TR组件负责对输入的射频信号进行功率放大、相位调整等操作,然后将处理后的大功率信号通过对应的天线单元发射出去,使得各个天线单元发射的信号能够按照预定的相位和幅度关系进行合成,从而形成具有特定指向和特性的波束。
- 信号接收:在接收信号时,天线单元接收到的微弱信号先进入TR组件,TR组件对其进行低噪声放大、相位调整等处理,将其转换为适合后续处理的信号,再汇总到一起形成接收波束,进而实现相控阵天线的波束赋形和接收功能。
- 波束控制:通过控制阵列中各个天线单元的相位和幅度来改变天线波束的指向、形状和增益等特性,实现快速的波束扫描、多波束形成等功能。
组成
主要由数控移相器、数控衰减器、功率放大器、低噪声放大器、限幅器、环形器以及相应的控制电路、电源调制电路组成。
关键技术指标
- 输出功率:与雷达探测性能相关,大多数为脉冲输出功率。
- 效率:输出功率及功耗的比值,主要与末级功放的功率附加效率(PAE)相关。
- 噪声系数:表征接收通道接收信号灵敏度,为输入端信噪比与输出端信噪比比值,噪声系数越小,系统灵敏度越高,探测能力越强。
- 输入P - 1:表征接收动态范围,为接收通道增益随着输入功率增加降低1dB时的输入端口信号功率。提高输入P - 1可以提升雷达工作动态范围,在一定程度上提升抗干扰能力。
- 寄生调相与调幅:由衰减器和移相器产生,如在幅度调控中,不同状态时器件自身产生相位偏移,在相位调控中,不同状态时器件自身产生幅度偏移,这两种寄生偏差会影响雷达天线方向图指标。
- 收发转换时间:脉冲体制雷达,接收状态和发射状态分时切换工作,通过电源调制电路实现,电源脉冲调制工作时收发通道器件上电和掉电速率决定了TR组件收发转换时间。上电和掉电速率受多个因素影响,对于一些特殊情况探测要求要严格控制此转换时间。
结构类型
- 砖式T/R组件:体积大,采用金属盒体封装,安装到散热板的背板上,接触面积大,便于良好散热,多为大功率输出应用背景。
- 瓦片式T/R组件:结构紧凑体积非常小,多用于超小型和共形雷达,采用高密度封装与三维垂直互连技术,由于散热措施有限,主要应用于小功率情况。