Главная > Разное > Активные фазированные антенные решетки
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

ГЛАВА 15. Волоконно-оптическое распределение сигналов по модулям АФАР

15.1. Проблема распределения сигналов АФАР и основные подходы к ее решению с использовнием волоконных систем

По мере совершенствования технологии гибридно-интегральных схем (ТИС) СВЧ [1, 2] основной проблемой создания конкурентоспособных ФАР современных РЛС становится не их высокая стоимость, а сложность системы разводки сигналов. Проблема распределения сигналов наиболее характерна как для больших ФАР, содержащих десятки и сотни тысяч излучателей [3], так и для АФАР [4], независимо от размеров. В таких ФАР необходимо распределять как основные сигналы, принципиально необходимые для работы и контроля параметров, так и вспомогательные - для калибровки и компенсации фазовых нестабильностей.

В соответствии с модульным принципом построения [5] канал каждого излучателя АФАР, включающий активные элементы в виде усилителей, преобразователей частоты, модулятора, устройств управления усилением и фазой, а также сам излучатель, конструктивно оформлен в виде самостоятельного блока - приемопередающего модуля АФАР, внешний вид и обобщенная структурная схема которого схематично изображены на рис. 15.1,а и рис. 15.1,б соответственно. Для обеспечения

Рис. 15.1. (см. скан) Схематическое изображение конструкции приемопередающего модуля АФАР и его обобщенная структурная схема (б): А - излучатель АФАР. Ц - ииркулятор переключения режимов приема передачи, МШУ - малошумящий усилитель, СМ - смеситель, ФВ - фазовращатель. М - модулятор, УМ - усилитель мощности

нормальной работы каждый модуль должен сопрягаться с большим количеством разнообразных сигналов (рис. 15.1,б). Поперечное сечение модуля, определяющее расстояние между излучателями, надо уменьшить, чтобы с одной стороны улучшить характеристики сканирования, а с другой - вписаться в заданные габариты, но при этом усложняется задача сопряжения модуля с многочисленными сигналами, необходимыми для его работы, особенно в СВЧ- и миллиметровом диапазонах.

Проблема торцевого распределения сигналов по модулям ФАР СВЧ- и миллиметрового диапазонов может быть принципиально разрешена с использованием волоконно-оптической технологии [6], так как по сравнению с традиционными коаксиально — волноводно - меднопарными линиями передачи оптическое волокно не только имеет малые поперечные размеры и вес, но обладает гибкостью, не чувствительно к электромагнитным радиопомехам, не создает электрического контакта между своим входом и выходом, имеет большую полосу пропускания и малые погонные потерн а системы, построенные на их основе, требуют меньшего энергопотребления. В своей эволюции волоконные диаграммообразующие схемы, АФАР СВЧ прошли три основных этапа [7, 8].

На первом этапе [9-11] волоконные линии передачи просто замещали свои коаксиально-волноводные, полосковые или меднопарные аналоги, что не требовало принципиальной замены конструкции самих активных ППМ.

На втором этапе трансформации подверглись и сами схемы и принципы построения дискретных СВЧ-фазовращателей и усилителей которые сначала просто модифицировались для более эффективного управления оптическими сигналами [12-14]. Затем традиционные СВЧ-фазовращатели стали заменять их оптоэлектронными аналогами [15], [16] и управляемыми волоконными [17, 18] и, наконец, логически возникла идея новой конструкции где на единой подложке объединялись как гибридно-интегральные схемы СВЧ традиционной части так и новые интегрально-оптические структуры [19, 20], причем при использовании всех перечисленных модификаций ППМ сохранялась неизменной традиционная стратегия диаграммообразования с помощью управления фазой и амплитудой сигналов в каждом модуле.

На третьем этапе [21, 22] была принципиально изменена и сама стратегия диаграммообразования так, что отпала необходимость в управлении фазой и амплитудой в каждом модуле, а нужная форма и положение в пространстве формировались в реальном масштабе времени голографическими методами в когерентных оптических процессорах.

В данной главе приведены результаты эскизного проектирования варианта волоконной системы первого из перечисленных выше этапов, предназначенного для распределения сигналов по существующим типовым

модулям АФАР, приведены основные структурные схемы волоконных систем передачи по отдельности каждого из сигналов, необходимого для работы после чего проиллюстрирована идея построения единой волоконной системы передачи всех сигналов. Далее рассмотрены два типа основных волоконных каналов такой ДОС с модуляцией интенсивности оптического излучения и прямым фотодетектированием канал с прямой модуляцией лазерного диода и канал с внешней модуляцией оптической несущей в оптическом модуляторе

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление