В настоящее время в различных областях гражданской деятельности всё чаще применяются радиолокационные системы с активными фазированными антенными решётками (АФАР). Они используются для управления воздушным, морским и наземным транспортом, в метеорологии, для локации земной поверхности.В настоящее время в различных областях гражданской деятельности всё чаще применяются радиолокационные системы с активными фазированными антенными решётками (АФАР). Они используются для управления воздушным, морским и наземным транспортом, в метеорологии, для локации земной поверхности.
Основным фактором, ограничивающим распространение АФАР, является их высокая стоимость.
Специалистами компании «Деловой прогресс» разработана достаточно дешёвая восьмиканальная СВЧ-плата для цифровой АФАР см-диапазона.
Плата восьмислойная с размерами 134 × 183 × 1 мм. Верхний слой диэлектрика выполнен из Rogers RO4003C, остальные слои из FR4.
В левой части платы во внутреннем слое расположены антенны Вивальди. На технологическом поле платы вверху и внизу расположены цепочки, с помощью которых перед монтажом контролируются СВЧ-характеристики проводящих и диэлектрических слоёв на предмет отсутствия брака. С помощью СВЧ-зондов измеряются ёмкости тестовых печатных конденсаторов, а также СВЧ-характеристики тестовых несимметричных и симметричных микрополосковых линий. Эти микрополосковые линии расположены как в верхнем слое, так и во внутренних слоях платы. Плата поступает на монтаж только после прохождения такого контроля.
При разработке платы предварительно проводились измерения характеристик и испытания отдельных компонентов, а также спроектированных цепей и каскадов. Для этого использовались измерительные камеры ИК20 и методики, описанные в статье Безрукова В.А. и Шемшура С.С. «Измерительная камера СВЧ для испытания компонентов и каскадов» («Современная Электроника», № 5, 2009 г.).
Плата имеет следующие особенности:
- на антенном входе канала отсутствуют циркулятор и СВЧ-переключатель - применена методика соединения выхода передатчика и входа приёмника, описанная в статье Безрукова В.А. «Конвертер сигналов ISM-диапазонов» («Современная электроника», № 3, 2014 г.);
- антенный вход каждого канала через ёмкостную связь соединён с симметричной микрополосковой линией во внутренних слоях – «Контроль СВЧ» –- это позволяет контролировать работу каждого канала;
- отвод тепла от быстродействующего маломощного p-i-n-диода, закорачивающего вход приёмника в режиме передачи, осуществляется с помощью обыкновенного высокоомного резистора видоразмера 0402 (в своё время было измерено тепловое сопротивление такого резистора, которое составило около 100 К/Вт);
- дополнительная фильтрация цепей питания и управления осуществляется с помощью печатных СВЧ-фильтров на отрезках симметричных микрополосковых линий, сформированных во внутренних слоях платы;
- в полосовом фильтре выходного УПЧ канала используется фазовый контур для уменьшения неравномерности ГВЗ.
Настройка первых образцов платы и испытания её характеристик осуществлялись в специальном настроечном корпусе (см. рисунок). Для этого часть платы с антеннами отрезалась, а СВЧ-входы подсоединялись к коаксиально-полосковым переходам. Вспомогательная плата, расположенная в правой части корпуса, обеспечивает питание и защиту по питанию, формирует СВЧ-сигналы гетеродина и контроля, а также сигналы управления. На этой же плате осуществляется предварительная обработка принимаемых сигналов. Проверка регулировки фазы и амплитуды в каналах осуществлялась с помощью прибора Anritsu (37347D Vector Network Analyzer, 40 MHz – 20 GHz).
Основные характеристики платы:
- максимальная выходная мощность каждого канала при работе на передачу составляет 33 дБм;
- коэффициент шума канала при работе на приём не превышает 5 дБ;
- время переключения канала с приёма на передачу и обратно не превышает 30 нс.
Было изготовлено более 100 экземпляров плат в ООО «Резонит». Выборочная проверка показала хорошую повторяемость СВЧ-характеристик проводящих и диэлектрических слоёв платы.
Тел.: (496) 531-7457, (926) 590-7817
Комментарии