發射-接收（T/R）模塊是時間雙工射頻前端的基礎，位于天線陣元的正后方，用于雷達和通信（例如5G、衛星）系統的波束形成陣列中。TR模塊通常由一個低噪聲放大器、一個功率放大器和一個TR開關組成。在此基礎之上，可以構建各種級別的“智能”，允許TR模塊接管一些波束控制的任務，例如自動掃描和波束切換，通常還會集成數字控制和遙測接口以及功率控制系統。

T/R模塊通常與專門的天線元件緊密集成。根據應用的不同，這些天線元件可以是平面的（貼片、Vivaldi等）或非平面的（螺旋等）。有時，天線陣列中還會集成多極化能力。開發定制天線和T/R模塊可使用商業上可用的組件，以適應所需應用，最高可達X/Ku波段。

從5G通信到大型相控陣雷達系統，射頻系統都會使用T/R模塊來控制發射和接收的功能。相控陣雷達系統中一般會集成相位偏移和幅度控制，用于控制波束指向和塑造天線波束賦型。

將T/R模塊物理上放置在輻射元件附近從而得到最大的傳輸效率，此外，通過最小化天線饋電網絡中的傳輸損耗產生的噪聲，接收器的靈敏度得到了增強。

一維（線性）陣列呈“木板”形狀，當與其他木板一起堆疊時，形成二維陣列（見圖4）。一維線性陣列可以提供在一個平面上的波束控制，而通過將多個這樣的一維陣列進行堆疊，可以形成一個二維陣列，從而實現在三維空間中的波束控制。這種二維陣列提供了更高的靈活性和更精確的波束指向能力，這對于雷達和通信系統來說是非常重要的。

在一維線性陣列中，T/R模塊和天線元件通常按照直線排列，而在二維陣列中，這些線性陣列則按照特定的幾何形狀排列，比如矩形或者其他形狀，以滿足特定的波束覆蓋和掃描要求。

圖4可能展示了這種堆疊結構的示意圖，其中不同的“木板”代表不同的線性陣列，它們共同工作以形成一個完整的二維陣列。這種設計允許系統在不需要機械移動部件的情況下，通過電子方式控制波束的指向，從而提高了系統的響應速度和靈活性。

每個T/R模塊都擁有自己的相位和幅度加權，這些可以實時更新，以允許波束掃描和目標跟蹤功能。使用這樣的模塊，可以輕松實現單波束和單脈沖技術。

自適應電子掃描陣列

地面通信系統（例如5G）和衛星系統利用AESA技術來跟蹤用戶終端，并通過在干擾器/干擾源的方向上引導零點來減少干擾。雷達系統使用AESA功能進行波束掃描，以及在民用和軍事應用中進行目標跟蹤。

AESA的關鍵設計方面包括天線陣元間距、射頻信號分配、熱管理和數據接口。必須仔細選擇陣元間距以防止在天線波束中產生不希望的柵瓣。間距決定了T/R模塊外殼的尺寸。對于X波段及以上，非常重要的是T/R系統組件非常緊湊，以便它們能夠在物理上適應由天線間距定義的空間。

射頻信號分配系統必須盡可能少地表現出損耗，尤其是在T/R模塊和天線之間。當發射功率超過一兩瓦時，熱管理也會成為一個問題。在許多情況下，可能需要某種形式的冷卻（空氣、液體），特別是在炎熱環境中進行高占空比、長時間運行時。當需要實時更新T/R模塊相位/幅度數據以進行掃描和跟蹤操作時，高速數據接口也是至關重要。

審核編輯：黃飛

?