RU2298810C1 - Receiving-transmitting optoelectronic module of an antenna with a phased antenna array - Google Patents

Receiving-transmitting optoelectronic module of an antenna with a phased antenna array Download PDF

Info

Publication number
RU2298810C1
RU2298810C1 RU2005130539/09A RU2005130539A RU2298810C1 RU 2298810 C1 RU2298810 C1 RU 2298810C1 RU 2005130539/09 A RU2005130539/09 A RU 2005130539/09A RU 2005130539 A RU2005130539 A RU 2005130539A RU 2298810 C1 RU2298810 C1 RU 2298810C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
output
contact
input
antenna
Prior art date
Application number
RU2005130539/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Феоктистович Зайцев (RU)
Дмитрий Феоктистович Зайцев
Original Assignee
Дмитрий Феоктистович Зайцев
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 Дмитрий Феоктистович Зайцев filed Critical Дмитрий Феоктистович Зайцев
Priority to RU2005130539/09A priority Critical patent/RU2298810C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2298810C1 publication Critical patent/RU2298810C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

FIELD: the invention refers to antennas.
SUBSTANCE: the technical result is decreasing of heat generation of an optoelectronic receiving-transmitting module of an antenna with a phased antenna array near by the radiator, of mass and dimensions, galvanic isolation and energy independence of the array, increasing of the broadbandness, power, constructive flexibility, stability to electric disturbances. The input of the optoelectronic receiving-transmitting module of the antenna with a phased antenna array, consisting of an apparatus and an antenna parts is connected up to the first contact of the first switch, its second contact is in-series connected up with the first optical modulator to which the first laser is switched, an optical line of delay controlled by a line of photodiodes, an amplifier controlled by an attenuator, the first contact of the second switch whose second contact is connected up with the second optical modulator to which the second laser with a scheme of a feeding control and the first photo detector are switched, and the third - with the output. The output of the first photo detector is connected up with the first contact of the third switch, whose second contact is connected up with the antenna radiator, and the third - with the third optical modulator to which the third laser with the scheme of controlling the feeding is switched and the second photo detector connected with the input of the low-noise amplifier whose output is connected with the third contact of the first switch. The controlling inputs of the controlled line of the photodiodes, of the controlled attenuator, switches and the schemes of controlling of the feeding are connected with corresponding outputs of the controlling module.
EFFECT: decreases heat generation of the optoelectronic receiving-transmitting module of the antenna with phased antenna array.
2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к антеннам для радаров и систем связи, а более конкретно к приемнопередающим модулям (ППМ) для приема и передачи сигналов в активных антенных решетках (АФАР) СВЧ-диапазона с электронным сканированием луча. Это изобретение также относится к применению оптоэлектронной техники (аналоговой фотоники) в ППМ АФАР.The invention relates to radio engineering, in particular to antennas for radars and communication systems, and more particularly to transmit-receive modules (MRP) for receiving and transmitting signals in active antenna arrays (AFAR) of the microwave range with electronic scanning of the beam. This invention also relates to the use of optoelectronic technology (analog photonics) in APM AFAR.

Такого типа устройства применяются в радарах, системах связи, в том числе мобильной, радиоастрономии, радионавигации, гидролокации [1-4].This type of device is used in radars, communication systems, including mobile, radio astronomy, radio navigation, sonar [1-4].

Известен оптоэлектронный ППМ для АФАР [5, 6], состоящий из секции оптических элементов и секции электрических элементов, в которых содержится оптический демультиплексор, оптические волокна, управляющий модуль, интегрально-оптические модуляторы, оптический ответвитель, оптический разветвитель, фотодетектор, предусилитель, мощные усилители, переключатель прием/передача, малошумящий усилитель, излучатель.Known optoelectronic PPM for AFAR [5, 6], consisting of a section of optical elements and a section of electrical elements that contain an optical demultiplexer, optical fibers, a control module, integrated optical modulators, an optical coupler, an optical splitter, photodetector, preamplifier, powerful amplifiers , receive / transmit switch, low noise amplifier, emitter.

Недостатком известного ППМ является наличие в составе его антенной секции, наиболее близко расположенной к антенным излучателям, мощных электронных усилителей, ограничивающих рабочую полосу частот и габариты, а также создающих проблемы охлаждения и увеличения шумовой температуры, находящегося там же малошумящего усилителя и антенной решетки в целом.A disadvantage of the known PPM is the presence in its antenna section, which is closest to the antenna emitters, of powerful electronic amplifiers that limit the operating frequency band and dimensions, as well as create problems of cooling and increasing the noise temperature, the low-noise amplifier and the antenna array located in the same place.

Применение в антенной секции трех последовательно включенных усилителей увеличивает опасность самовозбуждения, а необходимость прокладки электрокабелей для подводки к каждому из ППМ на антенном полотне значительной электрической мощности для их питания и приводит к увеличению массогабаритных параметров, стоимости, трудоемкости монтажа, технического обслуживания, снижению надежности, стойкости к электрическим помехам и ЭМИ, а также повышает пожароопасность.The use of three series-connected amplifiers in the antenna section increases the risk of self-excitation, and the need to lay electrical cables for supplying each of the PMDs on the antenna sheet with significant electric power for their power supply and leads to an increase in weight and size parameters, cost, installation time, maintenance, lower reliability, durability to electrical noise and EMR, and also increases fire hazard.

Фазовый метод сканирования, примененный в известном устройстве, не дает возможности работы АФАР в широкой, а тем более в сверхширокой полосе частот.The phase scanning method used in the known device does not allow the AFAR to operate in a wide, and even more so in an ultra-wide frequency band.

Известен оптоэлектронный ППМ для АФАР [7], состоящий из демодулятора (фотодетектора), усилителей, диплексера, умножителей частоты, фазовращателей, мощного усилителя, циркулятора, лазерного диода, оптического модулятора, смесителя и излучателя.Known optoelectronic PPM for AFAR [7], consisting of a demodulator (photodetector), amplifiers, diplexer, frequency multipliers, phase shifters, a powerful amplifier, circulator, laser diode, optical modulator, mixer and emitter.

Недостатком известного ППМ является наличие в его составе мощного выходного усилителя, ограничивающего рабочую полосу частот и габариты, а также создающего проблемы охлаждения и увеличения шумовой температуры для находящегося там же малошумящего усилителя и антенной решетки в целом.A disadvantage of the known PPM is the presence of a powerful output amplifier in it, limiting the operating frequency band and dimensions, as well as creating problems of cooling and increasing the noise temperature for the low-noise amplifier and the antenna array located in the same place.

Фазовый метод сканирования и примененный в известном устройстве ферритовый циркулятор не дает возможности работы АФАР в широкой, а тем более в сверхширокой полосе частот.The phase scanning method and the ferrite circulator used in the known device does not allow the AFAR to operate in a wide, and even more so in an ultra-wide frequency band.

Применение в модуле мощных усилителей, обуславливает необходимость прокладки электрокабелей для подводки к каждому из ППМ на антенном полотне значительной электрической мощности для их питания, что приводит к увеличению массогабаритных параметров, стоимости, трудоемкости монтажа, технического обслуживания, снижению надежности, стойкости к электрическим помехам и ЭМИ, а также повышает пожароопасность.The use of powerful amplifiers in the module necessitates the laying of electric cables for supplying each of the PMDs on the antenna sheet with significant electric power for their power supply, which leads to an increase in weight and size parameters, cost, the complexity of installation, maintenance, reliability, resistance to electrical noise and EMR , and also increases fire hazard.

Известен оптоэлектронный ППМ для АФАР [8], состоящий из оптической линзы, оптического демультиплексера, фотодетекторов, усилителей, микропроцессора с памятью и декодера, фазовых векторных модуляторов, усилителей, переключателей прием/передача, фильтра, мощного усилителя, излучателя.Known optoelectronic PPM for AFAR [8], consisting of an optical lens, an optical demultiplexer, photodetectors, amplifiers, a microprocessor with memory and a decoder, phase vector modulators, amplifiers, transmit / receive switches, filter, powerful amplifier, emitter.

Недостатком известного ППМ является наличие в его составе мощного выходного усилителя, ограничивающего рабочую полосу частот и габариты, а также создающего проблемы охлаждения и увеличения шумовой температуры для находящегося там же малошумящего усилителя и антенной решетки в целом.A disadvantage of the known PPM is the presence of a powerful output amplifier in it, limiting the operating frequency band and dimensions, as well as creating problems of cooling and increasing the noise temperature for the low-noise amplifier and the antenna array located in the same place.

Применение в модуле мощных усилителей обуславливает необходимость прокладки электрокабелей для подводки к каждому из ППМ на антенном полотне значительной электрической мощности для их питания, что приводит к увеличению массогабаритных параметров, стоимости, трудоемкости монтажа, технического обслуживания, снижению надежности, стойкости к электрическим помехам и ЭМИ, а также повышает пожароопасность.The use of powerful amplifiers in the module necessitates the laying of electrical cables for supplying each of the PMDs on the antenna sheet with significant electrical power for their power supply, which leads to an increase in weight and size parameters, cost, laborious installation, maintenance, reduced reliability, resistance to electrical noise and electromagnetic radiation, and also increases fire hazard.

Наличие открытого оптического канала для подачи зондирующего сигнала на вход ППМ делает его работу непосредственно зависящей от условий внешней среды, что существенно снижает его надежность.The presence of an open optical channel for supplying a probe signal to the input of the PMD makes its operation directly dependent on environmental conditions, which significantly reduces its reliability.

Фазовый метод сканирования и примененные в известном устройстве фазовые векторные модуляторы не дают возможности работы АФАР в широкой, а тем более в сверхширокой полосе частот.The phase scanning method and phase vector modulators used in the known device do not allow the AFAR to operate in a wide, and even more so in an ultra-wide frequency band.

Известен оптоэлектронный ППМ для АФАР [9], состоящий из фотодетекторов, мультиплексера, демультиплексера, усилителей, цифровых логических схем, лазерного диода, управляемых аттенюаторов, АЦП, усилителей, смесителей, сплиттера, схемы стробирования, фазовращателя, переключателей прием/передача, фильтров, мощного усилителя, малошумящего усилителя, излучателя.Known optoelectronic PPM for AFAR [9], consisting of photodetectors, multiplexer, demultiplexer, amplifiers, digital logic circuits, laser diode, controlled attenuators, ADCs, amplifiers, mixers, splitter, gating circuit, phase shifter, transmit / receive switches, filters, powerful amplifier, low noise amplifier, emitter.

Недостатком известного ППМ является наличие в его составе мощного выходного усилителя, ограничивающего рабочую полосу частот и габариты, а также создающего проблемы охлаждения и увеличения шумовой температуры для находящегося там же малошумящего усилителя и антенной решетки в целом.A disadvantage of the known PPM is the presence of a powerful output amplifier in it, limiting the operating frequency band and dimensions, as well as creating problems of cooling and increasing the noise temperature for the low-noise amplifier and the antenna array located in the same place.

Применение в модуле мощных усилителей обуславливает необходимость прокладки электрокабелей для подводки к каждому из ППМ на антенном полотне значительной электрической мощности для их питания, что приводит к увеличению массогабаритных параметров, стоимости, трудоемкости монтажа, технического обслуживания, снижению надежности, стойкости к электрическим помехам и ЭМИ, а также повышает пожароопасность.The use of powerful amplifiers in the module necessitates the laying of electrical cables for supplying each of the PMDs on the antenna sheet with significant electrical power for their power supply, which leads to an increase in weight and size parameters, cost, laborious installation, maintenance, reduced reliability, resistance to electrical noise and electromagnetic radiation, and also increases fire hazard.

Известен оптоэлектронный ППМ для АФАР [10], состоящий из лазерного передатчика, оптического разветвителя, оптического волокна, оптического переключателя, оптического модулятора, фотодетекторов, усилителей, переключателей прием/передача, фазовращателя, усилителя с управляемым коэффициентом усиления, мощного усилителя, циркулятора, малошумящего усилителя, излучателя.Known optoelectronic PPM for AFAR [10], consisting of a laser transmitter, an optical splitter, an optical fiber, an optical switch, an optical modulator, photo detectors, amplifiers, transmit / receive switches, a phase shifter, an amplifier with a controlled gain, a powerful amplifier, a circulator, a low-noise amplifier emitter.

Недостатком известного ППМ является наличие в его составе мощного выходного усилителя, ограничивающего рабочую полосу частот и габариты, а также создающего проблемы охлаждения и увеличения шумовой температуры для находящегося там же малошумящего усилителя и антенной решетки в целом.A disadvantage of the known PPM is the presence of a powerful output amplifier in it, limiting the operating frequency band and dimensions, as well as creating problems of cooling and increasing the noise temperature for the low-noise amplifier and the antenna array as a whole.

Фазовый метод сканирования и примененный в известном устройстве ферритовый циркулятор, не дает возможности работы АФАР в широкой, а тем более в сверхширокой полосе частот.The phase scanning method and the ferrite circulator used in the known device does not allow the AFAR to operate in a wide, and even more so in an ultra-wide frequency band.

Применение в модуле мощных усилителей обуславливает необходимость прокладки электрокабелей для подводки к каждому из ППМ на антенном полотне значительной электрической мощности для их питания, что приводит к увеличению массогабаритных параметров, стоимости, трудоемкости монтажа, технического обслуживания, снижению надежности, стойкости к электрическим помехам и ЭМИ, а также повышает пожароопасность.The use of powerful amplifiers in the module necessitates the laying of electrical cables for supplying each of the PMDs on the antenna sheet with significant electrical power for their power supply, which leads to an increase in weight and size parameters, cost, laborious installation, maintenance, reduced reliability, resistance to electrical noise and electromagnetic radiation, and also increases fire hazard.

Как известно, АФАР состоят из приемопередающих модулей (ППМ), в которые входят кроме излучателей, переключателей и фазовращателей (или управляемых линий задержки), активные элементы для усиления, преобразования частот сигналов и другие устройства предварительной пространственно-временной обработки сигнала [1, 2, 3].As you know, AFARs consist of transceiver modules (PPM), which include, in addition to emitters, switches and phase shifters (or controlled delay lines), active elements for amplification, frequency conversion of signals and other devices for preliminary spatial-temporal signal processing [1, 2, 3].

Наряду с несомненными достоинствами АФАР имеют и объективные недостатки, затрудняющие их применение, особенно в качестве бортовой аппаратуры на различных носителях.Along with the undoubted advantages of AFAR, there are objective disadvantages that make their use difficult, especially as on-board equipment on various media.

Габаритные размеры ППМ АФАР определяются возможностью их размещения на обратной стороне антенного полотна решетки. Для уменьшения побочных максимумов излучения при сканировании шаг решетки должен быть не больше λ/2, следовательно, при разработке ППМ АФАР, прежде всего сантиметрового диапазона и миллиметрового диапазонов, необходима их миниатюризация. Это достигается реализацией ППМ в твердотельном интегральном исполнении, но малые размеры мощных активных полупроводниковых приборов и недостаточное значение их КПД приводят к локальному выделению большой тепловой мощности и необходимости применения высокоэффективных систем охлаждения, которые, в свою очередь, имеют габариты, в значительной степени ограничивающие возможности миниатюризации. Например, АФАР современного истребителя имеет до двух тысяч ППМ, выделяющих несколько десятков киловатт тепловой мощности, что потребовало применения сложной и дорогостоящей системы их жидкостного охлаждения, имеющей недостаточную надежность [2, 3, 4].The overall dimensions of the AFM AFAR are determined by the possibility of their placement on the reverse side of the antenna array of the array. To reduce incidental radiation maxima during scanning, the lattice spacing should be no more than λ / 2; therefore, when developing AFM AFAR, primarily the centimeter range and millimeter ranges, their miniaturization is necessary. This is achieved by the implementation of solid-state integrated magnetic resonators, but the small size of powerful active semiconductor devices and the insufficient value of their efficiency lead to the local allocation of high thermal power and the need for highly efficient cooling systems, which, in turn, have dimensions that significantly limit the possibilities of miniaturization . For example, the AFAR of a modern fighter has up to two thousand anti-aircraft missiles emitting several tens of kilowatts of thermal power, which required the use of a complex and expensive liquid cooling system with insufficient reliability [2, 3, 4].

Также ограничены пределы миниатюризации радиочастотных элементов ППМ, таких как микрополосковые линии передачи, колебательные системы, линии задержки, фазовращатели, направленные ответвители, делители и циркуляторы.Also limited are the miniaturization limits of RFM RF elements, such as microstrip transmission lines, oscillatory systems, delay lines, phase shifters, directional couplers, dividers and circulators.

Еще большие проблемы возникают при разработке широкополосных и особенно сверширопополосных АФАР, в том числе сверхкороткоимпульсных (СКИ) АФАР с высоким разрешением, так как традиционная элементная база ППМ АФАР принципиально не позволяет обеспечить работу со сверхкороткими импульсами из-за ее высокой дисперсионности, т.к. обычные радиочастотные линии передачи, линии задержки и другие элементы радиочастотного тракта, внося высокую дисперсию, сильно ограничивают ширину рабочей полосы частот и не позволяют осуществлять сканирование и адаптацию в реальном масштабе времени в сверхширокой полосе рабочих частот.Even greater problems arise in the development of broadband and especially ultra-wideband AFARs, including ultrashort pulse (SKI) AFARs with high resolution, since the traditional element base of the AFM AFAR fundamentally does not allow working with ultrashort pulses due to its high dispersion, because conventional radio frequency transmission lines, delay lines and other elements of the radio frequency path, introducing high dispersion, severely limit the width of the working frequency band and do not allow scanning and adaptation in real time in an ultra-wide band of working frequencies.

Все это приводит к тому, что реализация АФАР дециметрового, сантиметрового и особенно миллиметрового диапазонов с традиционным построением на основе радиоэлектронных интегральных ППМ с необходимым для большинства применений энергетическим потенциалом даже в узкой полосе рабочих частот является сложной и затратной задачей, а создание сверхширокополосных АФАР проблематично.All this leads to the fact that the implementation of the AFAR of the decimeter, centimeter and especially millimeter ranges with the traditional construction on the basis of electronic electronic integrated magnetic resonators with the energy potential necessary for most applications even in a narrow band of operating frequencies is a difficult and expensive task, and the creation of ultra-wideband AFAR is problematic.

Поэтому постоянно ведутся исследования и разработки не только по совершенствованию традиционных электронных ППМ для АФАР, но и по поиску качественно новых подходов их реализации.Therefore, research and development are constantly being carried out not only to improve traditional electronic anti-missile systems for AFAR, but also to search for qualitatively new approaches to their implementation.

Для обеспечения работы сканируемых в реальном масштабе времени АФАР в широкой полосе частот и улучшения электромагнитной совместимости были предложены гибридные оптоэлектронные ППМ с применением волоконно-оптической техники, интегрально-оптических схем и электронных интегральных схем (аналоговой фотоники) в качестве их элементной базы [5-10].To ensure the operation of real-time AFAR in a wide frequency band and to improve electromagnetic compatibility, hybrid optoelectronic magnetic resonance arrays were proposed using fiber-optic technology, integrated optical circuits and electronic integrated circuits (analog photonics) as their element base [5-10 ].

Однако такие гибридные ППМ не получили широкого распространения в основном из-за того, что они сохраняли в своем составе мощные электронные усилители передающего канала, которые ограничивали их рабочую полосу и КПД, а следовательно, не решали проблемы эффективного охлаждения и существенного уменьшения габаритов.However, such hybrid PPMs were not widely used, mainly because they retained powerful electronic transmitting channel amplifiers, which limited their working bandwidth and efficiency, and therefore did not solve the problem of effective cooling and a significant reduction in size.

Единая задача, на решение которой направлено данное изобретение, - уменьшение массогабаритных параметров антенных частей ППМ и тепловой нагрузки на антенное полотно АФАР, а также обеспечение возможности ее работы в широкой и сверхширокой мгновенной полосе частот с СКИ и создания на носителях плоских распределенных конформных активных антенных решеток.The single task to which this invention is directed is to reduce the weight and size parameters of the antenna parts of the PMD and the thermal load on the AFAR antenna sheet, as well as to ensure the possibility of its operation in a wide and ultra-wide instantaneous frequency band with SRS and the creation of flat distributed conformal active antenna arrays on carriers .

Для этого предлагается оптоэлектронный ППМ, реализуемый с помощью перехода на радиооптические методы передачи и приема сигналов аналоговой фотоники для всех его основных компонент, включая тракт передачи мощного СВЧ-сигнала.To do this, an optoelectronic PPM is proposed, which is implemented by switching to radio-optical methods for transmitting and receiving analog photonics signals for all its main components, including the transmission path of a high-power microwave signal.

Сущность изобретения заключается в разделении ППМ на аппаратурную часть модуля, в которой происходит основное тепловыделение от активных элементов, и имеющую значительные габариты, массу и миниатюрную антенную часть с минимальным тепловыделением от пассивных элементов, причем пространственное разнесение и связь между ними осуществляется с помощью аналоговых волоконно-оптических линий.The essence of the invention lies in the separation of the MRP into the hardware part of the module, in which the main heat is released from the active elements, and having significant dimensions, mass and a miniature antenna part with minimal heat from the passive elements, and the spatial diversity and communication between them is carried out using analog fiber optical lines.

Единый технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, одновременно выражается в следующем:A single technical result, which can be obtained by carrying out the invention, is simultaneously expressed in the following:

а) в существенном уменьшении тепловой нагрузки на антенную решетку АФАР, то есть в значительном уменьшении тепловыделения в непосредственной близости от антенных излучателей; б) в более высокой широкополосности и возможности работы с СКИ; в) в уменьшении габаритов и массы антенной решетки; г) в потенциально большей мощности и КПД; д) в энергетической независимости антенной решетки, т.е. в отсутствие необходимости электрического питания аппаратуры на антенном полотне; ж) в гальванической развязке антенной решетки от аппаратурной части; з) в большей стойкости к электрическим помехам и ЭМИ, а также в улучшении ЭМС; и) в большей конструкционной гибкости.a) a significant reduction in the heat load on the antenna array of the AFAR, that is, a significant reduction in heat generation in the immediate vicinity of the antenna emitters; b) in higher broadband and the ability to work with SRS; c) to reduce the dimensions and mass of the antenna array; d) in potentially greater power and efficiency; e) in the energy independence of the antenna array, i.e. in the absence of the need for electric power supply of the equipment on the antenna sheet; g) in the galvanic isolation of the antenna array from the hardware; h) in greater resistance to electrical interference and EMR, as well as in improving EMC; i) greater structural flexibility.

Указанный единый технический результат при осуществлении изобретения по устройству достигается тем, что по сравнению с известным ППМ [5], являющимся наиболее близким аналогом к заявляемому, с общими признаками: наличие двух частей, оптические модуляторы, фотодетекторы, малошумящий предусилитель, переключатель, управляющий модуль, оптические линии связи между двумя частями (секциями) модуля и между управляющим модулем и управляемыми устройствами, излучатель, введены первый и второй переключатели, оптическая линия задержки с 32-мя выводами, управляемая линейка с 32-мя фотодиодами, три лазера, фотодетектор, причем вход ППМ соединен с первым контактом первого переключателя 1, второй контакт которого соединен с входом первого оптического модулятора 2, оптический вход которого подключен к выходу первого лазера 3, а оптический выход первого оптического модулятора 2 соединен с входом оптической линии задержки 4 с 32-мя выводами, оптические выходы которой соединены с оптическими входами управляемой линейки 5 с 32-мя фотодиодами, выход которой соединен с входом усилителя 7, выход которого соединен с входом управляемого аттенюатора 8, выход которого соединен с первым контактом второго переключателя 9, второй контакт которого соединен с выходом модуля, а третий с входом второго оптического модулятора 10, оптический вход которого соединен с оптическим выходом второго лазера 11, в цепь питания которого включена схема управления питанием 22, а оптический выход соединен через первое оптическое волокно 12 с первым фотодетектором 13 в антенной части ППМ, электрический выход которого соединен с первым контактом третьего переключателя 14, второй контакт которого соединен с излучателем 15, а третий контакт соединен с входом третьего оптического модулятора 16, оптический вход которого соединен через второе оптическое волокно 18 с оптическим выходом третьего лазера 17, а оптический выход через третье оптическое волокно 19 соединен с входом второго фотодетектора 20, выход которого соединен с малошумящим усилителем 21, выход которого соединен с третьим контактом первого переключателя 1, причем активная и антенные части оптоэлектронного ППМ разнесены в пространстве, а управляющие входы управляемой линейки фотодиодов 5, управляемого аттенюатора 8, переключателей 1, 9, 14 и схемы управления питанием 22 связаны с соответствующими выходами управляющего модуля 6, функционирующего в соответствии с цифровыми сигналами управления входящего в его состав микропроцессора.The specified single technical result in the implementation of the invention on the device is achieved in that, in comparison with the known PPM [5], which is the closest analogue to the claimed one, with common features: the presence of two parts, optical modulators, photodetectors, low-noise preamplifier, switch, control module, optical communication lines between two parts (sections) of the module and between the control module and controlled devices, the radiator, the first and second switches are introduced, the optical delay line with 32 pins a controllable ruler with 32 photodiodes, three lasers, a photodetector, the PPM input being connected to the first contact of the first switch 1, the second contact of which is connected to the input of the first optical modulator 2, the optical input of which is connected to the output of the first laser 3, and the optical output of the first optical modulator 2 is connected to the input of the optical delay line 4 with 32 pins, the optical outputs of which are connected to the optical inputs of the controlled line 5 with 32 photodiodes, the output of which is connected to the input of the amplifier 7, the output of which about connected to the input of the controlled attenuator 8, the output of which is connected to the first contact of the second switch 9, the second contact of which is connected to the output of the module, and the third to the input of the second optical modulator 10, the optical input of which is connected to the optical output of the second laser 11, into the power circuit of which the power control circuit 22 is turned on, and the optical output is connected through the first optical fiber 12 to the first photodetector 13 in the antenna part of the PPM, the electrical output of which is connected to the first contact of the third switch I am 14, the second contact of which is connected to the emitter 15, and the third contact is connected to the input of the third optical modulator 16, the optical input of which is connected through the second optical fiber 18 to the optical output of the third laser 17, and the optical output through the third optical fiber 19 is connected to the input of the second a photodetector 20, the output of which is connected to a low-noise amplifier 21, the output of which is connected to the third contact of the first switch 1, the active and antenna parts of the optoelectronic PPM being separated in space, and controlling e control input line of photodiodes 5, controlled attenuator 8, switches 1, 9, 14 and power control circuit 22 are connected to the respective outputs of the control unit 6, operative in accordance with digital control signals being a part of a microprocessor.

Благодаря разнесению в пространстве с помощью высокоэффективных аналоговых ВОЛС аппаратурной и антенной частей ППМ и исключению из состава антенной части электронных, прежде всего мощных усилителей, а также применению аналоговой фотоники в системе сканирования снимаются основные ограничения на миниатюризацию их антенных частей, решается проблема охлаждения модулей, обеспечивается работа в широкой и сверхширокой полосе частот в реальном масштабе времени, открывается возможность увеличения выходной мощности и КПД, снижается масса антенного полотна, повышается стойкость к ЭМИ и улучшается ЭМС, и могут быть построены плоские распределенные конформные АФАР.Due to the separation in space using high-performance analog FOCLs of the hardware and antenna parts of the PMD and the exclusion of electronic, especially powerful amplifiers from the antenna part, as well as the use of analog photonics in the scanning system, the main restrictions on the miniaturization of their antenna parts are removed, the problem of module cooling is solved, and work in a wide and ultra-wide frequency band in real time, the possibility of increasing the output power and efficiency, reduces the mass of flax web, resistance to EMR is increased and EMC is improved, and flat distributed conformal AFARs can be built.

На фиг.1 представлена структурная схема оптоэлектронного приемопередающего модуля АФАР.Figure 1 presents the structural diagram of the optoelectronic transceiver module AFAR.

На фиг.2 представлен возможный вариант исполнения антенной части оптоэлектронного приемно-передающего модуля АФАР вместе с излучателем в виде интегрально-оптической схемы.Figure 2 presents a possible embodiment of the antenna part of the optoelectronic receiving and transmitting module AFAR together with the emitter in the form of an integrated optical circuit.

Здесь: 1 - оптическое волокно, 2 - распределенные фотодиоды для приема мощного оптического сигнала, 3 - оптический волновод, 4 - металлизация, 5 - переключатель прием/передача, 6 - интегральный излучатель, 7 - разделительный экран между передающей и приемной секциями антенной части модуля.Here: 1 - optical fiber, 2 - distributed photodiodes for receiving a powerful optical signal, 3 - optical waveguide, 4 - metallization, 5 - receive / transmit switch, 6 - integrated emitter, 7 - separation screen between the transmitting and receiving sections of the antenna part of the module .

В передающем тракте в качестве источника мощного оптического излучения (лазер 11) могут быть использованы высокомощные (более 16 Ватт) гетеролазеры с КПД свыше 74% [11] или гетеролазерные линейки (модули) с выходной мощностью свыше 200 Ватт в многомодовом оптическом волокне [12].In the transmitting path, high-power (over 16 watts) heterolasers with an efficiency of over 74% [11] or heterolaser arrays (modules) with an output power of over 200 watts in a multimode optical fiber [12] can be used as a source of powerful optical radiation (laser 11) [12] .

Для модуляции мощного оптического излучения радиочастотным зондирующим сигналом в качестве оптического модулятора 10 могут быть применены высокоэффективные интегрально-оптические многомодовые модуляторы с малыми внутренними оптическими потерями [13, 14].To modulate high-power optical radiation with a radio-frequency sounding signal, high-performance integrated-optical multimode modulators with low internal optical losses can be used as an optical modulator 10 [13, 14].

Для приема и преобразования мощного промодулированного оптического излучения в электрический сигнал в качестве фото детектора 13 могут быть применены высокоэффективные широкополосные фотодетекторы мощного оптического сигнала с КПД преобразования в фотовольтаическом режиме до 70% и выше в виде интегрально-оптической схемы [15-18].To receive and convert high-power modulated optical radiation into an electrical signal, a high-performance broadband photodetector of a high-power optical signal with photovoltaic conversion efficiency of up to 70% and higher in the form of an integrated optical circuit can be used as a photo detector 13 [15-18].

В приемном тракте в качестве оптического модулятора 16 могут быть применены высокочувствительные, с малым полуволновым напряжением, одномодовые интегрально-оптические модуляторы на эффекте оптического или радиооптического резонанса [19-22].In the receiving path, as an optical modulator 16, highly sensitive, low-half-wave voltage, single-mode integrated-mode optical-optical or radio-optical resonance modulators can be used [19-22].

В сочетании с мощными малошумящими одномодовыми гетеролазерами и эффективными фотодетекторами с малошумящими предусилителями в режиме приема может быть получен коэффициент шума приемного тракта менее 1 дБ в широкой (1-20 ГГЦ) полосе частот и менее 0,5 дБ в узкой полосе частот [23].In combination with powerful low-noise single-mode heterolasers and efficient photodetectors with low-noise preamplifiers in the reception mode, the noise figure of the receiving path can be obtained less than 1 dB in a wide (1-20 GHz) frequency band and less than 0.5 dB in a narrow frequency band [23].

Следовательно, переход от мощных электронных усилителей с ограниченной полосой пропускания и КПД к мощным квантовым приборам на основе гетероструктур, а также к высокоэффективным интегрально-оптическим модуляторам с малым полуволновым напряжением может улучшить частотные свойства и энергетику ППМ и АФАР в целом.Consequently, the transition from high-power electronic amplifiers with a limited bandwidth and efficiency to high-power quantum devices based on heterostructures, as well as to high-performance integrated-optical modulators with a low half-wave voltage, can improve the frequency properties and energy of the PMD and AFAR as a whole.

В оптоэлектронном ППМ применен временной параллельный метод сканирования на основе аналоговой фотоники с помощью переключаемых оптических линий задержки [24]. При применении временного метода сканирования угол наклона ДН не зависит от частоты, что дает возможность работать в широкой и сверхширокой полосе частот, в том числе и со сверхкороткими импульсами при наличии соответствующих антенных излучателей [25, 26].In the optoelectronic PMT, the time parallel scanning method based on analog photonics using switched optical delay lines is used [24]. When applying the temporary scanning method, the angle of inclination of the beam is independent of the frequency, which makes it possible to work in a wide and ultra-wide frequency band, including ultrashort pulses in the presence of the corresponding antenna emitters [25, 26].

Как известно, основной вклад в выделяемое тепло в ППМ дают мощные ступени передающего тракта.As you know, the main contribution to the heat generated in the PMD is made by the powerful steps of the transmission path.

Отношение КМ, выделяемых в пассивной антенной и активной аппаратурной частях ППМ (РОАМ) тепловых мощностей передающего тракта, можно оценить так:The ratio of K M allocated in the passive antenna and the active hardware of the PPM (ROAM) thermal power of the transmitting path can be estimated as follows:

КМрас.фд.Ррас.лдр Рлд(1-Кфэп)/Рп.лд(1-Клд),K M = P rasp.fd. P ras.ld = K r R ld (1-K php ) / R p.ld (1-K ld ),

где Ррас.фд - мощность, рассеиваемая фотодиодом;where P ras.fd - power dissipated by the photodiode;

Ррас.лд - мощность, рассеиваемая гетеролазером;P ras.ld - power dissipated by the heterolaser;

Кр - коэффициент передачи оптического тракта;To p - the transmission coefficient of the optical path;

Кфэп - коэффициент фотоэлектрического преобразования фотодетектора;K fep is the photoelectric conversion coefficient of the photodetector;

Рп.лд - электрическая мощность питания лазера.R pld - the electrical power of the laser.

Клд - КПД гетеролазера.To ld - heterolaser efficiency.

Подставляя в (1) значения параметров гетеролазеров и фотодиодов, получим отношение выделяемых тепловых мощностей в антенной и аппаратурной частях ППМ. Таким образом, оценка отношения тепловой мощности, выделяемой в пассивной антенной части, к тепловой мощности, выделяемой в активной аппаратурной части модуля, дает Км (от 0,15 до 0,35, а это значит, что тепловая нагрузка на антенную часть ППМ снижается от 3 до 7 раз.Substituting the values of the parameters of heterolasers and photodiodes in (1), we obtain the ratio of the released heat capacities in the antenna and hardware parts of the PPM. Thus, the assessment of the ratio of the thermal power released in the passive antenna part to the thermal power allocated in the active hardware of the module gives K m (from 0.15 to 0.35, which means that the thermal load on the antenna part of the PPM is reduced 3 to 7 times.

Устройство работает следующим образом. В режиме передачи на его вход подается зондирующий СВЧ-сигнал, который поступает на первый контакт первого переключателя в аппаратурной части ППМ 1, пройдя на второй его контакт, поступает на электрический вход первого оптического модулятора 2, модулируя тем самым непрерывное оптическое излучение, поступающее на его оптический вход от первого лазера 3. С оптического выхода первого оптического модулятора 2 промодулированный сигнал поступает на вход оптической линии задержки 4 с 32-мя выходами, построенной по принципу оптического разветвителя 1:32 с отводами различной длины. Проходя через 32 ее канала различной длины, оптические сигналы получают дифференцированную задержку по времени и попадают на 32 выхода, с которых поступают на управляемую линейку фотодиодов из 32-х фотодиодов в интегральном исполнении 5 с электронным переключением цифрового сигнала сканирования от микропроцессора управляющего модуля 6. Таким образом, на ее выходе оказывается СВЧ зондирующий сигнал с той или иной требуемой задержкой в реальном масштабе времени. С выхода управляемой линейки фотодиодов 5 СВЧ зондирующий сигнал с заданной задержкой поступает на усилитель 7, с выхода которого поступает на вход управляемого цифровым сигналом от микропроцессора управляющего модуля 6 аттенюатора 8, с выхода которого поступает на первый контакт второго переключателя 9, пройдя через который поступает на второй его контакт и далее на электрический вход второго оптического модулятора 10, на оптический вход которого поступает оптическое излучение от второго лазера 11 (мощного гетеролазера). Промодулированный мощный оптический сигнал с заданной задержкой и амплитудой модуляции через первое оптическое волокно 12 попадает на оптический вход первого фотодетектора в антенной части ППМ 13 (распределенный фотодетектор бегущий волны для приема мощных оптических сигналов в фотовольтаическом режиме), преобразовывается в нем в мощный СВЧ зондирующий сигнал и поступает на первый контакт третьего переключателя 14, пройдя через который со второго его контакта выходит в излучатель 15. В режиме передачи схема управления питанием 22 по команде микропроцессора управляющего модуля 6 отключает питание от третьего лазера 17, благодаря чему исключается попадание передаваемого сигнала на вход малошумящего усилителя 21 в приемном тракте.The device operates as follows. In the transmission mode, a sounding microwave signal is supplied to its input, which is fed to the first contact of the first switch in the hardware of the PPM 1, passing to its second contact, it is supplied to the electrical input of the first optical modulator 2, thereby modulating the continuous optical radiation supplied to it optical input from the first laser 3. From the optical output of the first optical modulator 2, the modulated signal is fed to the input of the optical delay line 4 with 32 outputs, constructed according to the principle of optical branch La 1:32 with bends of various lengths. Passing through 32 of its channels of various lengths, the optical signals receive a differentiated time delay and go to 32 outputs from which they enter the controllable line of photodiodes from 32 photodiodes in integrated design 5 with electronic switching of the digital scanning signal from the microprocessor of the control module 6. Thus Thus, a microwave sounding signal with one or another required delay in real time appears at its output. From the output of the controlled line of photodiodes 5, the microwave probe signal with a predetermined delay is fed to the amplifier 7, the output of which is fed to the input of the attenuator 8 control module 6 controlled by a digital signal from the microprocessor, the output of which goes to the first contact of the second switch 9, passing through which it goes to its second contact and then to the electrical input of the second optical modulator 10, the optical input of which receives optical radiation from the second laser 11 (high-power heterolaser). A modulated powerful optical signal with a given delay and modulation amplitude passes through the first optical fiber 12 to the optical input of the first photodetector in the antenna part of the PPM 13 (distributed traveling wave photodetector for receiving powerful optical signals in the photovoltaic mode), it is converted into a powerful microwave probe signal and enters the first contact of the third switch 14, passing through which from its second contact goes to the emitter 15. In the transmission mode, the power control circuit 22 by command de microprocessor of the control module 6 disconnects the power from the third laser 17, which eliminates the transmission of the transmitted signal to the input of a low-noise amplifier 21 in the receiving path.

В режиме приема, который осуществляется в паузах между импульсами, излучаемыми передающим каналом ППМ, принятый СВЧ-сигнал от антенного излучателя поступает на второй контакт третьего переключателя в его антенной части 14, пройдя через который с третьего контакта непосредственно поступает на вход третьего оптического модулятора 16 (высокочувствительный интегрально-оптический модулятор на эффекте радиооптического резонанса), на оптический вход которого через второе оптическое волокно 18 поступает излучение от третьего лазера (малошумящий одномодовый гетеролазер), находящегося в активной части ППМ 17. Промодулированное принятым сигналом оптическое излучение с оптического выхода третьего оптического модулятора поступает на вход второго фотодетектора в активной части ППМ 20, с выхода которого поступает на вход малошумящего усилителя 21, с выхода которого поступает на третий контакт первого переключателя 1. Пройдя переключатель 1, принятый сигнал поступает на электрический вход первого оптического модулятора 2, модулируя тем самым непрерывное оптическое излучение, поступающее на его оптический вход от первого лазера 3. С оптического выхода первого оптического модулятора 2 промодулированный принятый сигнал поступает на вход оптической линии задержки 4 с 32-мя выходами. Проходя через 32-а ее канала различной длины, оптические сигналы получают дифференцированную задержку по времени и попадают на 32 выхода, с которых поступают на управляемую линейку из 32-х фотодиодов 5 с электронным переключением цифровым сигналом сканирования от микропроцессора управляющего модуля 6. Таким образом, на ее выходе оказывается СВЧ принятый сигнал с той или иной задержкой в реальном масштабе времени. С выхода управляемой линейки фотодиодов сигнал поступает на вход усилителя 7, с выхода которого поступает на вход управляемого аттенюатора 8, с выхода которого поступает на первый контакт второго переключателя 9, пройдя через который поступает на выход модуля для дальнейшей обработки. В режиме приема схема управления питанием 22 по команде микропроцессора управляющего модуля 6 отключает питание от второго лазера 11 (мощного гетеролазера передающего тракта), благодаря чему уменьшается энергопотребление оптоэлектронного ППМ.In the reception mode, which is carried out in pauses between pulses emitted by the PPM transmitting channel, the received microwave signal from the antenna radiator is fed to the second contact of the third switch in its antenna part 14, passing through which from the third contact it is directly fed to the input of the third optical modulator 16 ( highly sensitive integrated optical modulator based on the effect of radio-optical resonance), the optical input of which through the second optical fiber 18 receives radiation from a third laser (low noise the first single-mode heterolaser) located in the active part of the PPM 17. The optical radiation modulated by the received signal from the optical output of the third optical modulator is fed to the input of the second photodetector in the active part of the PPM 20, the output of which goes to the input of a low-noise amplifier 21, from the output of which goes to the third contact of the first switch 1. Having passed the switch 1, the received signal is fed to the electrical input of the first optical modulator 2, thereby modulating the continuous optical radiation by It receives optical input from the first laser 3. From the optical output of the first optical modulator 2, the modulated received signal is fed to the input of the optical delay line 4 with 32 outputs. Passing through 32 channels of its various lengths, the optical signals receive a differentiated time delay and go to 32 outputs from which they enter a controllable line of 32 photodiodes 5 with electronic switching by a digital scanning signal from the microprocessor of the control module 6. Thus, the microwave signal received with a particular delay in real time appears at its output. From the output of the controlled line of photodiodes, the signal enters the input of the amplifier 7, the output of which goes to the input of the controlled attenuator 8, the output of which goes to the first contact of the second switch 9, passing through which it goes to the output of the module for further processing. In the receive mode, the power control circuit 22, at the command of the microprocessor of the control module 6, disconnects the power from the second laser 11 (a powerful heterolaser of the transmitting path), thereby reducing the power consumption of the optoelectronic PPM.

Источники информацииInformation sources

1. Активные фазированные антенные решетки / под. ред. Д.И.Воскресенского и А.И.Канащенкова. - М.: Радиотехника, 2004. - 488 с.: ил.1. Active phased antenna arrays / under. ed. D.I. Voskresensky and A.I. Kanaschenkov. - M .: Radio engineering, 2004. - 488 p.: Ill.

2. Активные ФАР. Концепция построения и опыт разработки / Синани А.И., Алексеев О.С., Винярский В.Ф., Антенны, вып.2 (93), 2005, с.64-68.2. Active HEADLIGHTS. The concept of construction and development experience / Sinani A.I., Alekseev O.S., Vinyarsky V.F., Antennas, issue 2 (93), 2005, p. 64-68.

3. Кашин В.А., Леманский А.А., Митяшев М.Б., Скосырев В.Н., Созинов П.А. Проблемы создания АФАР сантиметрового диапазона для мобильных многофункциональных радиолокаторов зенитных ракетных комплексов / Вопросы перспективной радиолокации / под. ред. А.В.Соколова. - М.: Радиотехника, 2003. - 512 с.3. Kashin V. A., Lemansky A. A., Mityashev M. B., Skosyrev V. N., Sozinov P. A. Problems of creating a centimeter-range AFAR for mobile multi-functional radars of anti-aircraft missile systems / Issues of promising radar / under. ed. A.V.Sokolova. - M.: Radio Engineering, 2003 .-- 512 p.

4. Облик перспективных бортовых радиолокационных систем / А.И.Канащенков, В.И.Меркулов, О.Ф.Самарин. - М.: ИПРЖР, 2002. - 176 с.: ил.4. The appearance of promising airborne radar systems / A.I. Kanaschenkov, V.I. Merkulov, O.F. Samarin. - M .: IPRZhR, 2002. - 176 p .: ill.

5. US 5247309, S.М.Reich, Int. Cl. G01S 13/66; H01Q 3/26, US Cl, 342/368, 342/175; 21.09.1993.5. US 5,247,309, S. M. Reich, Int. Cl. G01S 13/66; H01Q 3/26, US Cl, 342/368, 342/175; 09/21/1993.

6. US 5369410, S.M.Reich, Int. Cl. G01S 13/66; H01Q 3/26, US Cl, 342/368, 342/175; 29.11.1994.6. US 5369410, S. M. Reich, Int. Cl. G01S 13/66; H01Q 3/26, US Cl, 342/368, 342/175; 11/29/1994.

7. US 4258363, M.H.Bodmer et al. Int. Cl. G01S 13/06; US Cl, 343/16 R, 343/100 SA; 24.03.1981.7. US 4258363, M.H. Bodmer et al. Int. Cl. G01S 13/06; US Cl, 343/16 R, 343/100 SA; 03/24/1981.

8. US 5164735, S.M.Reich et al., Int. Cl. H01Q 3/34; H01Q 3/36, US Cl, 342/368, 342/372; 17.11.1992.8. US 5164735, S. M. Reich et al., Int. Cl. H01Q 3/34; H01Q 3/36, US Cl, 342/368, 342/372; 11/17/1992.

9. US 5051754, I.L.Newberg, Int. Cl. H01Q 3/22, US Cl, 342/374, 342/375; 24.09.1991.9. US 5051754, I. L. Newberg, Int. Cl. H01Q 3/22, US Cl, 342/374, 342/375; 09/24/1991.

10. US 4885589, В.J.Edward et al., Int. Cl. G01S 13/00; H01Q 3/34, US Cl, 342/175, 342/368: 5.12.1989.10. US 4,858,589, B. J. Edward et al., Int. Cl. G01S 13/00; H01Q 3/34, US Cl, 342/175, 342/368: 12/05/1989.

11. Винокуров Д.А., Зорина С.А., Тарасов И.С. и др. Мощные полупроводниковые лазеры на основе асимметричных гетероструктур раздельного ограничения // Физика и техника полупроводников. - 2005. - Т.39, вып.3-c. 388-393.11. Vinokurov D.A., Zorina S.A., Tarasov I.S. et al. Powerful semiconductor lasers based on asymmetric separate-limiting heterostructures // Physics and Technology of Semiconductors. - 2005. - T.39, issue 3-c. 388-393.

12. Веб-сайт фирмы "Limo", http://www.limo.de., 2004; 2005 г.12. Website of the company "Limo", http://www.limo.de., 2004; 2005 year

13. US 6320990, Do-Gul. Sun, Int. Cl. G02F 1/295, US Cl, 385/2, 385/9, 385/14; 20.11.2001.13. US 6320990, Do-Gul. Sun, Int. Cl. G02F 1/295, US Cl, 385/2, 385/9, 385/14; 11/20/2001.

14. US 20020159668, К.J.Williams et al., Int. Cl. G02F 1/035; US Cl, 385/03; 31.10.2002.14. US20020159668, K. J. Williams et al., Int. Cl. G02F 1/035; US Cl, 385/03; 10/31/2002.

15. US 5404006, J.H.Schaffner et al., Int. Cl. H01J 40/14; US Cl, 250/208.2; 250/221.11; 4.04.1995.15. US 5404006, J. H. Schaffner et al., Int. Cl. H01J 40/14; US Cl, 250 / 208.2; 250 / 221.11; 04/04/1995.

16. US 5572014, Ming-Chang. Wu et al., Int. Cl. H01J 40/14; US Cl, 385/03; 5.11.1996.16. US 5572014, Ming-Chang. Wu et al., Int. Cl. H01J 40/14; US Cl, 385/03; 11/05/1996.

17. US 2004145026, Chi-Kuang Sun et al., Int. Cl. H01L 31/00; US Cl, 385/03; 29.07.2004.17. US 2004145026, Chi-Kuang Sun et al., Int. Cl. H01L 31/00; US Cl, 385/03; 07/29/2004.

18. Алферов Ж.И., Андреев В.M., Румянцев В.Д. Тенденции и перспективы развития солнечной фотоэнергетики // Физика и техника полупроводников. - 2004. - Т.38, вып.8 - с.937-947.18. Alferov Zh.I., Andreev V.M., Rumyantsev V.D. Trends and prospects for the development of solar photovoltaics // Physics and technology of semiconductors. - 2004. - T.38, issue 8 - p. 937-947.

19. Cohen D.A., Hossein-Zadeh M., Levi A.F.J. High-Q microphotonic electro-optic modulator // Solid-State Electronics. - 2001. - V.45, P.1577-1589.19. Cohen D.A., Hossein-Zadeh M., Levi A.F.J. High-Q microphotonic electro-optic modulator // Solid-State Electronics. - 2001 .-- V.45, P.1577-1589.

20. Cohen D.A., Levi A.F.J. Microphotonic millimeter-wave receiver architecture // Electronics Letters. - 2001. - V.37, No. 1, P.37-39.20. Cohen D.A., Levi A.F.J. Microphotonic millimeter-wave receiver architecture // Electronics Letters. - 2001. - V.37, No. 1, P.37-39.

21. Cohen D.A., Hossein-Zadeh M., Levi A.F.J. Microphotonic modulator for microwave receiver // Electronics Letters. - 2001. - V.37, No. 5, P.300-301.21. Cohen D.A., Hossein-Zadeh M., Levi A.F.J. Microphotonic modulator for microwave receiver // Electronics Letters. - 2001. - V.37, No. 5, P.300-301.

22. Abies J.H. et al. Resonant enhanced modulator development // R-FLICS Program Review Presentation., Sarnoff Co. - 2001. - Aug., P.1-31.22. Abies J.H. et al. Resonant enhanced modulator development // R-FLICS Program Review Presentation., Sarnoff Co. - 2001. - Aug., P.1-31.

23. Сох С., Ackerman E. Steps to the Photonic antenna // Proc. Analog Optical Signal Processing (AOSP) study grup 6, - 2000. - Dec., P.1-30.23. Sokh S., Ackerman E. Steps to the Photonic antenna // Proc. Analog Optical Signal Processing (AOSP) study grup 6, - 2000. - Dec., P.1-30.

24. Ng W.W., Walston A.A., Tangonan G.L. et al. The first demonstration of an optically steered microwave phased array antenna using true-time-delay // Journ. of Lightwave Technology, - 1991. - V.9, No. 9, P.1121-1131.24. Ng W.W., Walston A.A., Tangonan G.L. et al. The first demonstration of an optically steered microwave phased array antenna using true-time-delay // Journ. of Lightwave Technology, - 1991. - V.9, No. 9, P.1121-1131.

25. Справочник по радиолокации в 4 т. / под. ред. M.И.Сколника. - M.: Сов. Радио, 1977. - Т.2: Радиолокационные антенные устройства. - 438 с.25. Handbook on radar at 4 t. / Under. ed. M.I. Skolnik. - M .: Owls. Radio, 1977. - T.2: Radar antenna devices. - 438 p.

26. Stutzman W.L., Buxton С.G. Radiating elements for wideband phased arrays // Microwave Jounal, - 2000. - Feb. P.131-141.26. Stutzman W. L., Buxton C. G. Radiating elements for wideband phased arrays // Microwave Jounal, - 2000. - Feb. P.131-141.

Claims (1)

Оптоэлектронный приемопередающий модуль (ППМ) активной фазированной антенной решетки, состоящий из аппаратурной и антенной частей и содержащий первый, второй и третий оптические модуляторы, первый фотодетектор, малошумящий усилитель, переключатель, управляющий модуль, оптические линии связи между двумя частями ППМ, излучатель, отличающийся тем, что в него введены первый и второй переключатели, оптическая линия задержки с 32 выводами, управляемая интегральная линейка с 32 фотодиодами, три лазера, второй фотодетектор, схема управления питанием, управляемый аттенюатор, причем вход ППМ соединен с первым контактом первого переключателя, второй контакт которого соединен с входом первого оптического модулятора, оптический вход которого подключен к выходу первого лазера, а оптический выход первого оптического модулятора соединен с входом оптической линии задержки, оптические выходы которой соединены с оптическими входами управляемой линейки фотодиодов, электрический выход которой соединен с входом усилителя, выход которого соединен с входом управляемого аттенюатора, выход которого соединен с первым контактом второго переключателя, второй контакт которого соединен с выходом ППМ, а третий - с входом второго оптического модулятора, оптический вход которого соединен с оптическим выходом второго лазера, вывод питания которого соединен со схемой управления питанием, а оптический выход второго оптического модулятора соединен через первую оптическую линию связи с первым фотодетектором, выход которого соединен с первым контактом переключателя, второй контакт которого соединен с излучателем, а третий контакт соединен с входом третьего оптического модулятора, оптический вход которого соединен через вторую оптическую линию связи с оптическим выходом третьего лазера, вывод питания которого соединен со схемой управления питанием, а оптический выход через третью оптическую линию связи соединен с входом второго фотодетектора, выход которого соединен с малошумящим усилителем, выход которого соединен с третьим контактом первого переключателя, причем части ППМ разнесены в пространстве, а управляющие входы управляемой линейки фотодиодов, управляемого аттенюатора, переключателей и схемы управления питанием связаны с соответствующими выходами управляющего модуля.An optoelectronic transceiver module (PPM) of an active phased antenna array, consisting of hardware and antenna parts and containing first, second and third optical modulators, a first photodetector, a low-noise amplifier, a switch, a control module, optical communication lines between two parts of the PPM, an emitter, characterized in that the first and second switches are introduced into it, an optical delay line with 32 pins, a controlled integrated line with 32 photodiodes, three lasers, a second photodetector, a pi control circuit a controlled attenuator, the input of the PPM connected to the first contact of the first switch, the second contact of which is connected to the input of the first optical modulator, the optical input of which is connected to the output of the first laser, and the optical output of the first optical modulator is connected to the input of the optical delay line, the optical outputs of which connected to the optical inputs of the controlled line of photodiodes, the electrical output of which is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected to the input of the controlled attenuator, which is connected to the first contact of the second switch, the second contact of which is connected to the PPM output, and the third to the input of the second optical modulator, the optical input of which is connected to the optical output of the second laser, the power output of which is connected to the power control circuit, and the optical output of the second optical the modulator is connected through the first optical communication line with the first photodetector, the output of which is connected to the first contact of the switch, the second contact of which is connected to the emitter, and the third contact connected to the input of the third optical modulator, the optical input of which is connected through the second optical communication line to the optical output of the third laser, the power output of which is connected to the power control circuit, and the optical output through the third optical communication line is connected to the input of the second photodetector, the output of which is connected to low noise an amplifier, the output of which is connected to the third contact of the first switch, and the parts of the MRP are separated in space, and the control inputs of the controlled line of photodiodes The attenuator, switches, and power management circuits are connected to the corresponding outputs of the control module.
RU2005130539/09A 2005-10-04 2005-10-04 Receiving-transmitting optoelectronic module of an antenna with a phased antenna array RU2298810C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005130539/09A RU2298810C1 (en) 2005-10-04 2005-10-04 Receiving-transmitting optoelectronic module of an antenna with a phased antenna array

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005130539/09A RU2298810C1 (en) 2005-10-04 2005-10-04 Receiving-transmitting optoelectronic module of an antenna with a phased antenna array

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2298810C1 true RU2298810C1 (en) 2007-05-10

Family

ID=38107965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005130539/09A RU2298810C1 (en) 2005-10-04 2005-10-04 Receiving-transmitting optoelectronic module of an antenna with a phased antenna array

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2298810C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2491724C2 (en) * 2011-11-01 2013-08-27 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Onboard receiver of laser information transmission system
RU2501131C1 (en) * 2012-05-03 2013-12-10 Открытое акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения Reflector-type active phased antenna array element (versions)
RU2543070C1 (en) * 2013-09-09 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" Analogue phase-stable fibre-optic link
RU2654994C1 (en) * 2017-03-17 2018-05-23 Акционерное общество "Ижевский радиозавод" Receiving multi-beam active phased antenna array
RU2666577C1 (en) * 2017-12-01 2018-09-11 Акционерное общество "Ижевский радиозавод" Receiving multi-beam active phased antenna array
RU2674074C1 (en) * 2018-02-21 2018-12-07 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Radiophoton transmission line for transferring powerful broadband signals and effective excitation of antennas
RU2697389C1 (en) * 2018-03-22 2019-08-14 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" Combined radar and communication system on radio photon elements
RU2824039C1 (en) * 2023-09-28 2024-08-01 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радиосвязь" Autodyne photodetector transceiver for short-range radar systems

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2491724C2 (en) * 2011-11-01 2013-08-27 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Onboard receiver of laser information transmission system
RU2501131C1 (en) * 2012-05-03 2013-12-10 Открытое акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения Reflector-type active phased antenna array element (versions)
RU2543070C1 (en) * 2013-09-09 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" Analogue phase-stable fibre-optic link
RU2654994C1 (en) * 2017-03-17 2018-05-23 Акционерное общество "Ижевский радиозавод" Receiving multi-beam active phased antenna array
RU2666577C1 (en) * 2017-12-01 2018-09-11 Акционерное общество "Ижевский радиозавод" Receiving multi-beam active phased antenna array
RU2674074C1 (en) * 2018-02-21 2018-12-07 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Radiophoton transmission line for transferring powerful broadband signals and effective excitation of antennas
RU2697389C1 (en) * 2018-03-22 2019-08-14 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" Combined radar and communication system on radio photon elements
RU2824039C1 (en) * 2023-09-28 2024-08-01 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радиосвязь" Autodyne photodetector transceiver for short-range radar systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9689968B2 (en) Wholly optically controlled phased array radar transmitter
WO2021128666A1 (en) Integrated microwave photon transceiving front-end for phased array system
US5247309A (en) Opto-electrical transmitter/receiver module
RU2298810C1 (en) Receiving-transmitting optoelectronic module of an antenna with a phased antenna array
CN110456324B (en) Integrated phased array laser radar system
US7558450B2 (en) Microwave photonic delay line with separate tuning of optical carrier
CN108919244A (en) Microwave photon all band radar detection method and microwave photon all band radar
US7391367B2 (en) Optically frequency generated scanned active array
US20080225375A1 (en) Optically frequency generated scanned active array
CN109375200B (en) Photon up-conversion-based optical carrier distributed radar detection method and device
WO2023134702A1 (en) Programmable two-dimensional simultaneous multi-beam optically controlled phased array receiver chip and multi-beam control method
CN103414519A (en) Optically-controlled microwave beam forming networks
CN113382322B (en) Transmit-receive switchable beam forming chip based on optical switch
CN117554972B (en) Multi-beam microwave photon phased array radar detection method and system
CN114690150A (en) Continuous wave frequency modulation phased array laser radar chip, scanning method and laser radar
JP2013070210A (en) Photo mixer and optoelectronic integrated circuit
Shi et al. Optically controlled phase array antenna
RU2725758C1 (en) Wide-range intelligent on-board communication system using radio-photon elements
Wu et al. Research on technology of microwave-photonic-based multifunctional radar
Kondo et al. 60-times power enhancement of 300-GHz terahertz wave by 8-arrayed UTC-PDs
Kolpatzeck et al. Power budget analysis and optimization of photonic beamforming concepts for terahertz transmitters
Nadeem et al. Advanced photonic-assisted antenna array: efficient beam steering system for radar application
Abediasl et al. RF-inspired silicon photonics: Beamforming at optical frequencies
Mengual et al. Miniaturised photonic front-end for the next generation of space SAR applications
Serafino et al. Photonic integrated circuits for beamforming in 5G wireless communications

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071005

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20081210

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20150521