RU155263U1 - FOUR CHANNEL TWO BAND MODULE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY - Google Patents
FOUR CHANNEL TWO BAND MODULE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY Download PDFInfo
- Publication number
- RU155263U1 RU155263U1 RU2015115660/28U RU2015115660U RU155263U1 RU 155263 U1 RU155263 U1 RU 155263U1 RU 2015115660/28 U RU2015115660/28 U RU 2015115660/28U RU 2015115660 U RU2015115660 U RU 2015115660U RU 155263 U1 RU155263 U1 RU 155263U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- channel
- microwave nodes
- nodes
- transceiver channels
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Четырехканальный двухдиапазонный модуль активной фазированной антенной решетки, 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, отличающийся тем, что 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 module of the active phased antenna array, including four independent transceiver channels and a common power and control unit for them, while the microwave nodes of the transceiver channels form a structure with mirror symmetry relative to two mutually perpendicular planes passing through the longitudinal axis of the module, characterized in that all the transceiver channels have a two-level layout of their microwave nodes, while the first channel levels contain microwave nodes of the first frequency range, p located in the cells made in the module case, and the second channel levels contain microwave nodes of the second frequency range located on separate base plates installed for the cells for each channel, in addition, the power and control unit is made of one assembly unit and is located in the central part module.
Description
Полезная модель относится к области радиолокационной техники, в частности к активным фазированным антенным решеткам (АФАР).The utility model relates to the field of radar technology, in particular to active phased antenna arrays (AFAR).
Из уровня техники известны приемные, передающие и приемопередающие модули с планарным расположением нескольких идентичных сверхвысокочастотных (СВЧ) каналов в одном корпусе. Как правило, такие конструкции позволяют решать задачи экономии в отношении массогабаритных характеристик модулей и всей системы АФАР в целом. Особенно это актуально по отношению к бортовым системам и системам, требующим использования мощных передающих устройств.The prior art receiving, transmitting and transmitting modules with a planar arrangement of several identical microwave (microwave) channels in a single housing. As a rule, such designs make it possible to solve the problems of economy with respect to the overall dimensions of the modules and the entire AFAR system as a whole. This is especially true in relation to on-board systems and systems requiring the use of powerful transmitting devices.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к заявляемому техническому решению является модуль активной фазированной антенной решетки (Патент РФ №2380803, МПК H01Q 21/00, опубликован в 2010 г.), включающий четыре независимых приемо-передающих канала и блок управления. Все СВЧ-узлы, а также индивидуальные узлы управления каждого канала образуют конструкцию с зеркальной симметрией относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через продольную ось модуля, при этом общие узлы управления, питания и защиты размещены в средней части модуля и имеют несимметричную конструкцию.The closest in technical essence and the achieved results to the claimed technical solution is an active phased array antenna module (RF Patent No. 2380803, IPC H01Q 21/00, published in 2010), including four independent transceiver channels and a control unit. All microwave nodes, as well as individual control nodes of each channel, form a structure with mirror symmetry with respect to two mutually perpendicular planes passing through the longitudinal axis of the module, while the common control, power and protection nodes are located in the middle part of the module and have an asymmetric design.
В конструкции данного четырехканального модуля каждый приемопередающий канал состоит из СВЧ-узлов, а также индивидуальных узлов управления, питания и защиты. Все сборочные единицы размещены на двух пластинах-основаниях, при этом передающие каналы попарно размещены на внешних поверхностях пластин-оснований, а приемные каналы попарно расположены на внутренних поверхностях пластин-оснований. Индивидуальные узлы управления, питания и защиты также размещены на внутренних поверхностях пластин-оснований. Общий для модуля блок управления из трех фрагментов (сборочных единиц) включает сборки накопительных конденсаторов, обеспечивающих импульсный режим работы передающих каналов, а также узлы стабилизации напряжения питания, узлы контроля и защиты. Таким образом, общие для всех каналов схемы управления и питания сосредоточены в блоке управления, который полностью занимает среднюю часть модуля.In the design of this four-channel module, each transceiver channel consists of microwave nodes, as well as individual control, power and protection nodes. All assembly units are placed on two base plates, while the transmitting channels are pairwise placed on the outer surfaces of the base plates, and the receiving channels are pairwise located on the inner surfaces of the base plates. Individual control, power and protection units are also located on the internal surfaces of the base plates. The common control unit for the module from three fragments (assembly units) includes assemblies of storage capacitors that provide pulse operation of the transmitting channels, as well as nodes for stabilizing the supply voltage, nodes for monitoring and protection. Thus, the control and power circuits common to all channels are concentrated in the control unit, which completely occupies the middle part of the module.
Существенным недостатком данной конструкции является то, что приемо-передающие каналы размещены на пластинах-основаниях попарно, из-за чего затрудняется индивидуальная настройка каждого канала в отдельности. Кроме этого необходимость демонтажа одного канала всегда влечет демонтаж соседнего канала, что усложняет процесс настройки модуля в целом и не обеспечивает хорошую ремонтопригодность.A significant drawback of this design is that the transceiver channels are placed on the base plates in pairs, which makes it difficult to individually configure each channel individually. In addition, the need to dismantle one channel always entails the dismantling of the adjacent channel, which complicates the process of tuning the module as a whole and does not provide good maintainability.
Применительно к бортовой аппаратуре необходима высокая плотность компоновки элементов и узлов модуля АФАР в выделенном объеме.In relation to the on-board equipment, a high density of the arrangement of elements and units of the AFAR module in the allocated volume is required.
Технический результат заявляемой полезной модели направлен на создание четырехканального двухдиапазонного модуля АФАР, позволяющего разместить в своем корпусе СВЧ-узлы двух диапазонов частот с сохранением принципа симметрии приемо-передающих каналов, а также на повышение технологичности сборки и настройки модуля с обеспечением высокого уровня ремонтопригодности.The technical result of the claimed utility model is aimed at creating a four-channel dual-band AFAR module, which allows placing microwave nodes of two frequency ranges in its housing while maintaining the principle of symmetry of the transceiver channels, as well as improving the manufacturability of the assembly and tuning of the module with a high level of maintainability.
Достижение технического результата обеспечивается изменением конструкции ближайшего аналога. В отличие от прототипа все приемопередающие 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.The achievement of the technical result is provided by a change in the design of the closest analogue. Unlike the prototype, all transceiver channels have a two-level layout of their microwave nodes. In this case, the first channel levels contain microwave nodes of the first frequency range, located in the cells made in the module body, and the second channel levels contain microwave nodes of the second frequency range, placed on separate base plates installed for the cells above each cell. In addition, the power and control unit is made by one assembly unit and is located in the central part of the module.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется рисунками, на которых представлены:The essence of the claimed utility model is illustrated by drawings, which show:
Фиг. 1 - общий вид четырехканального двухдиапазонного модуля активной фазированной антенной решетки;FIG. 1 is a general view of a four-channel dual-band active phased array antenna module;
Фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;FIG. 2 is a section AA in FIG. one;
Фиг. 3 - общий вид модуля, поясняющий принцип сборки.FIG. 3 is a general view of the module explaining the assembly principle.
Четырехканальный двухдиапазонный модуль АФАР (Фиг. 1-3) содержит четыре независимых приемо-передающих канала одинаковой структуры, работающих в двух диапазонах частот, и общий для всех каналов блок питания и управления. СВЧ-узлы приемо-передающих каналов образуют конструкцию с зеркальной симметрией относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через продольную ось модуля (Фиг. 2).The four-channel dual-band AFAR module (Figs. 1-3) contains four independent transceiver channels of the same structure operating in two frequency ranges, and a power and control unit common to all channels. The microwave nodes of the transceiver channels form a structure with mirror symmetry relative to two mutually perpendicular planes passing through the longitudinal axis of the module (Fig. 2).
Все приемо-передающие каналы модуля имеют двухуровневую компоновку своих СВЧ-узлов. При этом первые уровни каналов содержат СВЧ-узлы первого диапазона частот 1 (Фиг. 2, 3), а вторые уровни каналов содержат СВЧ-узлы второго диапазона частот 2 (Фиг. 1-3). СВЧ-узлы первого диапазона частот 1 размещены в ячейках 3 (Фиг. 2, 3), выполненных в корпусе 4 (Фиг. 1-3), и включают для каждого канала усилители мощности первого диапазона, устройство развязывающее и ограничитель мощности. СВЧ-узлы второго диапазона частот 2 размещены на отдельных для каждого канала пластинах-основаниях 5 (Фиг. 2, 3), установленных над ячейками 3. Каждая из пластин-оснований 5 содержит усилители мощности второго диапазона, устройство развязывающее, устройство распределения и контроля мощности, а также входное и выходное частотно-разделительные устройства. Частотно-разделительные устройства обеспечивают работу усилителей мощности первого и второго диапазонов частот на единую нагрузку, при этом их применение позволило исключить механические СВЧ коммутаторы, имеющие невысокую надежность. Блок питания и управления 6 выполнен одной сборочной единицей (в виде единой платы) и расположен в центральной части модуля между ячейками 3 с СВЧ-узлами первого диапазона частот 1 (Фиг. 2, 3). Блок питания и управления 6 обеспечивает импульсный режим работы передающих каналов и стабилизацию напряжения питания. Выполнение блока питания и управления 6 в виде единой платы, размещенной в центральной части, повышает технологичность сборки модуля в целом. Для герметизации всего объема модуля сверху и снизу установлены крышки 7 (Фиг. 1-3), опаянные по периметру. Пластины-основания 5 расположены над ячейками 3 корпуса 4 с обеспечением расстояния между СВЧ-узлами 1 и 2 первого и второго диапазонов частот, необходимого для корректной работы микрополосковых СВЧ линий, что в свою очередь позволяет значительно снизить разброс электродинамических характеристик приемопередающих каналов. Кроме того, пластины-основания 5 играют роль теплоотводов для СВЧ транзисторов усилителей мощности.All module transceiver channels have a two-level layout of their microwave nodes. In this case, the first channel levels contain microwave nodes of the first frequency range 1 (Fig. 2, 3), and the second channel levels contain microwave nodes of the second frequency range 2 (Fig. 1-3). Microwave nodes of the
Сборка четырехканального двухдиапазонного модуля АФАР осуществляется следующим образом (Фиг. 3).The assembly of the four-channel dual-band AFAR module is as follows (Fig. 3).
В корпус 4 модуля между ячейками 3 устанавливают блок питания и управления 6, после чего симметрично сверху и снизу в ячейки 3 устанавливают СВЧ-узлы первого диапазона частот 1 с образованием первых уровней приемо-передающих каналов. Далее над ячейками 3 в корпус 4 так же симметрично сверху и снизу устанавливают четыре пластины-основания 5 с СВЧ-узлами второго диапазона частот 2 с образованием вторых уровней приемо-передающих каналов. Все сборки с СВЧ-узлами надежно фиксируются в ячейках 3 корпуса 4 и на пластинах-основаниях 5, например, винтами. Пластины-основания 5 и плата блока питания и управления 6 также фиксируются в корпусе 4 винтами. После этого сверху и снизу устанавливаются две крышки 7, которые опаиваются по периметру, обеспечивая герметизацию всего объема модуля.A power supply and
Таким образом, двухуровневая компоновка СВЧ-узлов позволяет максимально использовать внутренний объем модуля без заметного увеличения его габаритов и существенно повышает технологичность сборки и настройки на разных этапах его изготовления. Размещение СВЧ-узлов первого диапазона частот 1 в ячейках 3 корпуса 4, а СВЧ-узлов второго диапазона частот 2 на отдельных для каждого канала пластинах-основаниях 5, обеспечивает независимый доступ к каналам и позволяет проводить автономную настройку усилителей мощности каждого диапазона, автономную сборку и проверку работоспособности отдельного канала в двух диапазонах частот. Усилители мощности каждого диапазона развязаны по входу и выходу с помощью частотно-разделительных устройств и устройства развязывающего, что повышает стабильность входных и выходных сигналов на рабочих частотах, и в свою очередь позволяет обеспечить высокую повторяемость параметров при настройке и удобство сборки модуля в целом.Thus, the two-level layout of the microwave nodes allows you to maximize the use of the internal volume of the module without a noticeable increase in its dimensions and significantly increases the manufacturability of the assembly and configuration at different stages of its manufacture. The placement of the microwave nodes of the
В случае необходимости демонтажа приемо-передающего канала соседний канал не затрагивается, что упрощает настройку модуля и проведение операций технического обслуживания. Следовательно, удобство демонтажа приемо-передающих каналов обеспечивает высокий уровень ремонтопригодности модуля. При этом принцип зеркальной симметрии каналов, обеспечивающий однотипность их реализации и настройки, сохраняется.If it is necessary to dismantle the transceiver channel, the adjacent channel is not affected, which simplifies module configuration and maintenance operations. Therefore, the convenience of dismantling the transceiver channels provides a high level of maintainability of the module. At the same time, the principle of mirror symmetry of channels, ensuring the uniformity of their implementation and tuning, is preserved.
Сравнивая энергетические и массогабаритные характеристики созданного модуля и прототипа, можно отметить следующее.Comparing the energy and weight and size characteristics of the created module and prototype, the following can be noted.
Созданный модуль на рабочих частотах имеет выходную импульсную мощность в каждом канале от 500 Вт до 760 Вт при длительности радиоимпульса 0,5 мкс и эквивалентной скважности 178. Коэффициент шума приемных каналов менее 6 дБ, масса модуля 3,0 кг, объем 2,3 л.The created module at operating frequencies has an output pulse power in each channel from 500 W to 760 W with a radio pulse duration of 0.5 μs and an equivalent duty cycle of 178. The noise figure of the receiving channels is less than 6 dB, the module weight is 3.0 kg, the volume is 2.3 l .
Прототип на верхней частоте рабочей полосы частот 1,5 ГГц имеет выходную импульсную мощность каждого канала 250 Вт при длительности радиоимпульса 10 мкс и скважности 80. Коэффициент шума приемных каналов менее 6 дБ, масса модуля 2,8 кг, объем 2,2 л.The prototype at the upper frequency of the working frequency band of 1.5 GHz has an output pulse power of each channel of 250 W with a pulse duration of 10 μs and a duty cycle of 80. The noise figure of the receiving channels is less than 6 dB, the module weight is 2.8 kg, the volume is 2.2 l.
Таким образом, удельная суммарная импульсная мощность на единицу объема для прототипа составляет примерно 450 Вт/л., а для созданного модуля примерно 1000 Вт/л. Если провести сравнение для средней выходной мощности, то для прототипа это будет 5,6 Вт/л, а для созданного модуля 6,15 Вт/л. Из этого следует, что по этим параметрам созданный модуль превосходит прототип. Но поскольку радиоимпульсные режимы работы модулей разные, то данные сравнения проведены очень условно.Thus, the specific total impulse power per unit volume for the prototype is approximately 450 W / l., And for the created module approximately 1000 W / l. If we make a comparison for the average output power, then for the prototype it will be 5.6 W / l, and for the created module 6.15 W / l. It follows that in these parameters the created module is superior to the prototype. But since the radio-pulse modes of operation of the modules are different, the comparison data are carried out very conditionally.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015115660/28U RU155263U1 (en) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | FOUR CHANNEL TWO BAND MODULE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015115660/28U RU155263U1 (en) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | FOUR CHANNEL TWO BAND MODULE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU155263U1 true RU155263U1 (en) | 2015-09-27 |
Family
ID=54251189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015115660/28U RU155263U1 (en) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | FOUR CHANNEL TWO BAND MODULE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU155263U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU195229U1 (en) * | 2019-11-05 | 2020-01-17 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Radiating Antenna Module |
RU2811672C1 (en) * | 2023-11-14 | 2024-01-15 | Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" | Dual-channel active phased array antenna transceiver module |
-
2015
- 2015-04-24 RU RU2015115660/28U patent/RU155263U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU195229U1 (en) * | 2019-11-05 | 2020-01-17 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Radiating Antenna Module |
RU2811672C1 (en) * | 2023-11-14 | 2024-01-15 | Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" | Dual-channel active phased array antenna transceiver module |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107112631B (en) | Radiation integrated antenna unit and multi-array antenna | |
US9502765B2 (en) | Apparatus and method of a dual polarized broadband agile cylindrical antenna array with reconfigurable radial waveguides | |
CN216597997U (en) | Base station | |
CN110034377B (en) | Antenna device | |
RU2012154791A (en) | ANTENNA SYSTEM (OPTIONS) | |
US10944173B2 (en) | Antenna array and arrangement comprising an antenna array and a network node | |
CN106961019A (en) | A kind of four-dimensional antenna array sideband suppressing method based on many time-modulation frequencies | |
US10285179B2 (en) | Flexible reconfiguration of an antenna arrangement | |
CN105874648B (en) | Apparatus and method for broadband flexible cylindrical antenna array with radial waveguides | |
CN110600891A (en) | 5G array antenna | |
CN108493600A (en) | A kind of 5G mimo antennas structure | |
US10069189B2 (en) | Cabinet server and data center based on cabinet server | |
CN111066203A (en) | Multi-band antenna array | |
RU2380803C1 (en) | Module of active phased array | |
RU155263U1 (en) | FOUR CHANNEL TWO BAND MODULE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY | |
CN105591203A (en) | Low-profile high-gain dual-band dual-polarized satellite communication antenna | |
US10553930B2 (en) | Antenna system for wireless communication devices and other wireless applications | |
EP3136508B1 (en) | Multi-beam forming device and base station | |
CN203085757U (en) | High-gain and high-efficiency panel antenna with grid radiators | |
WO2021128514A1 (en) | Plastic vibrator unit and antenna | |
RU148915U1 (en) | TRANSMISSION MODULE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY OF A RADAR STATION | |
RU182828U1 (en) | RADIATING ELEMENT OF A RING DIGITAL ANTENNA ARRAY | |
TWM583136U (en) | Millimeter wave array antenna structure | |
EP2889958B1 (en) | Multiband antenna | |
Ahmed | Is 5G Healthy for the Environment? |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180425 |