號的一路發(fā)射和4路接收。
[0030]在同一個脈沖工作周期內(nèi)，大功率瓦式有源相控陣天線首先處于發(fā)射工作狀態(tài)，射頻信號由功率分配合成網(wǎng)絡(luò)5的射頻輸入接口 33輸入，通過微帶功分器34分別進(jìn)入4個環(huán)形器35，并通過功率分配合成網(wǎng)絡(luò)5的SMP射頻插座31完成射頻信號的輸出。SMP射頻插座31穿過電源調(diào)制分配器4上的屏蔽過孔25和熱交換器3上的圓形金屬過孔20，相連于瓦式TR組件2的SMP射頻連接器16，實(shí)現(xiàn)給瓦式TR組件2的射頻信號的輸入。然后射頻信號分4路分別進(jìn)入瓦式TR組件2的4個一分四Wilkinson功分器15，4個一分四Wilkinson功分器15將輸入進(jìn)來的射頻信號再分成4路發(fā)送給16個TR多功能芯片12，然后TR多功能芯片12再將輸入進(jìn)來的射頻信號分成4路，分別發(fā)送給64個大功率收發(fā)芯片11，再傳輸?shù)轿炀€陣列1。此時，外部DC電源供電從電源調(diào)制分配器4上的電源插座29輸入，依次進(jìn)入電源儲能模塊27、電源脈沖調(diào)制電路模塊26、以及電源分發(fā)模塊22，同時外部波束控制信號從電源調(diào)制分配器4上的控制插座28輸入，直接進(jìn)入電源分發(fā)模塊22，經(jīng)與低頻信號網(wǎng)絡(luò)23相連的PGA插頭24輸出，并進(jìn)入瓦式TR組件2的PGA插座17，最終通過低頻信號控制網(wǎng)絡(luò)13實(shí)現(xiàn)給瓦式TR組件2的供電、大功率脈沖功率調(diào)制、以及幅相碼的控制，實(shí)現(xiàn)大功率瓦式有源相控陣天線的空間功率合成和方向圖掃描。然后，在同一個脈沖工作周期內(nèi)，大功率瓦式有源相控陣天線接著處于接收工作狀態(tài)，從目標(biāo)反射回來的接收信號經(jīng)微帶天線陣列1后進(jìn)入瓦式TR組件2的64個大功率收發(fā)芯片11，同時4個大功率收發(fā)芯片11共同相連于一個TR多功能芯片12，形成16路接收信號進(jìn)入4個一分四Wilkinson功分器15，并通過每個一分四Wilkinson功分器15的SMP射頻連接器16，合成4路接收信號，往下傳輸給功率分配合成網(wǎng)絡(luò)5的SMP射頻插座31，經(jīng)環(huán)形器35后，分4路接收信號從射頻輸出接口 32輸出。同樣是在外部DC電源供電和外部波束控制信號控制下，實(shí)現(xiàn)給瓦式TR組件2的供電、大功率脈沖功率調(diào)制、以及幅相碼的控制，實(shí)現(xiàn)大功率瓦式有源相控陣天線接收信號的和/差方向圖掃描。
[0031]參閱圖3。微帶天線陣列1選取分布在天線介質(zhì)基板8上的E型貼片6作為輻射陣元，E型貼片6往下相連于穿過天線介質(zhì)基板8的饋電探針7，饋電探針7往下穿過天線底板9上的饋電過孔10，形成給E型貼片6的射頻饋電。E型貼片6以饋電探針7作為基準(zhǔn)，可在單元間距0.45?0.55個波長之間任意選取適合的間距(如取0.5個波長)排列成4X4子陣，4個4X4子陣組合成一個8 X 8的微帶天線陣列1，從而實(shí)現(xiàn)大功率瓦式有源相控陣天線在±60°掃描范圍內(nèi)的空間功率合成或射頻信號的接收。E型貼片6的工作頻率為15GHz，采用E型貼片6可實(shí)現(xiàn)天線的小型化設(shè)計，減少微帶天線陣列1輻射陣元之間的互耦，從而確保大功率瓦式有源相控陣天線實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的精確制導(dǎo)。E型貼片6的尺寸可按模式展開法進(jìn)行計算或電磁仿真軟件仿真確定。饋電探針7的半徑尺寸與饋電過孔10的半徑尺寸按1:2.3的比例進(jìn)行設(shè)計，確保E型貼片6的輸入阻抗為50歐姆。整個微帶天線陣列1的輻射陣元按8X8陣列規(guī)模相連瓦式TR組件2的64個射頻彈性插針18上、并進(jìn)一步與大功率收發(fā)芯片11相連。
[0032]參閱圖4。瓦式TR組件2的射頻彈性插針18往上連接微帶天線陣列1的饋電探針7，實(shí)現(xiàn)給微帶天線陣列1的射頻饋電。每個射頻彈性插針18通過微帶傳輸線相連于每個大功率收發(fā)芯片11。8X8陣列規(guī)模共有64個大功率收發(fā)芯片11，每個大功率收發(fā)芯片11集成了大功率收發(fā)開關(guān)、發(fā)射末級功放、接收末級低噪放，從而實(shí)現(xiàn)收發(fā)信號功率的放大。4個大功率收發(fā)芯片11通過微帶傳輸線共同相連于一個TR多功能芯片12上，8X8陣列規(guī)模共有16個TR多功能芯片12，每4個TR多功能芯片12通過一個一分四Wilkinson功分器15相連在一起，構(gòu)成一個4X4陣列規(guī)模的子陣電路模塊，并通過SMP射頻連接器16實(shí)現(xiàn)射頻信號的發(fā)射或接收。TR多功能芯片12主要實(shí)現(xiàn)對發(fā)射信號的驅(qū)動放大，實(shí)現(xiàn)末級功放飽和輸出，為接收通道提供足夠增益，保證各級損耗不會大幅影響系統(tǒng)噪聲；每個TR多功能芯片12集成了一個接收驅(qū)動低噪聲放大器、一個發(fā)射驅(qū)動功率放大器、以及一個Corechip芯片的小功率收發(fā)開關(guān)；Corechip芯片是實(shí)現(xiàn)波束控制的關(guān)鍵器件，Corechip芯片集成了6位數(shù)字移相器和6位數(shù)字衰減器，還集成了實(shí)現(xiàn)收發(fā)分時幅相碼串行加載的12位串并轉(zhuǎn)換器和寄存器。
[0033]相連于大功率收發(fā)芯片11和TR多功能芯片12的低頻信號控制網(wǎng)絡(luò)13分布于瓦式TR組件2的PCB介質(zhì)基板14上，用于控制64個大功率收發(fā)芯片11和16個TR多功能芯片12的工作狀態(tài)。低頻信號控制網(wǎng)絡(luò)13通過PGA插座17、與往上穿過熱交換器3上的矩形金屬過孔19的電源調(diào)制分配器4上的PGA插頭24相連，實(shí)現(xiàn)給瓦式TR組件2的供電、大功率脈沖功率調(diào)制、以及幅相碼的控制。
[0034]參閱圖5。熱交換器3主要是解決瓦式TR組件2的大功率收發(fā)芯片11和TR多功能芯片12的儲熱。熱交換器3制有緊貼大功率收發(fā)芯片11和TR多功能芯片12上的金屬腔體21，金屬腔體21的面積大小與固定瓦式TR組件2的PCB介質(zhì)基板14的面積一致，在金屬腔體21上制有開孔位置分別與瓦式TR組件2的PGA插座17和SMP射頻連接器16一一對應(yīng)的圓形金屬過孔20和大于圓形金屬過孔數(shù)量的矩形金屬過孔19，用于PGA插座17和SMP射頻連接器16分別與電源調(diào)制分配器4的PGA插頭24和功率分配合成網(wǎng)絡(luò)5的SMP射頻插座31相連，且金屬腔體21填充有用于儲熱的石墨/石蠟復(fù)合相變材料。
[0035]熱交換器3的金屬腔體21上開有8個矩形金屬過孔19和4個圓形金屬過孔20，其開孔位置分別與瓦式TR組件2的PGA插座17和SMP射頻連接器16——對應(yīng)。金屬腔體21內(nèi)部挖空，填充石墨/石蠟復(fù)合相變材料，用于大功率瓦式有源相控陣天線的儲熱，確保大功率有源相控陣可靠工作，并實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)設(shè)計。金屬腔體21的厚度由大功率瓦式有源相控陣天線的總熱耗、大功率瓦式有源相控陣天線的工作時間、石墨/石蠟復(fù)合相變材料的潛熱、石墨/石蠟復(fù)合相變材料的密度、金屬腔體21的面積和質(zhì)量、大功率收發(fā)芯片11和TR多功能芯片12芯片結(jié)溫決定，可通過熱仿真軟件仿真確定。
[0036]參閱圖6。電源調(diào)制分配器4集成在聚四氟乙烯基板30上，外部DC電源供電從電源調(diào)制分配器4上的電源插座29輸入，通過低頻信號線進(jìn)入電源儲能模塊27實(shí)現(xiàn)大功率瓦式有源相控陣天線供電的儲能，然后將電源通過低頻信號線供給電源脈沖調(diào)制電路模塊26實(shí)現(xiàn)對瓦式TR組件2的大功率收發(fā)芯片11和TR多功能芯片12供電的脈沖調(diào)制，最后通過低頻信號線供給電源分發(fā)模塊22實(shí)現(xiàn)對電源的分發(fā)，并通過與電源分發(fā)模塊22相連的低頻信號網(wǎng)絡(luò)23的PGA插頭24輸出。同時外部波束控制信號從電源調(diào)制分配器4上的控制插座28輸入，通過低頻控制線36進(jìn)入電源分發(fā)模塊22，同樣通過與低頻信號網(wǎng)絡(luò)23相連的PGA插頭24輸出，共同實(shí)現(xiàn)對瓦式TR組件2的大功率收發(fā)芯片11和TR多功能芯片12的供電、大功率脈沖功率調(diào)制、以及幅相碼的控制。
[0037]參閱圖7。功率分配合成網(wǎng)絡(luò)5集成在玻璃鋼介質(zhì)基板37上。SMP射頻插座31的一端與往下穿過熱交換器3上的圓形金屬過孔20和電源調(diào)制分配器4上的屏蔽過孔25的瓦式TR組件2的SMP射頻連接器16相連，實(shí)現(xiàn)瓦式TR組件2的射頻信號的發(fā)射或接收。SMP射頻插座31另一端通過玻璃鋼介質(zhì)基板37上的微帶傳輸線相連于環(huán)形器35，經(jīng)環(huán)形器35后，分兩路輸出，一路將射頻接收信號經(jīng)微帶傳輸線從射頻輸出接口 32輸出，共有四個射頻輸出接口 32，另一路經(jīng)微帶功分器34，相連于功率分配合成網(wǎng)絡(luò)5的射頻輸入接口33，可實(shí)現(xiàn)發(fā)射信號的輸入。
[0038]圖8是本發(fā)明大功率瓦式有源相控陣天線在高溫80°C的條件下，工作180秒的熱設(shè)計結(jié)果。8X8規(guī)模的大功率瓦式有源相控陣天線共有64個大功率芯片11，每個大功率芯片11輸出功率為49dBm?？紤]到64個大功