X波段HPM窄脉冲高峰值功率T/R组件设计与实践

第三代半导体技术的快速发展及固态功率器件峰值功率的大幅提高,使得构建基于有源相控阵体制的高功率微波系统成为可能。与传统的相控阵雷达系统相比,其射频工作脉冲最窄要求十纳秒以下,而输出功率要达到万瓦量级,采用传统设计方法已经无法实现。文中研制了用于高功率微波系统的X波段T/R组件及其关键技术,该组件基于新型GaN大功率微波器件,采用放大链稳定级联设计实现了高峰值输出功率(数千瓦);通过高压大电流调制器和窄脉冲微波功率放大技术实现了10纳秒脉宽射频的放大输出,其前后沿达纳秒量级;应用小型化大功率合成和8通道高功率集成一体化满足结构小型化要求,阵面单位面积下的功率密度达到300W/cm^2。经测试,T/R组件性能指标满足高功率微波系统的要求,验证了固态高功率微波(HPM)相控阵体制的可行性,也为进一步实现工程化系统奠定了技术基础。