[实用新型]应用于相控阵系统的宽带微波幅相控制收发多功能芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种应用于相控阵系统的宽带微波幅相控制收发多功能芯片。

背景技术

相控阵雷达是一种先进的雷达体制，从20世纪30年代美国开始此项技术的研究工作，直到50年代中期才由美国休斯飞机公司研制成功。进入60年代以后，随着微电子技术、计算机技术和现代控制理论的出现，相控阵雷达技术的发展进入了飞速发展的阶段。到了80年代，相控阵雷达凭借很多独特的特点，得到了进一步的应用，成为了第三代中、远程防空导弹系统的一个重要标志。进入21世纪，相控阵雷达技术已经成为雷达技术发展的主流，相比传统的机械扫描雷达，相控阵雷达具有能对付多目标、功能多、机动性强、波束指向灵活、反应时间短、数据率高、抗干扰能力强、对复杂目标环境的适应能力强、可靠性高等优点。

相控阵雷达的天线阵面由许多个接收单元和发射单元(T/R组件)组成，单元数目和雷达的功能相关，一般从几百个到几万个，这些单元的数量、尺寸、和性能对相控阵雷达的成本、体积和性能起着决定性的作用。这些单元有规则地排列在平面上，构成阵列天线。利用电磁波相干原理，通过计算机控制馈往各发射单元信号的相位，就可以改变波束的方向进行扫描，故称为电扫描。接收单元把接收到的回波信号送入主机，完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。每个单元除了有天线振子之外，还有放大器、衰减器、移相器等必须的器件。不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的信号，从而在空间辐射出不同方向性的波束。单元数目越多，则波束在空间可能的方位就越多。这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线，“相控阵”由此得名。

相控阵雷达设计的重点和难点在于T/R组件。目前业界T/R组件的设计和制造通常采用混合集成技术，即通过微组装工艺将数十款单功能微波芯片(放大器、开关、衰减器、移相器、驱动器等芯片)集成在一块电路板或微波腔体中，这种技术虽然比较成熟，但是其固有的缺点严重制约了相控阵雷达技术的发展。这种技术的固有缺点包括以下几个方面：

1、体积大。传统的一个T/R组件需要使用数十款芯片、大量的微带传输线、芯片载版、电容电阻、金属隔腔等，其体积很难能够做小，考虑到相控阵雷达包含成千上万个T/R组件，采用传统T/R组件技术的相控阵雷达体积和重量会非常巨大，这会严重影响设备的便携性和使用方便性。

2、成本高。如前文所述，传统的T/R组件技术需要大量的微波芯片和微波器件，硬件成本十分昂贵，再加上人工调试和组装的成本，传统一件T/R组件的成本在八千人民币以上，即使一个仅含有一千个收发通道的相控阵雷达，仅仅用来采购T/R组件的费用便在八百万人民币以上。

3、一致性差。相控阵雷达对每个T/R组件的性能一致性具有着非常严格的要求。在微波毫米波频段，传统T/R组件的幅度、相位、移相精度、衰减精度等性能指标受芯片级联金丝、传输线长度、微组装装配工艺的影响严重，性能的一致性较差，严重影响相控阵雷达的性能。

4、需要大量的调试工作。由于传统T/R组件的性能一致性很差，装配完成后很难满足相控阵系统的一致性要求，所以需要组件设计调试工程师对T/R组件进行大量的调试工作，需要耗费大量的时间和精力，严重影响相控阵雷达的生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种应用于相控阵系统的宽带微波幅相控制收发多功能芯片，降低相控阵雷达系统的体积、重量、成本，提高相控阵雷达的性能和生产效率。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种应用于相控阵系统的宽带微波幅相控制收发多功能芯片，其特征在于：包括芯片，所述芯片集成了16dB数控衰减器AT1、5位数控衰减器AT2、6位数控移相器PS1、低噪声放大器LNA1、低噪声放大器LNA2和低噪声放大器LNA3、驱动功率放大器MPA1、驱动功率放大器MPA2、单刀双掷开关SPDT1、单刀双掷开关SPDT2、单刀三掷开关SP3T1、20位串并转换电路SPC1以及2位TTL转换电路；