Повышение уровня выходной мощности приемо-передающих модулей активных фазированных антенных решеток

• Автор: Езопов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 184 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ГЛАВА I. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ АКТИВНЫХ АНТЕННЫХ ФАЗИРОВАННЫХ РЕШЕТОК БОРТОВЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ X-ДИАПАЗОНА
1.1. Критерии повышения функциональных возможностей радиолокационных комплексов X — диапазона
1.2. Основные задачи улучшения характеристик приемо-передающего модуля активной фазированной решетки Х-диапазона
1.3. Электромагнитная совместимость и устойчивость компонентов приемо-передающих модулей активных фазированных антенных решеток X-диапазона в условиях сверхплотного монтажа в радиогерметичных отсеках

2. ГЛАВА И. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА

ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ И НАГРЕВА АКТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩЕГО МОДУЛЯ АКТИВНОЙ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ И МЕТОДЫ ЕЕ РЕШЕНИЯ

2.1. Математическая модель процесса теплопередачи и нагрева

активного элемента приемо-передающего модуля активной фазированной

антенной решетки
2.2. Алгоритм и программа численного решения совместной
внутренней краевой задачи электродинамики и теплопроводности для сложных СВЧ - устройств методом конечных и объемных элементов и методом конечных и объемных разностей
2.3. Решение внутренней краевой задачи теплопроводности для однослойной и двухслойной модели монолитной интегральной схемы

приемо-передающего модуля АФАР с поверхностным источником тепловой мощности
3. ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ
МОНОЛИТНОЙ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЯ СВЧ МОЩНОСТИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ТЕПЛООБМЕНА С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ И ПУТИ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА РАБОТЫ ПРИЕМО-ПЕРЕДАЮЩЕГО МОДУЛЯ АФАР X-ДИАПАЗОНА
3.1 Исследование теплового поля монолитной интегральной схемы усилителя СВЧ мощности в установившемся режиме
3.2 Нестационарный и импульсный режим работы монолитной интегральной схемы приемо-передающего модуля АФАР X-диапазона
3.3 Бесконтактный метод контроля температуры выходного
усилителя мощности и стабилизация температуры внешней поверхности приемо-передающего модуля АФАР X-диапазона
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
В настоящее время наиболее актуальной и практически важной задачей в радиолокации является повышение уровня излучаемой СВЧ мощности активной фазированной антенной решетки (АФАР). Увеличение излучаемой мощности позволит увеличить дальность обнаружения цели, что предоставит тактическое преимуществе над противником. Для минимизации боковых лепестков, в АФАР существует ограничение: шаг решетки не должен превышать половины длины волны излучаемого СВЧ сигнала. Данное ограничение переходит в требование, предъявляемое к габаритным размерам приемо-передающих модулей (ППМ) - основных элементов АФАР. Начиная с некоторых частот СВЧ диапазона, ограничение максимально возможного поперечного сечения приемо-передающего канала приводит к невозможности использования миниатюрных электровакуумных и корпуссированных твердотельных приборов. Доступной для применения в ППМ элементной базой остаются бескорпусные твердотельные элементы, выполненные в виде монолитных интегральных схем на' диэлектрических подложках с высокой диэлектрической проницаемостью. Более низкий КПД твердотельных элементов (в два раза и более) по сравнению с магнетронами и лампами бегущей волны, выдвигает на первый план задачу обеспечения теплового режима. КПД лучших твердотельных усилителей СВЧ мощности составляет ~ 25 % это означает, что 75 % подводимой мощности преобразуется в тепло. Поэтому задача увеличения излучаемой СВЧ мощности сводится к задаче отвода тепловой мощности от активного элемента приемо-передающего модуля.
Особую актуальность данная задача приобретает с появлением монолитных интегральных схем усилителей СВЧ мощности с высоким уровнем мощности - 10 — 15 Вт. Когда уровень доступной элементной базы

Квазимонолитные интегральные схемы (КМИС)
Макрочип

б) КМИС двухкаскадного GaN усилителя Рис