Приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона частот Российский патент 2023 года по МПК H01Q21/00 G01S7/03 

Изобретение относится к радиоэлектронным устройствам, а именно к конструкции приемо-передающих модулей активных фазированных антенных решеток (ППМ АФАР) СВЧ-диапазона частот.

Известен приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки (АФАР) СВЧ-диапазона [Патент РФ №2454763С1 H01Q21/00], 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, 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.

Недостатком данного технического решения является:

- отсутствие возможности калибровки коэффициента усиления приемного канала без использования дополнительного испытательного оборудования, что снижает надежность АФАР и точность определения координат цели в процессе работы;

- отсутствие возможности проверки работоспособности передающего канала, что снижает надежность АФАР;

- влияние температуры окружающей среды на электрические параметры приемо-передающего модуля, что снижает точность получения информации о цели из-за не идентичности характеристик при калибровке и в процессе работы.

Известен приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона, принятый за прототип [Патент РФ №2730042 H01Q 21/00,].

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.

Недостатками данного модуля являются:

- вероятность самовозбуждения передающего СВЧ-тракта в отсутствии развязки между приемным и передающим каналами, что может привести к выходу из строя приемо-передающего модуля и подрешетки АФАР;

- не широкая полоса рабочих частот приемо-передающего модуля, что снижает точность получения информации о цели;

- влияние температуры окружающей среды на электрические параметры приемо-передающего модуля, что снижает точность получения информации о цели и снижает надежность АФАР, так как возникает вероятность самовозбуждения передающего канала, что влечет за собой выход из строя передающего или приемного СВЧ-тракта.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение возможности работы АФАР в двух диапазонах частот, проведения проверки работоспособности приемных каналов АФАР в режиме реального времени без возможности быть обнаруженным, повышение надежности АФАР и исключения влияния температуры окружающей среды на основные выходные электрические параметры приемо-передающего модуля.

Технический результат достигается тем, что приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона частот содержит СВЧ-переключатель на два положения «прием/передача», к контакту «вход» которого подключен коммутатор, при этом в положении «передача» к переключателю подключен передающий канал, включающий вход передающего канала, направленный ответвитель, систему контроля мощности (СКМ), выходной усилитель мощности, предварительный усилитель мощности, фазовращатель со схемой управления, согласующий усилитель, направленный ответвитель, а в положении «прием» к переключателю подключен приемный канал, включающий вход приемного канала, направленный ответвитель, СВЧ-выключатель, малошумящий усилитель, согласующий усилитель, защитное устройство, аттенюатор со схемой управления, согласующий усилитель, выход приемного канала. Вход и выход передающего канала подключены к выходу СВЧ-переключателя, ко входу предварительного усилителя мощности подключен выход шестиступенчатого фазовращателя, а его вход к выходу согласующего усилителя, вход которого соединен с выходом аттенюатора с температурной зависимостью затухания, вход которого соединен с выходом направленного ответвителя, вход которого соединен с входом передающего канала, а ответвляющая часть соединена с входом СВЧ-выключателя передающего канала, выход которого соединен со входом аттенюатора управляемого напряжением, а его выход соединен со входом СВЧ-выключателя приемного канала, выход которого соединен с ответвляющей частью направленного ответвителя приемного канала, а выход направленного ответвителя соединен со входом диплексера, первый выход которого соединен со входом малошумящего усилителя Ku-диапазона, а его выход соединен со входом согласующего усилителя, выход которого соединен с первым входом СВЧ-переключателя, второй выход диплексера соединен со входом малошумящего усилителя Х-диапазона, выход которого соединен со входом согласующего усилителя Х-диапазона, а его выход соединен со вторым входом СВЧ-переключателя, выход переключателя соединен с защитным устройством, выход которого соединен со входом аттенюатора с температурной зависимостью затухания, а его выход соединен со входом десятиразрядной линии задержки, выход которой соединен со входом аттенюатора, выполненного с линией задержки и встроенным согласующим усилителем, выход аттенюатора соединен со входом пятиразрядной линии задержки, выход которой соединен со входом шестиразрядного аттенюатора, выход которого подключен ко входу согласующего усилителя, при этом выходной усилитель мощности, предварительный усилитель мощности и согласующий усилитель соединены с модулятором питания передающего канала, малошумящий усилитель Ku-диапазона, малошумящий усилитель Х-диапазона, согласующий усилитель Ku-диапазона, согласующий усилитель Х-диапазона, десятиразрядная линия задержки, пятиразрядная линия задержки и согласующий усилитель соединены с модулятором питания приемного канала, причем линии задержки имеют схему управления, а аттенюаторы имеют свою схему управления, к СВЧ-переключателю подключен коммутатор.

Аттенюатор с температурной зависимостью затухания приемного канала обеспечивает стабильность электрических параметров в широком диапазоне температур окружающей среды без внесения каких-либо искажений и без применения цепей регулировки усиления, повышая тем самым надежность ППМ и снижая стоимость готового изделия.

Направленный ответвитель , установленный на входе передающего канала, ответвляет необходимый уровень мощности на вход приемного канала, что позволяет провести проверку работоспособности приемного канала без использования дополнительного оборудования, а СВЧ-выключатель пропускает или запирает мощность, ответвленную с плеча направленного ответвителя.

Аттенюатор управляемый напряжением за счет изменения напряжения регулирует величину развязки между приемным и передающим каналами, что повышает точность определения коэффициента усиления приемного канала при включении режима проверки работоспособности.

СВЧ-аттенюатор с температурной зависимостью затухания передающего канала обеспечивает стабильность электрических параметров в широком диапазоне температур окружающей среды без внесения каких-либо искажений и без применения цепей регулировки усиления, повышая тем самым надежность и снижая стоимость модуля.

Диплексер является пассивным устройством выполняющим демультиплексирование (разделение) СВЧ-сигнала по частотам. Диплексер обеспечивает работу каналов модуля в Ku- и Х-диапазонах.

Малошумящий усилитель Ku-диапазона усиливает входной сигнал с высокой чувствительностью в Ku-диапазоне.

Согласующий усилитель Ku-диапазона усиливает входной сигнал в Ku -диапазоне.

Малошумящий усилитель Х-диапазона усиливает входной сигнал с высокой чувствительностью в Х-диапазоне

Согласующий усилитель Х-диапазона усиливает входной сигнала в Х -диапазоне.

Переключатель в приемном канале переключает активный вход в соответствии с требуемым диапазоном рабочих частот в котором находится принимаемый СВЧ-сигнал, в соответствии с подаваемыми внешними сигналами управления.

Коммутатор обеспечивает подачу сигналов управления на переключатель приемного канала, коммутирует активный вход в соответствии с требуемым диапазоном рабочих частот.

Десятиразрядная линия задержки задерживает СВЧ-сигналы на заданный промежуток времени с сохранением формы колебания, за счет чего появляется возможность регулировать фазу СВЧ-сигнала и производить сложение мощностей в АФАР.

Аттенюатор, выполненный с линией задержки и встроенным согласующим усилителем выравнивает амплитудно-частотную характеристику приемного канала в широкой полосе частот.

Пятиразрядная линия задержки используется задерживает СВЧ-сигналы на заданный промежуток времени с сохранением формы колебания, за счет чего появляется возможность регулировать фазу СВЧ-сигнала и производить сложение мощностей в АФАР.

Модулятор питания передающего канала подает питание на выходной усилитель мощности, предварительный усилитель мощности и согласующий усилитель.

Модулятор питания приемного канала подает питание на малошумящий усилитель Х-диапазона, малошумящий усилитель Ku-диапазона, согласующий усилитель Х-диапазона, согласующий усилитель Ku-диапазона, десятиразрядную линию задержки, пятиразрядную линию задержки и согласующий усилитель приемного канала.

Изобретение поясняется чертежом.

На Фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого приемо-передающего модуля активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона частот, где:

- СВЧ-переключатель на два положения «прием/передача» 1;

- коммутатор 2;

- вход передающего канала (на переключателе в режиме «передача») 3;

- направленный ответвитель (НО) 4;

- система контроля мощности (СКМ) 5;

- выходной усилитель мощности (ВУМ) 6;

- предварительный усилитель мощности (ПУМ) 7;

- шестиступенчатый фазовращатель (ФВР 6 разрядов) 8;

- схема управления фазовращателем 9;

- согласующий усилитель (СУ) 10;

- вход приемного канала (на переключателе в режиме «прием») 11;

- СВЧ-выключатель (Выкл.) 12;

- защитное устройство (ЗУ) 13;

- шестиступенчатый аттенюатор (АТТ 6 разрядов) 14;

- схема управления аттенюаторами 15;

- выход приемного канала 16;

- выход передающего канала 17;

- вход приемного канала 18;

- аттенюатор с температурной зависимостью затухания (АТТ с ТЗЗ) 19;

- вход передающего канала 20;

- аттенюатор управляемый напряжением (АТТ управляемый напряжением) 21;

- диплексер 22;

- малошумящий усилитель Ku-диапазона (МШУ-А) 23;

- первый вход СВЧ-переключателя 24;

- СВЧ-переключатель (Перекл.) 25;

- малошумящий усилитель Х-диапазона (МШУ-П) 26;

- второй вход СВЧ-переключателя 27;

- десятиразрядная линия задержки (ЛЗ 10 разрядов) 28;

- аттенюатор, выполненный с линией задержки и встроенным согласующим усилителем (АТТ с ЛЗ и СУ) 29;

- пятиразрядная линия задержки (ЛЗ 5 разрядов) 30;

- модулятор питания передающего канала (Модулятор питания ПРД (U_ПРД и 5В)) 31;

- модулятор питания приемного канала (Модулятор питания ПРМ (U_ПРМ и 5В)) 32;

- схема управления линиями задержки 33.

Пример.

Приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ диапазона частот содержит СВЧ-переключатель 1 на два положения «прием/передача», выполненный в виде монолитной интегральной схемы (МИС) NC16609C-118 фирмы METDA, к контакту «вход» которого подключен коммутатор 2, выполненный в виде МИС NC20207C фирмы METDA. В положении «передача» ко входу 3 переключателя 1 подключен передающий канал, включающий вход передающего канала 20, направленный ответвитель 4, выполненный на многослойной плате в виде взаимно расположенных микрополосковых линиях, систему контроля мощности 5 (СКМ), выполненную из последовательно соединенных: аттенюатора КРПГ.757646.010-03, диода детекторного КРПГ.757631.010, фильтра нижних частот (два конденсатора керамических КРПГ.757761.002-20 и резистор Р1-12-0,062ум-2,2кОм±5%) и микросхемы MAX9003EUA фирмы MAXIM Integrated, выходной усилитель мощности 6, выполненный в виде МИС NC116156C-1218P30 фирмы METDA, предварительный усилитель мощности 7, выполненный в виде МИС М42284-3 АПНТ.434810.208ТУ, модулятор питания передающего канала (U_ПРД и 5В) 31, состоящий из микросхемы LM5110-3SD фирмы Texas Instruments, транзистора Si5517DU фирмы Vishay и драйвера NCD10C фирмы METDA, шестиступенчатый фазовращатель 8 со схемой управления 9, выполненные в виде МИС М44164 АПНТ.434830.073ТУ и 5865НХ01Н4 АЕНВ.431320.102ТУ, согласующий усилитель 10, выполненный в виде МИС NC10218C-820 фирмы METDA, аттенюатор с температурной зависимостью затухания 19, выполненный в виде серии TS05 фирмы Smiths Interconnect, направленный ответвитель 4, СВЧ-выключатель 12, выполненный в виде МИС М44218 АПНТ.434830.010ТУ и соединенной в одном из плеч с аттенюатором КРПГ.757646.010-03, аттенюатор управляемый напряжением 21, выполненный в виде защитного устройства ЗУ-А-А КРПГ.434824.017ТУ, к выходу СВЧ-переключателя 1подключен выход передающего канала 17. В положении «прием» ко входу 11 переключателя 1 подключен приемный канал, содержащий направленный ответвитель 4, СВЧ-выключатель 12, диплексер 22, выполненный в гибридно-интегральном исполнении, малошумящий усилитель 23, выполненный в виде МИС TGA2227-SM (GaN) фирмы Qorvo, согласующий усилитель 10, первый вход 24 СВЧ-переключателя 25, выполненного в виде МИС NC16609C-118 фирмы METDA, малошумящий усилитель 26, выполненный в виде МИС TGA2227-SM (GaN) фирмы Qorvo, согласующий усилитель 10, второй вход 27 СВЧ-переключателя 25, коммутатор 2, защитное устройство 13, выполненное в виде МИС М44419 АПНТ.434820.014 ТУ, аттенюатор с температурной зависимостью затухания 19, десятиразрядная линия задержки 28, выполненная в виде двух последовательно соединенных МИС М44908 АПНТ.434820.075ТУ, аттенюатор с линией задержки и согласующим усилителем 29, выполненный в виде МИС М45346 АПНТ.434850.120ТУ, пятиразрядная линия задержки 30, выполненная в виде МИС М44908 АПНТ.434820.075ТУ, шестиразрядный аттенюатор 14, выполненный в виде МИС M44740-1 АПНТ.434820.036ТУ, согласующий усилитель 10, схема управления линиями задержки 33, выполненную в виде МИС 5868НР01Н4 АЕНВ.431320.101ТУ, схему управления аттенюаторами 15, выполненную в виде МИС 5868НР01Н4 АЕНВ.431320.101ТУ, модулятор питания 32, состоящий из микросхемы LM5110-3SD фирмы Texas Instruments и микросхемы NCD14C фирмы METDA, к выходу СВЧ-переключателя 1подключен вход приемного канала 18.

Устройство работает следующим образом.

В режиме работы АФАР «Передача» на вход передающего канала 20 приемо-передающего модуля (ППМ) поступает СВЧ-сигнал с гетеродина. СВЧ-сигнал поступает на вход аттенюатора с температурной зависимостью затухания 19, где происходит его ослабление в зависимости от температуры окружающей среды. С выхода аттенюатора с температурной зависимостью затухания 19 СВЧ-сигнал поступает на вход согласующего усилителя 10, где происходит его усиление. Усиленный СВЧ-сигнал с выхода согласующего усилителя 10 поступает на вход шестиразрядного фазовращателя 8. В зависимости от необходимых задач ППМ, со схемы управления фазовращателем 9, на шестиразрядный фазовращатель, поступают управляющие сигналы, позволяющие модулировать фазу СВЧ-сигнала. Промодулированный СВЧ-сигнал с выхода шестиразрядного фазовращателя 8, поступает на вход предварительного усилителя мощности 7, где происходит его усиление до требуемой амплитуды, достаточной для работы выходного усилителя мощности 6 в режиме насыщения. Усиленный СВЧ-сигнал поступает на вход выходного усилителя мощности 6, где происходит его усиление до требуемой амплитуды. Усиленный СВЧ-сигнал с выхода выходного усилителя мощности 6, проходит через направленный ответвитель 4. В процессе прохождения через направленный ответвитель 4, часть СВЧ-сигнала ответвляется и поступает на вход системы контроля мощности 5. Система контроля мощности 5 необходима для определения порогового уровня мощности на выходе выходного усилителя мощности 6. Если выходная мощность выше пороговой, то система контроля мощности 5, выдает логическую «1», что означает подтверждение работоспособности передающего канала приемо-передающего модуля. Если выходная мощность ниже пороговой, то система контроля мощности 5, выдает логический «0», что означает выход из строя передающего канала приемо-передающего модуля. СВЧ-сигнал с выхода направленного ответвителя 4 проходит через СВЧ-переключатель 1, включенный в режим «передача» и поступает на выход передающего канала 17. Далее СВЧ-сигнал поступает на антенное полотно и излучается.

В режиме работы АФАР «Прием» на вход приемного канала 18 с антенны приходит отраженный сигнал от цели и подается на вход СВЧ-переключателя 1, работающего в режиме «прием». СВЧ-сигнал с выхода 11 СВЧ-переключателя 1 проходит через направленный ответвитель 4 и поступает на вход диплексера 22. В зависимости от использования собственного зондирующего сигнала передатчика, работающего в Ku-диапазоне или зондирующего сигнала передатчика цели, работающего в Х-диапазоне, за счет изменения сигналов управления с коммутатора 2, подаваемых на СВЧ-переключатель 25 выбирается требуемый приемный канал. При выбранном приемном канале Ku-диапазона СВЧ-сигнал с диплексера 22 поступает на вход малошумящего усилителя 23, усиливается и подается на вход согласующего усилителя 10. Проходя через согласующий усилитель 10, СВЧ-сигнал усиливается и передается на первый вход 24 СВЧ-переключателя 25. При выбранном приемном канале Х-диапазона СВЧ-сигнал с диплексера 22 поступает на вход малошумящего усилителя 26, усиливается и подается на вход согласующего усилителя 10. Проходя через согласующий усилитель 10 СВЧ-сигнал усиливается и передается на второй вход 27 СВЧ-переключателя 25. СВЧ-сигнал с выхода СВЧ-переключателя 25 поступает на вход защитного устройства 13. Защитное устройство 13 ограничивает уровень мощности, что позволяет не допустить выход из строя элементов, стоящих после защитного устройства по СВЧ-тракту. С выхода защитного устройства 13 сигнал поступает на вход аттенюатора с температурной зависимостью затухания 19. В зависимости от температуры окружающей среды происходит ослабление СВЧ-сигнала в соответствии с рассчитанным значением. С выхода аттенюатора с температурной зависимостью затухания 19 ослабленный СВЧ-сигнал поступает на вход десятиразрядной линии задержки 28, где происходит задание требуемой модуляции фазы СВЧ-сигнала. Десятиразрядная линия задержки 28 управляется сигналами, поступающими со схемы управления линиями задержки 33. Промодулированный СВЧ-сигнал с выхода десятиразрядной линии задержки 28 поступает на вход аттенюатора, выполненного с линией задержки и встроенным согласующим усилителем 29. Происходит модуляция амплитуды/фазы СВЧ-сигнала и его усиление. Аттенюатор, выполненный с линией задержки и встроенным согласующим усилителем 29 управляется сигналами, поступающими со схемы управления аттенюаторами 15. Промодулированный СВЧ-сигнал с выхода аттенюатора, выполненного с линией задержки и встроенным согласующим усилителем 29 поступает на вход пятиразрядной линии задержки 30, где происходит задание требуемой модуляции фазы СВЧ-сигнала. Пятиразрядная линия задержки 30 управляется сигналами, поступающими со схемы управления линиями задержки 33. Промодулированный СВЧ-сигнал с выхода пятиразрядной линии задержки 30 поступает на вход шестиразрядного аттенюатора 14. Происходит модуляция амплитуды СВЧ-сигнала. Промодулированный СВЧ-сигнал с выхода шестиразрядного аттенюатора 14 поступает на вход согласующего усилителя 10. Проходя через согласующий усилитель 10 СВЧ-сигнал усиливается и поступает на выход приемного канала 16. Полученный сигнал используется для определения расстояния до облучаемого объекта, его скорости и угловых координатах.

Для проверки коэффициента усиления приемного канала в режиме работы АФАР «прием» на вход передающего канала 20 подают СВЧ-сигнал с выбранным заранее номинальным уровнем мощности. При этом модулятор питания передающего канала (U_ПРД и 5В) 31 находится в отключенном состоянии. Часть СВЧ-сигнала ответвляется через направленный ответвитель 4 на вход СВЧ-выключателя 12, находящегося в режиме «открыт». С выхода СВЧ-выключателя 12 СВЧ-сигнал поступает на вход аттенюатора управляемого напряжением 21. Задается требуемое ослабление СВЧ-сигнала для обеспечения необходимого уровня мощности для штатной работы приемного канала. Ослабленный СВЧ-сигнал с выхода аттенюатора управляемого напряжением 21 через СВЧ-выключатель 12, работающий в режиме «открыт», и направленный ответвитель 4 поступает на вход диплексера 22. Далее происходит усиление и модуляция СВЧ-сигнала в соответствии со штатной работой приемного канала. В таком режиме модулятор питания приемного канала (U_ПРМ и 5В) 32 находится во включенном состоянии. Зная уровень мощности, поступающей на вход диплексера 22 и мощность на выходе приемного канала 16 производят оценку коэффициента усиления приемного канала.

С помощью аттенюатора управляемого напряжением 21 дополнительно увеличивается уровень развязки между передающим и приемным каналами, что позволяет исключить возникновение самовозбуждения СВЧ-трактов приемо-передающего модуля в процессе работы, в результате снижается количество выходящих из строя каналов подрешеток антенных, что повышает надежность АФАР.

Предлагаемый приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона частот работает в двух диапазонах частот, что повышает точность определения скорости и угловых координат объекта в пространстве. Калибровка и проверка работоспособности приемных каналов подрешеток антенных проводится без использования дополнительного оборудования с минимальными затратами по времени. Выявленные в процессе проверки неисправные приемные каналы отключают, что повышает надежность АФАР при штатной работе. Использование аттенюатора с температурной зависимостью затухания снижает вероятность возникновения самовозбуждения каналов приемо-передающего модуля при изменении температуры окружающей среды, что повышает надежность приемо-передающего модуля в целом.

Изобретение относится к антенной технике, а именно к приемо-передающим модулям АФАР СВЧ-диапазона. Технический результат - возможность работы АФАР в двух диапазонах частот, проверки работоспособности приемных каналов АФАР в режиме реального времени без возможности быть обнаруженным, повышение надежности АФАР и исключение влияния температуры окружающей среды на основные выходные электрические параметры приемо-передающего модуля. Результат достигается тем, что предложен приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона частот, содержащий СВЧ-переключатель на два положения «прием/передача», к контакту «вход» которого подключен коммутатор, при этом в положении «передача» к переключателю подключен передающий канал, включающий вход передающего канала, направленный ответвитель, систему контроля мощности, выходной усилитель мощности, предварительный усилитель мощности, фазовращатель со схемой управления, согласующий усилитель, направленный ответвитель, а в положении «прием» к переключателю подключен приемный канал, включающий вход приемного канала, направленный ответвитель, СВЧ-выключатель, малошумящий усилитель, согласующий усилитель, защитное устройство, аттенюатор со схемой управления, согласующий усилитель, выход приемного канала. 1 ил.

Приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона частот, содержащий СВЧ-переключатель на два положения «прием/передача», к контакту «вход» которого подключен коммутатор, при этом в положении «передача» к переключателю подключен передающий канал, включающий вход передающего канала, направленный ответвитель, систему контроля мощности, выходной усилитель мощности, предварительный усилитель мощности, фазовращатель со схемой управления, согласующий усилитель, направленный ответвитель, а в положении «прием» к переключателю подключен приемный канал, включающий вход приемного канала, направленный ответвитель, СВЧ-выключатель, малошумящий усилитель, согласующий усилитель, защитное устройство, аттенюатор со схемой управления, согласующий усилитель, выход приемного канала, отличающийся тем, что вход приемного канала и выход передающего канала подключены в выходу СВЧ-переключателя, ко входу предварительного усилителя мощности подключен выход шестиступенчатого фазовращателя, а его вход к выходу согласующего усилителя, вход которого соединен с выходом аттенюатора с температурной зависимостью затухания, вход которого соединен с выходом направленного ответвителя, а его ответвляющая часть соединена со входом СВЧ выключателя передающего канала, выход которого соединен со входом аттенюатора управляемого напряжением, а его выход соединен со входом СВЧ-выключателя приемного канала, выход которого соединен с ответвляющей частью направленного ответвителя приемного канала, а выход ответвителя соединен со входом диплексера, первый выход которого соединен со входом малошумящего усилителя Ku-диапазона, а его выход соединен со входом согласующего усилителя, выход которого соединен с первым входом СВЧ-переключателя, второй выход диплексера соединен со входом малошумящего усилителя Х-диапазона, выход которого соединен со входом согласующего усилителя, а его выход соединен со вторым входом СВЧ-переключателя, выход переключателя соединен с защитным устройством, выход которого соединен со входом аттенюатора с температурной зависимостью затухания, а его выход соединен со входом десятиразрядной линии задержки, выход которой соединен со входом аттенюатора, выполненного с линией задержки и встроенным согласующим усилителем, выход аттенюатора соединен со входом пятиразрядной линии задержки, выход которой соединен со входом шестиразрядного аттенюатора, выход которого подключен ко входу согласующего усилителя, при этом выходной усилитель мощности, предварительный усилитель мощности и согласующий усилитель соединены с модулятором питания передающего канала, а малошумящий усилитель Ku-диапазона, малошумящий усилитель Х-диапазона, десятиразрядная линия задержки, пятиразрядная линия задержки и согласующие усилители соединены с модулятором питания приемного канала, причем линии задержки имеют схему управления, а аттенюаторы имеют свою схему управления, к СВЧ-переключателю подключен коммутатор.