TR组件行业报告：有源相控阵雷达替代空间广（49页）

行业报告下载 2022年08月11日 08:39 管理员

相控阵雷达采用电的方式控制雷达波束的指向变化来进行扫描，即电扫描。相控阵雷达通过电子计算机控制移相器改变天线孔径上的相位分布来实现波束在空间的扫描，从而完成对空搜索。针对远距离目标搜索，虽然看不到天线的转动，但各个辐射器通过电子计算机控制集中向一个方向发射、偏转，观察距离甚至可达上万公里；针对近距离目标，辐射器又可以分工负责，产生多个波束，有的搜索，有的跟踪，有的导引。有源相控阵雷达市场占比小，替代空间大。根据 Forecast International 分析， 2010~2019 年，全球有源相控阵雷达生产数量占雷达总数的 14.16%，销售额占总雷达行业总金额比例为 25.68%。整体来看，有源相控阵雷达的市场占比依然较小，替代空间巨大。有源相控阵天线是有源相控阵雷达最重要的组成部分。有源相控阵雷达承担了传统脉冲多普勒雷达的天线、发射机和接收前端的功能。除了传统雷达天线具有的波束形成和波束扫描功能外，有源相控阵天线的功能还包含发射信号功率放大和接收信号低噪声放大。有源相控阵雷达工作方式的灵活性首要取决于有源相控阵天线的性能，有源相控阵雷达的成本很大程度上取决于有源相控阵天线的成本。有源相控阵天线由辐射单元、T/R 组件、电源模块、控制模块、射频网络模块、供电网络、液冷管网以及作为结构支撑的阵面骨架等组成。其结构既具有电子设备结构的特征，又具有独特个性，涉及学科包括机械、电子、材料、微电子、工业设计等，是典型的机、电、热等多学科交叉的技术成果。

有源相控阵雷达 T/R 组件（即收发组件）是有源相控阵雷达的核心部件，位于相控阵雷达有源子阵射频前端，主要包含收发两个通道，完成发射信号到阵元的末级功率放大和接收的前级放大，实现阵面的幅相修正和波束扫描等功能。T/R 组件随系统性能要求各有不同，电路的具体设计也有很大差异，但一般由移相器、射频 T/R 开关、功率放大器、限幅器、低噪声放大器、环形器以及控制电路组成，可实现收、发状态之间的快速切换。接收支路，主要由功率环行器（或功率开关）、功率限幅器、低噪声微波放大器（LNA）、镜像抑制混频器、中频信号滤波放大电路、收发转换开关等组成。当雷达上位机发出波控指令后，控制电路首先将收发转换开关快速切至接收支路，天线回波的微弱接收信号经环行器（或开关）进入接收支路，之后经过限幅器、LNA、镜像抑制混频器、中频放大器、收发转换开关，完成对接收信号的放大。此外，T/R 组件还包括其他必要的电路。这些电路与 T/R 组件集成设计，缩短和减少 T/R 组件的电源及控制走线，同时提高信号的质量和稳定性。其中，通讯电路采用高速同步串口方式，按照约定协议，接收上位机的指令，并回送组件的状态和故障信息。控制电路按照接收到的指令，配置相应的移相和衰减态。监视和保护电路是对组件的工作状态进行监测，使其稳定、安全可靠的工作在设定状态，如果超出组件正常工作条件，自保电路切断供电，对组件进行自我保护，并将故障上报给上位机。电源调制电路是为了提高收发隔离度以及发射效率，对收、发支路的供电进行快速脉冲调制，使其在收发转换脉冲高电平期间对发射支路进行供电，而在低电平期间关断；接收支路反之。