一种可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件
专利汇可以提供一种可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种可自加热的星载有源 相控阵 四通道 微波 TR组件，当功率 放大器 芯片处于负载态时，子阵系统控制 电路 控制自加热控 制芯 片加大外部电源提供给 功率放大器 芯片的负载态栅极 电压 ，进而提高给功率放大器芯片的负载态漏极静态 电流 ，并与经由子阵系统控制电路控制发射电源调制芯片调制的漏极电压产生全部为负载态热耗的负载态功率，使功率放大器芯片产生热量；由于采用了自加热控制芯片，当功率放大器芯片处于负载态时使其产生热量，通过加大功率放大器芯片的负载态栅极电压进而提高负载态漏极静态电流使其产生热量，以克服太空环境极低 温度 ，确保雷达内部器件保持在一个安全工作的温度范围，降低了热控系统的工作负担和设计难度。，下面是一种可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件专利的具体信息内容。
1.一种可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件，其特征在于，包括：子阵系统控制电路和设置在每个TR通道内的功率放大器芯片、自加热控制芯片和发射电源调制芯片；
其中，
当功率放大器芯片处于发射态时，子阵系统控制电路控制自加热控制芯片从外部电源提供工作所需的发射态栅极电压，进而调节功率放大器芯片产生发射态漏极静态电流，该发射态漏极静态电流在微波信号输入到功率放大器芯片时激增为工作电流，并与经由子阵系统控制电路控制发射电源调制芯片调制的漏极电压产生发射态功率，该发射态功率的一部分为微波功率输出发射信号，另一部分为发射态热耗使功率放大器芯片产生热量；
当功率放大器芯片处于负载态时，子阵系统控制电路控制自加热控制芯片加大外部电源提供给功率放大器芯片的负载态栅极电压，进而提高给功率放大器芯片的负载态漏极静态电流，并与经由子阵系统控制电路控制发射电源调制芯片调制的漏极电压产生全部为负载态热耗的负载态功率，使功率放大器芯片产生热量。
2.根据权利要求1所述的可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件，其特征在于：
所述功率放大器芯片的漏极电压设为固定值，且始终保持接通状态；所述自加热控制芯片设置为可调栅压电源调制芯片。
3.根据权利要求1所述的可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件，其特征在于：
还包括SMP射频连接器、1:4功分器、多功能MMIC芯片、限幅低噪声放大器芯片、环形器隔离器、定向耦合器、四合一合成器、检波电路、通道射频连接器和天线；其中，发射状态下，射频信号通过SMP射频连接器进入1:4功分器被分成四个部分，分别进入各自通道中的多功能MMIC芯片进行衰减、移相、放大处理，之后经由各自通道中的功率放大器芯片进行饱和放大后输出至相应的环形器隔离器，之后经由各自通道中的定向耦合器提取不超过四分之一的小部分射频信号，四个通道中的小部分射频信号通过四合一合成器合成后经检波电路输出到子阵系统的监测网络，四个通道中的大部分射频信号经由通道射频连接器输出至天线，由天线向外发射；
接收状态下，天线接收的射频信号通过相应的通道射频连接器进入各自通道中，依次经过各自通道中的定向耦合器和环形器隔离器进入限幅低噪声放大器芯片进行低噪声放大，之后经由各自通道中的多功能MMIC芯片进行衰减、移相、放大处理，之后四个通道中的射频信号经由1:4功分器进行合并，并通过SMP射频连接器输出。
4.根据权利要求1所述的可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件，其特征在于：
由四个相同且独立的TR通道合一组成共腔体结构，所述共腔体结构包括盖板、围框、底板以及通过焊接分别与围框相固定的TR通道连接器和射频总口连接器；所述围框与底板采用激光焊接，形成微波TR组件的腔体结构；通过激光封焊焊接盖板与围框以及围框与底板，组装成微波TR组件的外壳体。
5.根据权利要求4所述的可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件，其特征在于：
所述盖板和围框均采用钛合金TC4R材料制成；所述底板采用铝基碳化硅材料制成。
6.根据权利要求4所述的可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件，其特征在于：
在该共腔体结构的内部还设置有焊接在底板上的低温共烧陶瓷LTCC多层电路基板，所述LTCC多层电路基板局部挖沉腔，内部用于集成多功能MMIC芯片和波控芯片；所述LTCC多层电路基板的腔体顶部加盖用于抗辐照和加固的钽皮。
7.根据权利要求4所述的可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件，其特征在于：
所述微波TR组件的外壳体的内表面镀金，裸露的外表面采用厚度大于3mm的铝屏蔽层，用于抗辐射；所述微波TR组件在封盖盖板之前内部充入惰性气体，以抑制微放电效应。
8.根据权利要求4所述的可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件，其特征在于：
所述底板下方铺设厚度为0.1mm铟薄片，以加强散热。
9.根据权利要求1所述的可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件，其特征在于：
所述功率放大器芯片焊接在热沉上，所述热沉焊接在外壳体的底板上。
10.根据权利要求9所述的可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件，其特征在于：所述功率放大器芯片与热沉采用金锡共晶焊焊接；所述热沉采用表面镀金的钼铜片制作。
一种可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件
技术领域
背景技术
发明内容
当功率放大器芯片处于负载态时，子阵系统控制电路控制自加热控制芯片加大外部电源提供给功率放大器芯片的负载态栅极电压，进而提高给功率放大器芯片的负载态漏极静态电流，并与经由子阵系统控制电路控制发射电源调制芯片调制的漏极电压产生全部为负载态热耗的负载态功率，使功率放大器芯片产生热量。
接收状态下，天线接收的射频信号通过相应的通道射频连接器进入各自通道中，依次经过各自通道中的定向耦合器和环形器隔离器进入限幅低噪声放大器芯片进行低噪声放大，之后经由各自通道中的多功能MMIC芯片进行衰减、移相、放大处理，之后四个通道中的射频信号经由1:4功分器进行合并，并通过SMP射频连接器输出。
图3是图1中的B-B剖视图；
图4是图2中的功率放大器模块105处的局部放大图；
图5是本发明可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件的链路图；
图6是本发明可自加热的星载有源相控阵四通道微波TR组件分别在发射态时和负载态时的自加热原理图；
图中标号汇总：盖板101、围框102、底板103、LTCC多层电路基板104、沉腔104a、功率放大器模块105、功率放大器芯片(图4中的105a或图5、图6中的209)、热沉105b、环形器隔离器(图1、图2中的106或图5中的211)、微带传输线107、定向耦合器(图1、图2中的108或图5中的
212)、多功能MMIC芯片(图1、图2、图3中的109或图5中的205)、波控芯片(图1、图2中的110或图5中的204)、钽皮111、铝屏蔽层112、铟薄片113；SMP射频连接器201、1:4功分器202、203、接收电源调制芯片206、自加热控制芯片(图5中的207或图6中的303)、发射电源调制芯片(图5中的208或图6中的302)、限幅低噪声放大器芯片210、通道射频连接器213、四合一合成器214、检波电路215；波控电路301、微波信号304、发射态栅极电压305a、负载态栅极电压
305b、发射态漏极静态电流306a、负载态漏极静态电流306b、工作电流307、漏极电压308、发射态功率309a、负载态功率309b、微波功率310、发射态热耗311a、负载态热耗311b。
具体实施方式
108，在发射状态期间可将发射信号耦合输出到内定标网，在接收状态期间可将内定标网来的定标信号耦合输入到微波TR组件的接收通道；且该定向耦合器108提供阵面修正和监测系统所需的每个通道的发送与接收幅相，同时对发射功率进行检波，并输出检波出的电压信号。
109，下同)将射频信号进行衰减、移相、放大处理，之后输出进入功率放大器芯片209(即图4中的105a，下同)，功率放大器芯片209将射频信号进行饱和放大后输出至环形器隔离器211(即图1、图2中的106，下同)，以隔离来自天线的反射信号，然后经过定向耦合器212(即图1、图2中的108，下同)提取小部分信号，例如可将不超过四分之一的信号定义为小部分信号进行提取，剩余的信号则为大部分信号；四个通道的小部分信号经四合一合成器214，经过检波电路215输出到子阵系统的监测网络。大部分信号由通道射频连接器213输出至天线，由天线向外发射。
209产生小电流的发射态漏极静态电流306a，该漏极静态电流306a在微波信号304输入到功率放大器芯片209时激增为大电流的工作电流307，与经过发射电源调制芯片302调制的漏极电压308产生发射态功率309a，所产生的发射态功率309a的一部分为微波功率310输出发射信号，另一部分为发射态热耗311a使功率放大器芯片209产生热量。
所述波控芯片204、接收电源调制芯片206、发射电源调制芯片(图5中的208或图6中的302)均为数字类芯片；具体的，所述射频类芯片采用均采用抗辐照性能良好的GaAs工艺设计，抗总剂量满足6×102Gy；数字信号传输采用Si芯片，并进行加固设计，抗总剂量满足6×
102Gy；其他元器件选用国产可免做抗辐射试验的产品。
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