RU2800337C1

RU2800337C1 - Transceiver module of an active phased antenna array of the microwave frequency range

Info

Publication number: RU2800337C1
Application number: RU2023105318A
Authority: RU
Inventors: Александр Генрихович Далингер; Максим Сергеевич Карасев; Сергей Владимирович Шацкий; Сергей Андреевич Щёголев; Андрей Владиславович Адиатулин
Original assignee: Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И.Шокина"
Filing date: 2023-03-09
Publication date: 2023-07-20

Abstract

FIELD: radio equipment.

SUBSTANCE: transceiver module of an active phased antenna array of the microwave frequency range, containing a microwave switch for two positions "reception/transmission", to the "input" contact of which a switch is connected, while in the "transmission" position a transmitting channel is connected to the switch, including the input of the transmitting channel, a directional coupler, a power control system, an output power amplifier, a power preamplifier, a phase shifter with a control circuit, a matching amplifier, a directional coupler, and in the "receive" position, a receiving channel is connected to the switch, including the input of the receiving channel, a directional coupler, a microwave switch, a low-noise amplifier, a matching amplifier, a protective device, an attenuator with control circuit, a matching amplifier, a receive channel output.

EFFECT: possibility of APAA operation in two frequency ranges, checking operability of APAA receiving channels in real time without the possibility of being detected, increasing reliability of APAA and eliminating the influence of ambient temperature on the main output electrical parameters of the transceiver module.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронным устройствам, а именно к конструкции приемо-передающих модулей активных фазированных антенных решеток (ППМ АФАР) СВЧ-диапазона частот.The invention relates to radio-electronic devices, and in particular to the design of transceiver modules of active phased antenna arrays (APM AFAR) of the microwave frequency range.

Известен приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки (АФАР) СВЧ-диапазона [Патент РФ №2454763С1 H01Q21/00], содержащий, по меньшей мере, один переключатель «прием/передача» на 2 положения, контакт «вход-выход» которого является входом-выходом модуля, контакт «выход» в положении переключателя «передача» подключен ко входу передающего канала, включающего последовательно соединенные, по меньшей мере, один управляемый n-разрядный ступенчатый фазовращатель, предварительный усилитель мощности, выходной усилитель мощности, выход передающего канала, который является выходом модуля, и, по меньшей мере, один контакт «вход» в положении переключателя «прием», который подключен к выходу приемного канала, содержащего последовательно соединенные, по меньшей мере, один управляемый n-разрядный ступенчатый аттенюатор, по меньшей мере, один малошумящий усилитель, защитное устройство и вход приемного канала, который является входом модуля. Дополнительно переключатель имеет второй контакт «вход», к которому подключен коммутатор, передающий канал содержит дополнительный n-разрядный ступенчатый фазовращатель и два согласующих усилителя, при этом вход одного из усилителей соединен с контактом «выход» переключателя, а выход усилителя со входом дополнительного n-разрядного ступенчатого фазовращателя, вход второго усилителя соединен с выходом дополнительного n-разрядного ступенчатого фазовращателя, а выход усилителя со входом n-разрядного ступенчатого фазовращателя, причем оба фазовращателя подключены к одной схеме управления, приемный канал содержит дополнительный n-разрядный ступенчатый аттенюатор, выход которого соединен со входом n-разрядного ступенчатого аттенюатора, причем аттенюаторы подключены к одной схеме управления, дополнительный n-разрядный ступенчатый фазовращатель, выход которого соединен со входом первого n-разрядного ступенчатого фазовращателя, причем фазовращатели подключены к одной схеме управления, два согласующих усилителя, вход одного из которых соединен с выходом n-разрядного ступенчатого аттенюатора, а выход усилителя со входом дополнительного n-разрядного ступенчатого фазовращателя, вход второго усилителя соединен с выходом n-разрядного ступенчатого фазовращателя, а выход второго усилителя с контактом «вход» переключателя, и делитель мощности СВЧ-сигнала, вход которого соединен с выходом малошумящего усилителя, первый выход делителя соединен со входом дополнительного n-разрядного ступенчатого аттенюатора, а ко второму выходу делителя подключен второй приемный канал, содержащий последовательно соединенные дополнительный n-разрядный и n- разрядный ступенчатый фазовращатели, имеющие одну схему управления, дополнительный n-разрядный и n-разрядный ступенчатый аттенюаторы, имеющие одну схему управления, и два согласующих усилителя, вход одного из которых соединен с выходом n-разрядного ступенчатого фазовращателя, а выход усилителя со входом дополнительного n-разрядного ступенчатого аттенюатора, вход второго усилителя соединен с выходом n-разрядного ступенчатого аттенюатора, а выход второго усилителя соединен с выходом второго приемного канала, который является выходом модуля, при этом в каждом канале каждая схема управления фазовращателями и аттенюаторами содержит преобразователь последовательного кода управления в параллельный код и преобразователь уровней сигналов управления. При этом во втором приемном канале вход дополнительного n-разрядного ступенчатого аттенюатора может быть соединен со вторым выходом делителя, а выход n-разрядного ступенчатого аттенюатора со входом первого согласующего усилителя, выход которого соединен со входом дополнительного n-разрядного ступенчатого фазовращателя, выход n-разрядного ступенчатого фазовращателя соединен со входом второго согласующего усилителя.A transceiver module of an active phased antenna array (APAA) of the microwave range is known [RF Patent No. 2454763C1 H01Q21/00], containing at least one "reception / transmission" switch for 2 positions, the "input-output" contact of which is the input-output of the module, the "output" contact in the position of the "transmission" switch is connected to the input of the transmitting channel, including serially connected at least one controlled n - a bit step phase shifter, a power preamplifier, an output power amplifier, a transmitting channel output, which is the output of the module, and at least one "input" contact in the "receive" switch position, which is connected to the output of the receiving channel containing at least one controlled n-bit step attenuator connected in series, at least one low-noise amplifier, a protective device, and the receiving channel input, which is the module input. Additionally, the switch has a second "input" contact, to which the switch is connected, the transmitting channel contains an additional n-bit step phase shifter and two matching amplifiers, while the input of one of the amplifiers is connected to the "output" contact of the switch, and the output of the amplifier is connected to the input of an additional n-bit step phase shifter, the input of the second amplifier is connected to the output of an additional n-bit step phase shifter, and the amplifier output is connected to the input of an n-bit step phase shifter of the inverter, both phase shifters are connected to the same control circuit, the receiving channel contains an additional n-bit step attenuator, the output of which is connected to the input of the n-bit step attenuator, and the attenuators are connected to the same control circuit, an additional n-bit step phase shifter, the output of which is connected to the input of the first n-bit step phase shifter, and the phase shifters are connected to one control circuit, two matching amplifiers, the input of one of which is connected to the output of an n-bit step attenuator, and the output of the amplifier to the input of an additional n-bit step phase shifter, the input of the second amplifier is connected to the output of the n-bit step phase shifter, and the output of the second amplifier is connected to the "input" contact of the switch, and the power divider of the microwave signal, the input of which is connected to the output of a low-noise amplifier, the first output of the divider is connected to input of an additional n-bit step attenuator, and a second receiving channel is connected to the second output of the divider, containing an additional n-bit and n-bit step phase shifters connected in series, having one control circuit, an additional n-bit and n-bit step attenuator having one control circuit, and two matching amplifiers, the input of one of which is connected to the output of the n-bit step phase shifter , and the output of the amplifier with the input of an additional n-bit step attenuator, the input of the second amplifier is connected to the output of the n-bit step attenuator, and the output of the second amplifier is connected to the output of the second receiving channel, which is the output of the module, while in each channel each phase shifter and attenuator control circuit contains a converter of a serial control code into a parallel code and a converter of control signal levels. In this case, in the second receiving channel, the input of the additional n-bit step attenuator can be connected to the second output of the divider, and the output of the n-bit step attenuator to the input of the first matching amplifier, the output of which is connected to the input of the additional n-bit step phase shifter, the output of the n-bit step phase shifter is connected to the input of the second matching amplifier.

Недостатком данного технического решения является:The disadvantage of this technical solution is:

- отсутствие возможности калибровки коэффициента усиления приемного канала без использования дополнительного испытательного оборудования, что снижает надежность АФАР и точность определения координат цели в процессе работы;- the inability to calibrate the gain of the receiving channel without the use of additional test equipment, which reduces the reliability of the APAA and the accuracy of determining the coordinates of the target during operation;

- отсутствие возможности проверки работоспособности передающего канала, что снижает надежность АФАР;- the inability to check the operability of the transmitting channel, which reduces the reliability of the APAA;

- влияние температуры окружающей среды на электрические параметры приемо-передающего модуля, что снижает точность получения информации о цели из-за не идентичности характеристик при калибровке и в процессе работы.- the influence of the ambient temperature on the electrical parameters of the transceiver module, which reduces the accuracy of obtaining information about the target due to the non-identity of the characteristics during calibration and during operation.

Известен приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона, принятый за прототип [Патент РФ №2730042 H01Q 21/00,]. Known transceiver module active phased antenna array microwave range, taken as a prototype [RF Patent No. 2730042 H01Q 21/00,].

Приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона содержит, по меньшей мере, один переключатель «прием/передача» на 2 положения, контакт «вход-выход» которого является входом-выходом модуля. Контакт «выход» в положении переключателя «передача» подключен ко входу передающего канала, включающего последовательно соединенные согласующий усилитель, по меньшей мере, один дополнительный n-разрядный ступенчатый фазовращатель, согласующий усилитель, по меньшей мере, один n-разрядный ступенчатый фазовращатель, предварительный усилитель мощности, выходной усилитель мощности, выход передающего канала, который является выходом модуля, причем оба фазовращателя подключены к одной схеме управления. По меньшей мере, один контакт «вход» в положении переключателя «прием» подключен к выходу приемного канала, содержащего последовательно соединенные, согласующий усилитель, по меньшей мере, один n-разрядный ступенчатый фазовращатель, дополнительный n-разрядный ступенчатого фазовращатель, согласующий усилитель, n-разрядный ступенчатый аттенюатор, дополнительный n-разрядный ступенчатый аттенюатор, делитель мощности СВЧ-сигнала, малошумящий усилитель, защитное устройство и вход приемного канала, который является входом модуля, причем оба фазовращателя подключены к одной схеме управления, а оба аттенюатора подключены к одной схеме управления. Ко второму выходу делителя подключен второй приемный канал, содержащий последовательно соединенные дополнительный n-разрядный и n-разрядный ступенчатый фазовращатели, имеющие одну схему управления, согласующий усилитель, дополнительный n-разрядный и n-разрядный ступенчатый аттенюаторы, имеющие одну схему управления, согласующий усилитель, выход второго приемного канала, который является выходом модуля. Ко второму контакту «вход» переключателя подключен коммутатор. На входе каждого канала установлен направленный ответвитель мощности, а на выходе направленный ответвитель мощности, соединенный с системой контроля мощности, при этом выход каждого канала соединен с его входом через СВЧ выключатель. Передающий канал содержит n-разрядный ступенчатый аттенюатор и дополнительный n-разрядный ступенчатый аттенюатор, имеющие одну схему управления, при этом вход n-разрядного ступенчатого аттенюатора подключен к выходу n-разрядного ступенчатого фазовращателя, а выход ко входу дополнительного n-разрядного ступенчатого аттенюатора, выход которого подключен ко входу согласующего усилителя, выход которого подключен ко входу предварительного усилителя.The transceiver module of the active phased antenna array of the microwave range contains at least one "reception / transmission" switch for 2 positions, the "input-output" contact of which is the input-output of the module. The "output" contact in the "transmission" switch position is connected to the input of the transmitting channel, which includes a matching amplifier connected in series, at least one additional n-bit step phase shifter, a matching amplifier, at least one n-bit step phase shifter, a power preamplifier, an output power amplifier, the output of the transmitting channel, which is the output of the module, and both phase shifters are connected to the same control circuit. At least one “input” contact in the “receive” switch position is connected to the output of the receiving channel containing a series-connected matching amplifier, at least one n-bit step phase shifter, an additional n-bit step phase shifter, a matching amplifier, an n-bit step attenuator, an additional n-bit step attenuator, a microwave signal power divider, a small a switching amplifier, a protective device and a receiving channel input, which is the input of the module, with both phase shifters connected to the same control circuit, and both attenuators connected to the same control circuit. A second receiving channel is connected to the second output of the divider, containing an additional n-bit and n-bit step phase shifters connected in series, having one control circuit, a matching amplifier, an additional n-bit and n-bit step attenuators, having one control circuit, a matching amplifier, the output of the second receiving channel, which is the output of the module. A switch is connected to the second contact "input" of the switch. A directional power coupler is installed at the input of each channel, and a directional power coupler connected to the power control system is installed at the output, while the output of each channel is connected to its input through a microwave switch. The transmitting channel contains an n-bit step attenuator and an additional n-bit step attenuator having one control circuit, while the input of the n-bit step attenuator is connected to the output of the n-bit step phase shifter, and the output to the input of the additional n-bit step attenuator, the output of which is connected to the input of the matching amplifier, the output of which is connected to the input of the preamplifier .

Недостатками данного модуля являются:The disadvantages of this module are:

- вероятность самовозбуждения передающего СВЧ-тракта в отсутствии развязки между приемным и передающим каналами, что может привести к выходу из строя приемо-передающего модуля и подрешетки АФАР;- the probability of self-excitation of the transmitting microwave path in the absence of decoupling between the receiving and transmitting channels, which can lead to failure of the receiving-transmitting module and the APAA subarray;

- не широкая полоса рабочих частот приемо-передающего модуля, что снижает точность получения информации о цели;- not a wide band of operating frequencies of the transceiver module, which reduces the accuracy of obtaining information about the target;

- влияние температуры окружающей среды на электрические параметры приемо-передающего модуля, что снижает точность получения информации о цели и снижает надежность АФАР, так как возникает вероятность самовозбуждения передающего канала, что влечет за собой выход из строя передающего или приемного СВЧ-тракта.- the influence of the ambient temperature on the electrical parameters of the transceiver module, which reduces the accuracy of obtaining information about the target and reduces the reliability of the APAA, since there is a possibility of self-excitation of the transmitting channel, which entails the failure of the transmitting or receiving microwave path.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение возможности работы АФАР в двух диапазонах частот, проведения проверки работоспособности приемных каналов АФАР в режиме реального времени без возможности быть обнаруженным, повышение надежности АФАР и исключения влияния температуры окружающей среды на основные выходные электрические параметры приемо-передающего модуля.The technical result of the invention is to enable the APAA to operate in two frequency bands, to check the operability of the APAA receiving channels in real time without the possibility of being detected, to increase the reliability of the APAA and to eliminate the effect of ambient temperature on the main output electrical parameters of the transceiver module.

Технический результат достигается тем, что приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона частот содержит СВЧ-переключатель на два положения «прием/передача», к контакту «вход» которого подключен коммутатор, при этом в положении «передача» к переключателю подключен передающий канал, включающий вход передающего канала, направленный ответвитель, систему контроля мощности (СКМ), выходной усилитель мощности, предварительный усилитель мощности, фазовращатель со схемой управления, согласующий усилитель, направленный ответвитель, а в положении «прием» к переключателю подключен приемный канал, включающий вход приемного канала, направленный ответвитель, СВЧ-выключатель, малошумящий усилитель, согласующий усилитель, защитное устройство, аттенюатор со схемой управления, согласующий усилитель, выход приемного канала. Вход и выход передающего канала подключены к выходу СВЧ-переключателя, ко входу предварительного усилителя мощности подключен выход шестиступенчатого фазовращателя, а его вход к выходу согласующего усилителя, вход которого соединен с выходом аттенюатора с температурной зависимостью затухания, вход которого соединен с выходом направленного ответвителя, вход которого соединен с входом передающего канала, а ответвляющая часть соединена с входом СВЧ-выключателя передающего канала, выход которого соединен со входом аттенюатора управляемого напряжением, а его выход соединен со входом СВЧ-выключателя приемного канала, выход которого соединен с ответвляющей частью направленного ответвителя приемного канала, а выход направленного ответвителя соединен со входом диплексера, первый выход которого соединен со входом малошумящего усилителя Ku-диапазона, а его выход соединен со входом согласующего усилителя, выход которого соединен с первым входом СВЧ-переключателя, второй выход диплексера соединен со входом малошумящего усилителя Х-диапазона, выход которого соединен со входом согласующего усилителя Х-диапазона, а его выход соединен со вторым входом СВЧ-переключателя, выход переключателя соединен с защитным устройством, выход которого соединен со входом аттенюатора с температурной зависимостью затухания, а его выход соединен со входом десятиразрядной линии задержки, выход которой соединен со входом аттенюатора, выполненного с линией задержки и встроенным согласующим усилителем, выход аттенюатора соединен со входом пятиразрядной линии задержки, выход которой соединен со входом шестиразрядного аттенюатора, выход которого подключен ко входу согласующего усилителя, при этом выходной усилитель мощности, предварительный усилитель мощности и согласующий усилитель соединены с модулятором питания передающего канала, малошумящий усилитель Ku-диапазона, малошумящий усилитель Х-диапазона, согласующий усилитель Ku-диапазона, согласующий усилитель Х-диапазона, десятиразрядная линия задержки, пятиразрядная линия задержки и согласующий усилитель соединены с модулятором питания приемного канала, причем линии задержки имеют схему управления, а аттенюаторы имеют свою схему управления, к СВЧ-переключателю подключен коммутатор.The technical result is achieved by the fact that the receiving-transmitting module of an active phased antenna array of the microwave frequency range contains a microwave switch for two positions "reception / transmission", to the "input" contact of which a switch is connected, while in the "transmission" position, a transmitting channel is connected to the switch, including the input of the transmitting channel, a directional coupler, a power control system (SCM), an output power amplifier, a power pre-amplifier, a phase shifter with a control circuit, a matching amplifier, directional a receiving channel, including a receiving channel input, a directional coupler, a microwave switch, a low-noise amplifier, a matching amplifier, a protective device, an attenuator with a control circuit, a matching amplifier, and a receiving channel output. The input and output of the transmitting channel are connected to the output of the microwave switch, the output of the six-stage phase shifter is connected to the input of the pre-amplifier, and its input is connected to the output of the matching amplifier, the input of which is connected to the output of an attenuator with temperature-dependent attenuation, the input of which is connected to the output of a directional coupler, the input of which is connected to the input of the transmitting channel, and the branch part is connected to the input of the microwave switch of the transmitting channel, the output of which is connected with the input of a voltage-controlled attenuator, and its output is connected to the input of the microwave switch of the receiving channel, the output of which is connected to the branch part of the directional coupler of the receiving channel, and the output of the directional coupler is connected to the input of the diplexer, the first output of which is connected to the input of a Ku-band low-noise amplifier, and its output is connected to the input of a matching amplifier, the output of which is connected to the first input of the microwave switch, the second output of the diplexer is connected to the input of a low noise X-band suppressor amplifier, the output of which is connected to the input of the X-band matching amplifier, and its output is connected to the second input of the microwave switch, the switch output is connected to a protective device, the output of which is connected to the input of an attenuator with temperature-dependent attenuation, and its output is connected to the input of a ten-bit delay line, the output of which is connected to the input of an attenuator made with a delay line and a built-in matching amplifier, the output of the attenuator is connected to the input ohm of a five-bit delay line, the output of which is connected to the input of a six-bit attenuator, the output of which is connected to the input of a matching amplifier, while the output power amplifier, power preamplifier and matching amplifier are connected to the transmit channel power modulator, Ku-band low-noise amplifier, X-band low-noise amplifier, Ku-band matching amplifier, X-band matching amplifier, ten-bit delay line, five-bit delay line and the matching amplifier are connected to the power supply modulator of the receiving channel, and the delay lines have a control circuit, and the attenuators have their own control circuit, a switch is connected to the microwave switch.

Аттенюатор с температурной зависимостью затухания приемного канала обеспечивает стабильность электрических параметров в широком диапазоне температур окружающей среды без внесения каких-либо искажений и без применения цепей регулировки усиления, повышая тем самым надежность ППМ и снижая стоимость готового изделия. The attenuator with temperature-dependent attenuation of the receiving channel ensures the stability of electrical parameters in a wide range of ambient temperatures without introducing any distortions and without the use of gain control circuits, thereby increasing the reliability of the PPM and reducing the cost of the finished product.

Направленный ответвитель , установленный на входе передающего канала, ответвляет необходимый уровень мощности на вход приемного канала, что позволяет провести проверку работоспособности приемного канала без использования дополнительного оборудования, а СВЧ-выключатель пропускает или запирает мощность, ответвленную с плеча направленного ответвителя.A directional coupler, installed at the input of the transmitting channel, branches the required power level to the input of the receiving channel, which makes it possible to check the operability of the receiving channel without the use of additional equipment, and the microwave switch passes or blocks the power branched from the arm of the directional coupler.

Аттенюатор управляемый напряжением за счет изменения напряжения регулирует величину развязки между приемным и передающим каналами, что повышает точность определения коэффициента усиления приемного канала при включении режима проверки работоспособности.The voltage-controlled attenuator regulates the decoupling between the receiving and transmitting channels by changing the voltage, which increases the accuracy of determining the gain of the receiving channel when the operability check mode is turned on.

СВЧ-аттенюатор с температурной зависимостью затухания передающего канала обеспечивает стабильность электрических параметров в широком диапазоне температур окружающей среды без внесения каких-либо искажений и без применения цепей регулировки усиления, повышая тем самым надежность и снижая стоимость модуля.The microwave attenuator with temperature-dependent attenuation of the transmission channel ensures the stability of electrical parameters over a wide range of ambient temperatures without introducing any distortion and without the use of gain control circuits, thereby increasing reliability and reducing the cost of the module.

Диплексер является пассивным устройством выполняющим демультиплексирование (разделение) СВЧ-сигнала по частотам. Диплексер обеспечивает работу каналов модуля в Ku- и Х-диапазонах.A diplexer is a passive device that performs demultiplexing (separation) of a microwave signal by frequency. The diplexer ensures the operation of the module channels in the Ku- and X-bands.

Малошумящий усилитель Ku-диапазона усиливает входной сигнал с высокой чувствительностью в Ku-диапазоне.The low-noise Ku-band amplifier amplifies the input signal with high sensitivity in the Ku-band.

Согласующий усилитель Ku-диапазона усиливает входной сигнал в Ku -диапазоне.The Ku-band matching amplifier amplifies the input signal in the Ku-band.

Малошумящий усилитель Х-диапазона усиливает входной сигнал с высокой чувствительностью в Х-диапазонеLow-noise X-band amplifier amplifies the input signal with high sensitivity in the X-band

Согласующий усилитель Х-диапазона усиливает входной сигнала в Х -диапазоне.The X-band matching amplifier amplifies the input signal in the X-band.

Переключатель в приемном канале переключает активный вход в соответствии с требуемым диапазоном рабочих частот в котором находится принимаемый СВЧ-сигнал, в соответствии с подаваемыми внешними сигналами управления.The switch in the receiving channel switches the active input in accordance with the required operating frequency range in which the received microwave signal is located, in accordance with the applied external control signals.

Коммутатор обеспечивает подачу сигналов управления на переключатель приемного канала, коммутирует активный вход в соответствии с требуемым диапазоном рабочих частот.The switch provides control signals to the receiving channel switch, switches the active input in accordance with the required operating frequency range.

Десятиразрядная линия задержки задерживает СВЧ-сигналы на заданный промежуток времени с сохранением формы колебания, за счет чего появляется возможность регулировать фазу СВЧ-сигнала и производить сложение мощностей в АФАР.A ten-bit delay line delays microwave signals for a specified period of time while maintaining the shape of the oscillation, due to which it becomes possible to adjust the phase of the microwave signal and perform power addition in the APAR.

Аттенюатор, выполненный с линией задержки и встроенным согласующим усилителем выравнивает амплитудно-частотную характеристику приемного канала в широкой полосе частот.An attenuator made with a delay line and a built-in matching amplifier equalizes the amplitude-frequency characteristic of the receiving channel in a wide frequency band.

Пятиразрядная линия задержки используется задерживает СВЧ-сигналы на заданный промежуток времени с сохранением формы колебания, за счет чего появляется возможность регулировать фазу СВЧ-сигнала и производить сложение мощностей в АФАР.A five-bit delay line is used to delay microwave signals for a specified period of time while maintaining the shape of the oscillation, due to which it becomes possible to adjust the phase of the microwave signal and add the powers in the APAR.

Модулятор питания передающего канала подает питание на выходной усилитель мощности, предварительный усилитель мощности и согласующий усилитель.The transmit channel power modulator supplies power to the output power amplifier, power preamplifier and matching amplifier.

Модулятор питания приемного канала подает питание на малошумящий усилитель Х-диапазона, малошумящий усилитель Ku-диапазона, согласующий усилитель Х-диапазона, согласующий усилитель Ku-диапазона, десятиразрядную линию задержки, пятиразрядную линию задержки и согласующий усилитель приемного канала.The receive channel power modulator supplies power to the X-band low-noise amplifier, Ku-band low-noise amplifier, X-band matching amplifier, Ku-band matching amplifier, ten-bit delay line, five-bit delay line, and receive channel matching amplifier.

Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На Фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого приемо-передающего модуля активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона частот, где:On FIG. 1 shows a block diagram of the proposed transceiver module for an active phased antenna array in the microwave frequency range, where:

- СВЧ-переключатель на два положения «прием/передача» 1;- Microwave switch for two positions "reception / transmission" 1;

- коммутатор 2;- switch 2;

- вход передающего канала (на переключателе в режиме «передача») 3;- input of the transmitting channel (on the switch in the "transfer" mode) 3;

- направленный ответвитель (НО) 4;- directional coupler (NO) 4;

- система контроля мощности (СКМ) 5;- power control system (SCM) 5;

- выходной усилитель мощности (ВУМ) 6;- output power amplifier (VPA) 6;

- предварительный усилитель мощности (ПУМ) 7;- preliminary power amplifier (PUM) 7;

- шестиступенчатый фазовращатель (ФВР 6 разрядов) 8;- six-stage phase shifter (FVR 6 bits) 8;

- схема управления фазовращателем 9;- control circuit of the phase shifter 9;

- согласующий усилитель (СУ) 10;- matching amplifier (SU) 10;

- вход приемного канала (на переключателе в режиме «прием») 11;- input of the receiving channel (on the switch in the "reception" mode) 11;

- СВЧ-выключатель (Выкл.) 12;- Microwave switch (Off) 12;

- защитное устройство (ЗУ) 13;- protective device (SD) 13;

- шестиступенчатый аттенюатор (АТТ 6 разрядов) 14;- six-stage attenuator (ATT 6 bits) 14;

- схема управления аттенюаторами 15;- control circuit for attenuators 15;

- выход приемного канала 16;- output of the receiving channel 16;

- выход передающего канала 17;- output of the transmitting channel 17;

- вход приемного канала 18;- input of the receiving channel 18;

- аттенюатор с температурной зависимостью затухания (АТТ с ТЗЗ) 19;- attenuator with temperature dependence of attenuation (ATT with TZZ) 19;

- вход передающего канала 20;- input of the transmitting channel 20;

- аттенюатор управляемый напряжением (АТТ управляемый напряжением) 21;- voltage controlled attenuator (ATT controlled voltage) 21;

- диплексер 22;- diplexer 22;

- малошумящий усилитель Ku-диапазона (МШУ-А) 23;- low-noise amplifier Ku-band (LNA-A) 23;

- первый вход СВЧ-переключателя 24;- the first input of the microwave switch 24;

- СВЧ-переключатель (Перекл.) 25;- Microwave switch (Switch) 25;

- малошумящий усилитель Х-диапазона (МШУ-П) 26;- low-noise amplifier X-band (LSHU-P) 26;

- второй вход СВЧ-переключателя 27;- the second input of the microwave switch 27;

- десятиразрядная линия задержки (ЛЗ 10 разрядов) 28;- ten-bit delay line (LZ 10 bits) 28;

- аттенюатор, выполненный с линией задержки и встроенным согласующим усилителем (АТТ с ЛЗ и СУ) 29;- attenuator made with a delay line and a built-in matching amplifier (ATT with LZ and SU) 29;

- пятиразрядная линия задержки (ЛЗ 5 разрядов) 30;- five-bit delay line (LZ 5 bits) 30;

- модулятор питания передающего канала (Модулятор питания ПРД (U_ПРД и 5В)) 31;- transmitting channel power modulator (TX power supply modulator (U _TX and 5V)) 31;

- модулятор питания приемного канала (Модулятор питания ПРМ (U_ПРМ и 5В)) 32;- receiving channel power supply modulator (PRM power modulator (U _PRM and 5V)) 32;

- схема управления линиями задержки 33.- delay line control circuit 33.

Пример.Example.

Приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ диапазона частот содержит СВЧ-переключатель 1 на два положения «прием/передача», выполненный в виде монолитной интегральной схемы (МИС) NC16609C-118 фирмы METDA, к контакту «вход» которого подключен коммутатор 2, выполненный в виде МИС NC20207C фирмы METDA. В положении «передача» ко входу 3 переключателя 1 подключен передающий канал, включающий вход передающего канала 20, направленный ответвитель 4, выполненный на многослойной плате в виде взаимно расположенных микрополосковых линиях, систему контроля мощности 5 (СКМ), выполненную из последовательно соединенных: аттенюатора КРПГ.757646.010-03, диода детекторного КРПГ.757631.010, фильтра нижних частот (два конденсатора керамических КРПГ.757761.002-20 и резистор Р1-12-0,062ум-2,2кОм±5%) и микросхемы MAX9003EUA фирмы MAXIM Integrated, выходной усилитель мощности 6, выполненный в виде МИС NC116156C-1218P30 фирмы METDA, предварительный усилитель мощности 7, выполненный в виде МИС М42284-3 АПНТ.434810.208ТУ, модулятор питания передающего канала (U_ПРД и 5В) 31, состоящий из микросхемы LM5110-3SD фирмы Texas Instruments, транзистора Si5517DU фирмы Vishay и драйвера NCD10C фирмы METDA, шестиступенчатый фазовращатель 8 со схемой управления 9, выполненные в виде МИС М44164 АПНТ.434830.073ТУ и 5865НХ01Н4 АЕНВ.431320.102ТУ, согласующий усилитель 10, выполненный в виде МИС NC10218C-820 фирмы METDA, аттенюатор с температурной зависимостью затухания 19, выполненный в виде серии TS05 фирмы Smiths Interconnect, направленный ответвитель 4, СВЧ-выключатель 12, выполненный в виде МИС М44218 АПНТ.434830.010ТУ и соединенной в одном из плеч с аттенюатором КРПГ.757646.010-03, аттенюатор управляемый напряжением 21, выполненный в виде защитного устройства ЗУ-А-А КРПГ.434824.017ТУ, к выходу СВЧ-переключателя 1подключен выход передающего канала 17. В положении «прием» ко входу 11 переключателя 1 подключен приемный канал, содержащий направленный ответвитель 4, СВЧ-выключатель 12, диплексер 22, выполненный в гибридно-интегральном исполнении, малошумящий усилитель 23, выполненный в виде МИС TGA2227-SM (GaN) фирмы Qorvo, согласующий усилитель 10, первый вход 24 СВЧ-переключателя 25, выполненного в виде МИС NC16609C-118 фирмы METDA, малошумящий усилитель 26, выполненный в виде МИС TGA2227-SM (GaN) фирмы Qorvo, согласующий усилитель 10, второй вход 27 СВЧ-переключателя 25, коммутатор 2, защитное устройство 13, выполненное в виде МИС М44419 АПНТ.434820.014 ТУ, аттенюатор с температурной зависимостью затухания 19, десятиразрядная линия задержки 28, выполненная в виде двух последовательно соединенных МИС М44908 АПНТ.434820.075ТУ, аттенюатор с линией задержки и согласующим усилителем 29, выполненный в виде МИС М45346 АПНТ.434850.120ТУ, пятиразрядная линия задержки 30, выполненная в виде МИС М44908 АПНТ.434820.075ТУ, шестиразрядный аттенюатор 14, выполненный в виде МИС M44740-1 АПНТ.434820.036ТУ, согласующий усилитель 10, схема управления линиями задержки 33, выполненную в виде МИС 5868НР01Н4 АЕНВ.431320.101ТУ, схему управления аттенюаторами 15, выполненную в виде МИС 5868НР01Н4 АЕНВ.431320.101ТУ, модулятор питания 32, состоящий из микросхемы LM5110-3SD фирмы Texas Instruments и микросхемы NCD14C фирмы METDA, к выходу СВЧ-переключателя 1подключен вход приемного канала 18. The transceiver module of the active phased antenna array of the microwave frequency range contains a microwave switch 1 for two positions "reception / transmission", made in the form of a monolithic integrated circuit (MIS) NC16609C-118 from METDA, to the "input" contact of which a switch 2 is connected, made in the form of MIS NC20207C from METDA. В положении «передача» ко входу 3 переключателя 1 подключен передающий канал, включающий вход передающего канала 20, направленный ответвитель 4, выполненный на многослойной плате в виде взаимно расположенных микрополосковых линиях, систему контроля мощности 5 (СКМ), выполненную из последовательно соединенных: аттенюатора КРПГ.757646.010-03, диода детекторного КРПГ.757631.010, фильтра нижних частот (два конденсатора керамических КРПГ.757761.002-20 и резистор Р1-12-0,062ум-2,2кОм±5%) и микросхемы MAX9003EUA фирмы MAXIM Integrated, выходной усилитель мощности 6, выполненный в виде МИС NC116156C-1218P30 фирмы METDA, предварительный усилитель мощности 7, выполненный в виде МИС М42284-3 АПНТ.434810.208ТУ, модулятор питания передающего канала (U _ПРД и 5В) 31, состоящий из микросхемы LM5110-3SD фирмы Texas Instruments, транзистора Si5517DU фирмы Vishay и драйвера NCD10C фирмы METDA, шестиступенчатый фазовращатель 8 со схемой управления 9, выполненные в виде МИС М44164 АПНТ.434830.073ТУ и 5865НХ01Н4 АЕНВ.431320.102ТУ, согласующий усилитель 10, выполненный в виде МИС NC10218C-820 фирмы METDA, аттенюатор с температурной зависимостью затухания 19, выполненный в виде серии TS05 фирмы Smiths Interconnect, направленный ответвитель 4, СВЧ-выключатель 12, выполненный в виде МИС М44218 АПНТ.434830.010ТУ и соединенной в одном из плеч с аттенюатором КРПГ.757646.010-03, аттенюатор управляемый напряжением 21, выполненный в виде защитного устройства ЗУ-А-А КРПГ.434824.017ТУ, к выходу СВЧ-переключателя 1подключен выход передающего канала 17. В положении «прием» ко входу 11 переключателя 1 подключен приемный канал, содержащий направленный ответвитель 4, СВЧ-выключатель 12, диплексер 22, выполненный в гибридно-интегральном исполнении, малошумящий усилитель 23, выполненный в виде МИС TGA2227-SM (GaN) фирмы Qorvo, согласующий усилитель 10, первый вход 24 СВЧ-переключателя 25, выполненного в виде МИС NC16609C-118 фирмы METDA, малошумящий усилитель 26, выполненный в виде МИС TGA2227-SM (GaN) фирмы Qorvo, согласующий усилитель 10, второй вход 27 СВЧ-переключателя 25, коммутатор 2, защитное устройство 13, выполненное в виде МИС М44419 АПНТ.434820.014 ТУ, аттенюатор с температурной зависимостью затухания 19, десятиразрядная линия задержки 28, выполненная в виде двух последовательно соединенных МИС М44908 АПНТ.434820.075ТУ, аттенюатор с линией задержки и согласующим усилителем 29, выполненный в виде МИС М45346 АПНТ.434850.120ТУ, пятиразрядная линия задержки 30, выполненная в виде МИС М44908 АПНТ.434820.075ТУ, шестиразрядный аттенюатор 14, выполненный в виде МИС M44740-1 АПНТ.434820.036ТУ, согласующий усилитель 10, схема управления линиями задержки 33, выполненную в виде МИС 5868НР01Н4 АЕНВ.431320.101ТУ, схему управления аттенюаторами 15, выполненную в виде МИС 5868НР01Н4 АЕНВ.431320.101ТУ, модулятор питания 32, состоящий из микросхемы LM5110-3SD фирмы Texas Instruments и микросхемы NCD14C фирмы METDA, к выходу СВЧ-переключателя 1подключен вход приемного канала 18.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В режиме работы АФАР «Передача» на вход передающего канала 20 приемо-передающего модуля (ППМ) поступает СВЧ-сигнал с гетеродина. СВЧ-сигнал поступает на вход аттенюатора с температурной зависимостью затухания 19, где происходит его ослабление в зависимости от температуры окружающей среды. С выхода аттенюатора с температурной зависимостью затухания 19 СВЧ-сигнал поступает на вход согласующего усилителя 10, где происходит его усиление. Усиленный СВЧ-сигнал с выхода согласующего усилителя 10 поступает на вход шестиразрядного фазовращателя 8. В зависимости от необходимых задач ППМ, со схемы управления фазовращателем 9, на шестиразрядный фазовращатель, поступают управляющие сигналы, позволяющие модулировать фазу СВЧ-сигнала. Промодулированный СВЧ-сигнал с выхода шестиразрядного фазовращателя 8, поступает на вход предварительного усилителя мощности 7, где происходит его усиление до требуемой амплитуды, достаточной для работы выходного усилителя мощности 6 в режиме насыщения. Усиленный СВЧ-сигнал поступает на вход выходного усилителя мощности 6, где происходит его усиление до требуемой амплитуды. Усиленный СВЧ-сигнал с выхода выходного усилителя мощности 6, проходит через направленный ответвитель 4. В процессе прохождения через направленный ответвитель 4, часть СВЧ-сигнала ответвляется и поступает на вход системы контроля мощности 5. Система контроля мощности 5 необходима для определения порогового уровня мощности на выходе выходного усилителя мощности 6. Если выходная мощность выше пороговой, то система контроля мощности 5, выдает логическую «1», что означает подтверждение работоспособности передающего канала приемо-передающего модуля. Если выходная мощность ниже пороговой, то система контроля мощности 5, выдает логический «0», что означает выход из строя передающего канала приемо-передающего модуля. СВЧ-сигнал с выхода направленного ответвителя 4 проходит через СВЧ-переключатель 1, включенный в режим «передача» и поступает на выход передающего канала 17. Далее СВЧ-сигнал поступает на антенное полотно и излучается.In the mode of operation of the APAA "Transmission", the input of the transmitting channel 20 of the transceiver module (TPM) receives a microwave signal from the local oscillator. The microwave signal is fed to the input of the attenuator with temperature-dependent attenuation 19, where it is attenuated depending on the ambient temperature. From the output of the attenuator with temperature-dependent attenuation 19, the microwave signal is fed to the input of the matching amplifier 10, where it is amplified. The amplified microwave signal from the output of the matching amplifier 10 is fed to the input of the six-bit phase shifter 8. Depending on the required tasks of the PPM, control signals are sent from the phase shifter control circuit 9 to the six-bit phase shifter, which allow modulating the phase of the microwave signal. The modulated microwave signal from the output of the six-bit phase shifter 8 is fed to the input of the preliminary power amplifier 7, where it is amplified to the required amplitude, sufficient for the output power amplifier 6 to operate in saturation mode. The amplified microwave signal is fed to the input of the output power amplifier 6, where it is amplified to the required amplitude. The amplified microwave signal from the output of the output power amplifier 6 passes through a directional coupler 4. In the process of passing through the directional coupler 4, a part of the microwave signal branches off and enters the input of the power control system 5. The power control system 5 is necessary to determine the threshold power level at the output of the output power amplifier 6. If the output power is higher than the threshold, then the power control system 5 outputs a logical "1", which means confirmation of the operability of the transmitting channel of the transceiver module. If the output power is below the threshold, then the power control system 5 issues a logical "0", which means the failure of the transmitting channel of the transceiver module. The microwave signal from the output of the directional coupler 4 passes through the microwave switch 1, which is switched on in the "transmission" mode, and enters the output of the transmitting channel 17. Then the microwave signal enters the antenna sheet and is radiated.

В режиме работы АФАР «Прием» на вход приемного канала 18 с антенны приходит отраженный сигнал от цели и подается на вход СВЧ-переключателя 1, работающего в режиме «прием». СВЧ-сигнал с выхода 11 СВЧ-переключателя 1 проходит через направленный ответвитель 4 и поступает на вход диплексера 22. В зависимости от использования собственного зондирующего сигнала передатчика, работающего в Ku-диапазоне или зондирующего сигнала передатчика цели, работающего в Х-диапазоне, за счет изменения сигналов управления с коммутатора 2, подаваемых на СВЧ-переключатель 25 выбирается требуемый приемный канал. При выбранном приемном канале Ku-диапазона СВЧ-сигнал с диплексера 22 поступает на вход малошумящего усилителя 23, усиливается и подается на вход согласующего усилителя 10. Проходя через согласующий усилитель 10, СВЧ-сигнал усиливается и передается на первый вход 24 СВЧ-переключателя 25. При выбранном приемном канале Х-диапазона СВЧ-сигнал с диплексера 22 поступает на вход малошумящего усилителя 26, усиливается и подается на вход согласующего усилителя 10. Проходя через согласующий усилитель 10 СВЧ-сигнал усиливается и передается на второй вход 27 СВЧ-переключателя 25. СВЧ-сигнал с выхода СВЧ-переключателя 25 поступает на вход защитного устройства 13. Защитное устройство 13 ограничивает уровень мощности, что позволяет не допустить выход из строя элементов, стоящих после защитного устройства по СВЧ-тракту. С выхода защитного устройства 13 сигнал поступает на вход аттенюатора с температурной зависимостью затухания 19. В зависимости от температуры окружающей среды происходит ослабление СВЧ-сигнала в соответствии с рассчитанным значением. С выхода аттенюатора с температурной зависимостью затухания 19 ослабленный СВЧ-сигнал поступает на вход десятиразрядной линии задержки 28, где происходит задание требуемой модуляции фазы СВЧ-сигнала. Десятиразрядная линия задержки 28 управляется сигналами, поступающими со схемы управления линиями задержки 33. Промодулированный СВЧ-сигнал с выхода десятиразрядной линии задержки 28 поступает на вход аттенюатора, выполненного с линией задержки и встроенным согласующим усилителем 29. Происходит модуляция амплитуды/фазы СВЧ-сигнала и его усиление. Аттенюатор, выполненный с линией задержки и встроенным согласующим усилителем 29 управляется сигналами, поступающими со схемы управления аттенюаторами 15. Промодулированный СВЧ-сигнал с выхода аттенюатора, выполненного с линией задержки и встроенным согласующим усилителем 29 поступает на вход пятиразрядной линии задержки 30, где происходит задание требуемой модуляции фазы СВЧ-сигнала. Пятиразрядная линия задержки 30 управляется сигналами, поступающими со схемы управления линиями задержки 33. Промодулированный СВЧ-сигнал с выхода пятиразрядной линии задержки 30 поступает на вход шестиразрядного аттенюатора 14. Происходит модуляция амплитуды СВЧ-сигнала. Промодулированный СВЧ-сигнал с выхода шестиразрядного аттенюатора 14 поступает на вход согласующего усилителя 10. Проходя через согласующий усилитель 10 СВЧ-сигнал усиливается и поступает на выход приемного канала 16. Полученный сигнал используется для определения расстояния до облучаемого объекта, его скорости и угловых координатах.In the mode of operation of the APAA "Reception", the reflected signal from the target arrives at the input of the receiving channel 18 from the antenna and is fed to the input of the microwave switch 1 operating in the "reception" mode. The microwave signal from the output 11 of the microwave switch 1 passes through a directional coupler 4 and enters the input of the diplexer 22. Depending on the use of the own probing signal of the transmitter operating in the Ku-band or the probing signal of the target transmitter operating in the X-band, by changing the control signals from the switch 2 supplied to the microwave switch 25, the required receiving channel is selected. When the Ku-band receiving channel is selected, the microwave signal from the diplexer 22 is fed to the input of the low-noise amplifier 23, amplified and fed to the input of the matching amplifier 10. Passing through the matching amplifier 10, the microwave signal is amplified and transmitted to the first input 24 of the microwave switch 25. When the X-band receiving channel is selected, the microwave signal from the diplexer 22 is fed to the input of the low-noise amplifier 26 is amplified and fed to the input of the matching amplifier 10. Passing through the matching amplifier 10, the microwave signal is amplified and transmitted to the second input 27 of the microwave switch 25. The microwave signal from the output of the microwave switch 25 is fed to the input of the protective device 13. The protective device 13 limits the power level, which makes it possible to prevent the failure of the elements standing after the protective device along the microwave path. From the output of the protective device 13, the signal is fed to the input of the attenuator with temperature-dependent attenuation 19. Depending on the ambient temperature, the microwave signal is attenuated in accordance with the calculated value. From the output of the attenuator with temperature-dependent attenuation 19, the attenuated microwave signal is fed to the input of a ten-bit delay line 28, where the required modulation of the phase of the microwave signal is set. The ten-bit delay line 28 is controlled by signals coming from the delay line control circuit 33. The modulated microwave signal from the output of the ten-bit delay line 28 is fed to the input of an attenuator made with a delay line and a built-in matching amplifier 29. The amplitude/phase of the microwave signal is modulated and amplified. The attenuator, made with a delay line and built-in matching amplifier 29, is controlled by signals from the attenuator control circuit 15. The modulated microwave signal from the output of the attenuator, made with a delay line and built-in matching amplifier 29, is fed to the input of a five-bit delay line 30, where the required modulation of the phase of the microwave signal is set. The five-bit delay line 30 is controlled by signals coming from the delay line control circuit 33. The modulated microwave signal from the output of the five-bit delay line 30 is input to the six-bit attenuator 14. The amplitude of the microwave signal is modulated. The modulated microwave signal from the output of the six-bit attenuator 14 is fed to the input of the matching amplifier 10. Passing through the matching amplifier 10, the microwave signal is amplified and fed to the output of the receiving channel 16. The received signal is used to determine the distance to the irradiated object, its speed and angular coordinates.

Для проверки коэффициента усиления приемного канала в режиме работы АФАР «прием» на вход передающего канала 20 подают СВЧ-сигнал с выбранным заранее номинальным уровнем мощности. При этом модулятор питания передающего канала (U_ПРД и 5В) 31 находится в отключенном состоянии. Часть СВЧ-сигнала ответвляется через направленный ответвитель 4 на вход СВЧ-выключателя 12, находящегося в режиме «открыт». С выхода СВЧ-выключателя 12 СВЧ-сигнал поступает на вход аттенюатора управляемого напряжением 21. Задается требуемое ослабление СВЧ-сигнала для обеспечения необходимого уровня мощности для штатной работы приемного канала. Ослабленный СВЧ-сигнал с выхода аттенюатора управляемого напряжением 21 через СВЧ-выключатель 12, работающий в режиме «открыт», и направленный ответвитель 4 поступает на вход диплексера 22. Далее происходит усиление и модуляция СВЧ-сигнала в соответствии со штатной работой приемного канала. В таком режиме модулятор питания приемного канала (U_ПРМ и 5В) 32 находится во включенном состоянии. Зная уровень мощности, поступающей на вход диплексера 22 и мощность на выходе приемного канала 16 производят оценку коэффициента усиления приемного канала. To check the gain of the receiving channel in the mode of operation of the APAR "reception", the input of the transmitting channel 20 is fed with a microwave signal with a preselected nominal power level. In this case, the power supply modulator of the transmitting channel (U _PRD and 5V) 31 is in the off state. Part of the microwave signal is branched through a directional coupler 4 to the input of the microwave switch 12, which is in the "open" mode. From the output of the microwave switch 12, the microwave signal is fed to the input of the voltage-controlled attenuator 21. The required attenuation of the microwave signal is set to provide the necessary power level for the normal operation of the receiving channel. The attenuated microwave signal from the output of the voltage-controlled attenuator 21 through the microwave switch 12 operating in the "open" mode and the directional coupler 4 is fed to the input of the diplexer 22. Next, the microwave signal is amplified and modulated in accordance with the normal operation of the receiving channel. In this mode, the power modulator of the receiving channel (U _PRM and 5V) 32 is on. Knowing the power level at the input of the diplexer 22 and the power at the output of the receiving channel 16, the gain of the receiving channel is estimated.

С помощью аттенюатора управляемого напряжением 21 дополнительно увеличивается уровень развязки между передающим и приемным каналами, что позволяет исключить возникновение самовозбуждения СВЧ-трактов приемо-передающего модуля в процессе работы, в результате снижается количество выходящих из строя каналов подрешеток антенных, что повышает надежность АФАР.With the help of a voltage-controlled attenuator 21, the level of decoupling between the transmitting and receiving channels is additionally increased, which makes it possible to exclude the occurrence of self-excitation of the microwave paths of the receiving-transmitting module during operation, as a result, the number of failure channels of the antenna subarrays is reduced, which increases the reliability of the APAR.

Предлагаемый приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона частот работает в двух диапазонах частот, что повышает точность определения скорости и угловых координат объекта в пространстве. Калибровка и проверка работоспособности приемных каналов подрешеток антенных проводится без использования дополнительного оборудования с минимальными затратами по времени. Выявленные в процессе проверки неисправные приемные каналы отключают, что повышает надежность АФАР при штатной работе. Использование аттенюатора с температурной зависимостью затухания снижает вероятность возникновения самовозбуждения каналов приемо-передающего модуля при изменении температуры окружающей среды, что повышает надежность приемо-передающего модуля в целом.The proposed transceiver module of an active phased antenna array of microwave frequencies operates in two frequency bands, which increases the accuracy of determining the speed and angular coordinates of an object in space. Calibration and verification of the performance of the receiving channels of the antenna subarrays is carried out without the use of additional equipment with minimal time. Faulty receiving channels detected during the test are turned off, which increases the reliability of the APAA during normal operation. The use of an attenuator with temperature-dependent attenuation reduces the likelihood of self-excitation of the channels of the transceiver module when the ambient temperature changes, which increases the reliability of the transceiver module as a whole.

Claims

The transceiver module of an active phased antenna array of the microwave frequency range, containing a microwave switch for two positions "reception / transmission", to the "input" contact of which a switch is connected, while in the "transmission" position, a transmitting channel is connected to the switch, including the input of the transmitting channel, a directional coupler, a power control system, an output power amplifier, a preliminary power amplifier, a phase shifter with a control circuit, a matching amplifier, a directional coupler, and in position "reception" a receiving channel is connected to the switch, including a receiving channel input, a directional coupler, a microwave switch, a low-noise amplifier, a matching amplifier, a protective device, an attenuator with a control circuit, a matching amplifier, a receiving channel output, characterized in that receiving channel input and the output of the transmitting channel is connected to the output of the microwave switch, the output of the six-stage phase shifter is connected to the input of the preliminary power amplifier, and its input is connected to the output of the matching amplifier, the input of which is connected to the output of the attenuator with temperature-dependent attenuation, the input of which is connected to the output of the directional coupler, and its branch part is connected to the input of the microwave switch of the transmitting channel, the output of which is connected to the input of the voltage-controlled attenuator, and its output is connected to the input of the microwave switch of the receiving channel, the output of which is connected to the branch part of the directional coupler of the receiving channel, and the output of the coupler is connected to the input of the diplexer, the first output of which is connected to the input of a Ku-band low-noise amplifier, and its the output is connected to the input of a matching amplifier, the output of which is connected to the first input of the microwave switch, the second output of the diplexer is connected to the input of a low-noise X-band amplifier, the output of which is connected to the input of the matching amplifier, and its output is connected to the second input of the microwave switch, the output of the switch is connected to a protective device, the output of which is connected to the input of an attenuator with a temperature-dependent attenuation, and its output is connected to the input of a ten-bit delay line, the output of which is connected with the input of an attenuator made with a delay line and a built-in matching amplifier, the output of the attenuator is connected to the input of a five-bit delay line, the output of which is connected to the input of a six-bit attenuator, the output of which is connected to the input of the matching amplifier, while the output power amplifier, the power preamplifier and the matching amplifier are connected to the power supply modulator of the transmitting channel, and the Ku-band low-noise amplifier, X-band low-noise amplifier, ten a bit delay line, a five-bit delay line and matching amplifiers are connected to the receiving channel power supply modulator, the delay lines have a control circuit, and the attenuators have their own control circuit, a switch is connected to the microwave switch.