Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 4 - 1978 г. (1151803), страница 47
Текст из файла (страница 47)
упали мель ноигпоеюи В Янюелпь й перепою а- юепь ую оиеюе аь. рагуоупи Пе~еключ- елю Лели ю пеяеуача- тлиен Ьуагойлааг 7- люль логичеенгп чаппь еиеюлег улраолелиг Нолоюунааий усилиюель улой по оюропан длоуло олмФан улпапоупемгпупь бигналы переилю чапае релгина перелопа-прион Рнс. а, Более сложный модуль без нреобрамеанна частоты. Однако даже модуль иа рис, б не отражает всю ту сложную структуру, ноторая может потребоваться для радиолокационной системы.
Длн цолучеииэ низко о уровня боковых Лепестков в приемной диаграмме должна быть прег идусмотрена соответствующая регулировка уровней сигналов в модулях лбо ключеиием после каждого малошумящего усилителя регулируемого атв в тенюатора, либо использованием двух схем формирования луча (одна н передачу и другая на прием) с соответствующими встроенными устройствами егулировки уровней. В других модифииациях модуля, предназначенных Р для специальных случаев применения, должны предусматриваться возмо жности нос и компенсации большого КСВН в условиях, когда возможно обледенение или необходимы очень большие углы отклонения, а также возможности а- зтоматических испытаний и контроля модуля и изменения выходной мощности оконечных усилителей мощности для получения различных диаграмм направленности иа передачу.
Модуль с использованием умножителей частоты. Рассмотренные выше модули предназначены для работы в диапазоне частот, в котором возможно непосредственное усиление мощности генерируемой частоты нрн низком уровне шума. Такой модуль назван модулем без преобразования частоты, а модулем с преобразованием частоты будет называться модуль, предназначенный для работы в диапазоне частот и мощностей, превышающих предель- 179 Гл. б Радиолокационные станции ни гнсрдогеленогл приборах па возможные частоту н мошиость генерируюшего устройства.
В таких модулях применяются умножвтели частоты, вследствие чего они существенно отличаютсн от модулей без преобразования частоты. Принципиально конструкция модулей с использованием смесителей и умножителей частоты значительно упрощается, если сдвиг фаз осуществлять непосредственно на рабочей частоте. Структура модуля изображена на рис. 7. При приеме сигналы могут суммироваться либо непосредственно на Рнс.
т. Модуль с нреоаразоеаннем честотм с Внзоерзмнтенем не рабочей частоте. частоте передачи, либо в каждом модуле может быть предусмотрен смеси- .тель и усилитель, а суммирование производится по промежуточной частоте. Решающим недостаткам этого простого варианта является то, что потери в фазовращателе уменьшают соответственно передаваемую мощность и уведичивазот коэффициент шума приемника. По сравнению с другими возможными вариантами модуля ухудшение составляет от 3 до 6 дБ.
Фазовый сдвиг может осуществляться в точнах, менее чувствительных к потерям в фазоврашателе, включением двух фазоврашателей: одного перед усилителем мошнасти для рабаты на передачу, а другого либо в цепи гетеродииа, либо после предварительного усилителя промежуточной частоты для приема. Прн юом между всеми модулями должны быть распределены трн сигнала разной частоты: входной сигнал от гетеродина, входной сигнал иа канал передатчика и выходной сигнал промежуточной частоты. Мощность сигналов двух частот: входного сигнала гетеродина и сигнала возбуждения передатчика — должна быть одинаковой дли всех модулей.
Суммировать же выходные сигналы промежугочной частоты целесообразна с определенными весовыми коэффициентами для уменьшения боковых лепестков, Количество коаксиальных вводов в каждом модуле может быть уменьшено генернрованнем сигнала местного гетерадина в самом модуле. Почти во всех случаях применения радиолокации сигнал возбуждения передатчика н сигнал гетеродина не требуются одновременно, так что они могут передаваться поочередно. Функциональная схема одного из вариантов модуля с преобразованием частоты приведена на рис 8.
Во время работы на передачу на модуль подается сигнал с частотой 2,25 ГГц. Сигнал усиливается предварнтельнмм усилителем мощности и подается на фазоврашатель и основной усилитель мощности. Выходной сигнал основного усилителя мощности поступает на умножитеаь частоты с коэффициентом умножения, равным 4, и затем через антенный переключатель подается в антенну. 480 5.2. Проектирование РЛС нп твердотельных приборах +бгб Ятпульс запусна над лплнра Сигналы паргнпв- Согнзлы нсрснпючгниз ргвина пзрадачо-п ан /Вср/интор анпульснос нтрлваниа +бдб чгниа ранам т пгрпдича-прион -1бб Г бвтфазадрамовслсй ~гднбззт -Иб фазадрамп- таль срсбтюп/гго напало гбв анпульснью" усиьиюгль упноюаюспь чалммнт -ддб ьгбдб др ~р люль пый усили тюзе мти/насти дпрпнлючпвель рвнона пгрпдию- приюа СИена нагони и улрадлгнип -1бб ггб/7~на пгргбачу г,тгб Г/и на пригМ фпзпдринп- ввю л~югннааа напили Анваиный ларлюю«т- всль Унплчивслз чпсвавьт -7дб габт -тбб Сддаг фазы ло лпрапан йпзддыивспьный усалитсль арввлутачипй чпсвптьт Сддпг фазы па лпоадипн Устонобна сддига фазы вт нуль Рис.
а. Приемопереаиююие молучь Рлс с електроииым оеклоиеиием луча а«апазова х. В этом модуле имеются два фазовращателя. Отклонение луча на прием осуществляется фазированиеы колебаний гетеродина. В случае опережающе. го сдвига фазы в передающем канале фазовый сдвиг в канале гетеродина должен быть запаздывающим независимо от того, выше частота гетеродина нли ниже частоты принимаемого сигнала.
Для этой цели и использованы два фазовращателя. Однако можно применить также и один фазовращатель, на который при работе на передачу и прием подаются различные управляющие сигналы. Количество возможных вариантов построения схемы модуля с использованием умножителей частоты и гетеродинов, частота которых выше или 181 Сигнал гетеродина генерируется в модуле в аналогичной цепи.
Во время работы на прием на модуль подается сигнал с частотой 2,125 ГГц. Он также проходит через предварительный усилитель мощности и через фазовращатель приемного канала поцается на умножитель частоты сигнала гетеродииа с коэффициентом умножения 4. Поступивший в антенну эхо-сигнал от пели подается через антенный переключатель на вход балансного смесители. Сигнал промежуточной частоты 500 МГц с выхода смесителя усиливается предварительным усилителем промежуточной частоты и направляется в схему формирования диаграммы направленности.
Гл. 5. Радиолакапианньге станции на гвердагельнььх приборах велико, однзио по мере увеличения предельной мощности и малошумящих предварительных должно быть уделено постепенному внедрению частоты вместо модулей с преобразованием ча- ниже рабочей, чрезвычайно рабочей частоты усилителей усилителей особое внимание модулей без преобразования стоты. 5.3.
Интегральные СВЧ схемы Для выполнения всех требуемых операций в состав описанных выше модулей должно входить от 6 до 15 аналоговых СВЧ и цифровых схем. Для получения же необходимых параметров радиолокационной системы антенная решетка должна содержать от 1000 до 15000 модулей или от 10000 до 200000 аналоговых СВЧ и цифровых схем только н СВЧ части фазированн й о антенной решетки нэ твердотельных приборах. Чтобы сооружение такой ол антенны было экономически целесообразным, стоимость одной схемы д жив составлять от 1 до 5 долл., т.
е. должна быть сравнима со стоимостью интегральных цифровых или аналоговых схем 19). Технологяя изготовления аналоговых СВЧ схем. Все варианты технологии изготовления низкочастотных цифровых и аналоговых схем могут быть также применены при изготовлении интегральных СВЧ схем. Эти схемы можно разделить на два основных типа: монолитные и гибридные схемы.
Об. щепринятым различием между ними является способ включения в схему полупроводника вых приборов. В монолитном варианте полупроводниковые приборы формируются на подложке в процессе изготовления всей схемы. Поскольку на каждом этапе изготовления схема обрабатывается как единое це. лое, все вопросы, связанные с особенностями конструкции полупроводниковых приборов и схемы нх соединений, должны рассматриваться совместно. В гибридном варианте полупроводниковые приборы крепятся на готовой схеме соединений тем или иным способом, повторна. Э.
Антеннмэ переключатель днапавона Х в внтетральнпм нспплненнн. Плпщадь а,аэ мме, му да Их Крвплання единая технология изготовления не требуется. На рис. 9 показан один из вариантов реализации антенного переключателя диапазона Х в интегральном исполнении со средней частотой 9,0 ГГц с вносимыми потерями порядка 1 дБ и развязкой передающего и приемного каналов, равной 25 дБ.
В основном это несимметричная полосковая консгрукция на кремниевой пластинке с высоким удельным сопротивлением толщиной 0,254 мм. Размещенные на поверхности переключающие р — т' — пдиоды нанесены на подложку методом диффузии, а тонкопленочные конденсаторы с диэлектриком из Я!Оз заземляют по высокой частоте концы линий длиной !94, используемых для подачи смещения.
182 бЗ. Интггроаьмые СВЧ сигмы Эта схема изготовлена по основной технологии иаготовления интегральных схем с использованием управляемой диффузии примесей в полупроводниковый материал. Вся подложка пропускается через печи, а диффузия производится на выбранных участках подложки. Технология изготовления толстопленочных и тонкопленочных гибридных схем, разработанная для цифровых и аналоговых устройств, также пригодна для изготовления интегральных СВЧ схем. В случае толстопленочной технологии рисунки проводящих и резистивных элементов печатаются на керамической подложке и обжигаются при высокой температуре. В качестве подложки используется обычно керамика из окиси алюминия, а проводники н сопротивления печатаются методом шелкографии. Основным достоинством толсгопленочной технологии является низкая стоимость изготовления на единицу плошали.
Основной же недостаток заключается в трудности соблюдения допусков, которые иногда только на пределе удовлетворяют требованиям на изготовление СВЧ схем. Наиболее широкое использование в изготовлении интегральных СВЧ схем нашла тонкопленочная технология. Существует большое разнообразие методов нанесения пленок толщиной от 0,01 до 5 мкм из различных матерна. лов в различных сочетаниях, Материалы могут быть напылены или осаждены в виде проводящих, реэистивных или изоляционных пленок. Соответствующий рисунок может быть получен путем вытравливания лишнего материала или путем покрытия через трафарет. Тонкопленочные схемы характеризуются низкими потерями в соедини.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
