RU171330U1 - Multichannel transceiver module of an active phased array antenna - Google Patents

Multichannel transceiver module of an active phased array antenna Download PDF

Info

Publication number
RU171330U1
RU171330U1 RU2017100685U RU2017100685U RU171330U1 RU 171330 U1 RU171330 U1 RU 171330U1 RU 2017100685 U RU2017100685 U RU 2017100685U RU 2017100685 U RU2017100685 U RU 2017100685U RU 171330 U1 RU171330 U1 RU 171330U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
channel
inputs
control
output
Prior art date
Application number
RU2017100685U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Валентинович Баранов
Александр Владимирович Васильев
Михаил Исаакович Чернышёв
Владимир Владимирович Задорожный
Александр Юрьевич Ларин
Иван Степанович Омельчук
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority to RU2017100685U priority Critical patent/RU171330U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU171330U1 publication Critical patent/RU171330U1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в приемопередающих АФАР. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является возможность формирования многолучевой ДН и уменьшение размеров многоканального ППМ. Многоканальный приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки состоит из антенной решетки, содержащей N излучателей, входы-выходы которых соединены со входами-выходами циркуляторов, выходы которых соединены со входами N-канального радиоприемника, N-канального фазовращателя, модуля управления и цифровой обработки сигналов, блока интерфейсов, блока синхронизации, блока питания и делителей мощности. Каждый канал N-канального радиоприемника содержит последовательно соединенные малошумящий усилитель-ограничитель и преобразователь частоты, гетеродинный вход которого является гетеродинным входом канала, управляющий вход является управляющим входом канала, а выход является выходом канала и соединен с одним из входов модуля управления и цифровой обработки сигналов. Оптический вход управления и данных блока интерфейсов является входом управления и данных многоканального приемопередающего модуля, оптические входы синхронизации, дискретизации и гетеродина блока интерфейсов являются входами синхронизации, дискретизации и гетеродина многоканального приемопередающего модуля. Вход блока питания является входом питания многоканального приемопередающего модуля. 4 ил.The utility model relates to the field of radio engineering and can be used in transceiver AFAR. The technical result of the proposed utility model is the possibility of forming a multi-beam pattern and reducing the size of multi-channel PPM. The multichannel transceiver module of an active phased antenna array consists of an antenna array containing N emitters, the inputs and outputs of which are connected to the inputs and outputs of the circulators, the outputs of which are connected to the inputs of the N-channel radio receiver, N-channel phase shifter, control module and digital signal processing, unit interfaces, synchronization unit, power supply and power dividers. Each channel of the N-channel radio receiver contains a low-noise amplifier-limiter and a frequency converter in series, the heterodyne input of which is the channel heterodyne input, the control input is the channel control input, and the output is the channel output and is connected to one of the inputs of the control and digital signal processing module. The optical input of the control and data of the interface unit is the input of the control and data of the multichannel transceiver module, the optical inputs of synchronization, discretization and the local oscillator of the interface unit are the inputs of synchronization, discretization and the local oscillator of the multichannel transceiver module. The input of the power supply is the power input of the multi-channel transceiver module. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к приемопередающим устройствам СВЧ колебаний, предназначенным для работы в составе активной фазированной антенной решетки (АФАР).The utility model relates to transceiver devices of microwave oscillations designed to operate as part of an active phased antenna array (AFAR).

Известен блок приемопередающих модулей (ППМ) [1 - Активные фазированные антенные решетки, «Радиотехника / Под ред. Д.И. Воскресенского и А.И. Канащенкова. М., 2004, стр. 29, рис. 1.10], в состав которого входят: усилитель мощности, малошумящий усилитель с защитным устройством, управляемый четырехразрядный фазовращатель и аттенюатор, переключатели прием-передача на p-i-n диодах.Known block transceiver modules (PPM) [1 - Active phased antenna arrays, "Radio Engineering / Ed. DI. Voskresensky and A.I. Kanaschenkova. M., 2004, p. 29, fig. 1.10], which includes: a power amplifier, a low-noise amplifier with a protective device, a controlled four-digit phase shifter and attenuator, receive-transmit switches on p-i-n diodes.

Недостатком известного устройства является возможность формирования только одного приемного луча, поскольку в ППМ используется один фазовращатель на прием, то есть может быть только одно фазовое соотношение с соседними каналами решетки.A disadvantage of the known device is the possibility of forming only one receiving beam, since the PPM uses one phase shifter per reception, that is, there can be only one phase relationship with adjacent channels of the array.

Наиболее близким по сущности к предлагаемой полезной модели является блок приемопередающих модулей АФАР [2 - Патент РФ 2379802, «Блок приемопередающих модулей активной фазированной антенной решетки», опубликован 20.01.2010 г.], взятый за прототип, содержащий теплоотводящее основание, на котором размещены ППМ, каждый из которых содержит излучатель, соединенный со вторым контактом первого переключателя, третий и первый контакты которого соответственно соединены со входом приемного и с выходом передающего канала, выход приемного канала и вход передающего канала соединены с третьим и первым контактами второго переключателя, управляющие входы переключателей соединены с выходом синхронизатора, приемный канал каждого ППМ включает последовательно соединенные малошумящий усилитель-ограничитель, управляемый аттенюатор, управляемый фазовращатель, и усилитель, а передающий канал содержит последовательно соединенные управляемые фазовращатель, управляемый аттенюатор, предварительный усилитель и усилитель мощности, блок также содержит разъемы, соединенные с приемопередающим блоком активной фазированной антенной решетки (АФАР). Блок содержит четное количество ППМ, лежащее в пределах от двух до шести, и в него введены циркуляторы, число которых вдвое меньше числа ППМ, и последовательно соединенные фильтры и модуляторы, число которых равно количеству ППМ, при этом первые и вторые входы циркуляторов соединены со вторыми контактами вторых переключателей двух ППМ, выходы циркуляторов соединены с соответствующими разъемами блока, входы всех фильтров подключены к источнику постоянного напряжения, выходы модуляторов - к управляющим входам усилителей мощности передающих каналов ППМ, а управляющие входы модуляторов соединены с выходом синхронизатора.The closest in essence to the proposed utility model is a block of transceiver modules AFAR [2 - RF Patent 2379802, “Block of transceiver modules of an active phased antenna array”, published on January 20, 2010], taken as a prototype containing a heat-sink base on which the PPM , each of which contains an emitter connected to the second contact of the first switch, the third and first contacts of which are respectively connected to the input of the receiving and output of the transmitting channel, the output of the receiving channel and the input of the supply channel is connected to the third and first contacts of the second switch, the control inputs of the switches are connected to the output of the synchronizer, the receive channel of each PPM includes a series-connected low-noise amplifier-limiter, a controlled attenuator, a controlled phase shifter, and an amplifier, and the transmitting channel contains a series-connected controlled phase shifter, controlled attenuator, pre-amplifier and power amplifier, the unit also contains connectors connected to the transceiver unit active phased array antenna (AFAR). The block contains an even number of PPM, lying in the range from two to six, and circulators are introduced into it, the number of which is half the number of PPM, and series-connected filters and modulators, the number of which is equal to the number of PPM, while the first and second inputs of the circulators are connected to the second the contacts of the second switches of two PPMs, the outputs of the circulators are connected to the corresponding connectors of the unit, the inputs of all filters are connected to a constant voltage source, the outputs of the modulators are connected to the control inputs of the power amplifiers transmitting their PPM channels, and the control inputs of the modulators are connected to the output of the synchronizer.

Теплоотводящее основание блока выполнено в виде прямоугольной металлической пластины, на верхней стороне которой размещены ППМ симметрично относительно ее продольной оси, отвод тепла от блока осуществляется через нижнюю сторону теплоотводящего основания.The heat sink base of the block is made in the form of a rectangular metal plate, on the upper side of which there are PPM symmetrically relative to its longitudinal axis, heat is removed from the block through the bottom side of the heat sink.

К недостаткам прототипа следует отнести:The disadvantages of the prototype include:

- возможность формирования только одного приемного луча, поскольку в ППМ используется один фазовращатель на прием, то есть может быть только одно фазовое соотношение с соседними каналами решетки. Однако современные антенные решетки для радиолокационных станций (РЛС) должны обеспечивать формирование нескольких приемных лучей, например, для снижения времени обзора пространства, а также организации моноимпульсного приема отраженного сигнала;- the possibility of forming only one receiving beam, since the PPM uses one phase shifter per reception, that is, there can be only one phase relationship with neighboring channels of the array. However, modern antenna arrays for radar stations (radar) must provide the formation of several receiving beams, for example, to reduce the time for viewing the space, as well as the organization of monopulse reception of the reflected signal;

- низкую плотность монтажа узлов конструкции прототипа, так как она предназначена для установки узлов только на одной стороне теплоотводящего основания. Такая конструкция обуславливает избыточные размеры блока при увеличении числа каналов блока. В современной радиолокации используются многоэлементные антенные устройства с числом элементов до нескольких тысяч [1, стр. 76], что обуславливает необходимость использования многоканальных блоков для снижения числа взаимных связей между блоками и упрощения построения изделия в целом. Для построения сложных антенных устройств с большим числом элементов из-за низкой плотности монтажа в блоках необходимо использовать большое число блоков, а для обеспечения связей между ними необходимо увеличенное число разъемов и соответственно кабельных соединений, что значительно увеличивает вес и цену устройства.- low density installation of the nodes of the prototype structure, as it is designed to install nodes only on one side of the heat sink base. This design leads to excessive block sizes with an increase in the number of block channels. Modern radar uses multi-element antenna devices with the number of elements up to several thousand [1, p. 76], which necessitates the use of multi-channel blocks to reduce the number of mutual connections between the blocks and simplify the construction of the product as a whole. To build complex antenna devices with a large number of elements due to the low density of installation in the blocks, it is necessary to use a large number of blocks, and to ensure connections between them, an increased number of connectors and cable connections, which significantly increases the weight and price of the device.

Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в обеспечении возможности формирования многолучевой ДН и уменьшении размеров многоканального ППМ.The problem to which the proposed utility model is directed is to provide the possibility of forming a multi-beam pattern and reducing the size of multi-channel PPM.

Для решения указанной задачи предлагается многоканальный приемопередающий модуль АФАР, содержащий блок синхронизации, циркуляторы, излучатели по числу каналов ППМ, теплоотводящее основание, на котором размещены приемо-передающие каналы, приемная часть канала включает малошумящий усилитель-ограничитель, а передающая часть канала содержит фазовращатель.To solve this problem, a multi-channel AFAR transceiver module is proposed, which contains a synchronization unit, circulators, emitters according to the number of PPM channels, a heat-removing base on which transceiver channels are located, the receiving part of the channel includes a low-noise amplifier-limiter, and the transmitting part of the channel contains a phase shifter.

Согласно полезной модели, N излучателей конструктивно объединены в антенную решетку, их входы-выходы соединены со входами-выходами циркуляторов, выходы которых соединены со входами малошумящих усилителей-ограничителей, которые являются входами N-канального радиоприемника, каждый канал которого содержит последовательно соединенные малошумящий усилитель-ограничитель и преобразователь частоты, гетеродинный вход которого является гетеродинным входом канала, управляющий вход является управляющим входом канала, а выход является выходом канала N-канального радиоприемника и соединен с одним из входов модуля управления и цифровой обработки сигналов, гетеродинные входы преобразователей частоты соединены с выходами первого делителя мощности, вход которого является гетеродинным входом N-канального радиоприемника, управляющие входы преобразователей частоты соединены с выходами устройства управления, вход-выход которого является управляющим входом-выходом N-канального радиоприемника и соединен с первым управляющим входом-выходом модуля управления и цифровой обработки сигналов, N-канальный фазовращатель содержит N фазовращателей, входы которых соединены с выходами второго делителя мощности, выходы - со входами циркуляторов, а управляющие входы - с выходами блока синхронизации, при этом вход второго делителя мощности является входом зондирующего сигнала устройства, второй управляющий вход-выход модуля управления и цифровой обработки сигналов соединен с управляющим входом-выходом блока синхронизации, вход управления соединен с выходом управления блока интерфейсов, выход данных соединен со входом данных блока интерфейсов, а вход сигнала дискретизации соединен с выходом дискретизации блока интерфейсов, выход гетеродина блока интерфейсов соединен со входом первого делителя, оптический вход управления и данных блока интерфейсов является входом-выходом управления и данных устройства, оптические входы синхронизации, дискретизации и гетеродина блока интерфейсов являются соответственно входами синхронизации, дискретизации и гетеродина устройства, выходы блока питания соединены со входами питания N-канального радиоприемника, модуля управления и цифровой обработки сигналов, блока синхронизации и блока интерфейсов, а вход блока питания является входом питания устройства.According to a utility model, N emitters are structurally combined into an antenna array, their inputs and outputs are connected to the inputs and outputs of circulators, the outputs of which are connected to the inputs of low-noise amplifier-limiters, which are inputs of an N-channel radio receiver, each channel of which contains a low-noise amplifier in series a limiter and a frequency converter, the heterodyne input of which is the heterodyne input of the channel, the control input is the control input of the channel, and the output is the output channel of the N-channel radio receiver and is connected to one of the inputs of the control and digital signal processing module, the heterodyne inputs of the frequency converters are connected to the outputs of the first power divider, the input of which is the heterodyne input of the N-channel radio receiver, the control inputs of the frequency converters are connected to the outputs of the control device, input - the output of which is the control input-output of the N-channel radio and is connected to the first control input-output of the control module and digital processing with signals, the N-channel phase shifter contains N phase shifters, the inputs of which are connected to the outputs of the second power divider, the outputs are connected to the inputs of the circulators, and the control inputs are connected to the outputs of the synchronization unit, while the input of the second power divider is the input of the probe signal of the device, the second control input is the output of the control module and digital signal processing is connected to the control input-output of the synchronization unit, the control input is connected to the control output of the interface unit, the data output is connected to the data input interface unit, and the input of the sampling signal is connected to the sampling output of the interface unit, the local oscillator output of the interface unit is connected to the input of the first divider, the optical input of the control and data of the interface unit is the control input and output of the device data, the optical inputs of the synchronization, sampling and local oscillator of the interface unit are respectively, the synchronization inputs, discretization and the local oscillator of the device, the outputs of the power supply are connected to the power inputs of the N-channel radio, control module phenomena and digital signal processing, synchronization unit and interface unit, and the input of the power supply is the power input of the device.

При этом N-канальный радиоприемник, модуль управления и цифровой обработки сигналов, блок интерфейсов и блок питания размещены на верхней стороне теплоотводящего основания, а на нижней стороне теплоотводящего основания размещены N-канальный фазовращатель, блок синхронизации, второй делитель мощности, к передней части теплоотводящего основания прикреплена антенная решетка с излучателями.At the same time, an N-channel radio receiver, a control and digital signal processing module, an interface unit and a power supply unit are located on the upper side of the heat sink base, and an N-channel phase shifter, synchronization block, and a second power divider are placed on the lower side of the heat sink base to the front of the heat sink base attached antenna array with emitters.

Проведенный сравнительный анализ заявленной полезной модели и прототипа показывает:A comparative analysis of the claimed utility model and prototype shows:

- в предлагаемой полезной модели число циркуляторов соответствует числу каналов, в то время как в прототипе число циркуляторов вдвое меньше числа каналов;- in the proposed utility model, the number of circulators corresponds to the number of channels, while in the prototype the number of circulators is half the number of channels;

- в предлагаемой полезной модели функциональные узлы устанавливаются на обеих сторонах теплоотводящего основания, что уменьшает размеры устройства при том же количестве функциональных узлов, устанавливаемых в одном корпусе, в то время как в прототипе функциональные узлы устанавливаются только на одной стороне теплоотводящего основания;- in the proposed utility model, functional units are installed on both sides of the heat sink base, which reduces the size of the device with the same number of functional nodes installed in one housing, while in the prototype functional nodes are installed on only one side of the heat sink base;

Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемого устройства из литературы не известны, поэтому оно соответствует критериям новизны.The combination of distinctive features and properties of the proposed device from the literature are not known, therefore, it meets the criteria of novelty.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого многоканального приемопередающего модуля АФАР.In FIG. 1 is a structural diagram of the proposed multi-channel transceiver module AFAR.

На фиг. 2 представлена структурная схема преобразователя частоты.In FIG. 2 is a structural diagram of a frequency converter.

На фиг. 3 представлена структурная схема блока интерфейсов.In FIG. 3 is a block diagram of an interface unit.

На фиг. 4 представлена структурная схема модуля управления и цифровой обработки сигналов.In FIG. 4 is a structural diagram of a control module and digital signal processing.

Многоканальный приемопередающий модуль АФАР (фиг. 1) состоит из антенной решетки (АР) 1, содержащей N излучателей 2, входы-выходы которых соединены со входами-выходами N циркуляторов 3, выходы которых соединены со входами малошумящих усилителей-ограничителей (МШУ) 5, которые являются входами N-канального радиоприемника (РП) 4, каждый канал которого содержит последовательно соединенные МШУ 5 и преобразователь частоты (ПРЧ) 6, гетеродинный вход которого является гетеродинным входом канала, управляющий вход является управляющим входом канала, а выход является выходом канала N-канального РП 4 и соединен с одним из входов модуля управления и цифровой обработки сигналов (МУЦОС) 7. Гетеродинные входы ПРЧ 6 соединены с выходами первого делителя мощности 8. Управляющие входы ПРЧ 6 соединены с выходами устройства управления (УУ) 9, вход-выход которого является управляющим входом-выходом N-канального РП 4, и соединен с первым управляющим входом-выходом МУЦОС 7.The multi-channel transceiver module AFAR (Fig. 1) consists of an antenna array (AR) 1 containing N emitters 2, the inputs and outputs of which are connected to the inputs and outputs of N circulators 3, the outputs of which are connected to the inputs of low-noise amplifier-limiters (LNA) 5, which are the inputs of the N-channel radio receiver (RP) 4, each channel of which contains a series-connected LNA 5 and a frequency converter (RPC) 6, the heterodyne input of which is the heterodyne input of the channel, the control input is the control input of the channel, and you One is the channel output of the N-channel RP 4 and is connected to one of the inputs of the control and digital signal processing module (MUCOS) 7. The heterodyne inputs of the RF 6 are connected to the outputs of the first power divider 8. The control inputs of the RF 6 are connected to the outputs of the control device 9, the input-output of which is the control input-output of the N-channel RP 4, and is connected to the first control input-output of the MUCOS 7.

N-канальный фазовращатель (Ф) 10 содержит N фазовращателей (ФВ) 11, входы которых соединены с выходами второго делителя мощности 12, выходы - со входами циркуляторов 3, а управляющие входы - с выходами блока синхронизации (ВС) 13. Вход второго делителя мощности 12 является входом зондирующего сигнала (ЗС) устройства.The N-channel phase shifter (Ф) 10 contains N phase shifters (ФВ) 11, the inputs of which are connected to the outputs of the second power divider 12, the outputs are connected to the inputs of the circulators 3, and the control inputs are connected to the outputs of the synchronization unit (BC) 13. The input of the second power divider 12 is the input of the probing signal (ES) of the device.

Второй управляющий вход-выход МУЦОС 7 соединен с управляющим входом-выходом блока синхронизации 13, вход управления МУЦОС 7 соединен с выходом управления блока интерфейсов (БИ) 14, выход данных соединен со входом данных БИ 14, а вход сигнала дискретизации Fд соединен с выходом дискретизации БИ 14.The second control input-output of the MUCOS 7 is connected to the control input-output of the synchronization unit 13, the control input of the MUCOS 7 is connected to the control output of the interface unit (BI) 14, the data output is connected to the data input of the BI 14, and the input of the sampling signal Fd is connected to the sampling output BI 14.

Выход гетеродина БИ 14 соединен со входом первого делителя мощности 8. Оптический вход-выход управления и данных БИ 14 является входом управления и данных устройства, оптические входы синхронизации, дискретизации и гетеродина БИ 14 являются входами синхронизации, дискретизации и гетеродина устройства соответственно.The output of the local oscillator BI 14 is connected to the input of the first power divider 8. The optical input-output of the control and data BI 14 is the input of the control and data of the device, the optical inputs of synchronization, sampling and the local oscillator BI 14 are inputs of synchronization, sampling and the local oscillator of the device, respectively.

Выходы блока питания (БП) 15 соединены со входами питания N-канального радиоприемника 4, МУЦОС 7, блока синхронизации 13 и БИ 14, а вход блока питания 15 является входом питания устройства.The outputs of the power supply unit (PSU) 15 are connected to the power inputs of the N-channel radio 4, MUCOS 7, synchronization unit 13 and BI 14, and the input of the power supply 15 is the power input of the device.

Преобразователь частоты 6 (фиг. 2) включает в себя последовательно соединенные смеситель (СМ) 16, вход которого является входом ПРЧ 6 и усилитель промежуточной частоты (УПЧ) 17, выход которого является выходом ПРЧ 6, а вход управления является входом управления ПРЧ 6. Гетеродинный вход смесителя 16 является гетеродинным входом ПРЧ 6.The frequency converter 6 (Fig. 2) includes a series-connected mixer (CM) 16, the input of which is the input of the frequency converter 6 and an intermediate frequency amplifier (IF) 17, the output of which is the output of the frequency converter 6, and the control input is the control input of the frequency converter 6. The heterodyne input of the mixer 16 is the heterodyne input of the frequency converter 6.

БИ 14 (фиг. 3) включает в себя оптический трансивер (ОТ) 18, оптический вход-выход которого является входом-выходом БИ 14, выход данных является выходом управления БИ 14, а вход данных - входом данных БИ 14. Оптический вход первого преобразователя оптико-электрического (ПОЭ) 19 является входом гетеродина БИ 14, а выход - выходом гетеродина БИ 14. Оптический вход второго ПОЭ 20 является входом сигнала дискретизации БИ 14, а выход - выходом сигнала дискретизации БИ 14. Оптический вход третьего ПОЭ 21 является входом синхронизации БИ 14, а выход - выходом синхронизации БИ 14.BI 14 (Fig. 3) includes an optical transceiver (OT) 18, the optical input-output of which is the input-output of the BI 14, the data output is the control output of the BI 14, and the data input is the data input of the BI 14. Optical input of the first converter optoelectrical (POE) 19 is the input of the local oscillator BI 14, and the output is the output of the local oscillator BI 14. The optical input of the second POE 20 is the input of the sampling signal BI 14, and the output is the output of the sampling signal BI 14. The optical input of the third POE 21 is the synchronization input BI 14, and the output is the synchronization output ation BI 14.

МУЦОС 7 (фиг. 4) включает в себя N аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 22, входы которых являются входами МУЦОС 7, а выходы подключены к устройству управления и обработки (УУО) 23, и третий делитель мощности 24, вход которого является входом сигнала дискретизации Fд МУЦОС 7, а выходы подключены к тактирующим входам АЦП 22. Первый и второй управляющие входы-выходы УУО 23 являются первым и вторым управляющими входами-выходами МУЦОС 7, выход данных УУО 23 является выходом данных МУЦОС 7. Управляющий вход УУО 23 является управляющим входом МУЦОС 7. Вход синхронизации УУО 23 является входом синхронизации МУЦОС 7.MUCOS 7 (Fig. 4) includes N analog-to-digital converters (ADCs) 22, the inputs of which are inputs of the MUCOS 7, and the outputs are connected to a control and processing device (CID) 23, and a third power divider 24, the input of which is the input sampling signal Fд МУЦОС 7, and the outputs are connected to the clock inputs of the ADC 22. The first and second control inputs / outputs of the UUO 23 are the first and second control inputs and outputs of the UUOS 7, the data output of the UUO 23 is the data output of the UUOS 7. The control input of the UUO 23 is control input MUCOS 7. Input syn timing UUO 23 is the input synchronization MUCOS 7.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В режиме передачи зондирующий сигнал ЗС, поступающий на вход ЗС устройства, делится во втором делителе мощности 12 (фиг. 1) на N каналов и поступает на входы фазовращателей 11, где смещается по фазе на угол ϕi для формирования передающего луча в направлении θ. Величина ϕi для i-го канала определяется в соответствии с выражениемThe proposed device operates as follows. In the transmission mode, the probe signal ЗС arriving at the input of the ЗС device is divided in the second power divider 12 (Fig. 1) into N channels and fed to the inputs of the phase shifters 11, where it is phase-shifted by an angle ϕ i to form a transmitting beam in the direction θ. The value ϕ i for the i-th channel is determined in accordance with the expression

Figure 00000001
Figure 00000001

где k=2π/λ - фазовая постоянная пространства;where k = 2π / λ is the phase constant of space;

λ - длина волны сигнала;λ is the wavelength of the signal;

d - расстояние между излучателями.d is the distance between the emitters.

Далее сигналы с выходов фазовращателей 11 поступают через циркуляторы 3 на излучатели 2 и излучаются в пространство.Next, the signals from the outputs of the phase shifters 11 enter through circulators 3 to the emitters 2 and are emitted into space.

В режиме приема сигналы, принятые излучателями 2, поступают через циркуляторы 3 на входы N-канального радиоприемника 4, в каждом канале сигнал усиливается в малошумящем усилителе-ограничителе 5, преобразуется по частоте в диапазон промежуточной частоты (ПЧ) в смесителе 16 (фиг. 2), фильтруется и усиливается в УПЧ 17 и поступает далее на МУЦОС 7.In the reception mode, the signals received by the emitters 2 are fed through circulators 3 to the inputs of the N-channel radio 4, in each channel the signal is amplified in a low-noise amplifier-limiter 5, converted in frequency to the intermediate frequency range (IF) in the mixer 16 (Fig. 2 ), is filtered and amplified in UPCH 17 and goes on to MUCOS 7.

В МУЦОС 7 сигнал ПЧ поступает на входы АЦП 22 (фиг. 4), где подвергается дискретизации с частотой Fд. Полученные отсчеты сигнала Si поступают на входы УУО 23, где из них формируются отсчеты М приемных лучей в направлениях θM. Отсчеты каждого приемного луча D(θM) формируются путем суммирования отсчетов со всех N каналов, умноженных на взвешивающий множитель:In MUCOS 7, the IF signal is fed to the inputs of the ADC 22 (Fig. 4), where it undergoes sampling with a frequency Fd. The obtained samples of the Si signal are fed to the inputs of the UUO 23, where samples of the M received beams are formed from them in the directions θ M. The samples of each receiving beam D (θ M ) are formed by summing the samples from all N channels multiplied by a weighting factor:

Figure 00000002
Figure 00000002

где

Figure 00000003
- взвешивающий множитель.Where
Figure 00000003
- weighting factor.

По сравнению с прототипом, предлагаемая полезная модель обеспечивает возможность формирования М приемных лучей, в то время как прототип имеет возможность формирования только одного приемного луча, поскольку в нем используется один фазовращатель на прием, то есть может быть только одно фазовое соотношение с соседними каналами решетки.Compared with the prototype, the proposed utility model provides the possibility of forming M receiving beams, while the prototype has the ability to form only one receiving beam, since it uses one phase shifter per reception, that is, there can only be one phase relationship with adjacent channels of the array.

Предлагаемая полезная модель также обеспечивает уменьшение размеров многоканального ППМ за счет установки функциональных узлов на обеих сторонах теплоотводящего основания, в то время как в прототипе функциональные узлы устанавливаются только на одной стороне теплоотводящего основания.The proposed utility model also provides a reduction in the size of multi-channel PPM due to the installation of functional units on both sides of the heat sink base, while in the prototype functional nodes are installed on only one side of the heat sink base.

Для проверки работоспособности предлагаемого устройства был изготовлен макет, испытания которого показали совпадение полученных характеристик с расчетными.To test the operability of the proposed device, a mock-up was made, tests of which showed the coincidence of the obtained characteristics with the calculated ones.

Claims (1)

Многоканальный приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки, содержащий блок синхронизации, циркуляторы, излучатели по числу каналов приемопередающего модуля, теплоотводящее основание, на котором размещены приемо-передающие каналы, приемная часть канала включает малошумящий усилитель-ограничитель, а передающая часть канала содержит фазовращатель, отличающийся тем, что N излучателей конструктивно объединены в антенную решетку, их входы-выходы соединены со входами-выходами циркуляторов, выходы которых соединены со входами малошумящих усилителей-ограничителей, которые являются входами N-канального радиоприемника, каждый канал которого содержит последовательно соединенные малошумящий усилитель-ограничитель и преобразователь частоты, гетеродинный вход которого является гетеродинным входом канала, управляющий вход является управляющим входом канала, а выход является выходом канала N-канального радиоприемника и соединен с одним из входов модуля управления и цифровой обработки сигналов, гетеродинные входы преобразователей частоты соединены с выходами первого делителя мощности, вход которого является гетеродинным входом N-канального радиоприемника, управляющие входы преобразователей частоты соединены с выходами устройства управления, вход-выход которого является управляющим входом-выходом N-канального радиоприемника, и соединен с первым управляющим входом-выходом модуля управления и цифровой обработки сигналов, N-канальный фазовращатель содержит N фазовращателей, входы которых соединены с выходами второго делителя мощности, выходы - со входами циркуляторов, а управляющие входы - с выходами блока синхронизации, при этом вход второго делителя мощности является входом зондирующего сигнала устройства, второй управляющий вход-выход модуля управления и цифровой обработки сигналов соединен с управляющим входом-выходом блока синхронизации, вход управления соединен с выходом управления блока интерфейсов, выход данных соединен со входом данных блока интерфейсов, а вход сигнала дискретизации соединен с выходом дискретизации блока интерфейсов, выход гетеродина блока интерфейсов соединен со входом первого делителя мощности, оптический вход-выход управления и данных блока интерфейсов является входом-выходом управления и данных устройства, оптические входы синхронизации, дискретизации и гетеродина блока интерфейсов являются соответственно входами синхронизации, дискретизации и гетеродина устройства, выходы блока питания соединены со входами питания N-канального радиоприемника, модуля управления и цифровой обработки сигналов, блока синхронизации и блока интерфейсов, а вход блока питания является входом питания устройства, при этом N-канальный радиоприемник, модуль управления и цифровой обработки сигналов, блок интерфейсов и блок питания размещены на верхней стороне теплоотводящего основания, а на нижней стороне теплоотводящего основания размещены N-канальный фазовращатель, блок синхронизации, второй делитель мощности, к передней части теплоотводящего основания прикреплена антенная решетка с излучателями.A multi-channel transceiver module of an active phased array antenna, comprising a synchronization unit, circulators, emitters according to the number of channels of the transceiver module, a heat sink on which the transceiver channels are located, the receiver part of the channel includes a low noise amplifier-limiter, and the transmit part of the channel contains a phase shifter, characterized in that N emitters are structurally combined into an antenna array, their inputs and outputs are connected to the inputs and outputs of the circulators, the outputs of which are connected to inputs of low-noise limiter amplifiers, which are inputs of an N-channel radio receiver, each channel of which contains a low-noise limiter amplifier and a frequency converter, the heterodyne input of which is the channel heterodyne input, the control input is the channel control input, and the output is the N- channel output channel radio and is connected to one of the inputs of the control module and digital signal processing, the heterodyne inputs of the frequency converters are connected to the odes of the first power divider, the input of which is the heterodyne input of the N-channel radio receiver, the control inputs of the frequency converters are connected to the outputs of the control device, the input-output of which is the control input-output of the N-channel radio receiver, and connected to the first control input-output of the control module and digital signal processing, the N-channel phase shifter contains N phase shifters, the inputs of which are connected to the outputs of the second power divider, the outputs are connected to the inputs of the circulators, and the control inputs dy - with the outputs of the synchronization unit, while the input of the second power divider is the input of the probing signal of the device, the second control input-output of the control module and digital signal processing is connected to the control input-output of the synchronization unit, the control input is connected to the control output of the interface unit, data output connected to the data input of the interface unit, and the input of the sampling signal is connected to the sampling output of the interface unit, the output of the local oscillator of the interface unit is connected to the input of the first divider power, the optical input-output of the control and data of the interface unit is the input-output of the control and data of the device, the optical inputs of synchronization, sampling and the local oscillator of the interface unit are respectively the inputs of the synchronization, sampling and local oscillator of the device, the outputs of the power supply are connected to the power inputs of the N-channel radio , a control module and digital signal processing, a synchronization unit and an interface unit, and the input of the power supply is the power input of the device, while the N-channel a diode receiver, a control and digital signal processing module, an interface unit and a power supply unit are located on the upper side of the heat sink base, and an N-channel phase shifter, a synchronization block, a second power divider are placed on the lower side of the heat sink base, an antenna array with radiators is attached to the front of the heat sink base .
RU2017100685U 2017-01-10 2017-01-10 Multichannel transceiver module of an active phased array antenna RU171330U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100685U RU171330U1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 Multichannel transceiver module of an active phased array antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100685U RU171330U1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 Multichannel transceiver module of an active phased array antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU171330U1 true RU171330U1 (en) 2017-05-30

Family

ID=59032585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017100685U RU171330U1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 Multichannel transceiver module of an active phased array antenna

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU171330U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683141C1 (en) * 2017-12-21 2019-03-26 Российская Федерация, от имени которого выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) Converting transmit-receive module of a digital antenna array with a two-level control (variants)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5940031A (en) * 1996-09-05 1999-08-17 Northrop Grumman Corporation Transmit/receive module for planar active apertures
RU2206155C1 (en) * 2002-04-17 2003-06-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" им. акад. А.А. Расплетина" Transceiver module
RU2237324C1 (en) * 2003-05-22 2004-09-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" Phased array aerial element
RU2379802C1 (en) * 2008-06-09 2010-01-20 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" Unit of receiving-transmitting modules of active phased antenna array

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5940031A (en) * 1996-09-05 1999-08-17 Northrop Grumman Corporation Transmit/receive module for planar active apertures
RU2206155C1 (en) * 2002-04-17 2003-06-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" им. акад. А.А. Расплетина" Transceiver module
RU2237324C1 (en) * 2003-05-22 2004-09-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" Phased array aerial element
RU2379802C1 (en) * 2008-06-09 2010-01-20 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" Unit of receiving-transmitting modules of active phased antenna array

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683141C1 (en) * 2017-12-21 2019-03-26 Российская Федерация, от имени которого выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) Converting transmit-receive module of a digital antenna array with a two-level control (variants)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schmid et al. Motion compensation and efficient array design for TDMA FMCW MIMO radar systems
KR101027238B1 (en) Phase shifting and combining architecture for phased arrays
CN111381213B (en) Electronic device, radar device, and radar control method
KR100813909B1 (en) automotive radar dualmode system with wireless communication
US8203479B2 (en) Electronic counter measure system
KR100750967B1 (en) High resolution short range radar system using virtual array antenna system
CN108732562B (en) Phased array radar
CN102680963A (en) Radar apparatus supporting short and long range radar operation
US12019153B2 (en) Dual-polarizaton radar
Sayeed et al. Beamspace MIMO channel modeling and measurement: Methodology and results at 28GHz
CN111175748A (en) Millimeter wave antenna array
RU2661334C1 (en) Tranceiver module of radio-technical signals
RU171330U1 (en) Multichannel transceiver module of an active phased array antenna
RU2410804C1 (en) Multibeam active antenna array
RU2697194C1 (en) Method of constructing an active phased antenna array
US9667305B2 (en) Receiver-transmitter
Anajemba et al. Efficient switched digital beamforming radar system based on SIMO/MIMO receiver
RU2730120C1 (en) Method of constructing an active phased antenna array
US2825057A (en) Simultaneous lobe matching device
RU2717258C1 (en) Method of constructing an active phased antenna array
KR102316108B1 (en) Intelligent radio frequency integrated processing apparatus based on single-chain reconfigurable meta leaky antenna and operatoin method thereof
RU2611600C1 (en) Converting transmitting-receiving module of digital antenna array (optional)
Hokayem et al. Cross-mixing hybrid beamformer for wideband apertures
KR20220129249A (en) Photonics based active array radar for transmitting and receiving pulse waveform
RU2751980C2 (en) Converter transceiver module of digital antenna array with orthogonal control (options)

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20170616

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20190703