TR组件知识讲解
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在近代雷达和微波多路通信系统中都要用单方向 环行特性的器件。 例如，在收发设备共用一副天线的雷达系统中常 用环形器作双工器。
一、环形器的基本原理
环形器的原理依然是磁场偏置铁氧体材料各向异性特性。 微波结构有微带式、波导式、带状线和同轴式，其中以 微带三端环形器用的最多，用铁氧体材料作介质，上置 导带结构，加恒定磁场，就具有环行特性。如果改变偏 置磁场的方向，环行方向就会改变。
有源相控阵雷达的TR组件位于天线和 信号合成／分解网络之间，其主要功 能
是根据外部控制信号对微波信号进行放 大、移相和衰减。
指标：
• 频率范围 • 发射功率 • 发射增益 • 接收增益 • 收发隔离度 • 噪声系数 • 效率 • 输入输出功率 • 衰减范围，精度 • 相移范围，精度
世界先进水平的T/R产品
隔离器又名信号隔离器,是工业控制系统中重要组成部分。
隔离器主要技术参数
1.隔离强度：也叫隔离能力、耐压强度或测试耐压，这是衡量 信号隔离器的主要参数之一。单位：伏特@1分钟。它指的是输 入与输出，输入与电源，输出与电源之间的耐压能力。它的数 值越大说明耐压能力越好，隔离能力越强，滤波性能越高。一 般的，这种耐压测试是通过一次性样品的耐压检验来确定的。
电压驻波系数：电压驻波系数仅仅反映端口输入输出匹配情况。端口电 压驻波系数最小，开关的损耗不一定最小；但是差损最小的开关其电压驻 波系数肯定小。 谐波：PIN二极管具有非线性，因此会产生谐波，当应用于较宽的场合时， 谐波可能落入带内而无法滤除，所以要给予重视。
下图即是一个电子T-R开关的基本电路，由一个与发射器串联 的PIN二极管，和一个并联在距离天线-TX-RX节点1/4波长位 置的二极管组成。
TR组件
TR组件的概念
T/R是Transmitter and Receiver的缩写。
T/R组件通常意义下是指一个无线收发系 统中频与天线之间的部分，即T/R组件一 端接天线，一端接中频处理单元就构成 一个无线收发系统。
背景意义
• 有源相控阵雷达技术是当今雷达的主流技术。 随着科技的不断发展，我们对其核心部件TR组 件在体积、电性能及可靠性方面提出了更高的 要求。TR组件是有源相控阵雷达的核心。在雷 达系统中，每一个天线单元都有一个TR组件与 之对应，因此一部雷达内有数千甚至上万个TR 组件。舰载和机载雷达系统对TR组件的体积和 能耗有着极为苛刻的要求，实现TR组件的小型 化具有相当重要的现实意义。
指标如下：
TI:Hi-Perf WiMAX 802.16, 2.5-3.5GHz BTS RX/TX
TI:TRF2443
指标如下：
混频器
混频器是通信收发组件中重要的组成部件。在发射机中 一般用上混频，它将已调制的中频信号搬移到射频段。 接收机一般为下混频，它将接收到的射频信号搬移到中 频上。接收机的混频器位于LNA之后，将LNA输出的射 频信号通过与本振信号相乘变换为中频信号。
PIN二极管开关电路技术指标
插入损耗和隔离度：PIN管实际存在一定数值的电抗和损耗电阻， 因此开关在导通时衰减不为零，成为正向插入损耗，开关在断开时 其衰减也非无穷大，成为隔离度。二者时衡量开关的主要指标，一 般希望插入损耗小，而隔离度大。
开关时间：由于电荷的存储效应，PIN管从截止转变为导通状态，以及从 导通状态转变为截止状态都需要一个过程，这个过程所需要的时间成为开 关时间。 承受功率：在给定的工作条件下，微波开关所能承受的最大输入功率。
2.精度：这是衡量一个信号隔离变送器质量的标尺。业内一般能 做到量程±0.2[%]。个别品牌如M-SYSTEM 、ACI等能做到 ±0.1[%]。 3温度系数：表示隔离器等仪表在环境温度发生变化时，精度的 变化情况。 大多情况下用百分数表示（也有用单位250ppm/K表 示的），如：M-SYSTEM温度系数±0.015[%]/℃（相当于
荡
振
Fra Baidu bibliotek反馈振荡器： 器
荡
器
负 阻 振 荡 器
负阻振荡器：
负阻振荡器主要是指采用负阻器件和谐振回路组成的 振荡器，利用负阻器件的负电阻效应与谐振回路中的 损耗正电阻相抵消，维持谐振回路的稳定振荡。常用 的负阻器件有隧道二极管，负阻振荡器常用在微波断。
环形器
环形器是一个多端口器件，其中电磁波的传输只能 沿单方向环行。 右图中，信号只能沿①→②→③→④→①方向传输， 反方向是隔离的。
二、环形器的技术指标
频率范围 （GHZ） 正向损耗 ( DB ) 反向隔离 ( DB ) 驻波系数 反射功率 （W） 温度范围 （℃）
1.27—1.38 ≤0.3dB ≥23dB ≤1.2 100W -40℃～+80℃
隔离器基本原理
隔离器是一种采用线性光耦隔离原理,将输入信号进行转换输出。 输入,输出和工作电源三者相互隔离,特别适合与需要电隔离的设 备仪表配用。
150ppm/K）。
4.响应时间：表征信号隔离器的反应速度。
5.绝缘电阻：内部电源与外壳之间隔离直流作用的数值化表征。
6.负载电阻：反映了信号隔离器的带载能力。
开关电路
一般称为天线收发模块应用在收发器，其功能是在发送状态将天 线和发射器进行连接，而在接受状态时，将天线与接收器进行连 接。
PIN二极管作为一个基本单元在这些开关中的使用时，他们就会比 电子-机械开关提供更高的可靠性，更好的机械强度和更快的开关速 度。
低噪声放大器
射频放大电路的主要技术指标：
功率放大器的主要指标
上图为MA-COM 公司的 MAAPGM0024-DIE型 功 放芯片外观图，右边是其装配示意图
衰减器
概述：从微波网络观点看 ，电阻型衰减器是一个 二端口有耗微波网络。 它属于一种通过型微波 元件。接收机中对本振 输出功率进行控制，获 得最佳噪声系数和变频 损耗，达到最佳接收效 果。在微波接收机中， 实现自动增益控制，改 善动态范围。
调幅接收机 的混频器
混频器的 主要指标：
增益 噪声 线性范围 失真 口间隔离 阻抗
有源混频器：
晶体三极管混频电路
i1
T1
＋
v1
－
＋
v2
－
i1 T1
Re
-VEE
单平衡混频电路
无源混频器：
二极管混频电路
二极管双平衡混频电路
振荡器
振荡器作为混频器的本振源，产生正弦波作为本振信 号送入混频器。
LC
晶
振
体
一、环形器的基本原理
环形器的原理依然是磁场偏置铁氧体材料各向异性特性。 微波结构有微带式、波导式、带状线和同轴式，其中以 微带三端环形器用的最多，用铁氧体材料作介质，上置 导带结构，加恒定磁场，就具有环行特性。如果改变偏 置磁场的方向，环行方向就会改变。
有源相控阵雷达的TR组件位于天线和 信号合成／分解网络之间，其主要功 能
是根据外部控制信号对微波信号进行放 大、移相和衰减。
指标：
• 频率范围 • 发射功率 • 发射增益 • 接收增益 • 收发隔离度 • 噪声系数 • 效率 • 输入输出功率 • 衰减范围，精度 • 相移范围，精度
世界先进水平的T/R产品
隔离器又名信号隔离器,是工业控制系统中重要组成部分。
隔离器主要技术参数
1.隔离强度：也叫隔离能力、耐压强度或测试耐压，这是衡量 信号隔离器的主要参数之一。单位：伏特@1分钟。它指的是输 入与输出，输入与电源，输出与电源之间的耐压能力。它的数 值越大说明耐压能力越好，隔离能力越强，滤波性能越高。一 般的，这种耐压测试是通过一次性样品的耐压检验来确定的。
电压驻波系数：电压驻波系数仅仅反映端口输入输出匹配情况。端口电 压驻波系数最小，开关的损耗不一定最小；但是差损最小的开关其电压驻 波系数肯定小。 谐波：PIN二极管具有非线性，因此会产生谐波，当应用于较宽的场合时， 谐波可能落入带内而无法滤除，所以要给予重视。
下图即是一个电子T-R开关的基本电路，由一个与发射器串联 的PIN二极管，和一个并联在距离天线-TX-RX节点1/4波长位 置的二极管组成。
TR组件
TR组件的概念
T/R是Transmitter and Receiver的缩写。
T/R组件通常意义下是指一个无线收发系 统中频与天线之间的部分，即T/R组件一 端接天线，一端接中频处理单元就构成 一个无线收发系统。
背景意义
• 有源相控阵雷达技术是当今雷达的主流技术。 随着科技的不断发展，我们对其核心部件TR组 件在体积、电性能及可靠性方面提出了更高的 要求。TR组件是有源相控阵雷达的核心。在雷 达系统中，每一个天线单元都有一个TR组件与 之对应，因此一部雷达内有数千甚至上万个TR 组件。舰载和机载雷达系统对TR组件的体积和 能耗有着极为苛刻的要求，实现TR组件的小型 化具有相当重要的现实意义。
指标如下：
TI:Hi-Perf WiMAX 802.16, 2.5-3.5GHz BTS RX/TX
TI:TRF2443
指标如下：
混频器
混频器是通信收发组件中重要的组成部件。在发射机中 一般用上混频，它将已调制的中频信号搬移到射频段。 接收机一般为下混频，它将接收到的射频信号搬移到中 频上。接收机的混频器位于LNA之后，将LNA输出的射 频信号通过与本振信号相乘变换为中频信号。
PIN二极管开关电路技术指标
插入损耗和隔离度：PIN管实际存在一定数值的电抗和损耗电阻， 因此开关在导通时衰减不为零，成为正向插入损耗，开关在断开时 其衰减也非无穷大，成为隔离度。二者时衡量开关的主要指标，一 般希望插入损耗小，而隔离度大。
开关时间：由于电荷的存储效应，PIN管从截止转变为导通状态，以及从 导通状态转变为截止状态都需要一个过程，这个过程所需要的时间成为开 关时间。 承受功率：在给定的工作条件下，微波开关所能承受的最大输入功率。
2.精度：这是衡量一个信号隔离变送器质量的标尺。业内一般能 做到量程±0.2[%]。个别品牌如M-SYSTEM 、ACI等能做到 ±0.1[%]。 3温度系数：表示隔离器等仪表在环境温度发生变化时，精度的 变化情况。 大多情况下用百分数表示（也有用单位250ppm/K表 示的），如：M-SYSTEM温度系数±0.015[%]/℃（相当于
荡
振
Fra Baidu bibliotek反馈振荡器： 器
荡
器
负 阻 振 荡 器
负阻振荡器：
负阻振荡器主要是指采用负阻器件和谐振回路组成的 振荡器，利用负阻器件的负电阻效应与谐振回路中的 损耗正电阻相抵消，维持谐振回路的稳定振荡。常用 的负阻器件有隧道二极管，负阻振荡器常用在微波断。
环形器
环形器是一个多端口器件，其中电磁波的传输只能 沿单方向环行。 右图中，信号只能沿①→②→③→④→①方向传输， 反方向是隔离的。
二、环形器的技术指标
频率范围 （GHZ） 正向损耗 ( DB ) 反向隔离 ( DB ) 驻波系数 反射功率 （W） 温度范围 （℃）
1.27—1.38 ≤0.3dB ≥23dB ≤1.2 100W -40℃～+80℃
隔离器基本原理
隔离器是一种采用线性光耦隔离原理,将输入信号进行转换输出。 输入,输出和工作电源三者相互隔离,特别适合与需要电隔离的设 备仪表配用。
150ppm/K）。
4.响应时间：表征信号隔离器的反应速度。
5.绝缘电阻：内部电源与外壳之间隔离直流作用的数值化表征。
6.负载电阻：反映了信号隔离器的带载能力。
开关电路
一般称为天线收发模块应用在收发器，其功能是在发送状态将天 线和发射器进行连接，而在接受状态时，将天线与接收器进行连 接。
PIN二极管作为一个基本单元在这些开关中的使用时，他们就会比 电子-机械开关提供更高的可靠性，更好的机械强度和更快的开关速 度。
低噪声放大器
射频放大电路的主要技术指标：
功率放大器的主要指标
上图为MA-COM 公司的 MAAPGM0024-DIE型 功 放芯片外观图，右边是其装配示意图
衰减器
概述：从微波网络观点看 ，电阻型衰减器是一个 二端口有耗微波网络。 它属于一种通过型微波 元件。接收机中对本振 输出功率进行控制，获 得最佳噪声系数和变频 损耗，达到最佳接收效 果。在微波接收机中， 实现自动增益控制，改 善动态范围。
调幅接收机 的混频器
混频器的 主要指标：
增益 噪声 线性范围 失真 口间隔离 阻抗
有源混频器：
晶体三极管混频电路
i1
T1
＋
v1
－
＋
v2
－
i1 T1
Re
-VEE
单平衡混频电路
无源混频器：
二极管混频电路
二极管双平衡混频电路
振荡器
振荡器作为混频器的本振源，产生正弦波作为本振信 号送入混频器。
LC
晶
振
体