RU2611600C1 - Converting transmitting-receiving module of digital antenna array (optional) - Google Patents

Converting transmitting-receiving module of digital antenna array (optional) Download PDF

Info

Publication number
RU2611600C1
RU2611600C1 RU2015145250A RU2015145250A RU2611600C1 RU 2611600 C1 RU2611600 C1 RU 2611600C1 RU 2015145250 A RU2015145250 A RU 2015145250A RU 2015145250 A RU2015145250 A RU 2015145250A RU 2611600 C1 RU2611600 C1 RU 2611600C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
channel
module
arm
Prior art date
Application number
RU2015145250A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Гилюк
Original Assignee
Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
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 Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) filed Critical Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority to RU2015145250A priority Critical patent/RU2611600C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2611600C1 publication Critical patent/RU2611600C1/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

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: invention relates to converting transmitting-receiving modules (CTRM), and can be used in radar and communication systems for operation in the digital antenna arrays (DAA). Converting transmitting-receiving module of digital antenna array comprises a transmission channel with a series-connected inverter, which receives the signal of the local oscillator with power amplifier, the output of which is connected to the first shoulder of the first transmitting and receiving switch on a ferrite circulator, the second shoulder of which is connected to the module input-output, and receiving channel with connected in series the first transmitting and receiving switch on a ferrite circulator, the third shoulder of which is connected to the input of the low noise amplifier whose output is connected to an input of the frequency converter. At that, this module is made as a multi-channel module, wherein the integrated multi-channel power splitter which sets a oscillator signal to the heterodyne input channels is built-in.
EFFECT: simple design, high reliability and reducing the number of links in the DAA distribution systems.
2 cl, 2 dwg

Description

Данное изобретение относится к радиотехнике, в частности к преобразовательным приемопередающим модулям (ПППM), и может быть использовано в радиолокации и системах связи для работы в составе цифровых антенных решеток (ЦАР) с применением технологий цифрового диаграммообразования на передачу и прием и методов цифровой обработки сигналов. При цифровой обработке сигналов из состава модулей исключаются фазовращатели и аттенюаторы, что значительно упрощает как саму конструкцию модулей, так и систему управления и распределения сигналов в ЦАР.This invention relates to radio engineering, in particular to converter transceiver modules (PPPM), and can be used in radar and communication systems to work as part of digital antenna arrays (CAR) using digital technology for the formation of digital transmission and reception and methods of digital signal processing. In digital signal processing, phase shifters and attenuators are excluded from the modules, which greatly simplifies both the module design itself and the signal control and distribution system in the Central African Republic.

Известны приемопередающие модули для АФАР (Mimix Broadband [1]), а также активная фазированная антенная решетка с широкоугольным сканированием (Патент РФ №126200 [2]), которые являются близкими аналогами к заявленному техническому решению. В известных изобретениях [1], [2] используются два раздельных преобразователя частоты для передающего и приемного каналов, что усложняет конструкцию модуля, снижает его надежность и требует большого количества связей в системе распределения каналов ЦАР.Known transceiver modules for AFAR (Mimix Broadband [1]), as well as an active phased antenna array with wide-angle scanning (RF Patent No. 126200 [2]), which are close analogues to the claimed technical solution. The known inventions [1], [2] use two separate frequency converters for the transmitting and receiving channels, which complicates the design of the module, reduces its reliability and requires a large number of connections in the channel distribution system of the CAR.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является упрощение конструкции модуля, повышение надежности и уменьшение количества связей в распределительных системах ЦАР.The task to which the claimed invention is directed is to simplify the design of the module, increase reliability and reduce the number of connections in the distribution systems of the Central African Republic.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, являются упрощение конструкции, уменьшение массы модуля, повышение его надежности, снижение требований к распределительной системе ЦАР и существенное ее упрощение.The technical result provided by the given set of features is to simplify the design, reduce the weight of the module, increase its reliability, reduce the requirements for the distribution system of the Central African Republic and significantly simplify it.

Для достижения поставленных задач представлено два варианта исполнения преобразовательного приемопередающего модуля цифровой антенной решетки.To achieve the objectives, two versions of the transceiver transceiver module of the digital antenna array are presented.

При первом варианте, для достижения поставленных задач преобразовательный приемопередающий модуль цифровой антенной решетки, который содержит передающий канал с последовательно соединенными преобразователем частоты, на который поступает сигнал гетеродина, усилителем мощности, выход которого подключен к первому плечу первого переключателя передача-прием на ферритовом циркуляторе, второе плечо которого подключено к выходу-входу модуля, и приемный канал с последовательно соединенным первым переключателем передача-прием на ферритовом циркуляторе, третье плечо которого подключено к входу малошумящего усилителя, выход которого соединен с входом преобразователя частоты, для приема и передачи используется один и тот же двунаправленный (реверсивный) преобразователь частоты, выход-вход которого подключен к первому плечу дополнительно введенного второго переключателя передача-прием на ферритовом циркуляторе, второе плечо циркулятора соединено с входом усилителя мощности, а третье плечо циркулятора подключено к выходу малошумящего усилителя, при этом переключатели прием-передача могут быть выполнены на полупроводниковых приборах.In the first embodiment, in order to achieve the objectives, the transceiver is a digital antenna array, which contains a transmitting channel with a frequency converter connected in series, to which a local oscillator signal is supplied, a power amplifier, the output of which is connected to the first arm of the first transmit-receive switch on a ferrite circulator, the second the shoulder of which is connected to the output-input of the module, and the receiving channel with the first transfer-receive switch to the ferrite in series m circulator, the third arm of which is connected to the input of a low-noise amplifier, the output of which is connected to the input of the frequency converter, the same bi-directional (reverse) frequency converter is used for transmission and reception, the output-input of which is connected to the first shoulder of the additionally introduced second gear switch - reception on a ferrite circulator, the second arm of the circulator is connected to the input of the power amplifier, and the third arm of the circulator is connected to the output of a low-noise amplifier, with the switches em-transmission may be performed on semiconductor devices.

Во втором варианте, преобразовательный приемопередающий модуль цифровой антенной решетки выполнен многоканальным, который содержит многоканальный делитель мощности сигнала гетеродина, с которого подается сигнал гетеродина к гетеродинным входам каналов.In the second embodiment, the transceiver module of the digital antenna array is multi-channel, which contains a multi-channel power divider of the local oscillator signal, from which the local oscillator signal is supplied to the local oscillator inputs of the channels.

Сущность изобретения поясняется структурными схемами.The invention is illustrated by structural diagrams.

На фиг. 1 изображена структурная схема одноканального преобразовательного приемопередающего модуля цифровой антенной решетки (Вариант первый), которая состоит из: двунаправленного (реверсивного) преобразователя частоты 1, второго ферритового переключателя передача-прием 2, усилителя мощности 3, первого ферритового переключателя передача-прием 4, малошумящего усилителя 5.In FIG. 1 shows a block diagram of a single-channel transceiver module of a digital antenna array (Option one), which consists of: a bi-directional (reverse) frequency converter 1, a second transmit-receive ferrite switch 2, a power amplifier 3, a first transmit-receive ferrite switch 4, a low-noise amplifier 5.

Сущность работы одноканального преобразовательного приемопередающего модуля цифровой антенной решетки (фиг. 1) заключается в том, что в режиме на передачу импульсный сигнал промежуточной частоты, сформированный в цифрово-аналоговом преобразователе блока цифрового диаграммообразования (БЦДО), и сигнал гетеродина поступают на преобразователь частоты 1, где переносится в диапазон СВЧ и, пройдя второй ферритовый переключатель передача-прием 2, передается на усилитель мощности 3. Усиленный сигнал СВЧ через первый ферритовый переключатель передача-прием 4, передается на излучатель антенны.The essence of the operation of a single-channel transceiver module of the digital antenna array (Fig. 1) is that in the transmission mode, the pulse signal of the intermediate frequency generated in the digital-analog converter of the digital block diagram (BCDO), and the local oscillator signal are fed to the frequency converter 1, where it is transferred to the microwave range and, having passed the second transmit-receive 2 ferrite switch, it is transmitted to the power amplifier 3. The amplified microwave signal through the first ferrite switch soap has reception 4 is transmitted to the transmitter antenna.

При работе на прием СВЧ сигналы, отраженные от целей, с излучателя антенны поступают на первый ферритовый переключатель передача-прием 4 и далее на малошумящий усилитель 5, в котором происходит усиление сигнала СВЧ с малым коэффициентом шума. После этого, пройдя через второй ферритовый переключатель передача-прием 2 СВЧ сигнал поступает в преобразователь частоты 1, где смешивается с сигналом гетеродина и преобразуется в сигнал промежуточной частоты и далее передается на аналого-цифровой преобразователь блока цифрового диаграммообразования, в котором производится цифровая обработка сигналов.When working to receive microwave signals reflected from targets from the antenna emitter, they pass to the first transmit-receive 4 ferrite switch and then to the low-noise amplifier 5, in which the microwave signal is amplified with a low noise figure. After that, passing through the second transmit-receive 2 ferrite switch, the microwave signal enters the frequency converter 1, where it is mixed with the local oscillator signal and converted into an intermediate frequency signal and then transmitted to the analog-to-digital converter of the digital block diagram, in which digital signal processing is performed.

На фиг. 2 изображена структурная схема многоканального преобразовательного приемопередающего модуля цифровой антенной решетки (Вариант второй), которая состоит из: делителя мощности сигнала гетеродина 1, первого преобразовательного приемопередающего канала (ПППК1) 2, второго преобразовательного приемопередающего канала (ПППК2) 3 и т.д. до N-го преобразовательного приемопередающего канала (ПППК N) N+1.In FIG. 2 is a structural diagram of a multi-channel transceiver-transceiver module of a digital antenna array (Option two), which consists of: a power divider of the local oscillator 1 signal, a first transceiver-transceiver channel (SPT1) 2, a second transceiver-transceiver channel (SPT2) 3, etc. to the N-th converter transceiver channel (SSPN N) N + 1.

Сущность работы многоканального преобразовательного приемопередающего модуля цифровой антенной решетки (фиг. 2) аналогична работе вышеописанного одноканального преобразовательного приемопередающего модуля. С разницей в том, что сигнал гетеродина на преобразователи частоты каждого первого преобразовательного приемопередающего канала (ПППК1) 2, второго преобразовательного приемопередающего канала (ПППК2) 3 и N-го преобразовательного приемопередающего канала (ПППК N) N+1 поступает с выходов многоканального делителя мощности сигнала гетеродина 1, входящего в состав многоканального модуля.The essence of the multichannel transceiver transceiver module of the digital antenna array (Fig. 2) is similar to the operation of the above single-channel transceiver transceiver module. The difference is that the local oscillator signal to the frequency converters of each of the first converter transceiver channels (PPPK1) 2, the second converter transceiver channels (PPPK2) 3 and the N-th converter transceiver channel (PPPK N) N + 1 comes from the outputs of the multi-channel signal power divider local oscillator 1, which is part of a multi-channel module.

Таким образом, предлагаемые варианты преобразовательного приемопередающего модуля цифровой антенной решетки, благодаря применению общих элементов для передачи и приема сигналов в ЦАР, позволяют снизить массу и повысить надежность модуля, при этом достигается максимальное упрощение системы разводки сигналов в ЦАР и обеспечивается независимое управление диаграммой направленности на передачу и прием, что позволяет существенно повысить функциональные возможности ЦАР.Thus, the proposed versions of the transceiver-transmitter module of the digital antenna array, due to the use of common elements for transmitting and receiving signals in the CAR, reduce the weight and increase the reliability of the module, while maximizing the simplification of the signal cabling system in the CAR and provides independent control of the radiation pattern and reception, which can significantly increase the functionality of the CARs.

Claims (2)

1. Преобразовательный приемопередающий модуль цифровой антенной решетки, содержащий передающий канал с последовательно соединенными преобразователем частоты, на который поступает сигнал гетеродина, усилителем мощности, выход которого подключен к первому плечу первого переключателя передача-прием на ферритовом циркуляторе, второе плечо которого подключено к выходу-входу модуля, и приемный канал с последовательно соединенным первым переключателем передача-прием на ферритовом циркуляторе, третье плечо которого подключено к входу малошумящего усилителя, выход которого соединен с входом преобразователя частоты, отличающийся тем, что для приема и передачи используется один и тот же двунаправленный (реверсивный) преобразователь частоты, выход-вход которого подключен к первому плечу дополнительно введенного второго переключателя передача-прием на ферритовом циркуляторе, второе плечо циркулятора соединено с входом усилителя мощности, а третье плечо циркулятора подключено к выходу малошумящего усилителя, при этом переключатели прием-передача могут быть выполнены на полупроводниковых приборах.1. The transceiver transceiver module of a digital antenna array, comprising a transmit channel with a frequency converter connected in series to which a local oscillator signal is supplied, by a power amplifier, the output of which is connected to the first arm of the first transmit-receive switch on a ferrite circulator, the second arm of which is connected to the output-input module, and a receiving channel with a series-connected first transfer-receive switch on a ferrite circulator, the third arm of which is connected to the input is small a noisy amplifier, the output of which is connected to the input of the frequency converter, characterized in that the same bi-directional (reverse) frequency converter is used for receiving and transmitting, the output-input of which is connected to the first arm of the additionally introduced second transmit-receive switch on a ferrite circulator, the second arm of the circulator is connected to the input of the power amplifier, and the third arm of the circulator is connected to the output of the low-noise amplifier, while the transmit-receive switches can be performed on semiconductor devices. 2. Преобразовательный приемопередающий модуль цифровой антенной решетки, содержащий передающий канал с последовательно соединенными преобразователем частоты, на который поступает сигнал гетеродина, усилителем мощности, выход которого подключен к первому плечу первого переключателя передача-прием на ферритовом циркуляторе, второе плечо которого подключено к выходу-входу модуля, и приемный канал с последовательно соединенным первым переключателем передача-прием на ферритовом циркуляторе, третье плечо которого подключено к входу малошумящего усилителя, выход которого соединен с входом преобразователя частоты, отличающийся тем, что модуль выполнен многоканальным, в котором встроен многоканальный делитель мощности, который подает сигнал гетеродина к гетеродинным входам каналов.2. A transceiving transceiver module of a digital antenna array, comprising a transmission channel with a frequency converter connected in series to which a local oscillator signal is supplied, by a power amplifier, the output of which is connected to the first arm of the first transmit-receive switch on a ferrite circulator, the second arm of which is connected to the output-input module, and a receiving channel with a series-connected first transfer-receive switch on a ferrite circulator, the third arm of which is connected to the input is small noisy amplifier whose output is connected to the input of the frequency converter, characterized in that the module is a multi-channel, wherein the multi-channel integrated power divider which supplies a local oscillation signal LO input channels.
RU2015145250A 2015-10-22 2015-10-22 Converting transmitting-receiving module of digital antenna array (optional) RU2611600C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145250A RU2611600C1 (en) 2015-10-22 2015-10-22 Converting transmitting-receiving module of digital antenna array (optional)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145250A RU2611600C1 (en) 2015-10-22 2015-10-22 Converting transmitting-receiving module of digital antenna array (optional)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2611600C1 true RU2611600C1 (en) 2017-02-28

Family

ID=58459090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015145250A RU2611600C1 (en) 2015-10-22 2015-10-22 Converting transmitting-receiving module of digital antenna array (optional)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2611600C1 (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
US3141165A (en) * 1960-08-12 1964-07-14 Sperry Rand Corp Electronically scannable directional antenna
RU2451373C1 (en) * 2010-09-10 2012-05-20 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Active phased array
US8203483B2 (en) * 2008-03-13 2012-06-19 Cubic Corporation Digital beamforming antenna and datalink array
RU126200U1 (en) * 2012-11-01 2013-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY WITH WIDE-SCAN SCAN

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3141165A (en) * 1960-08-12 1964-07-14 Sperry Rand Corp Electronically scannable directional antenna
US8203483B2 (en) * 2008-03-13 2012-06-19 Cubic Corporation Digital beamforming antenna and datalink array
RU2451373C1 (en) * 2010-09-10 2012-05-20 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Active phased array
RU126200U1 (en) * 2012-11-01 2013-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY WITH WIDE-SCAN SCAN

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
RU2451373C1 (en) Active phased array
CN110146892B (en) Dual-polarization radar
CN102680963A (en) Radar apparatus supporting short and long range radar operation
CN108254722B (en) Dual-frequency phased array radar system and implementation method thereof
CN110133634B (en) MIMO radar virtual aperture angle measurement method based on frequency division multiplexing technology
RU2661334C1 (en) Tranceiver module of radio-technical signals
CN114779175A (en) Dual-band full-polarization integrated microwave radar system
RU2611600C1 (en) Converting transmitting-receiving module of digital antenna array (optional)
CN114430119A (en) Multi-beam phased array antenna and communication device
KR101078836B1 (en) Radar system for supporting detection type of multiple radars
WO2021225659A2 (en) Centralized object detection sensor network system
KR101990076B1 (en) Phased array radar
RU2688836C1 (en) Two-banding receiving and transmitting active phased antenna array
CN210465674U (en) Ku frequency band search alarm radar radio frequency front end
WO2020139434A1 (en) Radar systems and methods having isolator driven mixer
US20180348356A1 (en) Aperture coding for transmit and receive beamforming
KR102520675B1 (en) Photonics based active array radar for transmitting and receiving pulse waveform
RU161794U1 (en) ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY
RU2617457C1 (en) Digital active phased array
CN115575899A (en) Phased array radar system design method based on antenna and radio frequency transceiving integration
RU171330U1 (en) Multichannel transceiver module of an active phased array antenna
RU2458437C1 (en) Transceiving antenna system with controlled directivity pattern
CN112596114A (en) Active millimeter wave terahertz array
CN110940969A (en) Digital T/R assembly for multi-beam DBF phased array system
KR101205720B1 (en) Apparatus for transmitting/receiving signal in communication system

Legal Events

Date Code Title Description
TC4A Change in inventorship

Effective date: 20170908

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171023

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190603