УСТРОЙСТВА НА ПАВ ДЛЯ СВЧ ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИКОВ БОРТОВЫХ РЛС

August 3, 2012 by admin Комментировать »

Смеркло Л. М., Шкоропад В. П., Казаков Б. М., Зубков А. Н. Львовский научно-исследовательский радиотехнический институт Ул. Научная, 7, Львов 79060, Украина Тел.: (0322)-63-35-07; Факс: (0322)-63-11-63; e-mail: Smerklo@lreri.lviv.ua

Аннотация В работе представлены результаты разработки согласованного фильтра фазоманипулированного сигнала, высокочастотного полосового фильтра промежуточной частоты и десятиканальной гребенки полосовых фильтров на ПАВ для СВЧ приемопередатчиков бортовых РЛС. Приведены технические характеристики и конструктивно-технологические решения устройств на ПАВ.

I.  Введение

В последнее время значительно возрос интерес к использованию широкополосных сигналов в СВЧ приемопередатчиках бортовых РЛС.

В процессе проектирования СВЧ приемопередатчиков возникает вопрос снижения массы и габаритных размеров, обеспечения технических характеристик с высоким коэффициентом полезного действия, повышения долговечности и надежности аппаратуры в очень жестких условиях эксплуатации. Всем этим характеристикам отвечают устройства на ПАВ.

Применение устройств на ПАВ особенно эффективно в блоках согласования, фильтрации, обнаружения, идентификации и декодирования сложных фазоманипулированных сигналов (ФМС).

Согласованный фильтр ФМС на ПАВ используется, как фильтр сжатия, для декодирования шумоподобных сигналов с высоким коэффициентом отношения сигнал/шум. Фильтр обеспечивает помехоустойчивость радиосистемы, улучшает энергетические параметры и может работать в одном диапазоне с узкополосными средствами связи.

Высокочастотный полосовой фильтр на ПАВ применяется для фильтрации сигналов 1-ой промежуточной частоты. Относительно высокая частота позволяет значительно упростить структуру приемного устройства, уменьшить количество преобразований частоты и улучшить избирательность по побочным каналам приема.

10-и канальная гребенка полосовых фильтров на ПАВ используется для повышения помехоустойчивости системы путем подавления отдельных составных помех без искажения полезного сигнала.

II.   Основная часть

Разработаны, изготовлены и исследованы согласованные фильтры (СФ) фазоманипулированной Мпоследовательности с 127 импульсов. Входной преобразователь является обыкновенным встречноштыревым преобразователем (ВШП) с количеством электродов на единицу превышаемый удвоенное количество колебаний несущей частоты в кодовом интервале обрабатываемого ФМС и имеет 13 электродов [1]. Выходной кодирующий преобразователь содержит 127 групп электродов, в каждой из которых

4    электрода и полярность подключения к суммирующим шинам определяется Мпоследовательностью. Апертура входного и выходного преобразователей составляет 2.5 мм, ширина электродов и зазоров равна 7.0 мкм и 6.25 мкм.

Расчетные вносимые потери на свертку СФ составляют 42 дБ, измеренные 42…45 дБ. Расчетные отношения главного лепестка сжатого сигнала до максимального бокового лепестка на центральной частоте составляет 8,1 раза, измеренное 7.3…8 раз. Спад импульсного отклика не превышает 2 дБ. Разница между расчетными и измеренными центральными частотами равна 2…20 кГц.

Согласованные фильтры ФМС на ПАВ выполнены на пластинах из пьезокварца STсреза размером 30x8x1 мм и размещены в герметических корпусах собственного производства.

Разработанный, изготовленный и исследованный высокочастотный полосовой фильтр на ПАВ с параметрами : центральная частота 479.5 МГц, ширина полосы пропускания 26 МГц, неравномерность затухания < 1 дБ, гарантированное относительное затухание > 45 дБ, коэффициент прямоугольности 40/3 дБ <1.7, искажения характеристики группового времени замедления < 20 не.

Входной аподизированный ВШП рассчитан для возбуждения на третьей гармонике [2]. Преобразователь содержит расщепленные электроды для уменьшения отражений ПАВ. Для устранения искажений частотных характеристик и группового времени задержки используется аподизированный преобразователь, в которого граница области перекрытия выполнены в форме двух смежных несимметричных контуров. Входной прореженный преобразователь, который обладает значительной частотной избирательностью, возбуждается на второй гармонике. Это возможно, если ВШП имеет структуру " три электрода на период ".

Высокочастотный полосовой фильтр на ПАВ выполнен на дисках из ниобата лития среза YZ по групповой технологии. Фильтры выполнены в двух вариантах корпусов: с планарными выводами собственного производства размером 12x10x3 мм и стандартных металлостеклянных с штырьковыми выводами 151.15-8 ПИЖМ 430.114ТУ.

Разработана, изготовлена и исследована 10-и канальная гребенка полосовых фильтров на ПАВ, которая обеспечивает перекрытие необходимого частотного диапазона. Отдельные фильтры имеют прямоугольные соприкасающиеся характеристики, которые осуществляют частотную селекцию и разделение каналов.

Гребенка обладает следующими характеристиками:

-диапазон рабочих частот -110…120 МГц

– полоса пропускания каждого фильтра 2 МГц

– подавление вне полосы пропускания 40 дБ

– коэффициент прямоугольности <2.8

– вносимые потери 20 дБ

– развязка между каналами 30 дБ.

Для реализации заданных характеристик проектируемые фильтры имели структуру с одним аподизированным ВШП по функции Хэмминга с одинарными электродами и неаподизированным преобразователем с электродами "три электрода на период". Дополнительное подавление боковых лепестков достигается при соотношении числа пар электродов неаподизированного и аподизированного ВШП, равному 1/2.

Гребенка полосовых фильтров на ПАВ выполнена на пластине из пьезокварца ST-среза размером 20x20x1 мм и размещена в металлостеклянном унифицированном корпусе.

III.   Заключение

Применение устройств на ПАВ для СВЧ приемопередатчиков бортовых РЛС позволило улучшить технические характеристики, снизить себестоимость аппаратуры.

Разработка новых конструктивно-технологических решений позволила стабильно изготавливать структуры устройств на ПАВ с размером элемента до 1.5 мкм.

Для автоматизированного проектирования и изготовления устройств на ПАВ разработан пакет прикладных программ на ПЭВМ IBM PC, который предназначенный для расчета электрических и топологических параметров, а также подготовку управляющей информации для изготовления фотошаблонов на фотонаборной установке и выпуск конструкторскотехнологической документации.

IV.  Список литературы

[1]    Л     Смеркпо, В. Шкоропад, М. Гладун. Багатоканальж узгоджеж фтьтри фазомажпульваних сигнал1в на поверхневих акустичних хвилях // Вюник НУ "Льв1вська пол1техн1ка". Радюелектрожка та телекомужкаци. №387. -2000. С.408…411.

[2] Я Смеркпо, В. Шкоропад, Г. КучмШ. Смугов1 фтьтри пром1жноТ частоти на поверхневих акустичних хвилях для супутникового телебачення // Вюник НУ "Льв1вська пол1техн1ка". Радюелектрожка та телекомужкацм. № 428. -2001. С.99…102.

SAW DEVICES FOR AIRBORNE RADAR MICROWAVE TRANSCEIVERS

Smerklo L. М., Shkoropad V. P.,

Kazakov В. М., Zubkov A. N.

Lviv Radio Engineering Research Institute 7 Naukova St., Lviv, Ukraine, 79060 phone +380 (322) 633507, fax +380 (322) 631163 email: Smerklo@lreri.lviv.ua

Abstract The paper presents the results of developing PSK signal matched filters, UHF IF bandpass filters and SAWbased comb bandpass filters for microwave airborne radar

transceivers. Technical specifications and description of the SAW device design are given.

I.  Introduction

Wdeband signals have found extensive application in airborne radar microwave transceivers.

Devices based on surface acoustic waves (SAW) are particularly suitable for matching, filtration, detection, identification and decoding of complex phase-shift keyed (PSK) signals.

II.  Main part

We have designed, manufactured and studied the matched filters (MF) ofthe PSK M-sequence of 127 pulses. They have the following parameters:

–       calculated insertion loss of 42dB;

-measured loss of 42…45 dB;

– calculated ratio of the main lobe of compressed signal to the maximum sidelobe at master frequency is 8.1, measured

7.3..   .8 times;

-pulse response falloff does not exceed 2 dB;

– the difference between the calculated and measured master frequencies is 2…20 kHz.

We have designed, manufactured and studied a SAWbased UHF bandpass filter having the following parameters:

-master frequency of 479.5 MHz;

-pass bandwidth of 26 MHz;

–       damping irregularity below 1 dB;

-relative damping above 45 dB;

–       squareness ratio at 40/3 dB below 1.7;

–       distortion of group delay time response below 20 ns.

We have designed, manufactured and studied SAW-based 10-channel comb of bandpass filters covering the required frequency range. The bandpass filter comb has the following parameters:

–       frequency range of 110…120 MHz;

–       single filter bandwidth of 2 MHz;

–       sideband suppression of 40 dB;

–       squareness ratio below 2.8;

-insertion loss of 20 dB;

–       channel isolation of 30 dB.

III.  Conclusion

The application of SAW-based devices for microwave transceivers of airborne radars allowed for improved technical parameters at the lower hardware costs.

New design approaches provide for a stable manufacture of SAW structures with element dimensions of 1,5|jm.

CAD software for SAW devices design has also been developed providing for the calculation of electric and layout parameters and the preparation of control data for the photomask manufacture using photocomposers, as well as for the release of engineering documentation.


Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты