基于GaN 技术的大功率T/R 组件可靠性设计与分析
2021-01-09彭祥飞江浩邓林
装备环境工程 2020年12期
关键词:设计
彭祥飞,江浩,邓林
(中国电子科技集团公司第29 研究所,成都 610036)
T/R 组件是集模拟电路、数字电路、大功率微波电路和小信号微波电路于一体的综合电子组件。T/R组件的主要作用是完成发射信号的高功率放大以及接收信号的低噪声放大。由于T/R 组件具有发射功率大、功能复杂等特点,它作为有源相控阵干扰机的核心组件被广泛使用。T/R 组件一般安装在天线阵面上,根据实际匹配的天线单元数量,单型有源相控阵干扰装备中使用的T/R 组件可达上万个,成本达整个设备的60%以上。T/R 组件的功能、性能及可靠性直接关系到装备使用效能。上述因素对T/R 组件的使用提出了苛刻要求,即在紧凑结构空间约束条件下,T/R 组件应具备长时间、高可靠稳定工作。
伴随着半导体技术的发展,尤其是半导体微波功率器件的技术更新换代,T/R 组件的发展经历三个阶段。
1)第一代是基于硅器件的T/R 组件。该时期T/R组件中,Si 管功率器件输出功率可达一百多瓦。但是,Si 管功率器件不能连续波工作,且工作频率较低,最高工作频率只在S 波段,制约了T/R 组件的应用[1-2]。
2)第二代T/R 组件,也是目前广泛使用的T/R组件,以GaAs 为代表的宽禁带微波功率器件作为其功率放大的核心器件。受限于GaAs 材料的低热导率、低击穿场强等特性,GaAs 单管输出功率仅几瓦,难于实现T/R 组件大功率输出,制约了T/R 组件在固态大功率的应用发展[3-4]。
3)第三代T/R 组件,以GaN 为代表的宽禁带微波功率器件作为其功率放大的核心器件。得益于GaN材料……
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