×
19.04.2019
219.017.2ec8

МОДУЛЬ АКТИВНОЙ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области радиолокационной техники, в частности к активным фазированным решеткам. Техническим результатом изобретения является возможность создания 4-х канального модуля с малыми габаритными размерами при высокой воспроизводимости электрических характеристик и технологичности настроек критичных СВЧ-узлов. Согласно изобретению модуль активной фазированной решетки включает четыре независимых приемо-передающих канала и блок управления, все СВЧ-узлы каждого канала, а также индивидуальные узлы управления каждого канала образуют конструкцию с зеркальной симметрией относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через продольную ось модуля, при этом общие узлы управления, питания и защиты размещены в средней части модуля и имеют несимметричную конструкцию. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области радиолокационной техники, в частности к активным фазированным антенным решеткам (АФАР).

Известны приемные, передающие и приемо-передающие модули с несколькими идентичными каналами в одном корпусе. Как правило, такие конструкции позволяют решать задачи экономии в отношении массогабаритных характеристик модулей и всей системы АФАР. Особенно это актуально применительно к бортовым системам и системам, требующим использования мощных передающих устройств.

Известен малогабаритный модуль-аналог предлагаемого изобретения, включающий 3 приемных СВЧ-канала. Конструктивно все три канала размещены внутри корпуса на одной плоскости [1].

В изделии ППМ4-1300-100 [2] реализован четырехканальный приемо-передающий модуль с высокой выходной импульсной мощностью в режиме передачи. Все 4 канала в этом модуле размещены в одной плоскости. Конструкция этого модуля, являющегося прототипом предлагаемого изобретения, схематично показана на фиг.1.

Каждый приемо-передающий канал включает передающий тракт (1-i), приемный тракт (2-i), переключатель прием-передача (3-i). Все каналы располагаются на общем плоском теплоотводе (4). Узлы блока управления (5) размещены на той же плоскости и частично под нею за счет выборки в теплоотводе.

Блок управления в модуле-прототипе помимо цепей управления включает дополнительные узлы предварительного усилителя мощности, фазовращатели, делители и сумматоры СВЧ-сигналов, а также цепи питания.

Конструкция модуля прототипа обеспечивает существенную экономию массы и габаритов в сравнении с вариантом использования одноканальной конструкции модуля. Планарное размещение узлов приемных и передающих трактов многоканального модуля обеспечивает удобство сборки, настройки и контроля электрических характеристик на разных этапах изготовления, что является важным условием серийноспособности изделия.

Однако применительно к бортовой аппаратуре необходима более высокая плотность размещения элементов и узлов модуля в выделенном объеме, кроме того, недостатком планарного размещения каналов являются неизбежные краевые искажения электродинамических характеристик каналов, что мешает достижению их идентичности по электрическим параметрам. Это обстоятельство в конечном итоге приводит к необходимости увеличения габаритов модуля.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание конструкции 4-х канального модуля АФАР, позволяющей разместить узлы приемных и передающих трактов, а также узлы системы управления и схемы питания в одном корпусе при гарантированной симметрии электродинамических характеристик каналов и при существенно меньших габаритах модуля в целом. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет сохранить достоинства прототипа в отношении удобства сборки и настройки критичных СВЧ-цепей.

Названные результаты достигнуты благодаря применению объемной интеграции СВЧ-узлов, образующих приемные и предающие каналы, причем каждый из каналов, включая все его составляющие узлы, расположены зеркально симметрично относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через основную продольную ось модуля. Ряд узлов управления также размещен симметрично в соответствии с выше названным принципом симметрии, однако общие для всех каналов схемы управления и питания сосредоточены в блоке управления, который расположен в средней части модуля и не подчиняется названному выше принципу симметрии.

Схематически конструкция 4-х канального модуля, реализующая предлагаемое изобретение, изображена на фиг.2.

На фиг.3 показан принцип сборки и последующей герметизации модуля с помощью верхней и нижней крышек.

Наиболее критичными являются СВЧ-узлы передающих каналов. Именно они в наибольшей степени определяют габариты модуля, кроме того, именно передающий тракт наиболее чувствителен к электродинамической реализации, он требует поэтапной и финишной настройки и контроля в процессе сборки модуля. Узлы приемных каналов также чувствительны к электродинамической реализации, однако приемный тракт, как правило, не требует настройки. Индивидуальные узлы управления, как и общий блок управления, также не требуют настройки в процессе сборки модуля.

Все СВЧ-узлы приемо-передающих каналов, а также все индивидуальные узлы управления, питания и защиты размещены на двух пластинах-основаниях (1), причем передающие каналы (2-1, 2-2, 2-3 и 2-4) попарно размещены на внешних поверхностях пластин-оснований. Там же размещены развязывающие ферритовые вентили и платы переключения «прием-передача» (3-1, 3-2, 3-3 и 3-4). Приемные каналы (4-1, 4-2, 4-3 и 4-4) попарно расположены на внутренних поверхностях плат-оснований. Индивидуальные узлы управления, питания и защиты также размещены на внутренних поверхностях плат-оснований.

Общий для модуля блок управления из трех фрагментов (5, 5а и 5б) включает сборки накопительных конденсаторов, обеспечивающих импульсный режим работы передающих каналов, а также узлы стабилизации напряжения питания, узлы контроля и защиты.

В корпусе модуля (6) предусмотрены относительно массивные продольные основания (7), которые в некоторых модификациях модулей несут в себе канал жидкостного охлаждения.

После установки плат-оснований симметрично сверху и снизу в корпус модуля образуется конструкция с заявленным типом симметрии, которая обеспечивает максимальное использование объема модуля и, соответственно, минимальные габариты. Кроме того, зеркально симметричное взаимное расположение СВЧ-каналов как передающих, так и приемных обеспечивает полную однотипность электродинамической реализации всех 4-х каналов, что исключает необходимость в их системной коррекции.

Это обстоятельство, как и сниженные габариты, принципиально отличает описываемый модуль от прототипа.

Как видно из фиг.2 и фиг.3, при снятых крышках (8) наиболее критичные СВЧ-узлы передающих каналов оказываются доступны для настройки и промежуточного контроля, что позволяет сохранить достоинства конструкции прототипа. Предварительная настройка каждого канала возможна для собранной платы-основания вне корпуса. Практически удается реализовать характеристики каналов с малым разбросом, поскольку конструкция модуля обеспечивает идентичность электродинамических параметров всех каналов, а упомянутая настройка необходима лишь для преодоления последствий разброса параметров мощных СВЧ-транзисторов и технологического разброса при сборке.

Созданный модуль имеет на верхней частоте рабочей полосы частот 1,5 ГГц выходную импульсную мощность каждого канала 250 Вт при длительности радиоимпульса 10 мкс и скважности 80. Коэффициент шума приемных каналов менее 6 дБ, масса модуля 2,8 кг, объем 2,2 л. В указанном режиме возможности жидкостного охлаждения использованы менее, чем наполовину. Достигнутые энергетические и массогабаритные характеристики созданного модуля и прототипа можно сравнивать лишь очень условно, поскольку радиоимпульсный режим прототипа несколько другой. Для него выходная радиоимпульсная мощность каждого канала 70 Вт при скважности 10, масса модуля 10 кг, объем 10,3 л.

Таким образом, удельная суммарная импульсная мощность на единицу объема составляет для прототипа примерно 28 Вт/л, а для объемно-интегрированного модуля, реализующего предлагаемое изобретение, 450 Вт/л.

Если провести сравнение для средней выходной мощности, то для прототипа это будет 2,8 Вт/л, а для нового модуля 5,6 Вт/л, т.е. в первом случае выигрыш составил 12 дБ, а во втором - 3 дБ.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что 4 приемо-передающих СВЧ-канала модуля объемно интегрированы в конструкцию, обладающую зеркальной симметрией относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через основную продольную ось модуля, при этом управляющий блок размещен в средней части модуля и в общем случае не подчинен упомянутому принципу симметрии.

Технический результат изобретения реализуется лишь при совокупном использовании его отличительных признаков.

Неочевидность предлагаемого изобретения можно проиллюстрировать тем, что иное объемное интегрирование СВЧ-узлов создает разные электродинамические реализации для каждого канала либо приводит к трудноразрешимым проблемам настройки критичных СВЧ-цепей.

Литература

(1) Трехканальный приемник 8 мм диапазона М55139 В.Г.Божков, В.А.Геннеберг, А.И.Попов, В.Н.Романовская, Т.М.Табакова, ОАО НИИПП, г.Томск.

Твердотельная электроника, сложные функциональные блоки РЭА. Материалы 4-й научно-технической конференции. «Пульсар». Часть 2, Стр.168.

Владимир, 21-23 марта 2007 г.

(2) ФГУП НПП «Пульсар». ОКР «Печенег» 2001 г. Приемопередающий модуль - ППМ-4-1300-100. (БКВП.434856.025).

Модуль активной фазированной антенной решетки, включающий четыре независимых приемопередающих канала и блок управления, отличающийся тем, что все СВЧ-узлы, а также индивидуальные узлы управления каждого канала образуют конструкцию с зеркальной симметрией относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через продольную ось модуля, при этом общие узлы управления, питания и защиты размещены в средней части модуля и имеют несимметричную конструкцию.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-7 из 7.
20.02.2013
№216.012.287b

Способ диффузии бора в кремний

Изобретение относится к технологии создания полупроводниковых приборов, в частности к области конструирования и производства мощных биполярных кремниевых СВЧ-транзисторов. Техническим результатом изобретения является воспроизводимость процесса диффузии бора в кремний. Сущность изобретения: в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475883
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.03.2019
№219.016.e6e9

Способ изготовления свч мощных полевых ldmos транзисторов

Изобретение относится к электронной полупроводниковой технике. Сущность изобретения: в способе изготовления СВЧ мощных полевых LDMOS-транзисторов, включающем формирование первичного защитного покрытия на лицевой стороне исходной кремниевой подложки с верхним высокоомным и нижним...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002364984
Дата охранного документа: 20.08.2009
19.04.2019
№219.017.304c

Способ изготовления полупроводникового прибора

Изобретение относится к области полупроводниковой техники и может быть использовано при изготовлении таких приборов как, например, гетеропереходные полевые транзисторы (НЕМТ), биполярные транзисторы (BJT), гетеробиполярные транзисторы (НВТ), p-i-n диоды, диоды с барьером Шотки и многие другие....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002368031
Дата охранного документа: 20.09.2009
19.04.2019
№219.017.3305

Способ контроля дефектности и упругой деформации в слоях полупроводниковых гетероструктур

Использование: для контроля дефектности и упругой деформации в слоях полупроводниковых гетероструктур. Сущность: заключается в том, что с помощью рентгеновской дифрактометрии при использовании скользящего первичного рентгеновского пучка получают ассиметричное отражение от кристаллографических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002436076
Дата охранного документа: 10.12.2011
09.06.2019
№219.017.7707

Интегральный повторитель напряжения

Изобретение относится к электронике, а именно к повторителям напряжения для усиления тока и преобразования импеданса в цепях электронных устройств, выполненным по интегральной технологии. Технический результат заключается в повышении быстродействия и точности. Устройство содержит первый-третий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002289199
Дата охранного документа: 10.12.2006
29.06.2019
№219.017.9c1a

Фотопреобразователь

Фотопреобразователь содержит диэлектрическую подложку, включенные последовательно слои монокристаллического кремния, с участками различного типа проводимости. Слои монокристаллического кремния толщиной 5-15 мкм расположены планарно на диэлектрической подложке и изолированы друг от друга....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002345445
Дата охранного документа: 27.01.2009
29.06.2019
№219.017.9d63

Фотопреобразователь

Изобретение относится к области производства твердотельных фоточувствительных полупроводниковых приборов, а именно к области производства преобразователей мощности света в электрический ток, и может быть использовано при изготовлении указанных приборов. Фотопреобразователь содержит подложку с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002359361
Дата охранного документа: 20.06.2009
Показаны записи 1-8 из 8.
27.01.2013
№216.012.215f

Интегральный формирователь

Предлагаемое изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования импульсов управления на емкостной и на диодной нагрузке. Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение потребляемой мощности. В интегральном формирователе, содержащем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474044
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.08.2014
№216.012.e897

Способ получения кормовой добавки для жвачных животных на основе кожевенных отходов

Изобретение относится к комбикормовой промышленности, а именно к способу производства кормовой добавки для жвачных животных на основе кожевенных отходов. Способ получения кормовой добавки для жвачных животных на основе кожевенных отходов предусматривает измельчение ингредиентов кормовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525336
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.04.2015
№216.013.3f00

Интегральная схема задержки включения

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для задержки включения нагрузки. Технический результат заключается в уменьшении площади, занимаемой схемой задержки включения на кристалле, уменьшении потребляемой мощности и расширении диапазона изменения напряжения питания....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547616
Дата охранного документа: 10.04.2015
27.05.2015
№216.013.4f3e

Полосковое устройство квадратурного деления и сложения свч сигналов

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в широкополосных приемных, передающих и измерительных устройствах СВЧ. Технический результат - повышение уровня мощности СВЧ-сигналов и уменьшение потерь. Для этого полосковое устройство квадратурного деления и сложения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551804
Дата охранного документа: 27.05.2015
20.02.2016
№216.014.e8a8

Оптическая усилительная головка с контротражателем диодной накачки

Изобретение относится к лазерной технике. Оптическая усилительная головка с контротражателем диодной накачки состоит из размещенных в корпусе активного элемента в виде стержня, элементов диодной накачки, расположенных равномерно вокруг и вдоль активного элемента на держателях, и системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575673
Дата охранного документа: 20.02.2016
25.08.2017
№217.015.b4b9

Твердотельный лазер с термостабилизацией диодной накачки и электрооптической модуляцией добротности и устройство его управления

Группа изобретений относится к лазерной технике. Твердотельный лазер с термостабилизацией диодной накачки и электрооптической модуляцией добротности содержит формирователь импульсов и излучатель с электрооптическим затвором, снабженным драйвером, снабжен управляющим микроконтроллером,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614084
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b849

Мощный свч-транзистор

Использование: для создания мощного СВЧ-транзистора. Сущность изобретения заключается в том, что мощный СВЧ-транзистор включает керамический корпус с металлическим фланцем и двумя полосковыми выводами на бортиках керамической структуры, один или несколько параллельно включенных транзисторных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615313
Дата охранного документа: 04.04.2017
22.01.2020
№220.017.f8ca

Цифровое устройство формирования огибающей выходных сигналов передатчиков радиолокационных систем

Изобретение относится к радиоэлектронике. Технический результат изобретения - обеспечение цифровой регулировки формы огибающей выходных радиоимпульсов передатчиков радиолокационных систем. Для этого предложено цифровое устройство формирования огибающей выходных сигналов передатчиков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711507
Дата охранного документа: 17.01.2020
+ добавить свой РИД