Фазовращатели приёмного и передающего каналов ППМ

Фазовращатели (ФВ) для приемо-передающего модуля активной фазированной антенной решётки сантиметрового диапазона волн могут быть одинаковыми для приёмного и передающего каналов, поскольку в каждом из каналов они могут работать на одной и той же частоте и при низком уровне мощности, если только установить ФВ на выходе приёмного канала и на входе передающего.

Дискретные фазовращатели должны представлять собою гибридные интегральные схемы (ГИС) на основе двух типов активных элементов: pin-диодов или полевых транзисторов с затвором Шоттки (ПТШ). По результатам разработки принимается решение об основном варианте, используемом в составе ППМ. В качестве отечественных разработок можно применить - pin-диод 2А563А-3 и квазимонолитную интегральную схему на арсениде галлия типа 7.344.411, в состав которой входят ПТШ, работающий в ключевом режиме, и резистор в цепи управления затвором величиной 2 кОм.

В обоих вариантах исполнения ФВ пассивная часть схемы (мосты, шлейфы, отрезки микрополосковых линий передачи) выполняется на подложке из поликора толщиной 0.5 мм,e = 9.6 ± 0.2, что позволяет, во-первых, сократить размеры поперечного сечения ГИС до 10 ´ 1.5 мм, а это способствует расположению в одной плоскости приемного и передающего каналов ППМ в заданном размере его поперечника (24 ´ 18 мм); во-вторых, обеспечить достаточную жесткость конструкции ГИС и сохранность активных элементов с балочными выводами при монтаже её в состав ППМ (гибкие подложки при монтаже могут деформироваться).

Принципиальная электрическая схема ФВ на основе диодов 2А563А-3 (“Секвойя”) представлена на Рис. 25. Дискреты 22.5° и 45° выполнены по схеме нагруженной линии, дискреты 90° и 180° выполнены с использованием 3 дБ направленных ответвителей, два плеча которых нагружены на фазосдвигающие отрезки МПЛ. Надежностная схема ФВ представляет собою последовательное соединение диодов СВЧ и сварочных соединений. Характер и вид закона распределения времени возникновения отказов для всех элементов схемы -экспоненциальный.

Для диода 2А563А-3 АЕЯР.432.135.006 ТУ:

Допустимый ток Jдоп = 50 мА, рабочий ток Jраб = 10 мА, Кн = Jраб/Jдоп = 0.2.

Рис. 25. Фазовращатель на pin-диодах для ППМ

Рис. 26. Фазовращатель на ПТШ для ППМ.

 

Принципиальная электрическая схема ФВ на основе ПТШ в составе квазимонолитной ИС 7.344.411 представлена на рис. 26.

Существенными с точки зрения минимизации габаритов и потребления ППМ являются различия в схемах управления фазовращателями различных типов: ФВ на ПТШ потребляет по цепи управления не более 10 мкА на разряд и требует управляющих потенциалов 0 В и минус 6 В; ФВ на pin-диодах требует двуполярного управляющего напряжения +5 В и минус 9 В, причем, потребляемый по цепи +5 В ток составляет не менее 10 мА на дискрет. Это означает, что управление таким ФВ возможно только при наличии в составе ППМ специальных аналоговых ключей (драйверов), что увеличивает габариты, стоимость и потребление ППМ и АФАР в целом.

Прямые потери ФВ на ПТШ не превышают 4 дБ.

Пятиразрядный ФВ получается из 4-х разрядного простым добавлением 11-ти градусного разряда (см. рис 27). При этом, длина сборки ФВ увеличивается до 34.9 мм. Сборка 5-ти разрядного ФВ представлена на рис. 28

Рис.27

Рис.28