ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 66
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Для исключения потерь (3 дБ) в моменты излучения зондирующего сигнала и приема ответной реакции зонда квадрантное сканирование выключается путем обнуления фазовращателей, представленных на рис.3.
В приемом устройстве радиолокатора супергетеродинного типа используется промежуточная частота 200 МГц и линейно-логарифмическим УПЧ. На выходах приемного устройства формируются два напряжения:
- огибающая напряжения на частоте 800 кГц,
- огибающая напряжения на частоте квадрантного сканирования.
Первое напряжение (импульсы с частотой 800 кГц) поступает в дальномер и устройство выделения телеметрической информации находящиеся в ПЭВМ оператора.
Напряжение на частоте 800 кГц поступает также на устройство первичной обработки телеметрической информации, которая периодически передается в следующем порядке: опорный канал – температура – влажность – температура – опорный канал и т.д.
Задачи первичной обработки:
- выделить канальные интервалы;
- измерить периоды частотной манипуляции, несущие информацию о температуре и влажности;
- измерить длительности интервалов с максимальной частотой следования импульсов для опознавания опорного канала (рис.1).
Сигнал зонда "800 кГц", продетектированный в приемнике, фильтруется на входе устройства цифровой обработки (УЦО). Полоса фильтра - 100 кГц. Компаратор преобразует сигнал в цифровой. Низкочастотный сигнал, соответствующий закону частотной манипуляции частоты "800 кГц", выделяется схемой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Генератор управляющего напряжения (ГУН) УЦО подстраивается по сигналу зонда "800 кГц" напряжением с выхода фазового детектора. Напряжение на выходе фазового детектора, отфильтрованное ФНЧ, — это низкочастотная огибающая частотной манипуляции сигнала зонда подается на ПЭВМ в канал измерения телеметрии.
Второе напряжение на частоте сканирования поступает на два фазовых детектора, на выходах которых образуются напряжения рассогласования (напряжения, пропорциональные текущим угловым ошибкам).
3. Приемо-передающие модули АФАР Ku диапазона частот
Одним из динамично развивающихся направлений отечественной СВЧ электроники в последние годы стало направление систем с активными фазированными антенными решётками (АФАР), отличающихся от систем с ФАР прежде всего быстродействием
, возможностями работы одновременно по многим целям и перестройки режимов. Это стало возможным после освоения промышленного выпуска широкополосных монолитных интегральных схем (МИС) широкого применения: малошумящих и мощных усилителей, переключателей каналов, переключаемых фазовращателей и аттенюаторов, защитных устройств. В результате модули, предназначенные для активных ФАР Х диапазона частот, уже несколько лет выпускаются серийно [1]. Вслед за этим появилась потребность в модулях для АФАР Ku диапазона частот.
Рис. 1. Структурная схема разработанного приемо-передающего модуля
Модули содержат по одному приемному (ПРМ) и передающему каналу (ПРД). В них используются однофункциональные монолитные интегральные схемы.
Переключатель 1x2 осуществляет включение передающего или приемного каналов. Далее в составе канала ПРД согласующие усилители и усилители мощности, 6‑разрядный фазовращатель и ферритовый циркулятор для развязки выхода канала ПРД и входа канала ПРМ. Используется циркулятор Х‑структуры, а не Y, что позволяет отраженную от хода защитного устройства приемника мощность поглощать в согласованной нагрузке. В состав канала ПРМ входят: пассивное защитное устройство, малошумящий и согласующие усилители, 5‑разрядный аттенюатор, 6‑разрядный фазовращатель. Для цифрового управления фазовращателями, аттенюатором и переключателем в составе модуля имеются драйверы.
Рис. 2. Внешний вид модулей
Конструктивно модули представляют собой ряд герметичных активных СВЧ-узлов, ферритовых вентилей и циркулятора, а также вспомогательных поликоровых плат, смонтированных на едином основании (рис. 2). В большой многослойной керамической плате, реализующей концепцию объемных электронных СВЧ-схем и выполненной по технологии LTCC [2], в верхнем слое смонтированы МИС, выполняющие диаграммообразующую роль, а в нижнем слое — МИС драйверов. В небольшой унифицированной многослойной керамической плате размещены МИС малошумящего усилителя и защитного устройства. Предварительные и выходные каскады передающего канала выполнены в металлокерамических корпусах (рис. 3), обеспечивающих необходимый теплоотвод. СВЧ-сигналы подаются через микрополосковые входы/выходы. Напряжения управления и слаботочного питания подаются на контактные площадки керамической крышки большой многослойной платы. Напряжение питания на выходной усилитель мощности подается через близко расположенный штырь.
Рис. 3. Металлокерамический корпус транзисторного усилителя мощности
Все использованные СВЧ МИС разработаны и изготовлены в АО «НПП «Исток» им. Шокина». Предварительные и выходные каскады передающего канала выполнены на бескорпусных GaAs-транзисторах также производства АО «НПП «Исток» им. Шокина».
Ширина модуля, предназначенного для АФАР, определяется рабочей длиной волны. Для разработанных модулей ширина была выбрана равной порядка 11 мм для литеры 1 и порядка 10 мм для литеры 2. В связи с ограничением по ширине разработанные модули отличаются существенно более плотным расположением компонентов, чем в модулях Х‑диапазона частот. Именно это первую очередь усложняло задачу обеспечения стабильности параметров модулей.
В технологии изготовления модулей используются типовые технологические процессы. Технология изготовления разработанных модулей во многом повторяет технологию изготовления модулях АФАР Х‑диапазона частот. Вместе с тем, в связи увеличением общей длины модулей, были определены технологические операции, к качеству выполнения которых применялись повышенные требования. Это требования к плоскостности общих оснований, качеству их золочения, пайки плат и соблюдению габаритных размеров спаянных оснований, качеству пайки металлокерамических корпусов усилителей мощности на общие основания и соблюдения при этом габаритных размеров, качеству приклеивания многослойных керамических плат. Было увеличено количество циклов технологических испытаний на воздействие смены температур.
Последовательность технологических операций изготовления модулей: пайка плат линий СВЧ и питания на общее основание, пайка ПУМ и ВУМ на общее основание, приклеивание корпусированных узлов, причем большая многослойная плата клеится в открытом состоянии, разварка перемычек, настройка параметров модуля, технологические испытания, герметизация большой многослойной платы.
В таблице представлены основные параметры приемо-передающих модулей АФАР двух частотных литер Ku-диапазона частот. На момент окончания разработки отечественные аналоги разработанных модулей неизвестны.
Таблица 1. Основные параметры ППМ АФАР Ku диапазона частот
| Параметры | Литера 1 | Литера 2 | ||
| ПРД/ПРМ | Приемный канал | Передающий канал | Приемный канал | Передающий канал |
| Коэффициент шума, дБ | 3,5 | – | 3,5 | – |
| Коэффициент усиления, дБ | 25 | 30 | 25 | 30 |
| Выходная импульсная мощность, Вт | – | 5 | – | 0,3 |
| Количество разрядов аттенюатора ПРМ | 5 | – | 5 | – |
| Количество разрядов фазовращателей ПРД/ПРМ | 6 | 6 | 6 | 6 |
| Длина, мм | 113,3 | 84 | ||
Дальнейшее совершенствование аналогичных модулей может идти в направлении использования мощных GaN транзисторов и МИС для усилителей мощности (поэтапно, по мере появления), многофункциональных МИС в диаграммообразующих цепях, 260 прижимных контактов для СВЧ и низкочастотных цепей, развития конструкции и технологии многослойных плат, минимизации габаритов [3,4].