Научная статья на тему 'Особенности реализации приемопередающего модуля АФАР'

Особенности реализации приемопередающего модуля АФАР Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
4223
717
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ АКТИВНОЙ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ / КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩЕГО МОДУЛЯ / АМПЛИТУДНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ / ДИАГРАММА НАПРАВЛЕННОСТИ / МОЩНОСТЬ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Чернова Ирина Владимировна, Тодошева Анжела Сергеевна

Рассматривается приемопередающий модуль активно фазированных антенных решеток, применяемый в радиолокационной станции для воздушных и морских судов. Цель статьи проанализировать особенности реализации приемо-передающего модуля (ППМ) активных фазированных антенных решеток. Методологическую основу статьи составляет теоретический анализ, сравнительный и описательный методы, а также метод обобщения. Рассмотрены основы инженерно-конструкторского решения построения активно фазированных антенных решеток, его приемопередающего устройство, особенности функционирования. Основной конструктивной особенностью ППМ является их установка непосредственно в полотно АФАР и сопряжение отдельных элементов антенного полотна с блоками формирования сигнала. Отмечается, что главной задачей ППМ является обеспечение высокого КПД АФАР в режиме передачи и одновременно обеспечение широкого диапазона управления амплитудой излучаемого сигнала при сохранении управления фазой. Отмечается, что передающий усилитель должен обладать большей выходной мощностью, чем приёмный. ППМ самолетных АФАР чаще всего могут быть размещены непосредственно на несущей конструкции полотна АФАР с противоположной по отношению к излучателям стороны или сгруппированы в блоки. Применение ППМ АФАР с конструкцией, в которой вход падающей мощности соединен с выходом передающего канала, а выход отраженной мощности соединен с входом падающей мощности направленного устройства разделения падающей и отраженной мощностей, которое через защитное устройство соединено с входом приемного канала, позволяет при сохранении эффективности защиты входа приемного и выхода передающего каналов ППМ АФАР повысить КПД АФАР. Выявлена и обоснована необходимость не превышать при сканировании фазы шага решетки половины длины волны излучаемого сигнала. На основе проведенного исследования автором предлагается использовать метод калибровки с помощью современного измерительного оборудования и цифровое управление ППМ. Ключевыми особенностями цифрового производства является всесторонний обмен информацией между всеми стадиями процесса организованный исключительно в цифровом виде. Основным преимуществом цифрового производства является минимизация материальных издержек и времени выхода на рынок новой, индивидуализированной (персона ориентированной) продукции.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Чернова Ирина Владимировна, Тодошева Анжела Сергеевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Особенности реализации приемопередающего модуля АФАР»

ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩЕГО МОДУЛЯ АФАР

Чернова Ирина Владимировна,

МТУСИ, Москва, Россия, [email protected]

Тодошева Анжела Сергеевна,

АО "НИИ "Кулон", Москва, Россия, [email protected]

DOI 10.24411/2072-8735-2018-10128

Ключевые слова: коэффициент полезного действия активной фазированной антенной решетки, конструктивные особенности приемопередающего модуля, амплитудное распределение, диаграмма направленности, мощность.

Рассматривается приемопередающий модуль активно фазированных антенных решеток, применяемый в радиолокационной станции для воздушных и морских судов. Цель статьи - проанализировать особенности реализации приемо-передающего модуля (ППМ) активных фазированных антенных решеток. Методологическую основу статьи составляет теоретический анализ, сравнительный и описательный методы, а также метод обобщения.

Рассмотрены основы инженерно-конструкторского решения построения активно фазированных антенных решеток, его приемопередающего устройство, особенности функционирования. Основной конструктивной особенностью ППМ является их установка непосредственно в полотно АФАР и сопряжение отдельных элементов антенного полотна с блоками формирования сигнала. Отмечается, что главной задачей ППМ является обеспечение высокого КПД АФАР в режиме передачи и одновременно обеспечение широкого диапазона управления амплитудой излучаемого сигнала при сохранении управления фазой. Отмечается, что передающий усилитель должен обладать большей выходной мощностью, чем приёмный. ППМ самолетных АФАР чаще всего могут быть размещены непосредственно на несущей конструкции полотна АФАР с противоположной по отношению к излучателям стороны или сгруппированы в блоки. Применение ППМ АФАР с конструкцией, в которой вход падающей мощности соединен с выходом передающего канала, а выход отраженной мощности соединен с входом падающей мощности направленного устройства разделения падающей и отраженной мощностей, которое через защитное устройство соединено с входом приемного канала, позволяет при сохранении эффективности защиты входа приемного и выхода передающего каналов ППМ АФАР повысить КПД АФАР. Выявлена и обоснована необходимость не превышать при сканировании фазы шага решетки половины длины волны излучаемого сигнала. На основе проведенного исследования автором предлагается использовать метод калибровки с помощью современного измерительного оборудования и цифровое управление ППМ. Ключевыми особенностями цифрового производства является всесторонний обмен информацией между всеми стадиями процесса организованный исключительно в цифровом виде. Основным преимуществом цифрового производства является минимизация материальных издержек и времени выхода на рынок новой, индивидуализированной (персона ориентированной) продукции.

Информация об авторах:

Чернова Ирина Владимировна, аспирант кафедры Безопасность радиосвязи МТУСИ, Москва, Россия Тодошева Анжела Сергеевна, инженер отдела № 21 АО "НИИ "Кулон", Москва, Россия

Для цитирования:

Чернова И.В., Тодошева А.С. Особенности реализации приемопередающего модуля АФАР // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2018. Том 12. №8. С. 27-31.

For citation:

Chernova I.V., Todosheva A.S. (2018). Peculiarities of the realization of the transceiver module of active phased antenna arrays. T-Comm, vol. 12, no.8, pр. 27-31. (in Russian)

Использование активных фазированных антенных решеток является одним из основных путей повышения эффективности авиационных комплексов дальнего радиолокационного обнаружения (АК ДРЛО) и многофункциональных космических радиолокационных комплексов с синтезированной апертурой [1].

Задачи:

• Изучить состав приемо-передающего модуля.

• Выявить особенности соединения приемопередающего модуля с излучателем.

• Определить возможные направления повышения КПД активных фазированных антенных решеток.

Рассмотрим состояние исследуемой проблемы.

Создание активных фазированных антенных решеток (АФАР) представляет собой комплексную научно-техническую и конструкторски-технологическую проблему, требующую решения широкого круга вопросов. Главным из них являются проектирование излучающего полотна и СВЧ-распредел![тельной системы, формирующих требуемые характеристики приемопередающих модулей (ППМ), а также разработку системы управления, схем электропитания и охлаждения аппаратуры АФАР. Технологические задачи связаны, прежде всего, с ППМ, которые являются наиболее дорогостоящими элементами АФАР и должны изготавливаться в большом количестве. Важной задачей, которую необходимо также решать при создании АФАР, является измерение и контроль их характеристик в процессе эксплуатации [1].

Активные фазированные решётки превосходят обычные радарные антенны почти во всех отношениях, обеспечивая более высокую следящую способность и надёжность, пусть и при некотором увеличении в сложности изготовления и, возможно, стоимости [4].

Одним из важнейших направлений по созданию перспективных АФАР является процесс совершенствования ППМ. Современные методы при разработке ППМ включают в себя оптимизацию их архитектуры и компоновки, материалов и элементной базы. Создание ППМ с управлением не только фазовым, но и с амплитудным распределением в каналах позволяет повысить функциональные возможности и эффективность работы АФАР [3|.

Наиболее эффективно ППМ АФАР Может быт ь использован в бортовых авиационных радиолокационных станциях (РЛС), корабельных и наземных РЛС, а также в системах радиопротиводействия и радиорелейных станциях [1].

Реализация ППМ для АФАР.

Приёмо-передающий модуль - это основа пространственного канала обработки сигнала в АФАР.

В его состав входит активный элемент - усилитель, который делает это устройство электродинамически невзаимным. Поэтому для обеспечения возможности работы устройства, как на приём, так и па передачу в нём разделяют передающий и приёмный каналы. Разделение осуществляется либо коммутатором, либо циркулятором. На рисунке 1 указана функциональная схема приёме-перелающего модуля,

В состав приёмного канала входят следующие устройства: Устройство защиты приёмника - обычно либо разрядник, либо другое пороговое устройство, предотвращающее перегрузку приёмного канала.

Малошумящий усилитель - два, или более каскадов активного усиления сигнала.

* Фазовращатель (ФВР) - устройство фазовой задержки сигнала в канале для задания фазового распределения по всему раскрыву решётки.

• Аттенюатор (АТТ) - устройство задания (понижения, ослабления) амплитуды сигнала для задания амплитудного распределения по раскрыву решётки.

Состав передающего канала схож с составом приёмного канала. Отличие заключается в отсутствии устройства зашиты и меньших требованиях к усилителю по шумам. Тем не менее, передающий усилитель должен обладать большей выходной мощностью, чем приёмный [2|.

ППМ содержит корпус и расположенную в нем радиоэлектронную ячейку, содержащую несущую печатную плату е радиоэлектронными элементами, в которой образован, по меньшей мере, один приемо-передающий канал, включающий в себя, по меньшей мере, функциональный узел, обеспечивающий предварительное усиление передаваемого сигнала и управление параметрами передаваемого сигнала, функциональный узел, обеспечивающий выходное усиление передаваемого сигнала, и функциональный узел, обеспечивающий усиление принимаемого сигнала и управление параметрами принимаемого сигнала. Каждый функциональный узел выполнен в виде отдельного конструктивного блока, механически и электрически соединенного с несущей печатной платой [6].

А, 1 1 р,

Рис. 1. Функциональная схема приёмо-передающего модуля

Главной задачей ППМ является обеспечение высокого КПД АФАР в режиме передачи и одновременно обеспечение широкого диапазона управления амплитудой излучаемого сигнала при сохранении управления фазой. Улучшенных характеристик ППМ, можно достичь с помощью дополнительного фазового управления величиной выходного сигнала ППМ, в которых излучатели (или группа излучателей) связаны с отдельным модулем, содержащим активные элементы в виде различного типа генераторных и усилительных каскадов и преобразователей частоты колебаний, а также пассивные умножители частоты. Наиболее важной характеристикой ППМ является калибровка фазовых длин каналов, поскольку фазовая ошибка влияет на характеристики направленности [6].

Современный ППМ выполняет множество функций, в том числе: переключает поляризации излучаемых и принимаемых СВЧ-снгналов; управляет переключателями прием-передача; компенсирует температурную зависимость коэффициентов передачи ППМ в режимах передачи и приема; принимает и хранит кодовые команды цифрового вычислителя; выдает коды состояния основных параметров и общего Сигнала исправности для контроля; в излучателе АФАР формирует заданный уровень мощности; с требуемой

7ТТ

защитой малошумящего усилителя и приемном канале и чувствительностью принимает СВЧ-сигналы; в заданном динамическом и частотном диапазонах с обеспечением требуемой глубины регулировки производит управление раздельно фазой и амплитудой принимаемых и излучаемых сигналов; осуществляет управление переключателями прием-передача |4|.

Использование в передающем н приемном каналах ЛМ одного общего фазовращателя и общей распределительной системы (РС) требуют установки двух высокочастотных приёмо-передающих модулей в каждом модуле. С выхода РС формирующего устройства, который задает длительность импульса и период его повторения, управляется импульсный модулятор каждого активного модуля (ЛМ). Параметры ЛМ ЛФАР зависят от требований, предъявляемым к РЛС, в которой АФАР является антенной системой, а также длины волны, ширины диаграммы направленности (ДН) и излучаемой мощности [4].

Выходная мощность модуля определяется излучаемой мощностью АФАР, плотностью размещения излучателей и размером решетки [4|.

ППМ самолетных АФАР чаще всего могут быть размещены непосредственно на несущей конструкции полотна АФАР с противоположной по отношению к излучателям стороны или сгруппированы в блоки [1].

Основной конструктивной особенностью НИМ является то, что они устанавливаются непосредственно в полотно АФАР и сопрягают отдельные элементы антенного полотна с блоками формирования сигнала. Таким образом, габаритные размеры ППМ АФАР ограничиваются возможностью их размещения в полотне антенной решетки. Дня исключения побочных максимумов излучения АФАР при сканировании фазы шаг решетки не должен значительно превышать половину длины волны излучаемого сигнала, поэтому при разработке ППМ АФАР необходимо это учитывать. Например, для Х- и С-диапазона длин волн шаг антенной решетки, а соответственно и поперечные размеры ППМ, меняется в пределах от 75мм до 18,7мм в зависимости от рабочей частоты. Столь малые габариты корпуса, а также требование его герметичности, стойкости к механическим и климатическим воздействиям, накладывают существенное ограничение на выбор элементной компонентной базы (ЭКБ), на схемотехнические и конструктивные решения при разработке конструкции ППМ АФАР.

Существенно обостряется проблема обеспечения достаточного теплоотвода с активных элементов (транзисторов усилителей мощности) каждого ППМ в составе антенного полотна. Поэтому по результатам термодинамических расчетов формируются требования к минимально допустимому КПД ППМ, который и определяет выделяемую тепловую мощность. Исходя из этих соображений, ППМ разрабатывается с максимально возможным КПД, то есть стремятся максимально снизить потребляемую мощность при сохранении требуемого уровня выходной мощности передающего тракта ППМ [5].

Еще одним немаловажным конструктивным ограничением при разработке мощных ППМ АФАР является внутреннее поперечное сечение СВЧ трактов в корпусе ППМ, которые в общем виде представляют собой прямоугольный волновод, по которому могут распространяться электромагнит-

ные волны. Необходимо провести тщательный электродинамический расчет конструкции, чтобы убедиться в том, что этот волновод является «запредельным» для распространения СВЧ сигналов в диапазоне рабочих частот, или принять дополнительные меры, чтобы сигналы этого диапазона не распространялись до этому волноводу или затухали при распространении. В противном случае, отраженные электромагнитные волны нарушат нормальное функционирование ППМ и могут даже вывести чувствительный приемный тракт из етроя. Исходя из всех описанных выше ограничений ППМ АФАР могут быть разработаны в многоканальном исполнении [5].

В одном случае каждый ППМ соединяется непосредственно с излучателем и образует единое устройство. На этой же несущей конструкции располагаются элементы распределительной системы, включая усилительные модули, а также элементы систем управления и вторичного управления АФАР. При этом достигаются минимальные потери мощности СВЧ-сигнала, однако усложняется компоновка АФАР и увеличивается масса несущей конструкции излучающего полотна 11J.

В другом случае ППМ может соединяться с излучателями с помощью кабелей. Конструкция излучающего полотна при этом имеет минимальную массу, но требуется система кабелей, увеличивающих общую массу АФАР, что приводит к дополнительным потерям. Элементы систем управления и питания АФАР могут размещаться в блоках вместе с ППМ [1].

В каждом ПП М выделяется до 100 Вт тепловой мощности, что требует применения жидкостного охлаждения. В зависимости от расположения ППМ элементы жидкостной системы охлаждения размещаются на несущей конструкции полотна или в блоках, где сосредоточены ППМ. При размещении ППМ на несущей конструкции полотна, на ней должна быть установлена система жидкостных каналов, каждый из которых обслуживает группу ППМ. Здесь для охлаждения используется жидкостной канал в виде трубы с плоскими стенками, к которым полотно прижаты стенки каждого ППМ, имеющие тепловой контакт с теплопроводя-щими платами выходных каскадов усилителя мощности [1].

Набор ППМ решеток должен иметь максимально идентичные амплитудно-частотные (АЧХ) и фазово-частотные (ФЧХ), модуляционные и температурные зависимости. В каждой ППМ введен микропроцессор, который управляет состояниями ФБР и АТТ модуля не только для сканирования луча и формирования ДН различной формы, но и для корректировки их АЧХ, ФЧХ и компенсации изменений параметров ППМ при изменении температуры. Микропроцессор также управляет модуляторами усилителя мощности и малошумящего усилителя (МШУ), а также переключателями, входящими в ППМ 11 |.

В ППМ предусмотрено самоуправляемое устройство защиты приемника, защищающее вход МШУ не только от мощных сигналов «собственного» усилителя мощности (УМ), но и от сигналов других ППМ данной АФАР, а также от мощных несинхронных сигналов. На входе приемных каналов ППМ самолетных АФАР устанавливаются полосовые пропускающие фильтры, защищающие эти каналы ППМ от мощных внеполосных СВЧ-еигнатов. Для защиты УМ от перегрева в ППМ предусматривается отключение питания

29

мри превышении предельной температуры выходных транзисторов УМ |1 |.

Решением проблем радиолокации занимаются инженеры разных стран.

Например, был разработан широкополосный, недорогой, высокопроизводительный и непрерывный фазовращатель для миллиметровых фазированных систем. Принцип его работы основан на изменении режима распространения заземленной копланарной аолноводной линии путем размещения плиты с высокой диэлектрической постоянной. Постоянство распространения и, следовательно, сдвиг фаз изменяются путем изменения высоты воздушного зазора между волноводной линией и диэлектрической плитой. В качестве доказательства концепции используется пьезоэлектрический преобразователь для точного управления этой высотой воздушного зазора. Прототип фазовращателя на основе печатной платы был спроектирован, изготовлен и протестирован на двух разных частотных диапазонах (19-21 и 28,5-30,5 ГГц), которые представляют собой полосы нисходящей линии связи и восходящей линии связи соответственно двухканального диапазона Ка- спутниковой системы связи. Экспериментально достигнута непрерывная и почти линейная характеристика фазового напряжения со средними изменениями фазового сдвига на 170° и 260° по двум полосам соответственно. Отпечаток предлагаемого фазовращателя составляет 2,1 мм х 3 мм, что довольно мало и подходит для низкопрофильных милливолн. Средние потери на вставку по двум диапазонам составляют <0,53 и 2,35 дБ с очень низкими отклонениями ± 0,22 и ± 0,35 дБ соответственно.

Другими учеными представлена новая топология антенны миллиметрового диапазона с высоким коэффициентом усиления, совместимая с интеграцией подложки. Антенна состоит из плоской дискретной линзы, уложенной поверх диэлектрика с сердечником, а плоский фокальный источник собран на нижней стороне. Антенна может быть изготовлена в виде единого, надежного и компактного модуля с использованием стандартных недорогих технологий печатных плат и совместима со схемой приемопередатчика для полностью интегрированных интерфейсных модулей миллиметрового диапазона. Предложенная архитектура изучается с помощью двух компактных антенн следующего диапазона (32 мм * 32 мм х 13,2 мм).

Основные правила проектирования демонстрируются для элементарных ячеек, фокального источника и плоской линзы. При эксперименте получены следующие результаты: для двух рассмотренных компактных антенн коэффициент усиления (17,6 и 20,4 дБ), эффективность апертуры (14 и 26%) и дробная ширина полосы усиления 3 дБ (17 и 18%).

В другом исследовании анализируются фрактальные антенные решетки на предмет их применимости в радарах с множественным входом е несколькими выходами. Исследована геометрия массивов, основанная на фракталах. Кроме того, показана концепция сочетания обоих фракталов, чтобы повысить гибкость в отношении количества передающих и приемных антенн. Фрактальные концепции могут быть использованы для улучшения углового разрешения и уменьшения уровня бокового лепестка для заданного количества передающих и приемных антенн. При этом фрактальная концепция с 21 передающей антенной и 21 приемной антенной улучшает угловое разрешение до 4,6 градусов и умень-

шает уровень боковых лепестков на 3,1 дБ по сравнению с обычной конфигурацией на основе двух линейных массивов с таким же количеством антенных элементов. Кроме того, результаты экспериментально подтверждены широкополосными радиолокационными измерениями.

Разработана новая одиоканальная антенная решетка с микрополосковыми антеннами с кольцевой поляризацией с одной подачей. Эффект достигается с помощью отступов микрополосковых патчей, подаваемых через пазы на интегрированном волноводе подложки. Антенна обладает высокой эффективностью излучения более 90% по сравнению с рабочей частотой. 1 (олоса пропускания импеданса (КСВР <2) и полоса пропускания осевого отношения (AR <3 дБ) в 11,8 и 10,9% достигнуто. Между имитационными и фактическими результатами достигнуто соответствие.

Также учеными мира исследуется компактная, плоская широкополосная циркулярно поляризованная восьмеричная интегральная волна. Для исследования характеристик волны представлен равнобедренный правый треугольный волновод с одной электрической боковой стенкой (расположенной па одном крае волновода) и двумя магнитными: боковыми стенками (расположенными на двух других краях треугольника). Для всех распространяющихся мол в этом треугольном волноводе получены решения по замкнутым формам компонентов электромагнитного поля и частоты отсечки. Моделируемое распределение электромагнитного поля согласуется с аналитическими результатами. Затем определяют резонансные частоты полости. Антенна, состоящая из четырех элементов, спроектирована, изготовлена и измерена. Измеренная ширина осевого отношения 3 дБ антенны составляет 21,6% от 4,72 до 5,86 ГТц. В пределах этого частотного диапазона измеренный коэффициент отражения ниже -10 дБ, а измеренное пиковое усиление и круговой поляризации в широком диапазоне составляет 6,89 дБ при 5,1 ГТц.

Учеными АО «Концерн «Вега» ведется отработка ключевых элементов сверхширокополосной приемопередающей активной сканирующей антенной решетки, обеспечивающей повышение информативности бортовой РЛС за счет использования коротких Сверхширокополосных (СШП) импульсов.

В процессе выполнения работы проведен анализ вариантов построения антенного устройства для перспективной сверхширокополосной бортовой РЛС большой дальности. Полученные результаты доказывают возможность создания видеоимпульсной сканирующей антенной решетки с характеристиками, обеспечивающими значительное повышение радиуса действия короткоимпульсных СШП бортовых РЛС, реализацию приемопередающего режима работы с использованием одного полотна излучателей и высокой скорости сканирования пространства лучом диаграммы направленности. Данная работа - существенное достижение в области разработки прогрессивных технологий, обеспечивающих инновационное развитие и укрепление обороноспособности России.

Вывод ы

Применение I1I1M АФАР с конструкцией, в которой вход падающей мощности соединен с выходом передающего канала, а выход отраженной мощности соединен с входом падающей мощности направленного устройства разделения

падающей и отраженной мощностей, которое через защитное устройство соединено с входом приемного канала, позволяет при сохранении эффективности защиты входа приемного и выхода передающего каналов НИМ АФАР повысить КПД АФАР.

Необходимо также принять во внимание возможное перераспределение СВЧ энергии в различных состояниях ФВР и АТТ из-за изменяющегося коэффициента отражения и вероятность возникновения стоячих волн. Для того, чтобы решить все эти проблемы, можно применить метод калибровки с помощью современного измерительного оборудования и цифровое управление ППМ.

Ключевыми особенностями такого вида производства является всесторонний обмен информацией между всеми стадиями процесса организованный исключительно в цифровом виде. Основным преимуществом цифрового производства является минимизация материальных издержек и времени выхода на рынок новой, индивидуализированной (персонаориентированной) продукции.

Литература

1. Верба B.C. Обнаружение наземных объектов. Радиолокационные системы обнаружения и наведения воздушного базирования. - М.: Радиотехника, 2007, 360 с.

2. Реферат (2010) Усовершенствование методики расчета активной фазированной антенной решетки. http://voinanet.iicoiE.ru/index/ a kt i vnaj a fazi ravannaja a riten naj a reshj otk a/0-7930.

3. Бердыев B.C.. Левитан Б.А., Тушнов П.А.. Шишлов A.B. Повышение эффективности передающих АФАР за счет управления выходной мощностью каналов приемопередающих модулей // Радиотехника. 2016, № 10. С. 88-99.

4. Активные фазированные антенные решётки / Под ред. Д.И. Воскресенского и А.И. Канашснкова. М.: Радиотехника, 2004.488 с.

5. Пари ее Я.М., Киселев И. Г, Комиссаров A.C.. Вилков ВВ., Березняк А.Ф.. Вьюгинов ВН., Г'розина МИ.. Доб/юв В.А., Земшков В.Е.. Зыбин A.A.. Савин A.M., Шифмаи Р.Г. Конструктивно-технологические и метрологические особенности разработки мощных ППМ АФАР S- и С-диапазона. С.-П: Светлана-Электрон прибор, 2016. С. 19-24.

6. Кортнев В.П.. Гуськов Ю.Н. (2012) Приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки. http://www.findpatent.ru/patent/233/2338306.html.

PECULIARITIES OF THE REALIZATION OF THE TRANSCEIVER MODULE OF ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAYS

Irina V. Chernova, MTUSI, Moscow, Russia, [email protected] Angela S. Todosheva, Joint stock company scientific research Institute of the Kulon, Moscow, Russia, [email protected]

Abstract

This article discusses the AFAR (active phased antenna array), used in the radar for aircraft and aircraft. The purpose of the article is to analyze the features of the implementation of the transmit-receive module of active phased antenna arrays. Methodological basis of the article: theoretical analysis, comparative and descriptive methods, as well as generalization method.

The fundamentals of the engineering-design solution for the construction of actively phased antenna arrays, its transceiver device, and the features of functioning are considered. The main design feature of the module is their installation directly into the AFAR web and the interface of the individual elements of the antenna strip with the signal conditioning units. It is noted that the main task of module is to ensure a high efficiency of AFAR in the transmission mode and simultaneous provision of a wide range of real-time applications. It is noted that the transmitting amplifier should have a greater output power than the receiving amplifier. Module aircraft AFAR most often can be placed directly on the supporting structure of the AFAR canvas with the opposite to the radiators of the side or grouped in blocks. The use of APAR with a structure in which the input incident power is connected to the output of the transmission channel, and also to provide access to energy sources. The necessity to not exceed half of the wavelength of the emitted signal when scanning the phase of the lattice step is revealed and justified. Based on the study you can use the calibration method with the help of modern measuring equipment and digital MRP control. The key features of digital production are the comprehensive exchange of information between all stages of the process, organized exclusively in digital form. The main advantage of digital production is the minimization of material resources and the time to enter the market for a new, individualized (person-oriented) product.

Keywords: active phased array antenna efficiency, design features of the transceiver module, amplitude distribution, beam pattern, power.

References

1. Verba V. (2007). Detection of ground objects. Radar systems for detection and guidance of airborne basing. Moscow: Radio Engineering. 360 p.

2. Abstract (2010) Improvement of the method for calculating the active phased array antenna. Retrieved from http://voinanet.ucoz.ru/index/aktivna-ja_fazirovannaja_antennaja_reshjotka/0-7930.

3. Berdyev V., Levitan B., Tushnov P., Shishlov A. (2016). Improving the efficiency of transmitting AFAR by controlling the output power of the channels of the transmit-receive modules. Journal of Radio Engineering, No. 10, pp. 88-99.

4. Voskresensky, D. (2004). Active phased array antennas. Ed. DI. Voskresensky and A.I. Kanashchenkov. Moscow: Radio Engineering. 488 p.

5. Parnes Ya., I<iselev I., Komissarov A., Volkov V., Bereznyak A., Vyuginov V., Grozin M., Dobrov V., Zemlyakov V., Zybin A., Savin A., Shifman R. (2016). Structural-technological and metrological features of the development of powerful APM S-and C-band AFM. S-P: Svetlana-Elektronpribor, pp. 19-24.

6. Kortnev V., Guskov Yu. (2012). Transceiver module of active phased array antenna. Retrieved from http://www.findpatent.ru/patent / 233 / 2338306.html.

Information about authors:

Irina V. Chernova, post-graduate student Department of radio communication security MTUSI, Moscow, Russia

Angela S. Todosheva, engineer of the Department № 21 Joint stock company scientific research Institute of the Kulon, Moscow, Russia

7TT

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.