Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 4 - 1978 г. (1151803), страница 48
Текст из файла (страница 48)
тельных проводах, объемное удельное сопротивление которых мало отличается от исходного материала, а также возможностью изготовления конденсаторов и резисторов как неотъемлемой части схемы. В качестве материала подложки довольно часто используется глазурованная керамика из окиси алюминия, однако применяются также сапфир, окись бериллия и другие диэлектрики. Интегральные СВЧ приемники.
В модуле без преобразования частоты может быть использован малошумяший транзисторный предварительный усилитель. На рис. 1О показан один из вариантов малопзузсяпгего транзисторного усилителя диапазона Г.. Усилитель изготовлен на подложке из окиси алю- Рнс, За. Ниссгразьиый мааощумищий спммссрпчный ирсдааритсазный СВЧ уснаатсиь диапазона й. Гл. б. Радиолокационные станции на твердотельных приборах Рис.
!!. Заиисвмость воеффициеита усилеиии и иоеффвциеита шума интегрального малошумвмето симметрвчиото презварительиото СВЧ усилители от частоты. минни. Для согласования сопротивлений служат несимметричные полосковые линии. Коэффициент усиления этого двухкаскадиого симметричного усилителя составляет около 20 дБ. Кривые зависимости коэффициента усиления и коэффициента шума от частоты приведены на рис. 11.
В модуле с преобразованием частоты перед смесителем также может быть включен малошумящий предварительный усилитель. Однако в связи с появлением малошумящнх смеснтельных диодов с барьером Шоттки йвэффнунвнш урнненин и балан«них смесителей использование предварительного усилителя для улучшения параметров обычно не дает заметного выигрыша Смеситель и усилитель промеКеэффннненш шунн жуточной частоты могут быть объединены в виде довольно компактного прибора.
На рис. 12 показауд ~47 ны антенный переключатель, ба- лаисный смеситель диапазона Х унснэдфнс 'и и предварвт«льный усилитель промежуточной частоты 500 МГц, изготовленные нз обшей керамической подложке. С помощью этой схемы передатчик мощностью в несколько ваш подключается к антенне, а з режиме приема принятая антенной энергия преобразуется в промежуточную частоту 500 МГц и затем усиливается на 20 дБ. Общий коэффициент шума при приеме составляет около 10 дБ.
Более сложная схема, состоящая из генератора диапазона С, умножителя частоты, делителя мощности и многоканального балансного смесителя диапазона Х изображена на рнс. 13. Эта схема изготовлена по толстоплеяочной технологии на керамической подложке Твердотельный усилитель мощности. Для изготовления мощного каскада радиолокационного передающего модуля требуются разные приборы и разные технологии.
В случае модуля без преобразования частоты могут использоваться транзисторные усилители мощности или генераторы на основе объемного эффекта, в то время как в случае модуля с преобразованием частоты к иим должен быть добавлен умножитель частоты большой мощности. В транзисторном усилителе мощности радиолокационного модуля необходим обычно ие один, а целая группа специально подобранных транзисторов.
На рис. 14 изображена принципиальная схема пятикзскадного усилителя мощности диапазона Я и внешний вид полупроводниковых приборов, вхо. дяших в отдельные каскады. Входные и выходные сопротивления каждого прибора имеют разные значения, поэтому входные, междукаскадные и выходные трансформаторы в каждом каскаде имеют различные параметры. Внешний вид этого усилителя вместе с его импульсным модулятором пока. зан на рис. 15. Выходная импульсная мощность усилителя составляет 2 Вт на частоте 2,25 ГГц при входной мощности 10 мВт. На рис.
16 показан внешний вид более мощного усилителя. В этом усилителе транзистор с размерами, превышающими размеры наибольшего транзистора на рис. 15, смонтирован на кристаллике бериллия с очень высокой удельной теплопроводностью. Согласующие трансформаторы неизбежно много сложнее из-за очень низких сопротивлений транзистора. Импульсиаи выходная мощность усилителя в диапазоне й равна 10 Вт при скважности до 5. Для варианта модуля с преобразованием частоты необходим умножитель. На рис. !7 дан внешний лид умножнтеля частоты с коэффициентом умно!кения 4, преобразующий частоты диапазона Г а частоты диапазона Х.
Два варакторз, изготовленные с массивными золотыми контактами .(балочными 154 5.3. Интегральные Отч' схемы Рис. !2. Интетральнав СВЧ схема диапазона К, содсржащав антенный переключатель, балансный смеснтель н предварительный усилитель про мемуточиой частоты. ' "т Рнс. 13. Гибридный многоканальный СВЧ усилитель днапвлона К. !Вб ,цопргр адов рис. 14. Принципиальна» элсигрнчеспая стена интегрального пягиаасаадного ВВЧ уси- лителя диапазона 5. Гл. 5. Радиолокационные станции нп твердотельных прибирал дхед Фут о-1 Умхед Дадри (-сг 88 Интегравоннв С14Ч схелгм Рис. 1Ь.
Двухваттиый интегральный СВЧ усилитель диававоиа 8. Рис. 1Б. Десвтиваттный витегрвльвый СВЧ усилитель диапазона В, Рис. 11, интеграаьный сйч умвожитель частотм с аовФФимиеитом уммо женив 4. 187 Гл б. Радиолокационные станции иа твердотельных приборах $5 ф ф.а ь 65 ч 5 2,2!У 2,25 Ууглглгиу Г/~ 15 15 ',гт .2,5 гррмтсуурте, дтр Рнс. !З.
Ха акте с р рн тика антегрвльного СВЧ тмножнтела частотм с коеффнннентом умножение Е. выводами), укрепленными на поверхности кремниевой подложки, приварены к схеме последовательно. Это обеспечивает возможность получения высокой добротности и требуемого при входной мощности 2 Вт напряжения пробоя. В схему входят входной фильтр нижних частот и выходной полосовой фильтр„ изготовленные на подложке из окиси алюминия, с Несимметричными полосковыми соединительными проводами. Характеристики умножителя при импульсной входной мощности 2 Вт приведены на рнс.
!8. Минимальные потери на преобразование умножителя ниже б лБ и ширина полосы по уровню ! дЬ равна 840 МГц. Интегральные фазовращатели. В состав большинства тинов радиолокационных модулей входят фазоврашатели. Один из вариантов такого устр й. ст с ва диапазона д в ннгегральном исполнении, фазовращатель на 4 двоичных разряда, показан на рис. !9. Схема фазоврашателя изготовлена полиостькь по тонкопленочной технологии о использованием 22 тонкопленочных конден- Рнс. !9. Интегральный четмрехрверкднма снч фаловращатель днаоавонв з со слемамн логика н уораеленнв. !88 В.В Интегральные СВЧ схемы саторов. Эатем в схему было вклю. вено 14 переключающих р — ! — и-дно- $ гл дов с балочными выводами, Схема управления фазовращателем изготов- и'ф Ет лена на расположенном рядом кера- м э мическом бруске.
Схема управления состоит из четырехкаскадного счетно. го устройства со сквозным переносом и интегральных пусковых устройсзв цепей фазовраща геля, а также из транзисторно~о стабилизатора напра в~'„ жения для поддержания постоянным напряжение на диодах. Характеристики фазовращателя приведены на рис. 20. У 90 1ВП Е?У Убей Компоновка модуля. Описанные уааааат?аа фаглбгдаг? в последних трех разделах схемы образуют вместе радиолокационный Рнс зе хнрллгорнзтнзн ннтогрзльного чо.
тмрззрнзрздного СВЧ Вззозрзщотзлн дннмодуль. На рис 21 показан внешний ннзонз з. внд приемопередаюшего модуля диапазона ь с выходной мощностью 5 Вт. Коаксиальиый разъем с задней стороны служит входом для энергии ог системы разводки. При работе на передачу знергия проходит через фазоврашатель и оконечный усилитель мощности в антенну, а при работе на прием от антенны проходит через малошумящий предварительный усилитель и через фазовращатель выводится иа коаксиальный разъем. Плошадь модуля составляет 30 смз (4,?5 кв. Вгоймов), что. согласуется с расстояниями между элементами фазированной антенной решетки в диапазоне й.
Рнс. 22. Ннтогральнмв СВЧ нрномонзрзднющня модуль РЛС диапазона Г.. !ЯВ Гл. б. Радиолокационные станции на твердотельных ириборак Внешний вид модуля с преобразованием частоты показан на рис. 22. Этому модулю соответствует схема рнс. 8. На рис. 22,а видны предварительный усилитель на частоту 2,2 ГГц, переключатель режима передача-прием блока фззовращателей, два фазовращателя и уиножитель частоты гетеродиаа„а на рис. 22,б — основной усилитель мощности, импульсный модулятор, Рнс. зз, ингегрнньный сяч ирнемеиереанщщнй мелунь РлС анана«сне х. й«ощный умножитель частоты, антенный переключатель, балансный смеси- тель и предварительный усилитель промежуточной частоты. Оба рассмотренных примера относятся к ранним работам в этой области. По мере развития технихи происходит эволюция параметров схем, технологии изготовления и компоновки модулей.
5.4. Влияние РЛС на твердотельных приборах на развитие систем По онончании второй мировой войны происходило непрерывное развитие т«адиолокац««о««««ых систем. Были достигнуты значительные успехи в построении систем и в улучшении параметров элементов, однако функции систем, ««х внешний вид и методы оптимизации мало изменились. Исключением являются системы с активными антенными решетками нв твердотельных приборах, которые нельзя рассматривать как естественный 490 84. Влияние РЛС на гвергтотельных приборал на развитие систем результат первоначальных тенденций развития. Только в аппаратуре самой незначительной мощности, подобной высотомерам и лоплеровским навигационным системам, твердотельный генератор может заменить ламповый без сколько-нибудь значительной модификации системы.
В более мощных РЛС на твердотельных приборах только совместная работа большого количества приборов, обычно работающих с малой сквзжностью, может обеспечить требуем ю мощность излучения. лияние твердотельных передающих устройств на построение системы и ее оптимизацию очень велико. Режим работы с большой скважностью и высо. кой импульсной мощностью создаст неразрешимые экономические трудности. Будут использованы низковольтные источники мощности из тысячи ампер вместо модуляторных устройств с напряжением в несколько киловольт.
Ма. лая скважность повлияет на разработку нриемников и устройств обработки данных. Совместное включение большого количества источников мощности (при добавлении недорогих устройств) позволит осуществить частично или полностью электронное увравление отклонением луча, необходимы будут фазоврашатели неболыпой мощности. Фаза всех передатчиков будет привязана и фазе центрального возбудителя, так что без сколько. нибудь значительного увеличения стоимости системы будет возможна полностью когерентная работа. Когерентность работы улучшается в случае использования транзисторных передатчиков или транзисторных умножителей частоты благодаря чрезвычайно низкому уровню внеполосного излучения при правильно построенных устройствах.
Большая ширина полосы частот позволяет повысить разрешающую способность и скорость переключения частот или расширить пределы перестройки. Возможности, присущие активным антенным решеткам на твердотельных приборах, позволяют осуществлять одновременно большое количество функций, поэтому в сложных внешних условиях, в которых может оказаться любое военное оборудование при меньшем количестве РЛС может решаться большее количество задач. Но необходимы принципиальные изменения в методах использования систем с активными антенными решетками, гак как они являются отступлением от всех прежних технических принципов. Эти системы представляют большие возможности, но цля реализации их необходимо детальное исследование каждой функции рациолокационной системы и опрвделение оптимальности существующего решении, Список литературы 1 51очег Н.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
