Виаком
телефон
поискпоиск входаккаунт корзинакорзина


на складе в Киеве под заказ

не выполнен вход

 

Новости компании



06.10.2011

Применение новой продукции компании Astra Microwave Products Limited

PDFВы можете загрузить эту статью в формате pdf (0.4Mb)

Перспективные решения для радаров с АФАР и радионавигации

Эта статья знакомит читателей с новой продукцией компании Astra Microwave Products Limited (AMPL) — мировым лидером в проектировании, разработке и производстве как СВЧ-прибо ров, модулей и подсистем, так и СВ Ч-полупроводниковой про дукции MMICs на основе GaAs.

Автором уделено особое внимание описанию новых и перспек тивных применений продукции компании Astra Microelectronic Technologies Limited (AMTL), которая является подразделением MMICs компании AMPL, для радаров с ФАР как гражданских, так и спецприменений, радионавигации, а также для косми ческих систем.

 

Области применения новой продукции AMPL (AMTL)

Компания AMPL основана в 1991 году. Направлениями ее деятельности являются разработка и производство качественной продукции ВЧ, миллиметрового диапазона и MMICs (монолитные интегральные схемы микроволнового диапазона). Продукция компании работает в широком диапазоне частот (DC до 110 ГГц) и находит обширное применение в различных отраслях промышленности: оборонной, космической, спутниковой связи, телекоммуникациях, системах безопасности:

  • оборонная промышленность (53 %): радары, телеметрия, системы наземного базирования;
  • спецприменения (23 %): метео-радары, системы радионавигации (морская, береговая и сухопутная);
  • космическая промышленность, спутниковая связь (20 %): бортовые системы (S-level), терминалы для пилотируемых станций MSS, автоматические станции сбора и обработки данных погоды;
  • телекоммуникации, системы безопасности (4 %): GSM и CDMA оборудование, ВЧ и оптические мобильные станции, нелинейные детекторы помех RFID, усилители.

Она поставляется во многие страны широкому спектру заказчиков мирового уровня (см. http://www.astramwp.com/customers.htm). Новая продукция компании AMPL производится в различных вариантах: в корпусном и бескорпусном исполнении:

Новая продукция AMTL

Продукция AMTL Наименование Частота (ГГц)/ Мощность (dBm) Тип корпуса
Малошумящие широкополосные усилители AMT2142051ТNEW 8-12 DIE*
AMT2122092P 1.0-6.0 QFN-16
Широкополосные усилители AMT2175101NEW 2-40 DIE*
Фазовращатели цифровые AMT2221013OPNEW 3.1-3.5 QFN-28
Аттенюаторы, управляемые напряжением AMT2312011PNEW 0.5-2 SOIC-8
Аттенюаторы цифровые AMT2321014P 0.5-4 QFN-24
Переключатели (коммутаторы) AMT2542012PNEW DC-4 QFN-24
Усилители большой мощности AMT2134031NEW 5-6 DIE*
Усилители средней мощности AMT2123021NEW 2-6 DIE*
СВЧ модули AMT-PH332AM1NEW 3.1-3.5 (23x12x5) мм, модуль
Смесители AMT2852011PNEW 2-8 QFN-32
Эквалайзеры AMT1753011NEW DC-12 DIE*
Ограничители мощности AMT1762011NEW 2-20 DIE*
* DIE — бескорпусной

Дочерняя компания Astra Microelectronic Technologies Limited (AMTL) (http://www.astramtl.com) является подразделением GaAs MMIC компании AMPL. Новая продукция AMTL работает в широком диапазоне частот (DC до 45 ГГц) и включает в себя широкополосные усилители, фазовращатели, аттенюаторы, переключатели, усилители мощности, СВЧ модули, смесители, эквалайзеры, ограничители мощности.

Продукция, разрабатываемая и производимая AMPL выпускается в различном исполнении: в бескорпусном (Die), корпусном (MMICs), мультичиповом и модульном исполнении, а также в виде оценочных плат. Производство компании AMTL сертифицировано по стандартам ISO- 9001:2000. Замкнутые циклы контроля качества производства, испытания надежности продукции AMPL обеспечивают ее длительный срок службы, высокие характеристики изделий и 100 % готовность продуктов.

 

Интегрированные решения от компании AMPL (AMTL) для радаров с АФАР. Приемопередающие модули

 

Приемопередающий модуль (ППМ ) S-диапазона для радара с АФАР с дискретными компонентами на чипах AMTL

Формы, размеры и конструкции современных Фазированных Антенных Решеток (ФАР) для радаров — весьма разнообразны. Их разнообразие определяется как типом используемых излучателей, так и характером их расположения. Сектор сканирования ФАР определяется диграммой направленности (ДН). В зависимости от требуемой формы ДН и необходимого пространственногопространственного сектора сканирования в ФАР применяют различное взаимное расположение элементов.

Широко распространены радары с плоскими ФАР, которые применяются в метеорадарах и системах радионавигации. В таких радарах луч может сканировать от направления нормали к раскрыву (как в синфазной антенне) до направления вдоль раскрыва (как в антенне бегущей волны). Коэффициент направленного действия (КНД) плоской ФАР при отклонении луча от нормали к раскрыву уменьшается. Для обеспечения широкоугольного сканирования (в больших пространственных углах - вплоть до 4 стерадиан) без заметного снижения КНД используют системы плоских ФАР, ориентированных в различных направлениях. Сканирование в этих системах осуществляется посредством возбуждения соответственно ориентированных излучателей и их фазирования.

Наибольшими возможностями по управлению фазовыми сдвигами обладают ФАР с электрическим сканированием, реализуемым при помощи фазосдвигающих цепей или фазовращателей (см. таблицу выше), управляемых электрическими сигналами с плавным (непрерывным) или ступенчатым (дискрентным) изменением фазовых сдвигов. Они обеспечивают создание разнообразных фазовых сдвигов по всему раскрыву и значительную скорость изменения этих сдвигов при сравнительно небольших потерях мощности. В современных радарах с ФАР, где критичен вес и необходима компактность изделия (авиация, космос) широко используют полупроводниковые фазовращатели на MMIC InGaAs 0.5 ?m pHEMT. Управление работой фазовращателей осуществляется при помощи быстродействующей электронной системы, которая может управлять каждым фазовращателем в отдельности. Качание луча в пространстве может производиться как по заранее заданному закону, так и по программе, вырабатываемой в ходе работы всего радиоустройства, в которое входит ФАР.

Наибольшими возможностями управления характеристиками обладают активные ФАР (АФАР), в которых к каждому излучателю или приемопередающему модулю (ППМ) подключен управляемый по фазе (иногда и по амплитуде) передатчик или приемник (см. рисунок).

Функциональная схема приёмопередающего модуля радара с АФАР на MIMIC AMPL (AMTL)
Функциональная схема приёмопередающего модуля радара с АФАР на MIMIC AMPL (AMTL)

Управление фазой в АФАР может производиться в трактах промежуточной частоты либо в цепях возбуждения когерентных передатчиков, гетеродинов приемников и т. п. Таким образом, в АФАР фазовращатели могут работать в диапазонах волн, отличных от частотного диапазона антенны, при этом потери в фазовращателях в ряде случаев непосредственно мало влияют на уровень основного сигнала. Передающие АФАР позволяют осуществить сложение в пространстве мощностей когерентных электромагнитных волн, генерируемых отдельными передатчиками. В приемных АФАР совместная обработка сигналов, принятых отдельными элементами, позволяет получать более полную информацию об источниках излучения.

Применения АФАР оправдывают их высокую стоимость:

  • АФАР могут в единственной антенне совместить работу нескольких антенн;
  • в радарах с АФАР отсутствует необходимость механически поворачивать антенну в направлении цели, что позволяет повысить скорость обзора пространства на порядки, а также увеличить срок службы системы;
  • АФАР способны к почти мгновенному изменению направления и формы луча и фактически являются многокоординатными радарами по сопровождению целей.

АФАР, как и все физические объекты, имеют свои ограничения. Основное из них - диапазон углов, на которые луч может быть отклонен. Практически, предел составляет 45...60 градусов от перпендикуляра к плоскости антенны. Этот недостаток может быть устранен за счет применения объемных АФАР (состоящих из нескольких плоских согласованных АФАР), если стоит задача обеспечения угла обзора 360 градусов, например, для кораблей спецприменений.

Приемопередающий модуль - это основа пространственного канала обработки сигнала в АФАР. В его состав входит активный элемент - твердотельный усилитель мощности на согласованных транзисторных паллетах. Для обеспечения возможности работы устройства как на прием, так и на передачу, в нем разделяют передающий и приемный каналы. Разделение каналов осуществляется либо коммутатором,
либо циркулятором.

В состав приемного канала, выполненного на дискретных компонентах (чипах), входят следующие устройства на MMIC в корпусном исполнении (см. таблцу и рисунок выше):

  • малошумящий усилитель (МШУ), например, AMT2122092PNEW в корпусе QFN-16 — один или более каскадов активного усиления сигнала;
  • фазовращатель , например, AMT2221013OPNEW в корпусе QFN-28 — устройство фазовой задержки сигнала в канале для задания фазового распределения по всему раскрыву АФАР;
  • аттенюатор , например , AMT2321014PNEW в корпусе QFN-24 — устройство для задания амплитудного распределения (понижения, ослабления) по раскрыву АФАР;
  • устройство защиты приемника (УЗП), применяются разрядники либо ферритовые циркуляторы, предотвращающие перегрузку приемного канала;
  • SPDT-коммутатор каналов AMT2542012PNEW в корпусе QFN-24.

Состав передающего канала схож с составом приемного канала. Отличие заключается в отсутствии устройства защиты. Кроме того, к усилителю мощности (УМ) предъявляются дополнительные требования по мощности, напряжению питания, КПД и др. Тем не менее, твердотельный усилитель мощности, выполненный, например, на GaN транзисторных паллетах фирмы Integra Technologies, Inc., должен быть согласован по входу и выходу и обладать большой выходной мощностью - сотни ватт. Уровень мощности и тип сигнала (импульсный или непрерывный) рассчитываются оптимально в зависимости от задач, решаемых радаром с АФАР. Мощность сигнала на выходе УМ, в конечном итоге, определяет максимальную дальность обнаружения.

 

Модуль управления AMT-PH332AM1 для радара с АФАР с интегрированными компонентами в одном корпусе

В случае необходимости обеспечения еще большей компактности приемопередающего модуля компания AMTL предлагает интегрированное решение для радара S-диапазона - миниатюрный, герметичный модуль управления AMT-PH332AM1 размером (23 ? 12 ? 5) мм с высокой степенью защиты в одном корпусе:

AMT-PH332AM1

Это MMIC InGaAs 0.5?m pHEMT модуль управления приемопередатчиком S-диапазона (3.1–3.5 Ггц). В него входят следующие устройства: 6-разрядный аттенюатор, 6-разрядный фазовращатель, SPDT- коммутатор:

AMT-PH332AM1
Функциональная схема модуля управления AMT-PH332AM1 с приёмопередатчиком S-диапазона (3.1-3.5 ГГц)

Модуль AMT-PH332AM1 управляет приемопередающим трактом по уровню сигнала (дБ), значению фазы (град.) и обеспечивает коммутацию сигнала. Таких приемопередающих модулей в радаре с АФАР может быть, в зависимости от решаемых задач, более 1000 шт.

 

Актуальность применения MMIC AMPL (AMTL) для радаров с АФАР , радионавигации, космических систем

Современные радары с АФАР могут обеспечивать дальность обнаружения более 250 км, к радару прикладывается весь набор картографирования с опознаванием цели - таким образом, он может решить большое количество задач. Радар с АФАР может обеспечить от 600 до 1000 часов наработки на отказ. Технологии АФАР позволяю достичь высокой надежности. У передатчика радара предыдущего поколения напряжение питания усилителя находится в диапазоне от 18 до 30 кВ, то есть это высоковольтное оборудование, которое предъявляет соответствующие высокие требования к материалам, компоновке и эксплуатации. Современный радар с АФАР работает с напряжением 3–5, максимум 10 В. Такое напряжение не предъявляет высоких требований к эксплуатации. Применяемые в АФАР MMIC в корпусном исполнении (см. таблицу) значительно увеличивает надежность системы. Использовать эту технологию можно для радаров с АФАР для вертолетов, перспективных самолетов дальней авиации, наземных систем ПВО и морских систем.

Авиационную технологию АФАР успешно применяют в морских локаторах. Сегодня, как никогда, флоту нужно большое количество новых средних кораблей класса корвет. На такой корабль очень хорошо вписывается предлагаемый радар с антенной в виде пирамиды, состоящей из нескольких согласованных АФАР. Такой радар позволяет обеспечить круговой обзор и таким образом усилить информационное поле корабля вплоть до обзора в 360 градусов по азимуту. Поэтому в области морских локаторов нужно переходить на сотрудничество с предприятиями, обладающими высокими технологиями производства радаров с АФАР.

 

Направления и перспективы развития радаров с АФАР:
  • широкое внедрение в радарах АФАР с большим числом активных элементов, применение новых чипов и модулей;
  • построение АФАР с большими размерами раскрывов, в том числе, неэквидистантных ФАР с остронаправленными антеннами, расположенными в пределах целого полушария Земли (глобальный радиотелескоп);
  • разработка методов и технических средств ослабления вредных влияний взаимной связи между элементами АФАР;
  • развитие теории синтеза и методов машинного проектирования АФАР;
  • разработка теории и внедрение в практику новых методов обработки информации, принятой элементами АФАР, и использования этой информации для управления, в частности, для автоматического фазирования элементов (самофазирующиеся АФАР) и изменения формы ДН (адаптивные АФАР);
  • разработка методов управления независимым движением отдельных лучей в многолучевых АФАР.

Каждый разработчик, применяющий продукцию AMPL (AMTL), имеет возможность получить оперативный доступ к документации и наборам разработчика, гарантированную оперативную поставку образцов, качество, надежность и долговечность продукции. Сведения о продукции компаний AMPL и AMTL, можно найти на их сайтах.

Широкий выбор корпусов продукции приведен в каталоге AMTL и на сайте компании "Виаком": http://www.biakom.com/hfuhf/ production/mmic/. Заказать продукцию компаний AMPL (AMTL) или ее образцы можно уже сейчас. Срок поставки заказанной продукции при наличии на складе у производителя - 4 недели.

Более детальную информацию, DataSheet и каталог продукции AMPL (AMTL) можно получить в компании ООО «Виаком»: 03061, г. Киев, пр-т Отрадный, 95-С, тел.: 507-02-02, oleg.kolotun@biakom.kiev.uawww.biakom.com

Статья опубликована в журнале CHIP NEWS Украина




 
изготовление печатных плат | плис altera | микроконтроллеры atmel | магазин электронные компоненты | разъёмы amphenol | трансформаторы hahn | okw | tyco | vicor | marquardt | инструмент pro'skit