RU2730042C1 - Transmit-receive module of active phased array of microwave range - Google Patents

Transmit-receive module of active phased array of microwave range Download PDF

Info

Publication number
RU2730042C1
RU2730042C1 RU2019134707A RU2019134707A RU2730042C1 RU 2730042 C1 RU2730042 C1 RU 2730042C1 RU 2019134707 A RU2019134707 A RU 2019134707A RU 2019134707 A RU2019134707 A RU 2019134707A RU 2730042 C1 RU2730042 C1 RU 2730042C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
bit step
channel
additional
Prior art date
Application number
RU2019134707A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Генрихович Далингер
Сергей Владимирович Шацкий
Виктор Анатольевич Иовдальский
Максим Сергеевич Карасев
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина")
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 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина")
Priority to RU2019134707A priority Critical patent/RU2730042C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2730042C1 publication Critical patent/RU2730042C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering; electronics.SUBSTANCE: invention relates to radio electronic devices, specifically to design of transmit-receive modules of active phased antenna arrays of microwave range. Essence of the invention lies in the fact that the transmit-receive module of the active phased array of the microwave range additionally contains at the input of each channel a directional coupler of power, and at the output a directional power coupler connected to the power control system, wherein output of each channel is connected to its input through microwave switch, transmitting channel comprises n-bit step attenuator and additional n-bit step attenuator having one control circuit, wherein input of n-bit step attenuator is connected to output of n-bit stepwise phase shifter, and output to input of additional n-bit step attenuator, output of which is connected to input of matching amplifier, output of which is connected to input of preliminary amplifier.EFFECT: high accuracy of determining coordinates of a target.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронным устройствам, а именно к конструкции приемопередающих модулей активных фазированных антенных решеток СВЧ-диапазона.The invention relates to radio electronic devices, and in particular to the design of transceiver modules of active phased antenna arrays of the microwave range.

Известны способ и. устройство для калибровки приемно-передающей активной фазированной антенной решетки [Патент РФ №2647514 на изобретение, приоритет 04.05.2016 г, H01Q 21/00, G01S 7/40]. Для калибровки приемных каналов приемно-передающих модулей на их входы подают контрольный сигнал. Сравнивают амплитуды и фазы выходных сигналов приемных каналов калибруемых модулей с амплитудой и фазой выходного сигнала приемного канала опорного приемного - передающего модуля. Формируют корректирующие сигналы, которые используют для регулировки комплексных коэффициентов передачи приемных каналов калибруемых приемно-передающих модулей. Аналогично осуществляют калибровку и передающих каналов приемно-передающих модулей, причем калибровку передающих каналов модулей производят независимо от калибровки приемных каналов модулей. В качестве опорного выбирается приемно-передающий модуль, расположенный в центре апертуры активной фазированной антенной решетки, а формирование корректирующих сигналов осуществляют с учетом обеспечения требуемого закона амплитудного распределения поля на апертуре приемно-передающей активной фазированной антенной решетки.The known method and. a device for calibrating a transmitting and receiving active phased antenna array [RF Patent No. 2647514 for invention, priority 04.05.2016, H01Q 21/00, G01S 7/40]. To calibrate the receiving channels of the receiving and transmitting modules, a control signal is applied to their inputs. The amplitudes and phases of the output signals of the receiving channels of the calibrated modules are compared with the amplitude and phase of the output signal of the receiving channel of the reference receiving - transmitting module. Correction signals are formed, which are used to adjust the complex transmission coefficients of the receiving channels of the calibrated receiving-transmitting modules. Similarly, the calibration of the transmitting channels of the receiving-transmitting modules is carried out, and the transmitting channels of the modules are calibrated independently of the calibration of the receiving channels of the modules. The receiving and transmitting module located in the center of the aperture of the active phased antenna array is selected as a reference, and the formation of correcting signals is carried out taking into account the provision of the required law of the amplitude distribution of the field on the aperture of the transmitting and receiving active phased antenna array.

Недостатком данного технического решения является необходимость применения дополнительного специального оборудования для формирования, подачи и обработки специального сигнала в процессе калибровки, выбора опорного приемопередающего модуля и измерения его параметров, формирования корректирующих сигналов на основе сравнения параметров каждого приемно-передающего модуля с опорным модулем, что значительно усложняет процесс калибровки. Невозможно контролировать и корректировать коэффициент усиления передающего и приемных каналов приемопередающего модуля без использования специального контрольного сигнала.The disadvantage of this technical solution is the need to use additional special equipment for the formation, supply and processing of a special signal during the calibration process, the selection of the reference transceiver module and measurement of its parameters, the formation of correcting signals based on the comparison of the parameters of each transceiver module with the reference module, which greatly complicates calibration process. It is impossible to control and adjust the gain of the transmitting and receiving channels of the transceiver module without using a special control signal.

Известен приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона [Патент РФ №2454763 С1 на изобретение, H01Q 21/00,]. Приемопередающий модуль содержит, по меньшей мере, один переключатель «прием/передача» на 2 положения, контакт «вход-выход» которого является входом-выходом модуля, контакт «выход» в положении переключателя «передача» подключен ко входу передающего канала, включающего последовательно соединенные, по меньшей мере, один управляемый n-разрядный ступенчатый фазовращатель, предварительный усилитель мощности, выходной усилитель мощности, выход передающего канала, который является выходом модуля, и, по меньшей мере, один контакт «вход» в положении переключателя «прием», который подключен к выходу приемного канала, содержащего последовательно соединенные, по меньшей мере, один управляемый n-разрядный ступенчатый аттенюатор, по меньшей мере, один малошумящий усилитель, защитное устройство и вход приемного канала, который является входом модуля. Дополнительно переключатель имеет второй контакт «вход», к которому подключен коммутатор, передающий канал содержит дополнительный n-разрядный ступенчатый фазовращатель и два согласующих усилителя, при этом вход одного из усилителей соединен с контактом «выход» переключателя, а выход усилителя со входом дополнительного n-разрядного ступенчатого фазовращателя, вход второго усилителя соединен с выходом дополнительного n-разрядного ступенчатого фазовращателя, а выход усилителя со входом n-разрядного ступенчатого фазовращателя, причем оба фазовращателя подключены к одной схеме управления, приемный канал содержит дополнительный n-разрядный ступенчатый аттенюатор, выход которого соединен со входом n-разрядного ступенчатого аттенюатора, причем аттенюаторы подключены к одной схеме управления, дополнительный n-разрядный ступенчатый фазовращатель, выход которого соединен со входом первого n-разрядного ступенчатого фазовращателя, причем фазовращатели подключены к одной схеме управления, два согласующих усилителя, вход одного из которых соединен с выходом n-разрядного ступенчатого аттенюатора, а выход усилителя со входом дополнительного n-разрядного ступенчатого фазовращателя, вход второго усилителя соединен с выходом n-разрядного ступенчатого фазовращателя, а выход второго усилителя с контактом «вход» переключателя, и делитель мощности СВЧ-сигнала, вход которого соединен с выходом малошумящего усилителя, первый выход делителя соединен со входом дополнительного n-разрядного ступенчатого аттенюатора, а ко второму выходу делителя подключен второй приемный канал, содержащий последовательно соединенные дополнительный n-разрядный и n-разрядный ступенчатый фазовращатели, имеющие одну схему управления, дополнительный n-разрядный и n-разрядный ступенчатый аттенюаторы, имеющие одну схему управления, и два согласующих усилителя, вход одного из которых соединен с выходом n-разрядного ступенчатого фазовращателя, а выход усилителя со входом дополнительного n-разрядного ступенчатого аттенюатора, вход второго усилителя соединен с выходом n-разрядного ступенчатого аттенюатора, а выход второго усилителя соединен с выходом второго приемного канала, который является выходом модуля, при этом в каждом канале каждая схема управления фазовращателями и аттенюаторами содержит преобразователь последовательного кода управления в параллельный код и преобразователь уровней сигналов управления. При этом во втором приемном канале вход дополнительного n-разрядного ступенчатого аттенюатора может быть соединен со вторым выходом делителя, а выход n-разрядного ступенчатого аттенюатора со входом первого согласующего усилителя, выход которого соединен со входом дополнительного n-разрядного ступенчатого фазовращателя, выход n-разрядного ступенчатого фазовращателя соединен со входом второго согласующего усилителя.Known transceiver module of the active phased antenna array of the microwave range [RF Patent No. 2454763 C1 for the invention, H01Q 21/00,]. The transceiver module contains at least one "receive / transmit" switch for 2 positions, the "input-output" contact of which is the input-output of the module, the "output" contact in the "transfer" switch position is connected to the input of the transmitting channel, which includes in series connected at least one controlled n-bit step phase shifter, a power preamplifier, an output power amplifier, the output of the transmitting channel, which is the output of the module, and at least one "input" contact in the "receive" switch position, which connected to the output of the receiving channel, containing in series at least one controlled n-bit step attenuator, at least one low noise amplifier, a protective device and the input of the receiving channel, which is the input of the module. Additionally, the switch has a second contact "input" to which the switch is connected, the transmitting channel contains an additional n-bit step phase shifter and two matching amplifiers, while the input of one of the amplifiers is connected to the contact "output" of the switch, and the output of the amplifier is connected to the input of an additional n- a discharge step phase shifter, the input of the second amplifier is connected to the output of an additional n-bit step phase shifter, and the amplifier output to the input of an n-bit step phase shifter, both phase shifters being connected to the same control circuit, the receiving channel contains an additional n-bit step attenuator, the output of which is connected with the input of an n-bit step attenuator, and the attenuators are connected to one control circuit, an additional n-bit step phase shifter, the output of which is connected to the input of the first n-bit step phase shifter, and the phase shifters are connected to one control circuit, two agree of the amplifier, the input of one of which is connected to the output of the n-bit step attenuator, and the output of the amplifier to the input of an additional n-bit step phase shifter, the input of the second amplifier is connected to the output of the n-bit step phase shifter, and the output of the second amplifier is connected to the "input" contact of the switch , and a power divider of the microwave signal, the input of which is connected to the output of the low-noise amplifier, the first output of the divider is connected to the input of an additional n-bit step attenuator, and a second receiving channel is connected to the second output of the divider, containing an additional n-bit and n-bit step phase shifters having one control circuit, additional n-bit and n-bit step attenuators having one control circuit, and two matching amplifiers, the input of one of which is connected to the output of an n-bit step phase shifter, and the amplifier output to the input of an additional n- discharge step attenuate ora, the input of the second amplifier is connected to the output of the n-bit step attenuator, and the output of the second amplifier is connected to the output of the second receiving channel, which is the output of the module, while in each channel, each control circuit for phase shifters and attenuators contains a converter of a serial control code into a parallel code and control signal level converter. In this case, in the second receiving channel, the input of the additional n-bit step attenuator can be connected to the second output of the divider, and the output of the n-bit step attenuator to the input of the first matching amplifier, the output of which is connected to the input of an additional n-bit step phase shifter, the output of the n-bit the step phase shifter is connected to the input of the second matching amplifier.

Недостатком данного технического решения является невозможность контроля и корректировки коэффициента усиления передающего и приемных каналов приемопередающего модуля без использования специального контрольного сигнала от дополнительного оборудования, и, тем самым, определить наличие неработоспособных модулей при эксплуатации АФАР. Невозможность калибровки коэффициента усиления в составе активной фазированной антенной решетки.The disadvantage of this technical solution is the impossibility of monitoring and adjusting the gain of the transmitting and receiving channels of the transceiver module without using a special control signal from additional equipment, and thereby determine the presence of inoperative modules during the operation of the AFAR. Inability to calibrate the gain as part of an active phased array antenna.

Техническим результатом изобретения является возможность контроля, корректировки (настройки) коэффициента усиления передающего и приемных каналов приемопередающего модуля, что повышает его надежность и позволяет определить неработоспособный модуль при эксплуатации АФАР без использования специального контрольного сигнала, а также возможность калибровки коэффициента усиления регулировкой амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик второго приемного канала в составе активной фазированной антенной решетки, что позволяет повысить точность определения координат цели.The technical result of the invention is the ability to control, adjust (adjust) the gain of the transmitting and receiving channels of the transceiver module, which increases its reliability and allows you to determine the inoperative module when operating the AFAR without using a special control signal, as well as the ability to calibrate the gain by adjusting the amplitude-frequency and phase - frequency characteristics of the second receiving channel as part of the active phased antenna array, which improves the accuracy of determining the coordinates of the target.

Технический результат достигается тем, что приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона содержит, по меньшей мере, один переключатель «прием/передача» на 2 положения, контакт «вход-выход» которого является входом-выходом модуля. Контакт «выход» в положении переключателя «передача» подключен ко входу передающего канала, включающего последовательно соединенные согласующий усилитель, по меньшей мере, один дополнительный n-разрядный ступенчатый фазовращатель, согласующий усилитель, по меньшей мере, один n-разрядный ступенчатый фазовращатель, предварительный усилитель мощности, выходной усилитель мощности, выход передающего канала, который является выходом модуля, причем оба фазовращателя подключены к одной схеме управления. По меньшей мере, один контакт «вход» в положении переключателя «прием» подключен к выходу приемного канала, содержащего последовательно соединенные, согласующий усилитель, по меньшей мере, один n-разрядный ступенчатый фазовращатель, дополнительный n-разрядный ступенчатого фазовращатель, согласующий усилитель, n-разрядный ступенчатый аттенюатор, дополнительный n-разрядный ступенчатый аттенюатор, делитель мощности СВЧ-сигнала, малошумящий усилитель, защитное устройство и вход приемного канала, который является входом модуля, причем оба фазовращателя подключены к одной схеме управления, а оба аттенюатора подключены к одной схеме управления. Ко второму выходу делителя подключен второй приемный канал, содержащий последовательно соединенные дополнительный n-разрядный и n-разрядный ступенчатый фазовращатели, имеющие одну схему управления, согласующий усилитель, дополнительный n-разрядный и n-разрядный ступенчатый аттенюаторы, имеющие одну схему управления, согласующий усилитель, выход второго приемного канала, который является выходом модуля. Ко второму контакту «вход» переключателя подключен коммутатор. На входе каждого канала установлен направленный ответвитель мощности, а на выходе направленный ответвитель мощности, соединенный с системой контроля мощности, при этом выход каждого канала соединен с его входом через СВЧ выключатель. Передающий канал содержит n-разрядный ступенчатый аттенюатор и дополнительный n-разрядный ступенчатый аттенюатор, имеющие одну схему управления, при этом вход n-разрядного ступенчатого аттенюатора подключен к выходу n-разрядного ступенчатого фазовращателя, а выход ко входу дополнительного n-разрядного ступенчатого аттенюатора, выход которого подключен ко входу согласующего усилителя, выход которого подключен ко входу предварительного усилителя.The technical result is achieved in that the transceiver module of the active phased antenna array of the microwave range contains at least one "receive / transmit" switch for 2 positions, the "input-output" contact of which is the input-output of the module. The contact "output" in the position of the switch "transfer" is connected to the input of the transmission channel, which includes a series-connected matching amplifier, at least one additional n-bit step phase shifter, a matching amplifier, at least one n-bit step phase shifter, a preamplifier power, output power amplifier, output of the transmitting channel, which is the output of the module, and both phase shifters are connected to the same control circuit. At least one “input” contact in the “receive” switch position is connected to the output of the receiving channel containing a series-connected matching amplifier, at least one n-bit step phase shifter, an additional n-bit step phase shifter, a matching amplifier, n -bit step attenuator, additional n-bit step attenuator, microwave power divider, low-noise amplifier, protective device and input of the receiving channel, which is the module input, both phase shifters are connected to the same control circuit, and both attenuators are connected to the same control circuit ... The second output of the divider is connected to the second receiving channel, which contains a series-connected additional n-bit and n-bit step phase shifters having one control circuit, a matching amplifier, an additional n-bit and n-bit step attenuators, having one control circuit, a matching amplifier, the output of the second receiving channel, which is the output of the module. The switch is connected to the second contact "input" of the switch. A directional power coupler is installed at the input of each channel, and a directional power coupler is installed at the output, connected to the power control system, while the output of each channel is connected to its input through a microwave switch. The transmitting channel contains an n-bit step attenuator and an additional n-bit step attenuator having one control circuit, while the input of the n-bit step attenuator is connected to the output of the n-bit step phase shifter, and the output to the input of an additional n-bit step attenuator, the output which is connected to the input of the matching amplifier, the output of which is connected to the input of the pre-amplifier.

Направленный ответвитель мощности на входе каждого канала и направленный ответвитель мощности с системой контроля мощности на выходе каждого канала подключены к своему СВЧ выключателю, что позволяет осуществить положительную обратную связь выхода передающего канала со входами передающего и приемных каналов и получить самовозбуждение каналов. Осуществляется корректировка (настройка) коэффициента усиления передающего и приемных каналов приемопередающего модуля, а также контроль работоспособности приемопередающего модуля. Неработоспособные приемопередающие модули при эксплуатации в составе активной фазированной антенной решетки могут быть отключены.A directional power coupler at the input of each channel and a directional power coupler with a power control system at the output of each channel are connected to their own microwave switch, which makes it possible to provide positive feedback of the output of the transmitting channel with the inputs of the transmitting and receiving channels and obtain self-excitation of the channels. Correction (tuning) of the gain of the transmitting and receiving channels of the transceiver module is carried out, as well as monitoring the operability of the transceiver module. Inoperative transceiver modules during operation as part of an active phased antenna array can be turned off.

N-разрядный ступенчатый аттенюатор и дополнительный n-разрядный ступенчатый аттенюатор, имеющих одну схему управления, позволяют регулировать коэффициент усиления, то есть влиять на самовозбуждение каналов приемопередающего модуля при эксплуатации в составе активной фазированной антенной решетки.An N-bit step attenuator and an additional n-bit step attenuator, having one control circuit, allow you to adjust the gain, that is, to influence the self-excitation of the channels of the transceiver module when operating as part of an active phased antenna array.

Изобретение поясняется чертежом. На Фиг. 1 представлена структурная схема предложенного приемопередающего модуля активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона, где:The invention is illustrated by a drawing. FIG. 1 shows a block diagram of the proposed transceiver module of the active phased antenna array of the microwave range, where:

- переключатель на 2 положения «прием/передача» - 1;- switch for 2 positions "reception / transmission" - 1;

- контакт «вход/выход» переключателя: вход передающего канала модуля в положении переключателя «передача» или выход приемного канала модуля в положении переключателя «прием» - 2;- "input / output" contact of the switch: the input of the module transmitting channel in the "transmit" switch position or the output of the module receiving channel in the "receive" switch position - 2;

- контакт «выход» переключателя в положении переключателя «передача» - 3;- contact "output" of the switch in the position of the switch "transfer" - 3;

- согласующий усилитель (СУ5) - 4;- matching amplifier (SU5) - 4;

- дополнительный n-разрядный ступенчатый фазовращатель -5 ;- additional n-bit step phase shifter -5;

- согласующий усилитель (СУ6) - 6;- matching amplifier (SU6) - 6;

- n-разрядный ступенчатый фазовращатель - 7;- n-bit step phase shifter - 7;

- предварительный усилитель мощности - 8;- preliminary power amplifier - 8;

- выходной усилитель мощности - 9;- output power amplifier - 9;

- выход передающего канала, который является выходом модуля - 10- the output of the transmitting channel, which is the output of the module - 10

- схема управления фазовращателями - 11;- phase shifters control circuit - 11;

- контакт «вход» в положении переключателя «прием», подключенный к выходу приемного канала - 12;- "input" contact in the position of the "receive" switch, connected to the output of the receiving channel - 12;

- согласующий усилитель (СУ4) - 13;- matching amplifier (SU4) - 13;

- n-разрядный ступенчатый фазовращатель - 14;- n-bit step phase shifter - 14;

- дополнительный n-разрядный ступенчатый фазовращатель - 15;- additional n-bit step phase shifter - 15;

- согласующий усилитель (СУЗ) - 16;- matching amplifier (CPS) - 16;

- n-разрядный ступенчатый аттенюатор - 17;- n-bit step attenuator - 17;

- дополнительный n-разрядный ступенчатый аттенюатор - 18;- additional n-bit step attenuator - 18;

- делитель мощности СВЧ - сигнала - 19;- microwave power divider - signal - 19;

- малошумящий усилитель (МШУ) - 20;- low noise amplifier (LNA) - 20;

- защитное устройство (ЗУ) -21;- protective device (ZU) -21;

- вход приемного канала, который является входом модуля - 22;- input of the receiving channel, which is the input of the module - 22;

- схема управления фазовращателями - 23;- phase shifters control circuit - 23;

- схема управления аттенюаторами 24;- control circuit for attenuators 24;

- второй выход делителя мощности СВЧ - сигнала - 25;- the second output of the microwave power divider - signal - 25;

- дополнительный n-разрядный фазовращатель - 26;- additional n-bit phase shifter - 26;

- n-разрядный ступенчатый фазовращатель - 27;- n-bit step phase shifter - 27;

- схема управления фазовращателями - 28;- phase shifters control circuit - 28;

- согласующий усилитель (СУ1) - 29;- matching amplifier (SU1) - 29;

- дополнительный n-разрядный ступенчатый аттенюатор - 30;- additional n-bit step attenuator - 30;

- n-разрядный ступенчатый аттенюатор - 31;- n-bit step attenuator - 31;

- схема управления аттенюаторами - 32;- attenuator control circuit - 32;

- согласующий усилитель (СУ2) - 33;- matching amplifier (SU2) - 33;

- выход второго приемного канала, который является выходом модуля - 34;- output of the second receiving channel, which is the output of the module - 34;

- второй контакт « вход» переключателя - 35;- the second contact "input" of the switch - 35;

- коммутатор - 36;- switch - 36;

- направленный ответвитель мощности (НО) - 37;- directional power coupler (NO) - 37;

- система контроля мощности (СКМ) - 38;- power control system (SCM) - 38;

- СВЧ выключатель - 39;- microwave switch - 39;

- n-разрядный ступенчатый аттенюатор - 40;- n-bit step attenuator - 40;

- дополнительный n-разрядный ступенчатый аттенюатор - 41;- additional n-bit step attenuator - 41;

- схема управления аттенюаторами - 42;- attenuator control circuit - 42;

- согласующий усилитель (СУ7) - 43.- matching amplifier (SU7) - 43.

ПримерExample

Приемопередающий модуль (ППМ) активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона содержит переключатель 1 на два положения «прием/передача», выполненный в виде монолитной интегральной схемы (МИС) СВЧ-диапазона» Модуль СВЧ. Переключатель. М44218.АПНТ 434830. 010 ТУ». Контакт «вход/выход» переключателя 1 является входом -выходом модуля (ППМ) 2. В положении переключателя 1 «передача» через контакт «вход» 2 ППМ подключен к внешней распределительной системе. В положении переключателя «прием» через контакт «выход» 2 ППМ подключен к устройству суммирования АФАР.The transceiver module (TPM) of the active phased antenna array of the microwave range contains a switch 1 for two positions "receive / transmit", made in the form of a monolithic integrated circuit (MIS) of the microwave range "Microwave module. Switch. М44218.АПНТ 434830.010 ТУ ". The contact "input / output" of switch 1 is the input-output of the module (ППМ) 2. In the position of the switch 1 "transfer" through the contact "input" 2 ППМ is connected to the external distribution system. In the position of the switch "reception" through the contact "output" 2 PPM is connected to the summation device AFAR.

Когда переключатель 1 установлен в положение «передача», его контакт «выход» 3 подключен ко входу передающего канала2.When switch 1 is set to the “transfer” position, its “output” contact 3 is connected to the input of the transmitting channel2.

Когда переключатель установлен в положение «прием», его контакт «вход» 12 подключен к выходу приемного канала 2. Второй контакт «вход» 35 подключен к коммутатору 36. Коммутатор 36 формирует сигналы управления для СВЧ переключателя 1, которые открывают или закрывают ключевые транзисторы, подключая вход передающего канала или выход приемного канала.When the switch is set to the “receive” position, its “input” contact 12 is connected to the output of the receiving channel 2. The second “input” contact 35 is connected to the switch 36. The switch 36 generates control signals for the microwave switch 1, which open or close the key transistors, connecting the input of the transmitting channel or the output of the receiving channel.

Передающий канал содержит последовательно соединенные: согласующий усилитель (СУ5) 4 в виде МИС на полевых транзисторах с барьером 1 Попки (ПТШ) с коэффициентом усиления 8 дБ, дополнительный 5-разрядный ступенчатый фазовращатель 5 в виде МИС «Модуль СВЧ. Фазовращатель М44149. АПНТ434830.019ТУ», согласующий усилитель (СУ6) 6, в виде МИС на полевых транзисторах с барьером Шоттки (ПТШ) с коэффициентом усиления 8дБ, 5-разрядный ступенчатый фазовращатель 7, выполненный в виде МИС «Модуль СВЧ. Фазовращатель М44146-2.АПНТ.434830.009ТУ», 5-разрядный ступенчатый аттенюатор 40 и дополнительный 5-разрядный ступенчатый аттенюатор 41, выполненные в виде МИС - «Модуль СВЧ. Аттенюатор М44712. АПНТ434820.002ТУ», согласующий усилитель (СУ7) 43, в виде МИС на полевых транзисторах с барьером Шоттки (ПТШ) с коэффициентом усиления 8 дБ, предварительный усилитель мощности 8, выполненный в виде МИС - двух каскадный, на двух полевых транзисторах, выходной усилитель мощности 9, выполненный в виде гибридно-интегральной схемы с использованием арсенидгалиевых полевых транзисторов с барьером Шоттки, направленный ответвитель (НО) 37 и выход передающего канала 10, который является выходом модуля. 5-разрядный ступенчатый фазовращатель 7 и дополнительный 5-разрядный ступенчатый фазовращатель 5 подключены к одной схеме управления 11, выполненной в виде МИС «ГПКФ.431432.00ТУ» на кремниевом кристалле размером 2,4×1,9 мм, 5-разрядный ступенчатый аттенюатор 40 и дополнительный 5-разрядный ступенчатый аттенюатор 41 имеют одну схему управления 42, выполненной в виде МИС «ГПКФ.431432.00ТУ» на кремниевом кристалле размером 2,4×1,9 мм, направленный ответвитель (НО) 37 соединен со схемой контроля мощности (СКМ ПРД) 38 и СВЧ выключателем (СВЧ выключатель ПРД) 39, который соединен с направленным ответвителем (НО) 37, соединенным со входом канала 2.The transmitting channel contains the following connected in series: a matching amplifier (SU5) 4 in the form of an MIS based on field-effect transistors with a Popki barrier 1 (PTSh) with a gain of 8 dB, an additional 5-bit step phase shifter 5 in the form of a MIS “Microwave Module. Phase shifter М44149. APNT434830.019TU ", matching amplifier (SU6) 6, in the form of MIS on field-effect transistors with a Schottky barrier (PTSh) with a gain of 8 dB, 5-bit step phase shifter 7, made in the form of MIS" Microwave module. Phase shifter М44146-2.APNT.434830.009TU ", 5-bit step attenuator 40 and additional 5-bit step attenuator 41, made in the form of MIS -" Microwave module. Attenuator M44712. APNT434820.002TU ", matching amplifier (SU7) 43, in the form of a MIS based on field-effect transistors with a Schottky barrier (PTSh) with a gain of 8 dB, a preliminary power amplifier 8, made in the form of an MIS - two-stage, on two field-effect transistors, an output amplifier power 9, made in the form of a hybrid-integrated circuit using arsenide field-effect transistors with a Schottky barrier, directional coupler (HO) 37 and the output of the transmission channel 10, which is the output of the module. A 5-bit step phase shifter 7 and an additional 5-bit step phase shifter 5 are connected to one control circuit 11, made in the form of a MIS "GPKF.431432.00TU" on a silicon crystal 2.4 × 1.9 mm in size, a 5-bit step attenuator 40 and an additional 5-bit step attenuator 41 have one control circuit 42, made in the form of a MIS "GPKF.431432.00TU" on a silicon crystal 2.4 × 1.9 mm in size, a directional coupler (HO) 37 is connected to a power control circuit (SKM PRD) 38 and a microwave switch (microwave switch PRD) 39, which is connected to a directional coupler (NO) 37, connected to the input of channel 2.

Приемный канал ППМ содержит последовательно соединенные: выход первого приемного канала 2, направленный ответвитель (НО) 37, направленный ответвитель (НО) 37 с системой контроля мощности (СКМ ПРМ1)38, выход 12 переключателя 1, согласующий усилитель (СУ4) 13, 5-разрядный ступенчатый фазовращатель 14, дополнительный 5-разрядный ступенчатый фазовращатель 15, согласующий усилитель (СУЗ) 16, 5-разрядный ступенчатый аттенюатор 17, дополнительный 5-разрядный ступенчатый аттенюатор 18, делитель мощности СВЧ-сигнала 19, выполненный в виде тонкопленочной схемы кольцевого делителя мощности на поликоровой подложке, малошумящий усилитель (МШУ) 20, выполненный в виде последовательно соединенных 2-х кристаллов МИС МШУ на основе арсенидгалиевых эпитаксиальных гетероструктур с коэффициентом усиления 15дБ каждый, защитное устройство (ЗУ) 21, выполненное в виде МИС «Модуль СВЧ. Защитное устройство М44417. АПНТ.434820.003ТУ», направленный ответвитель (НО) 37, направленный ответвитель (НО) 37, соединенный с СВЧ выключателем (СВЧ выключатель ПРМ1) 39, и вход приемного канала 22. 5-разрядный ступенчатый фазовращатель 14 и дополнительный 5-разрядный ступенчатый фазовращатель 15 подключены к одной схеме управления 17 этого канала. 5-разрядный ступенчатый 17 и дополнительный 5-разрядный 1 ступенчатый 18 аттенюаторы подключены к одной схеме управления 24, выполненной в виде МИС «ГПКФ.431432.00ТУ» на кремниевом кристалле размером 2,4×1,9 мм. СВЧ выключателем (СВЧ выключатель ПРМ1) 39 подключен к направленному ответвителю (НО) 37, соединенному со схемой контроля мощности (СКМ ГТРМ1) 38 и с переключателем 1.The receiving channel PPM contains serially connected: the output of the first receiving channel 2, a directional coupler (NO) 37, a directional coupler (NO) 37 with a power control system (SKM PRM1) 38, output 12 of switch 1, a matching amplifier (SU4) 13, 5- bit step phase shifter 14, additional 5-bit step phase shifter 15, matching amplifier (CPS) 16, 5-bit step attenuator 17, additional 5-bit step attenuator 18, microwave power divider 19, made in the form of a thin-film ring power divider on a polycor substrate, a low-noise amplifier (LNA) 20, made in the form of a series-connected 2 crystals of MIS LNA based on arsenide epitaxial heterostructures with a gain of 15 dB each, a protective device (CH) 21, made in the form of MIS “Microwave module. Protective device М44417. APNT.434820.003TU ", directional coupler (NO) 37, directional coupler (NO) 37, connected to the microwave switch (microwave switch PRM1) 39, and the input of the receiving channel 22. 5-bit step phase shifter 14 and an additional 5-bit step phase shifter 15 are connected to one control circuit 17 of this channel. 5-bit step 17 and additional 5-bit 1 step 18 attenuators are connected to one control circuit 24, made in the form of MIS "GPKF.431432.00TU" on a silicon crystal 2.4 × 1.9 mm in size. A microwave switch (microwave switch PRM1) 39 is connected to a directional coupler (NO) 37 connected to a power control circuit (SKM GTRM1) 38 and to switch 1.

Ко второму выходу делителя 19 подключен вход 25 второго приемного канала. Второй приемный канал содержит последовательно соединенные: дополнительный 5-разрядный ступенчатый фазовращатель 26 и 5-разрядный ступенчатый фазовращатель 27, которые имеют одну схему управления 28, согласующий усилитель (СУ1) 29, дополнительный 5-разрядный ступенчатый аттенюатор 30 и 5-разрядный ступенчатый аттенюатор 31, имеющие одну схему управления 32, согласующий усилитель (СУ2) 33, направленный ответвитель (НО) 37, соединенный со схемой контроля мощности (СКМ ПРМ2) 38 и выход второго приемного канала 34. Направленный ответвитель (НО) 37 соединен с СВЧ выключателем (СВЧ выключатель ПРМ2) 39, который подключен к направленному ответвителю (НО) 37, подключенному к защитному устройству 21.The input 25 of the second receiving channel is connected to the second output of the divider 19. The second receiving channel contains in series: an additional 5-bit step phase shifter 26 and a 5-bit step phase shifter 27, which have one control circuit 28, a matching amplifier (SU1) 29, an additional 5-bit step attenuator 30 and a 5-bit step attenuator 31 having one control circuit 32, a matching amplifier (SU2) 33, a directional coupler (HO) 37 connected to the power control circuit (SKM PRM2) 38 and the output of the second receiving channel 34. Directional coupler (HO) 37 is connected to a microwave switch (microwave switch PRM2) 39, which is connected to a directional coupler (NO) 37, connected to a protective device 21.

Предварительный усилитель мощности 8 двух каскадный на двух полевых транзисторах, содержит все необходимые элементы согласования, питания и развязки. На входе и выходе имеются копланарные выводы для измерения параметров МИС на пластине. Первый каскад содержит транзистор с шириной затвора 840 мкм, который охвачен параллельной отрицательной обратной связью для стабилизации коэффициента усиления. Второй каскад содержит два транзистора с шириной затвора 1680 мкм. На выходе укороченный мост Уилкинсона осуществляет сложение мощности. Размер кристалла 1,8×2,1 мм, S=3,78 мм2.The preamplifier of power 8 is two-stage on two field-effect transistors, contains all the necessary elements of matching, power supply and decoupling. At the input and output there are coplanar outputs for measuring the parameters of the MIC on the plate. The first stage contains a transistor with a gate width of 840 microns, which is covered by parallel negative feedback to stabilize the gain. The second stage contains two transistors with a gate width of 1680 μm. At the output, the Wilkinson short bridge performs power addition. Crystal size 1.8 × 2.1 mm, S = 3.78 mm 2 .

Выходной усилитель мощности 9 - усилитель мощности 2-х каскадный на полевых транзисторах - содержит все необходимые элементы согласования, питания и развязки. На входе и выходе имеются копланарные выводы для измерения параметров МИС на пластине. Первый каскад содержит два транзистора с шириной затвора 1680 мкм. Второй каскад содержит восемь транзисторов с шириной затвора 1680 мкм. В межкаскадных цепях и на выходе укороченные мосты Уилкинсона осуществляют сложение мощности. Размеры кристалла 3,3×3,3мм, S=10 мм2.Output power amplifier 9 - a 2-stage power amplifier on field-effect transistors - contains all the necessary elements of matching, power and decoupling. At the input and output there are coplanar outputs for measuring the parameters of the MIC on the plate. The first stage contains two transistors with a gate width of 1680 μm. The second stage contains eight transistors with a gate width of 1680 μm. In the interstage circuits and at the outlet, Wilkinson short bridges perform power addition. Crystal dimensions 3.3 × 3.3mm, S = 10mm 2 .

Аттенюаторы 17, 18, 30, 31, 40, 41 представляют собой МИС - 5-разрядный ступенчатый аттенюатор, выполненный на полевых транзисторах, который содержит все необходимые элементы согласования, питания и развязки.Attenuators 17, 18, 30, 31, 40, 41 are MIS - a 5-bit step attenuator, made on field-effect transistors, which contains all the necessary elements of matching, power supply and decoupling.

Аттенюатор содержит 5 последовательно включенных Т-образных переключаемых ступеней. Каждая ступень соответствует одному переключательному разряду. На входе двух выходах имеются копланарные выводы для измерения параметров МИС на пластине. Переключаемые транзисторы имеют ширину затвора 300 мкм. Размер кристалла 2,3×1,5 мм, S=3,8 мм2.The attenuator contains 5 T-shaped switchable stages connected in series. Each stage corresponds to one switching discharge. At the input of two outputs there are coplanar leads for measuring the parameters of the MIC on the plate. Switched transistors have a gate width of 300 microns. Crystal size 2.3 × 1.5 mm, S = 3.8 mm 2 .

Фазовращатели 5, 7, 14, 15, 26, 27 представляют собой МИС - 5-разрядный ступенчатый фазовращатель, выполненный на полевых транзисторах, который содержит все необходимые элементы согласования, питания и развязки. Фазовращатель содержит 5 последовательно включенных Т-образных переключаемых фазовых ступеней. Каждая ступень соответствует одному переключаемому разряду. Для компенсации потерь в фазовращатель встроен компенсирующий усилитель. На входе и выходе имеются копланарные выводы для измерения параметров МИС на пластине. Транзисторы имеют ширину затвора 300 мкм. Размер кристалла 4,3×2,2 мм, S=9,5 мм2.Phase shifters 5, 7, 14, 15, 26, 27 are MIS - a 5-bit step phase shifter made on field-effect transistors, which contains all the necessary elements of matching, power supply and decoupling. The phase shifter contains 5 series-connected T-shaped switchable phase steps. Each stage corresponds to one switchable discharge. To compensate for losses, a compensating amplifier is built into the phase shifter. At the input and output there are coplanar outputs for measuring the parameters of the MIC on the plate. The transistors have a gate width of 300 microns. Crystal size 4.3 × 2.2 mm, S = 9.5 mm 2 .

Защитное устройство 21 - МИС защитное устройство- выполнено на диодах с барьером Шоттки, содержит все необходимые элементы согласования, питания и развязки. Защитное устройство содержит 2 последовательно включенных каскада защиты на встречно включенных диодах Шоттки. На входе и выходе имеются копланарные выводы для измерения параметров МИС на пластине. Размер кристалла 1,1×0,8 мм, S=0,9 мм2.Protective device 21 - MIS protective device - is made on diodes with a Schottky barrier, contains all the necessary elements of matching, power supply and decoupling. The protective device contains 2 series-connected protection stages on back-to-back Schottky diodes. At the input and output there are coplanar outputs for measuring the parameters of the MIC on the plate. Crystal size 1.1 × 0.8 mm, S = 0.9 mm 2 .

Переключатель 1 представляет собой МИС переключатель 1×2 - выполнен на полевых транзисторах, содержит все необходимые элементы согласования, питания и развязки. На входе и двух выходах имеются копланарные выводы для измерения параметров МИС на пластине. На входе два транзистора с шириной затвора 300 мкм. На каждом выходе также два транзистора с шириной затвора 300 мкм, соединенные между собой фильтром нижних частот. Такое включение обеспечивает хорошую развязку между выходами устройства. Размер кристалла 1,85×1,28 мм, S=2,368 мм2.Switch 1 is a 1 × 2 MIS switch - it is made on field-effect transistors, contains all the necessary elements of coordination, power supply and decoupling. At the input and two outputs there are coplanar leads for measuring the parameters of the MIC on the plate. At the input there are two transistors with a gate width of 300 microns. Each output also has two transistors with a gate width of 300 μm, connected by a low-pass filter. This connection provides good isolation between the outputs of the device. Crystal size 1.85 × 1.28 mm, S = 2.368 mm 2 .

Направленный ответвитель 37 представляет собой взаимно расположенные микрополосковые линии на микрополосковой плате, а именно, основную линию, по которой проходит основная мощность, и ответвляющую линию, расположенную на определенном расстоянии от основной, в которой ответвляется определенная часть мощности сигнала, проходящего по основной линии, в данном случае -20дБ, примерно 1/100 часть мощности.The directional coupler 37 is a microstrip line mutually located on a microstrip board, namely, a main line, through which the main power flows, and a branch line located at a certain distance from the main line, in which a certain part of the signal power passing through the main line is branched into in this case, -20dB, about 1/100 of the power.

Система контроля мощности (СКМ ПРД), (СКМ ПРМ1), СКМ ПРМ2) 38 выполнена в виде детекторной секции, состоящей из детекторного диода СВЧ 2А121А-3 аАО339435ТУ, двух керамических емкостей 50пф и 1пф и керамического резистора нагрузки 2,2 кОм ШКАБ.434110.002ТУ.The power control system (SKM PRD), (SKM PRM1), SKM PRM2) 38 is made in the form of a detector section consisting of a microwave detector diode 2A121A-3 aAO339435TU, two ceramic capacities 50pf and 1pf and a 2.2 kΩ ceramic load resistor ShKAB.434110.002 TU.

СВЧ выключатель (СВЧ выключатель ПРД), (СВЧ выключатель ПРМ1), (СВЧ выключатель ПРМ2) 39 представляет собой МИС «Модуль М44218. АПНТ.434830.010ТУ».Microwave switch (microwave switch PRD), (microwave switch PRM1), (microwave switch PRM2) 39 is MIS “Module M44218. APNT.434830.010TU ".

Схемы управления 24, 32, 42 выполнены в виде МИС «ГПКФ.431432.00ТУ» на кремниевом кристалле размером 2,4×1,9 ммControl circuits 24, 32, 42 are made in the form of MIS "GPKF.431432.00TU" on a silicon crystal 2.4 × 1.9 mm in size

Схемы управления 11, 23, 28 выполнены в виде МИС «ГПКФ.431432.00ТУ» на кремниевом кристалле размером 2,4×1,9 ммControl circuits 11, 23, 28 are made in the form of MIS "GPKF.431432.00TU" on a silicon crystal 2.4 × 1.9 mm in size

Согласующие усилители 4, 6, 13, 16, 29, 33, 43 выполнены в виде МИС на полевых транзисторах с барьером Шоттки (ПТШ) с коэффициентом усиления 8 дБ.Matching amplifiers 4, 6, 13, 16, 29, 33, 43 are made in the form of MIS on field-effect transistors with a Schottky barrier (PTSh) with a gain of 8 dB.

Приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона работает следующим образом. Сигналы управления для СВЧ-переключателя 1 формирует коммутатор 36, который подключает вход передающего канала 2 или 12.The transceiver module of the active phased antenna array of the microwave range operates as follows. The control signals for the microwave switch 1 are generated by the switch 36, which connects the input of the transmitting channel 2 or 12.

В режиме «передача» сигнал с выхода внешней распределительной системы подается на контакт «вход-выход» 2 переключателя 1 и через него с небольшими потерями (до 2 дБ) поступает на вход передающего канала и вход согласующего усилителя 4. Согласующий усилитель 4 усиливает сигнал. Сигнал идет через дополнительный 5 и основной 7 фазовращатели, которые формируют необходимые параметры выходного сигнала передатчика. Дополнительный 5 и основной 7 фазовращатели управляют схемой управления 11, которая формирует сигналы управления для включения ступеней фазовращателей 5 и 7. Выходной усилитель мощности 9 является основным узлом, формирующим мощный выходной сигнал передающего канала, имеет коэффициент усиления 10-13 дБ.In the "transmission" mode, the signal from the output of the external distribution system is fed to the input-output contact 2 of the switch 1 and through it with small losses (up to 2 dB) it is fed to the input of the transmitting channel and the input of the matching amplifier 4. Matching amplifier 4 amplifies the signal. The signal goes through additional 5 and main 7 phase shifters, which form the necessary parameters of the transmitter output signal. Additional 5 and main 7 phase shifters control the control circuit 11, which generates control signals to turn on the stages of phase shifters 5 and 7. The output power amplifier 9 is the main unit that generates a powerful output signal of the transmitting channel, has a gain of 10-13 dB.

В режиме «прием» на вход приемного канала 22 поступает принимаемый антенной внешний сигнал. Сигнал поступает на защитное устройство 21, и в зависимости от его мощности защитное устройство имеет разный коэффициент передачи. Сигнал поступает на малошумящий усилитель 20 и, усиленный на 30 дБ, поступает на вход делителя 19. Сигнал делится на два идентичных сигнала. Один сигнал продолжает движение по первому приемному каналу, а второй идет по второму приемному каналу. Приемные каналы идентичны и отличаются только выходными цепями. Сигнал в первом канале идет через дополнительный 18 и основной 17 аттенюаторы, которые формируют необходимое амплитудное распределение выходного сигнала, и через дополнительный 15 и основной 14 фазовращатели, которые формируют необходимые параметры выходного сигнала. Сигнал во втором канале идет через дополнительный 26 и основной 27 фазовращатели, которые формируют необходимые параметры выходного сигнала, и через дополнительный 30 и основной 31 и аттенюаторы, которые формируют необходимое амплитудное распределение выходного сигнала. Согласующие усилители 29 и 33 компенсируют потери сигнала в фазовращателях и аттенюаторах. Схема управления 28 формирует сигналы управления для включения ступеней фазовращателей 26 и 27. Схема управления 32 формирует сигналы управления для включения ступеней дополнительного 30 и основного 31 аттенюаторов. Выход первого приемного канала 12 через переключатель 1 соединяется с устройством суммирования АФАР. Выход второго канала 34 всегда соединен со вторым устройством суммирования АФАР.In the "receive" mode, an external signal received by the antenna is fed to the input of the receiving channel 22. The signal is sent to the protective device 21, and depending on its power, the protective device has a different transmission coefficient. The signal is fed to a low-noise amplifier 20 and, amplified by 30 dB, is fed to the input of a divider 19. The signal is divided into two identical signals. One signal continues to move along the first receiving channel, and the second goes along the second receiving channel. The receiving channels are identical and differ only in the output circuits. The signal in the first channel goes through additional 18 and main 17 attenuators, which form the required amplitude distribution of the output signal, and through additional 15 and main 14 phase shifters, which form the required parameters of the output signal. The signal in the second channel goes through additional 26 and main 27 phase shifters, which form the required parameters of the output signal, and through additional 30 and main 31 and attenuators, which form the required amplitude distribution of the output signal. Matching amplifiers 29 and 33 compensate for signal losses in phase shifters and attenuators. The control circuit 28 generates control signals to turn on the stages of phase shifters 26 and 27. The control circuit 32 generates control signals to turn on the stages of the additional 30 and main 31 attenuators. The output of the first receiving channel 12 through the switch 1 is connected to the summing device AFAR. The output of the second channel 34 is always connected to the second ADAA summing device.

Схемы управления 28 и 32 формируют сигналы управления для включения ступеней фазовращателей или аттенюаторов. На вход схемы 28 или 32 поступает последовательный код данных, в котором содержится информация о включаемых ступенях, и одновременно сигнал принадлежности информации к определенному каналу. Схема 28 и 32 формирует параллельный код управления, который через преобразователь уровня поступает на соответствующую ступень, и записывает его в определенный регистр памяти. Далее по внешней команде через преобразователь уровня параллельный код поступает на соответствующие ступени фазовращателей или аттенюаторов. Коммутатор 16 получает стандартный цифровой сигнал ТТЛ или КМОП уровня, который, проходя через схемы формирования, преобразует в два противофазных сигнала с отрицательным напряжением. Эти сигналы поступают на второй вход 35 переключателя 1 и открывают или закрывают ключевые транзисторы, подключая вход передающего канала или выход второго приемного канала.Control circuits 28 and 32 generate control signals for switching on the stages of phase shifters or attenuators. The input of the circuit 28 or 32 receives a serial data code, which contains information about the stages to be switched on, and at the same time a signal that the information belongs to a certain channel. The circuit 28 and 32 generates a parallel control code, which is fed through a level converter to the corresponding stage, and writes it to a specific memory register. Further, by an external command through a level converter, the parallel code is fed to the corresponding stages of phase shifters or attenuators. The switch 16 receives a standard digital TTL or CMOS signal, which, passing through the shaping circuits, converts it into two antiphase signals with negative voltage. These signals are fed to the second input 35 of the switch 1 and open or close the key transistors, connecting the input of the transmitting channel or the output of the second receiving channel.

Контроль работоспособности каналов заявляемого приемопередающего модуля осуществляют следующим образом.Monitoring the operability of the channels of the proposed transceiver module is carried out as follows.

Включаем (замыкаем) СВЧ выключатель передающего канала 39, часть СВЧ мощности, ответвленная с выходного усилителя мощности 9 через направленный ответвитель 37, расположенный на выходе передающего канала 10 (после выходного усилителя мощности 9) поступает на вход 2 передающего канала, возникает положительная обратная связь между выходом 10 и входом 2, что приводит к самовозбуждению передающего канала. Со схемы управления 42 на аттенюаторы 40 и 41 поступают разряды ослабления, и, тем самым, уменьшается коэффициент усиления (Ку) канала до снятия самовозбуждения. Со схемы управления 11 на фазовращатели 5 и 7 поступают разряды изменения фазы до появления самовозбуждения канала. Если не возникает самовозбуждения канала, то он является не работоспособным. Передающий канал подлежит отключению в составе АФАР, что приводит к повышению точности определения координат цели.We turn on (close) the microwave switch of the transmitting channel 39, a part of the microwave power, branched off from the output power amplifier 9 through a directional coupler 37 located at the output of the transmitting channel 10 (after the output power amplifier 9) enters the input 2 of the transmitting channel, a positive feedback arises between output 10 and input 2, which leads to self-excitation of the transmitting channel. From the control circuit 42 to the attenuators 40 and 41, weakening discharges are supplied, and, thereby, the channel gain (Ku) decreases before self-excitation is removed. From the control circuit 11 to the phase shifters 5 and 7, the discharges of the phase change are received until the self-excitation of the channel appears. If there is no self-excitation of the channel, then it is not operational. The transmitting channel must be turned off as part of the AFAR, which leads to an increase in the accuracy of determining the coordinates of the target.

Включаем (замыкаем) СВЧ выключатель первого приемного канала 39, часть СВЧ мощности, ответвленная с переключателя 1, работающего в режиме прием через направленный ответвитель 37, расположенный на выходе 1-го приемного канала 2, поступает на вход 22 первого приемного канала. Возникает положительная обратная связь между выходом 22 и входом 2, что приводит к самовозбуждению канала. Со схемы управления 24 на аттенюаторы 17 и 18 поступают разряды ослабления, и, тем самым, уменьшается коэффициент усиления (Ку) канала до снятия самовозбуждения. Со схемы управления 23 на фазовращатели 14 и 15 поступают разряды изменения фазы до появления самовозбуждения канала. Если не возникает самовозбуждения канала, то он является не работоспособным.We turn on (close) the microwave switch of the first receiving channel 39, part of the microwave power, branched off from the switch 1, operating in the receiving mode through the directional coupler 37 located at the output of the 1st receiving channel 2, enters the input 22 of the first receiving channel. There is a positive feedback between output 22 and input 2, which leads to self-excitation of the channel. From the control circuit 24 to the attenuators 17 and 18, weakening discharges are supplied, and, thereby, the channel gain (Ku) decreases before self-excitation is removed. From the control circuit 23 to the phase shifters 14 and 15, the discharges of the phase change are received until the self-excitation of the channel appears. If there is no self-excitation of the channel, then it is not operational.

Включаем (замыкаем) СВЧ выключатель 2-го приемного канала 39, часть СВЧ мощности, ответвленная с СУ2 33, через направленный ответвитель 37, расположенный на выходе 2-го приемного канала 34 поступает на вход 22 2-го приемного канала. Возникает положительная обратная связь между выходом 34 и входом 22, что приводит к самовозбуждению 2-го приемного канала. Со схемы управления 32 на аттенюаторы 30 и 31 поступают разряды ослабления, и, тем самым, уменьшается коэффициент усиления (Ку) канала до снятия самовозбуждения. Со схемы управления 28 на фазовращатели 26 и 27 поступают разряды изменения фазы до появления самовозбуждения канала. Если не возникает самовозбуждения канала, то он является не работоспособным. Не работоспособный приемный канал подлежит отключению в составе АФАР.We turn on (close) the microwave switch of the 2nd receiving channel 39, part of the microwave power, branched off from the SU2 33, through the directional coupler 37 located at the output of the 2nd receiving channel 34 enters the input 22 of the 2nd receiving channel. There is a positive feedback between the output 34 and the input 22, which leads to self-excitation of the 2nd receiving channel. From the control circuit 32 to the attenuators 30 and 31, weakening discharges are supplied, and, thereby, the channel gain (Ku) decreases before self-excitation is removed. From the control circuit 28 to the phase shifters 26 and 27, the discharges of the phase change are received until the self-excitation of the channel appears. If there is no self-excitation of the channel, then it is not operational. An inoperative receiving channel is subject to shutdown as part of the AFAR.

Калибровку второго приемного канала осуществляют следующим образом.Calibration of the second receiving channel is carried out as follows.

Для проведения калибровки второго приемного канала, на вход передающего канала (ПРД) 2 подается входная мощность равная 3 мВт (в соответствии с ТУ на модуль). Питания элементов передающего канала (ПРД) должно быть выключено. Замыкаем СВЧ выключатель первого приемного канала (ПРМ1) 39, при этом, через направленный ответвитель 37, соединенный с переключателем 1, ответвляется часть мощности. Ответвленная мощность проходит через СВЧ выключатель первого приемного канала (ПРМ1) 39 и через направленный ответвитель 37 подается на вход защитного устройства 21 и через МШУ 20 на делитель СВЧ 19. С выхода делителя 25 сигнал проходит весь приемный тракт второго приемного канала и поступает на выход второго приемного канала модуля 34. При этом, СВЧ выключатель 39 второго приемного канала находится в разомкнутом состоянии. На выходе второго приемного канала 34 измеряем коэффициент усиления. Коэффициент усиления должен быть в пределах от 25 дБ до 29 дБ с соответствии ТУ на модуль. Измеряем коэффициент шума второго приемного канала. Для всех приемопередающих модулей он равен ≈5 дБ. Зная коэффициент усиления второго приемного канала и шум вычисляют соотношение сигнал/шум и производят калибровку канала по этому соотношению. Отношение сигнал/шум на выходе второго приемного канала 34 модуля должно соответствовать значению от 20 дБ до 24 дБ. Для калибровки указанного соотношения, достаточна калибровка по коэффициенту усиления, поскольку коэффициент шума ≈5 дБ для второго приемного канала во всех приемо-передающих модулях.To calibrate the second receiving channel, an input power equal to 3 mW is supplied to the input of the transmitting channel (TX) 2 (in accordance with the technical specifications for the module). The power supply of the elements of the transmitting channel (TX) must be turned off. We close the microwave switch of the first receiving channel (PRM1) 39, while, through a directional coupler 37, connected to switch 1, part of the power is branched off. The branch power passes through the microwave switch of the first receiving channel (PRM1) 39 and through the directional coupler 37 is fed to the input of the protective device 21 and through the LNA 20 to the microwave divider 19. From the output of the divider 25, the signal passes through the entire receiving path of the second receiving channel and enters the output of the second the receiving channel of the module 34. In this case, the microwave switch 39 of the second receiving channel is in the open state. At the output of the second receiving channel 34, we measure the gain. The gain should be in the range from 25 dB to 29 dB in accordance with the specifications for the module. We measure the noise figure of the second receiving channel. For all transceiver modules, it is ≈5 dB. Knowing the gain of the second receiving channel and the noise, the signal-to-noise ratio is calculated and the channel is calibrated using this ratio. The signal-to-noise ratio at the output of the second receiving channel 34 of the module should correspond to a value from 20 dB to 24 dB. To calibrate the specified ratio, a gain calibration is sufficient, since the noise figure is ≈5 dB for the second receiving channel in all transmit-receive modules.

Калибровку коэффициента усиления в соответствии с требованиями технических условий проводят в пределах от 25 дБ до 29 дБ путем подачи сиглналов ослабления на аттенюаторы 30 и 31 со схемы управления аттенюаторами 32.The calibration of the gain in accordance with the requirements of the technical conditions is carried out in the range from 25 dB to 29 dB by supplying attenuation signals to the attenuators 30 and 31 from the attenuator control circuit 32.

Таким образом, проверяют работоспособность всех приемо-передающих модулей в составе АФАР и отключают все неработоспособные каналы. Отключение неработоспособных каналов позволяет улучшить форму диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки, тем самым повысить точность определения координат цели примерно на 7%. Все вторые приемные каналы работоспособных модулей калибруют в составе активной фазированной антенной решетки. Это позволяет улучшить форму диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки и, тем самым, повысить точность определения координат цели на 13%.Thus, they check the operability of all transceiver modules in the AFAR and disconnect all inoperative channels. Disabling inoperative channels allows you to improve the shape of the directional pattern of the active phased antenna array, thereby increasing the accuracy of determining the coordinates of the target by about 7%. All the second receiving channels of the operable modules are calibrated as part of an active phased antenna array. This makes it possible to improve the shape of the directional pattern of the active phased antenna array and, thereby, to increase the accuracy of determining the coordinates of the target by 13%.

Claims (1)

Приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона, содержащий, по меньшей мере, один переключатель «прием/передача» на 2 положения, контакт «вход-выход» которого является входом-выходом модуля, контакт «выход» в положении переключателя «передача» подключен ко входу передающего канала, включающего последовательно соединенные согласующий усилитель, по меньшей мере, один дополнительный n-разрядный ступенчатый фазовращатель, согласующий усилитель, по меньшей мере, один n-разрядный ступенчатый фазовращатель, предварительный усилитель мощности, выходной усилитель мощности, выход передающего канала, который является выходом модуля, причем оба фазовращателя подключены к одной схеме управления, по меньшей мере, один контакт «вход» в положении переключателя «прием» подключен к выходу приемного канала, содержащего последовательно соединенные, согласующий усилитель, по меньшей мере, один n-разрядный ступенчатый фазовращатель, дополнительный n-разрядный ступенчатого фазовращатель, согласующий усилитель, n-разрядный ступенчатый аттенюатор, дополнительный n-разрядный ступенчатый аттенюатор, делитель мощности СВЧ-сигнала, малошумящий усилитель, защитное устройство и вход приемного канала, который является входом модуля, причем оба фазовращателя подключены к одной схеме управления, а оба аттенюатора подключены к одной схеме управления, ко второму выходу делителя подключен второй приемный канал, содержащий последовательно соединенные дополнительный n-разрядный и n-разрядный ступенчатый фазовращатели, имеющие одну схему управления, согласующий усилитель, дополнительный n-разрядный и n-разрядный ступенчатый аттенюаторы, имеющие одну схему управления, согласующий усилитель, выход второго приемного канала, который является выходом модуля, ко второму контакту «вход» переключателя подключен коммутатор, отличающийся тем, что на входе каждого канала установлен направленный ответвитель мощности, а на выходе направленный ответвитель мощности, соединенный с системой контроля мощности, при этом выход каждого канала соединен с его входом через СВЧ выключатель, передающий канал содержит n-разрядный ступенчатый аттенюатор и дополнительный n-разрядный ступенчатый аттенюатор, имеющие одну схему управления, при этом вход n-разрядного ступенчатого аттенюатора подключен к выходу n-разрядного ступенчатого фазовращателя, а выход ко входу дополнительного n-разрядного ступенчатого аттенюатора, выход которого подключен ко входу согласующего усилителя, выход которого подключен ко входу предварительного усилителя.Transceiver module of the active phased antenna array of the microwave range, containing at least one "receive / transmit" switch for 2 positions, the "input-output" contact of which is the input-output of the module, the "output" contact in the "transfer" switch position connected to the input of the transmission channel, which includes a series-connected matching amplifier, at least one additional n-bit step phase shifter, a matching amplifier, at least one n-bit step phase shifter, a power preamplifier, an output power amplifier, an output of the transmission channel, which is the output of the module, and both phase shifters are connected to the same control circuit, at least one "input" contact in the "receive" switch position is connected to the output of the receiving channel containing a series-connected matching amplifier, at least one n-bit step phase shifter, optional n-bit step phase a splitter, a matching amplifier, an n-bit step attenuator, an additional n-bit step attenuator, a microwave power divider, a low-noise amplifier, a protective device and an input of the receiving channel, which is the input of the module, and both phase shifters are connected to the same control circuit, and both attenuators are connected to one control circuit, a second receiving channel is connected to the second output of the divider, containing an additional n-bit and n-bit step phase shifters connected in series, having one control circuit, a matching amplifier, an additional n-bit and n-bit step attenuators having one control circuit, a matching amplifier, the output of the second receiving channel, which is the output of the module, a switch is connected to the second contact "input" of the switch, characterized in that a directional power coupler is installed at the input of each channel, and a directional power coupler connected to the system at the output to power control, while the output of each channel is connected to its input through a microwave switch, the transmitting channel contains an n-bit step attenuator and an additional n-bit step attenuator having one control circuit, while the input of the n-bit step attenuator is connected to the output n- of the bit step phase shifter, and the output to the input of an additional n-bit step attenuator, the output of which is connected to the input of the matching amplifier, the output of which is connected to the input of the preamplifier.
RU2019134707A 2019-10-30 2019-10-30 Transmit-receive module of active phased array of microwave range RU2730042C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134707A RU2730042C1 (en) 2019-10-30 2019-10-30 Transmit-receive module of active phased array of microwave range

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134707A RU2730042C1 (en) 2019-10-30 2019-10-30 Transmit-receive module of active phased array of microwave range

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2730042C1 true RU2730042C1 (en) 2020-08-14

Family

ID=72086221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019134707A RU2730042C1 (en) 2019-10-30 2019-10-30 Transmit-receive module of active phased array of microwave range

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2730042C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2776863C1 (en) * 2021-07-13 2022-07-28 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Transceiver module of the active phased array antenna of the microwave range

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000036702A1 (en) * 1998-12-14 2000-06-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Active phased array antenna and antenna controller
RU2454760C1 (en) * 2010-12-27 2012-06-27 Российская академия наук Учреждение Российской академии наук Институт систем обработки изображений РАН (ИСОИ РАН) Planar binary microlens
RU2531562C2 (en) * 2012-11-14 2014-10-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг РФ) Active phased antenna array
RU2688836C1 (en) * 2018-04-09 2019-05-22 Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" Two-banding receiving and transmitting active phased antenna array

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000036702A1 (en) * 1998-12-14 2000-06-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Active phased array antenna and antenna controller
RU2454760C1 (en) * 2010-12-27 2012-06-27 Российская академия наук Учреждение Российской академии наук Институт систем обработки изображений РАН (ИСОИ РАН) Planar binary microlens
RU2531562C2 (en) * 2012-11-14 2014-10-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг РФ) Active phased antenna array
RU2688836C1 (en) * 2018-04-09 2019-05-22 Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" Two-banding receiving and transmitting active phased antenna array

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2776863C1 (en) * 2021-07-13 2022-07-28 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Transceiver module of the active phased array antenna of the microwave range
RU2788821C1 (en) * 2022-04-08 2023-01-24 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И.Шокина" (АО "НПП "Исток" им.Шокина") Receiving and transmitting module of the active phased antenna array of the microwave range
RU2800337C1 (en) * 2023-03-09 2023-07-20 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И.Шокина" Transceiver module of an active phased antenna array of the microwave frequency range

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9866260B2 (en) System and method for a directional coupler module
US9553617B2 (en) Apparatus and methods for reconfigurable directional couplers in an RF transceiver with controllable capacitive coupling
EP2073393B1 (en) Transmitter-receiver
US10128894B1 (en) Active antenna calibration
US6236839B1 (en) Method and apparatus for calibrating a smart antenna array
WO2021098196A1 (en) Ultra-wideband attenuator
US7889121B2 (en) Transmit/receive module
Kibaroglu et al. A quad-core 28–32 GHz transmit/receive 5G phased-array IC with flip-chip packaging in SiGe BiCMOS
CN104330777A (en) Self-calibration method for receiving-transmitting channel of active phased array radar
US9973154B2 (en) Dual output RF LNA
US9148100B2 (en) Parallel amplifier architecture with feedback control based on reflected signal strength
CN111082831A (en) Satellite-borne synchronous transmitting and receiving device and signal processing method
KR20210028157A (en) Real-time and adaptive radio frequency power protection
US6989788B2 (en) Antenna array having apparatus for producing time-delayed microwave signals using selectable time delay stages
JP2016001865A (en) Detection calibration circuit and transmitter
RU2730042C1 (en) Transmit-receive module of active phased array of microwave range
US9917660B2 (en) Wireless communication device and wireless communication system
RU2454763C1 (en) Transceiving module of active phased array of microwave range
RU2800337C1 (en) Transceiver module of an active phased antenna array of the microwave frequency range
Guan et al. A 33.5-37.5 GHz 4-Element Phased-Array Transceiver Front-End with High-Accuracy Low-Variation 6-bit Resolution 360° Phase Shift and 0~ 31.5 dB Gain Control in 65 nm CMOS
RU2788821C1 (en) Receiving and transmitting module of the active phased antenna array of the microwave range
CN111371470B (en) Calibration noise source distribution network device
US20110274017A1 (en) Versatile system for transceiver noise reduction in a time-division duplexing wireless network
Jameson et al. An ultra low cost highly reliable 18–22 GHz T/R front-end with adaptive sensitivity, RX absorptive calibration, and fast switching time for phased-array radars applications
RU2713079C1 (en) Transceiving module of active phased array of microwave range