RU2811672C1 - Dual-channel active phased array antenna transceiver module - Google Patents

Dual-channel active phased array antenna transceiver module Download PDF

Info

Publication number
RU2811672C1
RU2811672C1 RU2023129419A RU2023129419A RU2811672C1 RU 2811672 C1 RU2811672 C1 RU 2811672C1 RU 2023129419 A RU2023129419 A RU 2023129419A RU 2023129419 A RU2023129419 A RU 2023129419A RU 2811672 C1 RU2811672 C1 RU 2811672C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
microwave
channel
module
output
Prior art date
Application number
RU2023129419A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Александрович Матросов
Максим Сергеевич Самулеев
Дмитрий Витальевич Мысик
Дмитрий Анатольевич Руссков
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран"
Application granted granted Critical
Publication of RU2811672C1 publication Critical patent/RU2811672C1/en

Links

Abstract

FIELD: microwave radio engineering.
SUBSTANCE: invention relates namely to transceiver modules of active phased antenna arrays (APAA), and is used for use in radar stations, communications and radio countermeasures systems. The result is achieved by proposing a two-channel antenna transceiver module APAA, consisting of a layer-by-layer base with a heat transfer function, a microwave board with electronic components of each channel located on it, a connecting and separating frame consisting of four hermetically connected sections, and an antenna emitter. Moreover, each two adjacent sections of the frame contain elements of one of the module’s transceiver channels, the frame has holes for microwave power connectors for the antenna emitter, the transceiver channels are combined into one input/output, an output power detector is introduced, located on the dielectric microwave board, the output of which is connected to a voltage comparator, has holes in the base of the module for the microwave connector and control and power connectors.
EFFECT: expansion of functionality in terms of the geometric characteristics of the antenna array.
6 cl, 9 dwg

Description

Область примененияApplication area

Изобретение относится к электронной технике сверхвысоких частот (СВЧ), а именно, к приемопередающим модулям активной фазированной антенной решетки, и предназначено для использования в радиолокационных станциях, системах связи и системах радиопротиводействия.The invention relates to microwave electronics, namely, to transceiver modules of an active phased antenna array, and is intended for use in radar stations, communication systems and radio countermeasures systems.

Уровень техникиState of the art

Известен четырехканальный двухдиапазонный модуль активной фазированной антенной решетки (АФАР) (патент RU155263, опубл. 27.09.2015, МПК H01Q 21/00), включающий четыре независимых приемо-передающих канала и общий для них блок питания и управления, при этом СВЧ-узлы приемо-передающих каналов образуют конструкцию с зеркальной симметрией относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через продольную ось модуля. Все приемо-передающие каналы имеют двухуровневую компоновку своих СВЧ-узлов, при этом первые уровни каналов содержат СВЧ-узлы первого диапазона частот, размещенные в ячейках, выполненных в корпусе модуля, а вторые уровни каналов содержат СВЧ-узлы второго диапазона частот, размещенные на отдельных для каждого канала пластинах-основаниях, установленных над ячейками, кроме этого блок питания и управления выполнен одной сборочной единицей и расположен в центральной части модуля. A four-channel dual-band active phased array antenna (AFAR) module is known (patent RU155263, published 09/27/2015, IPC H01Q 21/00), including four independent transmit-receive channels and a common power and control unit for them, while the microwave receiving nodes -transmitting channels form a structure with mirror symmetry relative to two mutually perpendicular planes passing through the longitudinal axis of the module. All transceiver channels have a two-level arrangement of their microwave nodes, with the first channel levels containing microwave nodes of the first frequency range located in cells made in the module housing, and the second channel levels containing microwave nodes of the second frequency range located on separate for each channel, base plates installed above the cells; in addition, the power supply and control unit are made of one assembly unit and are located in the central part of the module.

Недостатки известного модуля заключаются в ограниченных функциональных возможностях, а именно, невозможности применения данного устройства в гексагональных АФАР с малым размером шага, сравнимым с 17 мм.The disadvantages of the known module are limited functionality, namely, the impossibility of using this device in hexagonal AFARs with a small step size comparable to 17 mm.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является приемопередающий модуль (ППМ) АФАР (патент RU2657336 опубл. 13.06.1018, МПК H01Q 21/00), содержащий, по меньшей мере, четыре одноканальных модуля, каждый из которых содержит последовательно соединенные защитное устройство и малошумящий усилитель приемного канала, выходной усилитель мощности передающего канала, два переключателя прием/передача, двунаправленный фазовращатель, схему управления, элементы электрической связи и питания, два вывода - первый и второй, при этом упомянутые электронные компоненты каждого из четырех одноканальных модулей выполнены в виде, по меньшей мере, трех фрагментов, каждый из заданных разных по составу электронных компонентов на отдельной диэлектрической подложке, при этом упомянутые фрагменты с одинаковыми электронными компонентами расположены на одном из, по меньшей мере, трех уровней - первом, втором, третьем соответственно, уровни соединены между собой посредством, по меньшей мере, трех соединительно-разделительных элементов, в каждом из них выполнены четыре полости по центру квадрантов зеркально симметрично относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через продольную ось модуля, конфигурацией повторяющей упомянутый квадрант, при этом на первом уровне выполнены выходной усилитель мощности передающего канала, второй переключатель прием/передача, контакт первого переключателя прием/передача К1 соединен через двунаправленный фазовращатель с первым выводом, его контакт в положении передача К2 - с входом выходного усилителя мощности передающего канала, выход последнего - с контактом второго переключателя прием/передача К2, его контакт К1 - с вторым выводом, контакт второго переключателя прием/передача К3 - с входом защитного устройства, выход последнего - с входом малошумящего усилителя приемного канала, его выход - с контактом первого переключателя прием/передача К3, электрическую связь между электронными компонентами упомянутых фрагментов и каждого уровня обеспечивают элементы связи, при этом приемопередающий модуль имеет корпус, основание, стенки и крышка которого соединены с обеспечением герметичности. При этом отдельные диэлектрические подложки каждого упомянутого фрагмента и каждого уровня выполнены из алмаза, при этом каждый упомянутый фрагмент выполнен на лицевой стороне каждой упомянутой отдельной диэлектрической подложки из алмаза, на обратной ее стороне - металлизационное покрытие, в ее объеме - металлизированные заземляющие отверстия, на первом уровне дополнительно выполнены защитное устройство и малошумящий усилитель приемного канала, на втором - первый переключатель прием/передача, двунаправленный фазовращатель, на третьем - схема управления, элементы электрической связи и питания, а электрическую связь между электронными компонентами упомянутых фрагментов и каждого уровня обеспечивают отрезки экранированной копланарной линии и планарные проводники, соединительно-разделительный элемент каждого уровня выполнен в виде квадратной пластины со стороной, равной длине волны λ, высотой - 2-3 мм, из металла или его сплава, имеющего высокую теплопроводность и обеспечивающего согласованный температурный коэффициент линейного расширения с каждой диэлектрической подложкой из алмаза, при этом который одновременно является основанием каждого уровня, основание первого уровня - основанием корпуса приемопередающего модуля, боковые стенки основания каждого уровня образуют наружную стенку корпуса приемопередающего модуля, а упомянутые четыре полости каждого уровня выполнены на лицевой стороне основания глубиной 1-1,5 мм, толщиной стенки 1,5-2 мм, при этом последние образуют внутренние стенки корпуса соответствующего уровня приемопередающего модуля, в основании второго, третьего уровней и крышки корпуса выполнено центральное отверстие соосно, симметрично относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через продольную ось модуля, и которое заглублено в основание первого уровня на 1-1,5 мм, на лицевой стороне основания каждого уровня выполнены четыре канавки кратчайшим путем по биссектрисе квадранта, проходящей через продольную ось модуля, глубиной и шириной 1-1,5 мм соответственно, обеспечивающие соединение четырех полостей каждого уровня с центральным отверстием для последующей герметизации приемопередающего модуля, обратная сторона основания каждого уровня выполнена плоской, на обратной стороне основания первого уровня выполнен второй вывод для соединения с выводом плоской антенной решетки, крышка корпуса выполнена высотой 1-1,5 мм, соразмерной с основанием корпуса приемопередающего модуля, основание, стенки и крышка приемопередающего модуля соединены между собой герметично по их периметру посредством пайки.The closest solution to the proposed invention is the AFAR transceiver module (RPM) (patent RU2657336 published 06/13/1018, IPC H01Q 21/00), containing at least four single-channel modules, each of which contains a series-connected protective device and a low-noise amplifier receiving channel, output power amplifier of the transmitting channel, two receive/transmit switches, a bidirectional phase shifter, a control circuit, elements of electrical communication and power supply, two outputs - the first and the second, while the mentioned electronic components of each of the four single-channel modules are made in the form of at least at least three fragments, each of given electronic components of different composition on a separate dielectric substrate, while the mentioned fragments with identical electronic components are located on one of at least three levels - the first, second, third, respectively, the levels are interconnected by , at least three connecting and separating elements, in each of them four cavities are made in the center of the quadrants, mirror symmetrically relative to two mutually perpendicular planes passing through the longitudinal axis of the module, with a configuration repeating the mentioned quadrant, while at the first level there is an output power amplifier of the transmitting channel, the second receive/transmit switch, the contact of the first receive/transmit switch K1 is connected through a bidirectional phase shifter to the first output, its contact in the transmit position K2 is with the input of the output power amplifier of the transmitting channel, the output of the latter is connected to the contact of the second receive/transmit switch K2, its contact K1 - with the second output, the contact of the second receive/transmit switch K3 - with the input of the protective device, the output of the latter - with the input of the low-noise amplifier of the receiving channel, its output - with the contact of the first receive/transmit switch K3, electrical connection between the electronic components of the mentioned fragments and each level is provided by communication elements, wherein the transceiver module has a housing, the base, walls and cover of which are connected to ensure tightness. In this case, the individual dielectric substrates of each mentioned fragment and each level are made of diamond, while each mentioned fragment is made of diamond on the front side of each mentioned individual dielectric substrate, on its reverse side there is a metallized coating, in its volume there are metallized grounding holes, on the first at the level, a protective device and a low-noise amplifier of the receiving channel are additionally made, at the second level there is a first reception/transmission switch, a bidirectional phase shifter, at the third level there is a control circuit, elements of electrical communication and power supply, and the electrical connection between the electronic components of the mentioned fragments and each level is provided by sections of shielded coplanar lines and planar conductors, the connecting and separating element of each level is made in the form of a square plate with a side equal to the wavelength λ, height - 2-3 mm, made of metal or its alloy, which has high thermal conductivity and provides a consistent temperature coefficient of linear expansion with each dielectric a diamond substrate, which is also the base of each level, the base of the first level is the base of the transceiver module housing, the side walls of the base of each level form the outer wall of the transceiver module housing, and the mentioned four cavities of each level are made on the front side of the base with a depth of 1-1, 5 mm, wall thickness 1.5-2 mm, while the latter form the internal walls of the housing of the corresponding level of the transceiver module; at the base of the second, third levels and the housing cover there is a central hole made coaxially, symmetrically relative to two mutually perpendicular planes passing through the longitudinal axis of the module , and which is recessed into the base of the first level by 1-1.5 mm, on the front side of the base of each level four grooves are made along the shortest path along the quadrant bisector passing through the longitudinal axis of the module, with a depth and width of 1-1.5 mm, respectively, providing connection four cavities of each level with a central hole for subsequent sealing of the transceiver module, the reverse side of the base of each level is made flat, on the reverse side of the base of the first level there is a second terminal for connection to the terminal of the flat antenna array, the housing cover is made 1-1.5 mm high, commensurate with the base of the transceiver module housing, the base, walls and cover of the transceiver module are connected to each other hermetically along their perimeter by soldering.

Недостатком известного решения является ограниченные функциональные возможности за счет массогабаритных показателей, а именно, невозможность его использования в составе гексагональных АФАР с шагом решетки, сравнимым с 17 мм.The disadvantage of the known solution is the limited functionality due to weight and size indicators, namely, the impossibility of its use as part of hexagonal APAAs with a grating pitch comparable to 17 mm.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Техническая задача направлена на создание антенного ППМ АФАР с малыми габаритами, которые позволяют его применять в составе прямоугольных и гексагональных АФАР с шагом решетки от 17 мм до 100 мм.The technical task is aimed at creating an antenna PPM AFAR with small dimensions, which allow it to be used as part of rectangular and hexagonal AFARs with a grid pitch from 17 mm to 100 mm.

Техническим результатом предложенного решения является снижение и расширение функциональных возможностей за счет снижения массогабаритных показателей.The technical result of the proposed solution is a reduction and expansion of functionality by reducing weight and size indicators.

Основной технический результат достигается тем, что в двухканальном антенном ППМ АФАР, состоящем из двух приемо-передающих каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенного антенного переключателя, защитного устройства, малошумящего усилителя приемного канала, выходного усилителя мощности передающего канала, векторного модулятора СВЧ сигнала, в состав которого входят двунаправленный фазовращатель и аттенюатор, схемы управления, элементов электрической связи, обеспечивающих соединение между электронными компонентами и компонентами питания, конструкция модуля выполнена на основе послойно расположенных основания, выполняющего функцию теплопередачи, платы СВЧ с расположенными на ней упомянутыми электронными компонентами каждого канала, рамки, выполняющей функцию соединительно-разделительного элемента, и состоящей из секций, соединенных с обеспечением герметичности, согласно предложенному решению, в состав модуля введен антенный излучатель, который расположен поверх рамки, каждые две соседние секции рамки вмещают в себя элементы одного из приемо-передающих каналов модуля, в рамке выполнены отверстия для СВЧ разъемов, предназначенных для питания антенного излучателя, упомянутые электронные компоненты каждого канала модуля выполнены на одном уровне, а именно, на одной печатной плате СВЧ, приемо-передающие каналы объединены на один вход/выход, введен детектор выходной мощности, выполняющий функцию проверки работоспособности модуля, и расположенный на диэлектрической подложке платы СВЧ, выход которого соединён с компаратором напряжения, в основании модуля выполнены отверстия для СВЧ разъема и для разъемов управления и питания.The main technical result is achieved by the fact that in a two-channel antenna PPM AFAR, consisting of two transceiver channels, each of which consists of a series-connected antenna switch, a protective device, a low-noise amplifier of the receiving channel, an output power amplifier of the transmitting channel, a vector modulator of the microwave signal, which includes a bidirectional phase shifter and attenuator, control circuits, electrical communication elements that provide connection between electronic components and power components, the module design is made on the basis of a layer-by-layer base that performs the function of heat transfer, a microwave board with the mentioned electronic components of each channel located on it, frame, performing the function of a connecting and separating element, and consisting of sections connected to ensure tightness, according to the proposed solution, in the composition module, an antenna emitter is introduced, which is located on top of the frame, each two adjacent sections of the frame contain elements of one of the module’s transceiver channels, holes are made in the frame for microwave connectors intended for powering the antenna emitter, the mentioned electronic components of each channel of the module are made on one level, namely, on one microwave printed circuit board, the transmitting and receiving channels are combined into one input/output, an output power detector is introduced, which performs the function of checking the functionality of the module, and is located on the dielectric substrate of the microwave board, the output of which is connected to a voltage comparator at the base The module has holes for the microwave connector and for control and power connectors.

В частном случае реализации, в двухканальном антенном ППМ АФАР, согласно предложенному решению, приемо-передающие каналы объединены на один вход/выход за счёт использования делителя-сумматора. In a particular case of implementation, in a two-channel antenna PPM AFAR, according to the proposed solution, the transmitting and receiving channels are combined into one input/output through the use of a divider-adder.

В частном случае реализации, в двухканальном антенном ППМ АФАР, согласно предложенному решению, антенный излучатель выполнен в виде многослойной печатной платы.In a particular case of implementation, in a two-channel antenna PPM AFAR, according to the proposed solution, the antenna emitter is made in the form of a multilayer printed circuit board.

В частном случае реализации, в двухканальном антенном ППМ АФАР, согласно предложенному решению, рамка состоит из четырех секций.In a particular case of implementation, in a two-channel antenna PPM AFAR, according to the proposed solution, the frame consists of four sections.

В частном случае реализации, в двухканальном антенном ППМ АФАР, согласно предложенному решению, разъёмы СВЧ и разъёмы питания и управления выполнены с использованием фторопластового изолятора и позолоченных пружинных контактов.In a particular case of implementation, in a two-channel antenna PPM AFAR, according to the proposed solution, microwave connectors and power and control connectors are made using a fluoroplastic insulator and gold-plated spring contacts.

В частном случае реализации, в двухканальном антенном ППМ АФАР, согласно предложенному решению, основание, стенки и крышка приемопередающего модуля соединены между собой герметично по их периметру посредством пайки.In a particular case of implementation, in a two-channel antenna PPM AFAR, according to the proposed solution, the base, walls and cover of the transceiver module are connected hermetically along their perimeter by soldering.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Заявляемое изобретение поясняется рисунками, где представлены: на фиг. 1 – общий вид заявляемого решения в послойном виде;
на фиг. 2 – его вид сверху со стороны основания; на фиг. 3 – его вид сверху со стороны антенного излучателя; на фиг. 4 – измеренный коэффициент усиления от частоты канала модуля в режиме передачи; на фиг. 5 – измеренный коэффициент усиления от частоты канала модуля в режиме приема; на фиг. 6 – измеренная выходная импульсная мощность канала; на фиг. 7 – измеренный коэффициент шума канала; на фиг. 8 – измеренное амплитудно-фазовое распределение канала; на фиг. 9 – измеренная диаграмма направленности антенного модуля.
The claimed invention is illustrated by drawings, which show: FIG. 1 – general view of the proposed solution in layer-by-layer form;
in fig. 2 – its top view from the base; in fig. 3 – its top view from the side of the antenna radiator; in fig. 4 – measured gain from the frequency of the module channel in transmission mode; in fig. 5 – measured gain from the frequency of the module channel in receive mode; in fig. 6 – measured output pulse power of the channel; in fig. 7 – measured channel noise figure; in fig. 8 – measured amplitude-phase distribution of the channel; in fig. 9 – measured radiation pattern of the antenna module.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Техническая реализация изобретения с использованием всех заявляемых существенных признаков рассмотрена на конкретном примере выполнения заявляемого ППМ АФАР. The technical implementation of the invention using all the claimed essential features is considered using a specific example of the implementation of the proposed AFAR PPM.

Конструкция модуля состоит из послойно расположенных основания 1, выполняющего функцию теплопередачи, платы 2 СВЧ с расположенными на ней электронными компонентами каждого канала, рамки 3, выполняющей функцию соединительно-разделительного элемента, и состоящей из четырех секций, соединенных с обеспечением герметичности, антенного излучателя 4. Каждые две соседние секции рамки 3 вмещают в себя элементы одного из приемо-передающих каналов модуля. В рамке 3 выполнены отверстия 5 для СВЧ разъемов, предназначенных для питания антенного излучателя 4. Приемо-передающие каналы объединены на один вход/выход, а детектор выходной мощности расположен на диэлектрической подложке платы 2 СВЧ, при этом выход его соединён с компаратором напряжения и выполняет функцию проверки работоспособности модуля. В основании 1 модуля выполнены отверстия 6 для СВЧ разъема и для разъемов управления и питания.The design of the module consists of a layer-by-layer base 1, which performs the function of heat transfer, a microwave board 2 with the electronic components of each channel located on it, a frame 3, which performs the function of a connecting and separating element, and consisting of four sections connected to ensure tightness, and an antenna emitter 4. Every two adjacent sections of frame 3 contain elements of one of the module's transceiver channels. In the frame 3 there are 5 holes for microwave connectors designed to power the antenna emitter 4. The transmitting and receiving channels are combined into one input/output, and the output power detector is located on the dielectric substrate of the microwave board 2, while its output is connected to a voltage comparator and performs module functionality check function. In the base of 1 module there are 6 holes for the microwave connector and for control and power connectors.

Заявляемый модуль приемо-передающий АФАР позволяет создавать антенные решетки произвольной формы: The inventive APAA transceiver module allows you to create antenna arrays of arbitrary shape:

- по излучающей плоскости: плоские или конформные;- along the radiating plane: flat or conformal;

- по форме решетки: прямоугольные, круглые, крестообразные;- grating shape: rectangular, round, cross-shaped;

- по шагу решетки: прямоугольные или гексагональные.- lattice pitch: rectangular or hexagonal.

Работа устройстваDevice operation

Работа заявляемого ППМ АФАР в режиме приема происходит следующим образом. На антенный излучатель 4 из пространства поступает сигнал заданной частоты и мощности, в зависимости от направления фазового фронта поступающего сигнала, он претерпевает ослабление в излучателе 4. Далее через микросхему антенного коммутатора сигнал поступает в защитное устройство платы 2 СВЧ. И если сигнал по мощности не превышает заданного порога, то он поступает в малошумящий усилитель (МШУ) платы 2 СВЧ, в противном случае, отражается на выход антенны. Далее после усиления в МШУ сигнал поступает в векторный модулятор платы 2 СВЧ, где при необходимом фазо-амплитудном распределении у сигнала изменяется амплитуда и фаза, соответственно. В составе векторного модулятора имеются усилители, которые усиливают сигнал. После этого сигнал поступает на сумматор платы 2 СВЧ и суммируется с аналогичным сигналом из соседнего канала. Суммарный сигнал поступает на выход на разъём 6 ППМ.The operation of the proposed AFAR PPM in the reception mode occurs as follows. The antenna emitter 4 receives a signal of a given frequency and power from space, depending on the direction of the phase front of the incoming signal, it undergoes attenuation in the emitter 4. Next, through the antenna switch chip, the signal enters the protective device of the microwave board 2. And if the signal power does not exceed a given threshold, then it enters the low-noise amplifier (LNA) of the microwave board 2, otherwise it is reflected at the antenna output. Then, after amplification in the LNA, the signal enters the vector modulator of microwave board 2, where, with the required phase-amplitude distribution, the amplitude and phase of the signal change, respectively. The vector modulator contains amplifiers that amplify the signal. After this, the signal goes to the adder of the microwave board 2 and is summed with a similar signal from the adjacent channel. The total signal is sent to the output at connector 6 PPM.

Работа заявляемого ППМ АФАР в режиме передачи происходит следующим образом. На ППМ через разъём 6 поступает сигнал заданной частоты и мощности, который затем разделяется по мощности пополам на делителе платы 2 СВЧ и каждый из двух сигналов поступает на векторный модулятор платы 2 СВЧ, где у сигнала в зависимости от заданных требований изменяется амплитуда и фаза. В составе векторного модулятора предусилитель усиливает входной сигнал до необходимого уровня мощности. После этого сигнал поступает на выходной усилитель мощности платы 2 СВЧ, где мощность сигнала достигает своего пикового значения. Далее сигнал поступает на антенный коммутатор платы 2 СВЧ, который переключает режимы «прием-передача», после этого сигнал поступает на антенный элемент излучателя 4 и излучается в пространство в заданном направлении и с заданным ослаблением в зависимости от углового распределения или диаграммы направленности.The operation of the proposed AFAR PPM in transmission mode occurs as follows. To the PPM via connector 6 a signal of a given frequency and power is received, which is then divided in half by power on the microwave board 2 divider and each of the two signals is sent to the vector modulator of the microwave board 2, where the amplitude and phase of the signal changes depending on the specified requirements. As part of a vector modulator, a preamplifier amplifies the input signal to the required power level. After this, the signal goes to the output power amplifier of the microwave board 2, where the signal power reaches its peak value. Next, the signal enters the antenna switch of the microwave board 2, which switches the “reception-transmission” modes, after which the signal enters the antenna element of the emitter 4 and is radiated into space in a given direction and with a given attenuation depending on the angular distribution or radiation pattern.

В процессе работы заявляемого устройства были измерены его основные характеристики, результаты которых приведены на фиг. 4 – фиг. 9, откуда видно, что ППМ обладает достаточным функциональным набором электрических параметров, что позволяет его применять в современных АФАР с требуемыми техническими характеристиками с обеспечением необходимых параметров, предъявляемых к современны средствам радиолокации, радиосвязи и средствам радиопротиводействия.During operation of the proposed device, its main characteristics were measured, the results of which are shown in Fig. 4 – fig. 9, from which it can be seen that the PPM has a sufficient functional set of electrical parameters, which allows it to be used in modern APAA with the required technical characteristics, ensuring the necessary parameters required for modern radar, radio communications and radio countermeasures.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет создавать на его основе малогабаритные активные антенные фазированные решетки любой формы, обеспечивая требуемые характеристики при работе.Thus, the claimed technical solution makes it possible to create on its basis small-sized active antenna phased arrays of any shape, providing the required operating characteristics.

Claims (6)

1. Двухканальный антенный приемо-передающий модуль (ППМ) активной фазированной антенной решетки (АФАР), состоящий из двух приемо-передающих каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенного антенного переключателя, защитного устройства, малошумящего усилителя приемного канала, выходного усилителя мощности передающего канала, векторного модулятора сверхвысокочастотного (СВЧ) сигнала, в состав которого входят двунаправленный фазовращатель и аттенюатор, схемы управления, элементы электрической связи, обеспечивающие соединение между электронными компонентами и компонентами питания, конструкция модуля выполнена на основе послойно расположенных основания, выполняющего функцию теплопередачи, платы СВЧ с расположенными на ней упомянутыми электронными компонентами каждого канала, рамки, выполняющей функцию соединительно-разделительного элемента, и состоящей из секций, соединенных с обеспечением герметичности, отличающийся тем, что в состав модуля введен антенный излучатель, который расположен поверх рамки, каждые две соседние секции рамки вмещают в себя элементы одного из приемо-передающих каналов модуля, в рамке выполнены отверстия для СВЧ-разъемов, предназначенных для питания антенного излучателя, упомянутые электронные компоненты каждого канала модуля выполнены на одном уровне, а именно на одной печатной плате СВЧ, приемо-передающие каналы объединены на один вход/выход, введен детектор выходной мощности, выполняющий функцию проверки работоспособности модуля, и расположенный на диэлектрической подложке платы СВЧ, выход которого соединён с компаратором напряжения, в основании модуля выполнены отверстия для СВЧ-разъема и для разъемов управления и питания.1. Two-channel antenna transceiver module (RPM) of an active phased array antenna (APAA), consisting of two transceiver channels, each of which consists of a series-connected antenna switch, a protective device, a low-noise amplifier of the receiving channel, an output power amplifier of the transmitting channel , a vector modulator of an ultrahigh frequency (microwave) signal, which includes a bidirectional phase shifter and attenuator, control circuits, electrical communication elements that provide connection between electronic components and power components, the module design is made on the basis of a layer-by-layer base that performs the function of heat transfer, a microwave board with located on it the mentioned electronic components of each channel, a frame performing the function of a connecting and separating element, and consisting of sections connected to ensure tightness, characterized in that part module, an antenna emitter is introduced, which is located on top of the frame, each two adjacent sections of the frame contain elements of one of the module’s transmit-receive channels, holes are made in the frame for microwave connectors designed to power the antenna emitter, the mentioned electronic components of each channel of the module are made on at one level, namely on one microwave printed circuit board, the transmitting and receiving channels are combined into one input/output, an output power detector is introduced, which performs the function of checking the functionality of the module, and is located on the dielectric substrate of the microwave board, the output of which is connected to a voltage comparator at the base The module has holes for the microwave connector and for control and power connectors. 2. Двухканальный антенный ППМ АФАР по п. 1, отличающийся тем, что приемо-передающие каналы объединены на один вход/выход за счёт использования делителя-сумматора.2. Two-channel antenna PPM AFAR according to claim 1, characterized in that the transmitting and receiving channels are combined into one input/output through the use of a divider-adder. 3. Двухканальный антенный ППМ АФАР по п. 1, отличающийся тем, что антенный излучатель выполнен в виде многослойной печатной платы.3. Two-channel antenna PPM AFAR according to claim 1, characterized in that the antenna emitter is made in the form of a multilayer printed circuit board. 4. Двухканальный антенный ППМ АФАР по п. 1, отличающийся тем, что рамка состоит из четырех секций.4. Two-channel antenna PPM AFAR according to claim 1, characterized in that the frame consists of four sections. 5. Двухканальный антенный ППМ АФАР по п. 1, отличающийся тем, что разъёмы СВЧ и разъёмы питания и управления выполнены с использованием фторопластового изолятора и позолоченных пружинных контактов.5. Two-channel antenna PPM AFAR according to claim 1, characterized in that the microwave connectors and power and control connectors are made using a fluoroplastic insulator and gold-plated spring contacts. 6. Двухканальный антенный ППМ АФАР по п. 1, отличающийся тем, что основание, стенки и крышка приемо-передающего модуля соединены между собой герметично по их периметру посредством пайки.6. Two-channel antenna PPM AFAR according to claim 1, characterized in that the base, walls and cover of the transceiver module are connected hermetically along their perimeter by soldering.
RU2023129419A 2023-11-14 Dual-channel active phased array antenna transceiver module RU2811672C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2811672C1 true RU2811672C1 (en) 2024-01-15

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117638495A (en) * 2024-01-23 2024-03-01 成都瑞迪威科技有限公司 Phased array antenna subarray with high isolation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6498582B1 (en) * 1998-06-19 2002-12-24 Raytheon Company Radio frequency receiving circuit having a passive monopulse comparator
RU155263U1 (en) * 2015-04-24 2015-09-27 Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" FOUR CHANNEL TWO BAND MODULE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY
RU2657336C1 (en) * 2017-05-11 2018-06-13 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Transceiving module of active phased antenna array
CN114204260A (en) * 2021-11-01 2022-03-18 西安邮电大学 Tile type phased array receiving standard sub-array of Q/V frequency band low-orbit satellite

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6498582B1 (en) * 1998-06-19 2002-12-24 Raytheon Company Radio frequency receiving circuit having a passive monopulse comparator
RU155263U1 (en) * 2015-04-24 2015-09-27 Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" FOUR CHANNEL TWO BAND MODULE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY
RU2657336C1 (en) * 2017-05-11 2018-06-13 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Transceiving module of active phased antenna array
CN114204260A (en) * 2021-11-01 2022-03-18 西安邮电大学 Tile type phased array receiving standard sub-array of Q/V frequency band low-orbit satellite

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117638495A (en) * 2024-01-23 2024-03-01 成都瑞迪威科技有限公司 Phased array antenna subarray with high isolation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Vosoogh et al. $ W $-band low-profile monopulse slot array antenna based on gap waveguide corporate-feed network
KR102466972B1 (en) Switchable transmit and receive phased array antenna
Gültepe et al. A 1024-element Ku-band SATCOM dual-polarized receiver with> 10-dB/KG/T and embedded transmit rejection filter
US7884768B2 (en) Compact, dual-beam phased array antenna architecture
Bantavis et al. A cost-effective wideband switched beam antenna system for a small cell base station
EP2321872B1 (en) Modular solid-state millimeter wave (mmw) rf power source
CN100369324C (en) Chip integrated waveguide dual-frequency broad-band slot array antenna unit
US11342955B2 (en) Systems and methods for signal communication with scalable, modular network nodes
US20180108969A1 (en) Improved antenna
RU2657336C1 (en) Transceiving module of active phased antenna array
Rave et al. A wideband radial substrate integrated power divider at K-band
CN113126074A (en) X-band high-integration-level two-dimensional phased array radar radio frequency front end
Oppermann et al. Multifunctional MMICs–key enabler for future AESA panel arrays
CN113067144A (en) Tile type active phased array subarray based on plastic-packaged silicon-based TR chip
RU2811672C1 (en) Dual-channel active phased array antenna transceiver module
Hemmi et al. Advanced shared aperture program (ASAP) array design
Edward et al. W-band active transmit and receive phased array antennas
Zaghloul et al. System aspects and transmission impairments of active phased arrays for satellite communications
Seki et al. Active antenna using multi-layer ceramic-polyimide substrates for wireless communication systems
Denisenko et al. The Concept of a Flat Active Phased Array Antenna on a Multilayer Printed Circuit Board
RU2386206C1 (en) Waveguide power amplifier
CN214669581U (en) X-band high-integration-level two-dimensional phased array radar radio frequency front end
Kumar et al. High Performance S-Band GaN T/R Module Using Hybrid Microwave Integrated Circuit
Xu et al. A compact ku-band active electronically steerable antenna with low-cost 3d t/r module
Sreenivasulu et al. Design of True Time Delay Line Based Octal Transmit Receive Module for Wideband Phased Arrays