www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи на радиолокацията

Предавателни модули за активна антена

безшумен
усилвател
цифрово
управление
усилвател на
мощност

Фигура 1: Структура на предавателните модули за активна антена

безшумен
усилвател
цифрово
управление
усилвател на
мощност
циркулятор циркулятор фазов превключвател затихвател регистър превключвател на антената единичен излъчвател на фазирана антенна решетка усилвател на мощност безшумен широколентов усилвател ограничител последователна шина

Фигура 1: Структура на предавателните модули за активна антена

Предавателни модули за активна антена

Активните антени с фазирана решетка са антени, при които излъчваната мощност се генерира от няколко (или много) предавателни модула с ниска мощност, поставени директно върху антената. Примери за такива антени са радарната антена на носа на изтребителя «Tornado» и радарът за противовъздушна отбрана AN/FPS-117. Тези антени бяха описани в предишния раздел. На тази страница разглеждаме специализираните предавателни модули.

Активните фазирани антенни решетки използват специални полупроводникови предавателни модули. Дизайнът на модулите, използвани в повечето активни фазирани решетки, е показан на фигура 1.

Всички компоненти са сглобени в един приемо-предавателен модул. Такъв модул съчетава електронен фазов превключвател, цифрово управляван атенюатор, полупроводников усилвател на мощност, нискошумов усилвател (LNA), два циркулационни модула и антенно превключвател. Освен това модулът обикновено включва функции за самотестване и определяне на състоянието на вграденото тестово оборудване (англ. Built In Test Equipment, BITE), резултатите от които се използват за диагностика на цялата система. В някои случаи между нискошумовия усилвател и антената се добавя ограничител. Този елемент се използва за намаляване на нивото на сигналите от активни смутители, както и на ехо-сигналите от големи цели (с големи ефективни повърхности на разсейване), разположени на малки разстояния от радара. Ограничителят има и функцията да защитава приемника в случай на неизправност или повреда на превключвателя на антената. Едно просто изпълнение на ограничителя се състои от два успоредно свързани, но обърнати PIN-диода.

Много съвременни радари, като например AN/FPS-117, използват предаватели с усилватели на мощност. Предавателят на този радар работи на две честоти. И двете честоти са линейно модулирани, за да се приложи импулсна компресия. Компресирането на импулси прави излишно разработването на висока мощност на импулса, тъй като при този метод необходимият обхват се постига дори при ниска мощност на импулса, чиято стойност е ограничена от характеристиките на полупроводниковите усилватели. Всеки ред елементи на фазираната решетка има собствен полупроводников усилвател на мощност и собствен приемник. Моноимпулсната обработка на получените сигнали се извършва след смесителя на междинната честота. Захранващите модули осигуряват на елементите на масива необходимите токове по захранващите шини.

Галерия на предавателните модули
tx-modul 1 of 44 tx-modul 3 of 44 tx-modul 5 of 44 tx-modul 7 of 44 receiver 1 of 44 receiver 3 of 44 receiver 5 of 44 receiver 7 of 44 power supply 1 of 12 provision of power using a bus-system

Фигура 2. Заден изглед на активната радиолокационна антена на RRP-117: отделение с четири предавателни модула.

Фигура 3. приемник с отворен капак: черната кутия в горната част съдържа управляващи вериги, включително фазов превключвател, циркулатори и атенюатор, а в долната част - предусилвател с нисък шум.

Фигура 4: Обединен приемо-предавателен модул
(Снимка с любезното съдействие на Cassidian Ulm,
бивша EADS Defence & Security)