ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩИЙ МОДУЛЬ ЦИФРОВОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2017 года по МПК H01Q3/00 

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.

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.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является упрощение конструкции модуля, повышение надежности и уменьшение количества связей в распределительных системах ЦАР.

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.

Для достижения поставленных задач представлено два варианта исполнения преобразовательного приемопередающего модуля цифровой антенной решетки.

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.

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.

Сущность изобретения поясняется структурными схемами.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к преобразовательным приемопередающим модулям (ПППМ), и может быть использовано в радиолокации и системах связи для работы в составе цифровых антенных решеток (ЦАР). Преобразовательный приемопередающий модуль цифровой антенной решетки 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. При этом модуль выполнен многоканальным, в котором встроен многоканальный делитель мощности, который подает сигнал гетеродина к гетеродинным входам каналов. Технический результат заключается в упрощении конструкции, повышении надежности и уменьшении количества связей в распределительных системах ЦАР. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

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.

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.