ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2298810

ПРИЕМНО-ПЕРЕДАЮЩИЙ ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ МОДУЛЬ АФАР

ПРИЕМНО-ПЕРЕДАЮЩИЙ ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ МОДУЛЬ АФАР

Имя изобретателя: Зайцев Дмитрий Феоктистович (RU)
Имя патентообладателя: Зайцев Дмитрий Феоктистович (RU)
Адрес для переписки: 119454, Москва, ул. Удальцова, 85, корп.4, кв.115, Д.Ф. Зайцеву
Дата начала действия патента: 04.10.2005

Изобретения относится к антеннам. Техническим результатом является уменьшение тепловыделения оптоэлектронного приемопередающего модуля АФАР вблизи излучателя, массы и габаритов, гальваническая развязка и энергонезависимость антенной решетки, повышение широкополосности, мощности, конструктивной гибкости, стойкости к электрическим помехам. Вход оптоэлектронного приемопередающего модуля АФАР, состоящего из аппаратурной и антенной частей, подключен к первому контакту первого переключателя, его второй контакт последовательно соединен с первым оптическим модулятором, к которому подключен первый лазер, оптическая линия задержки, управляемой линейкой фотодиодов, усилителем, управляемым аттенюатором, первым контактом второго переключателя, второй контакт которого связан с вторым оптическим модулятором, к которому подключен второй лазер со схемой управления питанием и первый фотодетектор, а третий - с выходом. Выход первого фотодетектора связан с первым контактом третьего переключателя, второй контакт которого связан с антенным излучателем, а третий - с третьим оптическим модулятором, к которому подключен третий лазер со схемой управления питанием и второй фотодетектор, связанный с входом малошумящего усилителя, выход которого связан с третьим контактом первого переключателя. Управляющие входы управляемой линейки фотодиодов, управляемого аттенюатора, переключателей и схемы управления питанием связаны с соответствующими выходами управляющего модуля.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к антеннам для радаров и систем связи, а более конкретно к приемнопередающим модулям (ППМ) для приема и передачи сигналов в активных антенных решетках (АФАР) СВЧ-диапазона с электронным сканированием луча. Это изобретение также относится к применению оптоэлектронной техники (аналоговой фотоники) в ППМ АФАР.

Такого типа устройства применяются в радарах, системах связи, в том числе мобильной, радиоастрономии, радионавигации, гидролокации [1-4].

Известен оптоэлектронный ППМ для АФАР [5, 6], состоящий из секции оптических элементов и секции электрических элементов, в которых содержится оптический демультиплексор, оптические волокна, управляющий модуль, интегрально-оптические модуляторы, оптический ответвитель, оптический разветвитель, фотодетектор, предусилитель, мощные усилители, переключатель прием/передача, малошумящий усилитель, излучатель.

Недостатком известного ППМ является наличие в составе его антенной секции, наиболее близко расположенной к антенным излучателям, мощных электронных усилителей, ограничивающих рабочую полосу частот и габариты, а также создающих проблемы охлаждения и увеличения шумовой температуры, находящегося там же малошумящего усилителя и антенной решетки в целом.

Применение в антенной секции трех последовательно включенных усилителей увеличивает опасность самовозбуждения, а необходимость прокладки электрокабелей для подводки к каждому из ППМ на антенном полотне значительной электрической мощности для их питания и приводит к увеличению массогабаритных параметров, стоимости, трудоемкости монтажа, технического обслуживания, снижению надежности, стойкости к электрическим помехам и ЭМИ, а также повышает пожароопасность.

Фазовый метод сканирования, примененный в известном устройстве, не дает возможности работы АФАР в широкой, а тем более в сверхширокой полосе частот.

Известен оптоэлектронный ППМ для АФАР [7], состоящий из демодулятора (фотодетектора), усилителей, диплексера, умножителей частоты, фазовращателей, мощного усилителя, циркулятора, лазерного диода, оптического модулятора, смесителя и излучателя.

Недостатком известного ППМ является наличие в его составе мощного выходного усилителя, ограничивающего рабочую полосу частот и габариты, а также создающего проблемы охлаждения и увеличения шумовой температуры для находящегося там же малошумящего усилителя и антенной решетки в целом.

Фазовый метод сканирования и примененный в известном устройстве ферритовый циркулятор не дает возможности работы АФАР в широкой, а тем более в сверхширокой полосе частот.

Применение в модуле мощных усилителей, обуславливает необходимость прокладки электрокабелей для подводки к каждому из ППМ на антенном полотне значительной электрической мощности для их питания, что приводит к увеличению массогабаритных параметров, стоимости, трудоемкости монтажа, технического обслуживания, снижению надежности, стойкости к электрическим помехам и ЭМИ, а также повышает пожароопасность.

Известен оптоэлектронный ППМ для АФАР [8], состоящий из оптической линзы, оптического демультиплексера, фотодетекторов, усилителей, микропроцессора с памятью и декодера, фазовых векторных модуляторов, усилителей, переключателей прием/передача, фильтра, мощного усилителя, излучателя.

Недостатком известного ППМ является наличие в его составе мощного выходного усилителя, ограничивающего рабочую полосу частот и габариты, а также создающего проблемы охлаждения и увеличения шумовой температуры для находящегося там же малошумящего усилителя и антенной решетки в целом.

Применение в модуле мощных усилителей обуславливает необходимость прокладки электрокабелей для подводки к каждому из ППМ на антенном полотне значительной электрической мощности для их питания, что приводит к увеличению массогабаритных параметров, стоимости, трудоемкости монтажа, технического обслуживания, снижению надежности, стойкости к электрическим помехам и ЭМИ, а также повышает пожароопасность.

Наличие открытого оптического канала для подачи зондирующего сигнала на вход ППМ делает его работу непосредственно зависящей от условий внешней среды, что существенно снижает его надежность.

Фазовый метод сканирования и примененные в известном устройстве фазовые векторные модуляторы не дают возможности работы АФАР в широкой, а тем более в сверхширокой полосе частот.

Известен оптоэлектронный ППМ для АФАР [9], состоящий из фотодетекторов, мультиплексера, демультиплексера, усилителей, цифровых логических схем, лазерного диода, управляемых аттенюаторов, АЦП, усилителей, смесителей, сплиттера, схемы стробирования, фазовращателя, переключателей прием/передача, фильтров, мощного усилителя, малошумящего усилителя, излучателя.

Недостатком известного ППМ является наличие в его составе мощного выходного усилителя, ограничивающего рабочую полосу частот и габариты, а также создающего проблемы охлаждения и увеличения шумовой температуры для находящегося там же малошумящего усилителя и антенной решетки в целом.

Применение в модуле мощных усилителей обуславливает необходимость прокладки электрокабелей для подводки к каждому из ППМ на антенном полотне значительной электрической мощности для их питания, что приводит к увеличению массогабаритных параметров, стоимости, трудоемкости монтажа, технического обслуживания, снижению надежности, стойкости к электрическим помехам и ЭМИ, а также повышает пожароопасность.

Известен оптоэлектронный ППМ для АФАР [10], состоящий из лазерного передатчика, оптического разветвителя, оптического волокна, оптического переключателя, оптического модулятора, фотодетекторов, усилителей, переключателей прием/передача, фазовращателя, усилителя с управляемым коэффициентом усиления, мощного усилителя, циркулятора, малошумящего усилителя, излучателя.

Недостатком известного ППМ является наличие в его составе мощного выходного усилителя, ограничивающего рабочую полосу частот и габариты, а также создающего проблемы охлаждения и увеличения шумовой температуры для находящегося там же малошумящего усилителя и антенной решетки в целом.

Фазовый метод сканирования и примененный в известном устройстве ферритовый циркулятор, не дает возможности работы АФАР в широкой, а тем более в сверхширокой полосе частот.

Применение в модуле мощных усилителей обуславливает необходимость прокладки электрокабелей для подводки к каждому из ППМ на антенном полотне значительной электрической мощности для их питания, что приводит к увеличению массогабаритных параметров, стоимости, трудоемкости монтажа, технического обслуживания, снижению надежности, стойкости к электрическим помехам и ЭМИ, а также повышает пожароопасность.

Как известно, АФАР состоят из приемопередающих модулей (ППМ), в которые входят кроме излучателей, переключателей и фазовращателей (или управляемых линий задержки), активные элементы для усиления, преобразования частот сигналов и другие устройства предварительной пространственно-временной обработки сигнала [1, 2, 3].

Наряду с несомненными достоинствами АФАР имеют и объективные недостатки, затрудняющие их применение, особенно в качестве бортовой аппаратуры на различных носителях.

Габаритные размеры ППМ АФАР определяются возможностью их размещения на обратной стороне антенного полотна решетки. Для уменьшения побочных максимумов излучения при сканировании шаг решетки должен быть не больше l/2, следовательно, при разработке ППМ АФАР, прежде всего сантиметрового диапазона и миллиметрового диапазонов, необходима их миниатюризация. Это достигается реализацией ППМ в твердотельном интегральном исполнении, но малые размеры мощных активных полупроводниковых приборов и недостаточное значение их КПД приводят к локальному выделению большой тепловой мощности и необходимости применения высокоэффективных систем охлаждения, которые, в свою очередь, имеют габариты, в значительной степени ограничивающие возможности миниатюризации. Например, АФАР современного истребителя имеет до двух тысяч ППМ, выделяющих несколько десятков киловатт тепловой мощности, что потребовало применения сложной и дорогостоящей системы их жидкостного охлаждения, имеющей недостаточную надежность [2, 3, 4].

Также ограничены пределы миниатюризации радиочастотных элементов ППМ, таких как микрополосковые линии передачи, колебательные системы, линии задержки, фазовращатели, направленные ответвители, делители и циркуляторы.

Еще большие проблемы возникают при разработке широкополосных и особенно сверширопополосных АФАР, в том числе сверхкороткоимпульсных (СКИ) АФАР с высоким разрешением, так как традиционная элементная база ППМ АФАР принципиально не позволяет обеспечить работу со сверхкороткими импульсами из-за ее высокой дисперсионности, т.к. обычные радиочастотные линии передачи, линии задержки и другие элементы радиочастотного тракта, внося высокую дисперсию, сильно ограничивают ширину рабочей полосы частот и не позволяют осуществлять сканирование и адаптацию в реальном масштабе времени в сверхширокой полосе рабочих частот.

Все это приводит к тому, что реализация АФАР дециметрового, сантиметрового и особенно миллиметрового диапазонов с традиционным построением на основе радиоэлектронных интегральных ППМ с необходимым для большинства применений энергетическим потенциалом даже в узкой полосе рабочих частот является сложной и затратной задачей, а создание сверхширокополосных АФАР проблематично.

Поэтому постоянно ведутся исследования и разработки не только по совершенствованию традиционных электронных ППМ для АФАР, но и по поиску качественно новых подходов их реализации.

Для обеспечения работы сканируемых в реальном масштабе времени АФАР в широкой полосе частот и улучшения электромагнитной совместимости были предложены гибридные оптоэлектронные ППМ с применением волоконно-оптической техники, интегрально-оптических схем и электронных интегральных схем (аналоговой фотоники) в качестве их элементной базы [5-10].

Однако такие гибридные ППМ не получили широкого распространения в основном из-за того, что они сохраняли в своем составе мощные электронные усилители передающего канала, которые ограничивали их рабочую полосу и КПД, а следовательно, не решали проблемы эффективного охлаждения и существенного уменьшения габаритов.

Единая задача, на решение которой направлено данное изобретение, - уменьшение массогабаритных параметров антенных частей ППМ и тепловой нагрузки на антенное полотно АФАР, а также обеспечение возможности ее работы в широкой и сверхширокой мгновенной полосе частот с СКИ и создания на носителях плоских распределенных конформных активных антенных решеток.

Для этого предлагается оптоэлектронный ППМ, реализуемый с помощью перехода на радиооптические методы передачи и приема сигналов аналоговой фотоники для всех его основных компонент, включая тракт передачи мощного СВЧ-сигнала.

Сущность изобретения заключается в разделении ППМ на аппаратурную часть модуля, в которой происходит основное тепловыделение от активных элементов, и имеющую значительные габариты, массу и миниатюрную антенную часть с минимальным тепловыделением от пассивных элементов, причем пространственное разнесение и связь между ними осуществляется с помощью аналоговых волоконно-оптических линий.

Единый технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, одновременно выражается в следующем:

а) в существенном уменьшении тепловой нагрузки на антенную решетку АФАР, то есть в значительном уменьшении тепловыделения в непосредственной близости от антенных излучателей; б) в более высокой широкополосности и возможности работы с СКИ; в) в уменьшении габаритов и массы антенной решетки; г) в потенциально большей мощности и КПД; д) в энергетической независимости антенной решетки, т.е. в отсутствие необходимости электрического питания аппаратуры на антенном полотне; ж) в гальванической развязке антенной решетки от аппаратурной части; з) в большей стойкости к электрическим помехам и ЭМИ, а также в улучшении ЭМС; и) в большей конструкционной гибкости.

Указанный единый технический результат при осуществлении изобретения по устройству достигается тем, что по сравнению с известным ППМ [5], являющимся наиболее близким аналогом к заявляемому, с общими признаками: наличие двух частей, оптические модуляторы, фотодетекторы, малошумящий предусилитель, переключатель, управляющий модуль, оптические линии связи между двумя частями (секциями) модуля и между управляющим модулем и управляемыми устройствами, излучатель, введены первый и второй переключатели, оптическая линия задержки с 32-мя выводами, управляемая линейка с 32-мя фотодиодами, три лазера, фотодетектор, причем вход ППМ соединен с первым контактом первого переключателя 1, второй контакт которого соединен с входом первого оптического модулятора 2, оптический вход которого подключен к выходу первого лазера 3, а оптический выход первого оптического модулятора 2 соединен с входом оптической линии задержки 4 с 32-мя выводами, оптические выходы которой соединены с оптическими входами управляемой линейки 5 с 32-мя фотодиодами, выход которой соединен с входом усилителя 7, выход которого соединен с входом управляемого аттенюатора 8, выход которого соединен с первым контактом второго переключателя 9, второй контакт которого соединен с выходом модуля, а третий с входом второго оптического модулятора 10, оптический вход которого соединен с оптическим выходом второго лазера 11, в цепь питания которого включена схема управления питанием 22, а оптический выход соединен через первое оптическое волокно 12 с первым фотодетектором 13 в антенной части ППМ, электрический выход которого соединен с первым контактом третьего переключателя 14, второй контакт которого соединен с излучателем 15, а третий контакт соединен с входом третьего оптического модулятора 16, оптический вход которого соединен через второе оптическое волокно 18 с оптическим выходом третьего лазера 17, а оптический выход через третье оптическое волокно 19 соединен с входом второго фотодетектора 20, выход которого соединен с малошумящим усилителем 21, выход которого соединен с третьим контактом первого переключателя 1, причем активная и антенные части оптоэлектронного ППМ разнесены в пространстве, а управляющие входы управляемой линейки фотодиодов 5, управляемого аттенюатора 8, переключателей 1, 9, 14 и схемы управления питанием 22 связаны с соответствующими выходами управляющего модуля 6, функционирующего в соответствии с цифровыми сигналами управления входящего в его состав микропроцессора.

Благодаря разнесению в пространстве с помощью высокоэффективных аналоговых ВОЛС аппаратурной и антенной частей ППМ и исключению из состава антенной части электронных, прежде всего мощных усилителей, а также применению аналоговой фотоники в системе сканирования снимаются основные ограничения на миниатюризацию их антенных частей, решается проблема охлаждения модулей, обеспечивается работа в широкой и сверхширокой полосе частот в реальном масштабе времени, открывается возможность увеличения выходной мощности и КПД, снижается масса антенного полотна, повышается стойкость к ЭМИ и улучшается ЭМС, и могут быть построены плоские распределенные конформные АФАР.

структурная схема оптоэлектронного приемопередающего модуля АФАР.

На фиг.1 представлена структурная схема оптоэлектронного приемопередающего модуля АФАР.

возможный вариант исполнения антенной части оптоэлектронного приемно-передающего модуля АФАР вместе с излучателем в виде интегрально-оптической схемы.

На фиг.2 представлен возможный вариант исполнения антенной части оптоэлектронного приемно-передающего модуля АФАР вместе с излучателем в виде интегрально-оптической схемы.

Здесь: 1 - оптическое волокно, 2 - распределенные фотодиоды для приема мощного оптического сигнала, 3 - оптический волновод, 4 - металлизация, 5 - переключатель прием/передача, 6 - интегральный излучатель, 7 - разделительный экран между передающей и приемной секциями антенной части модуля.

В передающем тракте в качестве источника мощного оптического излучения (лазер 11) могут быть использованы высокомощные (более 16 Ватт) гетеролазеры с КПД свыше 74% [11] или гетеролазерные линейки (модули) с выходной мощностью свыше 200 Ватт в многомодовом оптическом волокне [12].

Для модуляции мощного оптического излучения радиочастотным зондирующим сигналом в качестве оптического модулятора 10 могут быть применены высокоэффективные интегрально-оптические многомодовые модуляторы с малыми внутренними оптическими потерями [13, 14].

Для приема и преобразования мощного промодулированного оптического излучения в электрический сигнал в качестве фото детектора 13 могут быть применены высокоэффективные широкополосные фотодетекторы мощного оптического сигнала с КПД преобразования в фотовольтаическом режиме до 70% и выше в виде интегрально-оптической схемы [15-18].

В приемном тракте в качестве оптического модулятора 16 могут быть применены высокочувствительные, с малым полуволновым напряжением, одномодовые интегрально-оптические модуляторы на эффекте оптического или радиооптического резонанса [19-22].

В сочетании с мощными малошумящими одномодовыми гетеролазерами и эффективными фотодетекторами с малошумящими предусилителями в режиме приема может быть получен коэффициент шума приемного тракта менее 1 дБ в широкой (1-20 ГГЦ) полосе частот и менее 0,5 дБ в узкой полосе частот [23].

Следовательно, переход от мощных электронных усилителей с ограниченной полосой пропускания и КПД к мощным квантовым приборам на основе гетероструктур, а также к высокоэффективным интегрально-оптическим модуляторам с малым полуволновым напряжением может улучшить частотные свойства и энергетику ППМ и АФАР в целом.

В оптоэлектронном ППМ применен временной параллельный метод сканирования на основе аналоговой фотоники с помощью переключаемых оптических линий задержки [24]. При применении временного метода сканирования угол наклона ДН не зависит от частоты, что дает возможность работать в широкой и сверхширокой полосе частот, в том числе и со сверхкороткими импульсами при наличии соответствующих антенных излучателей [25, 26].

Как известно, основной вклад в выделяемое тепло в ППМ дают мощные ступени передающего тракта.

Отношение КМ, выделяемых в пассивной антенной и активной аппаратурной частях ППМ (РОАМ) тепловых мощностей передающего тракта, можно оценить так:

КМрас.фд.Ррас.лдр Рлд(1-Кфэп)/Рп.лд(1-Клд),

где Ррас.фд - мощность, рассеиваемая фотодиодом;

Ррас.лд - мощность, рассеиваемая гетеролазером;

Кр - коэффициент передачи оптического тракта;

Кфэп - коэффициент фотоэлектрического преобразования фотодетектора;

Рп.лд - электрическая мощность питания лазера.

Клд - КПД гетеролазера.

Подставляя в (1) значения параметров гетеролазеров и фотодиодов, получим отношение выделяемых тепловых мощностей в антенной и аппаратурной частях ППМ. Таким образом, оценка отношения тепловой мощности, выделяемой в пассивной антенной части, к тепловой мощности, выделяемой в активной аппаратурной части модуля, дает Км (от 0,15 до 0,35, а это значит, что тепловая нагрузка на антенную часть ППМ снижается от 3 до 7 раз.

Устройство работает следующим образом. В режиме передачи на его вход подается зондирующий СВЧ-сигнал, который поступает на первый контакт первого переключателя в аппаратурной части ППМ 1, пройдя на второй его контакт, поступает на электрический вход первого оптического модулятора 2, модулируя тем самым непрерывное оптическое излучение, поступающее на его оптический вход от первого лазера 3. С оптического выхода первого оптического модулятора 2 промодулированный сигнал поступает на вход оптической линии задержки 4 с 32-мя выходами, построенной по принципу оптического разветвителя 1:32 с отводами различной длины. Проходя через 32 ее канала различной длины, оптические сигналы получают дифференцированную задержку по времени и попадают на 32 выхода, с которых поступают на управляемую линейку фотодиодов из 32-х фотодиодов в интегральном исполнении 5 с электронным переключением цифрового сигнала сканирования от микропроцессора управляющего модуля 6. Таким образом, на ее выходе оказывается СВЧ зондирующий сигнал с той или иной требуемой задержкой в реальном масштабе времени. С выхода управляемой линейки фотодиодов 5 СВЧ зондирующий сигнал с заданной задержкой поступает на усилитель 7, с выхода которого поступает на вход управляемого цифровым сигналом от микропроцессора управляющего модуля 6 аттенюатора 8, с выхода которого поступает на первый контакт второго переключателя 9, пройдя через который поступает на второй его контакт и далее на электрический вход второго оптического модулятора 10, на оптический вход которого поступает оптическое излучение от второго лазера 11 (мощного гетеролазера). Промодулированный мощный оптический сигнал с заданной задержкой и амплитудой модуляции через первое оптическое волокно 12 попадает на оптический вход первого фотодетектора в антенной части ППМ 13 (распределенный фотодетектор бегущий волны для приема мощных оптических сигналов в фотовольтаическом режиме), преобразовывается в нем в мощный СВЧ зондирующий сигнал и поступает на первый контакт третьего переключателя 14, пройдя через который со второго его контакта выходит в излучатель 15. В режиме передачи схема управления питанием 22 по команде микропроцессора управляющего модуля 6 отключает питание от третьего лазера 17, благодаря чему исключается попадание передаваемого сигнала на вход малошумящего усилителя 21 в приемном тракте.

В режиме приема, который осуществляется в паузах между импульсами, излучаемыми передающим каналом ППМ, принятый СВЧ-сигнал от антенного излучателя поступает на второй контакт третьего переключателя в его антенной части 14, пройдя через который с третьего контакта непосредственно поступает на вход третьего оптического модулятора 16 (высокочувствительный интегрально-оптический модулятор на эффекте радиооптического резонанса), на оптический вход которого через второе оптическое волокно 18 поступает излучение от третьего лазера (малошумящий одномодовый гетеролазер), находящегося в активной части ППМ 17. Промодулированное принятым сигналом оптическое излучение с оптического выхода третьего оптического модулятора поступает на вход второго фотодетектора в активной части ППМ 20, с выхода которого поступает на вход малошумящего усилителя 21, с выхода которого поступает на третий контакт первого переключателя 1. Пройдя переключатель 1, принятый сигнал поступает на электрический вход первого оптического модулятора 2, модулируя тем самым непрерывное оптическое излучение, поступающее на его оптический вход от первого лазера 3. С оптического выхода первого оптического модулятора 2 промодулированный принятый сигнал поступает на вход оптической линии задержки 4 с 32-мя выходами. Проходя через 32-а ее канала различной длины, оптические сигналы получают дифференцированную задержку по времени и попадают на 32 выхода, с которых поступают на управляемую линейку из 32-х фотодиодов 5 с электронным переключением цифровым сигналом сканирования от микропроцессора управляющего модуля 6. Таким образом, на ее выходе оказывается СВЧ принятый сигнал с той или иной задержкой в реальном масштабе времени. С выхода управляемой линейки фотодиодов сигнал поступает на вход усилителя 7, с выхода которого поступает на вход управляемого аттенюатора 8, с выхода которого поступает на первый контакт второго переключателя 9, пройдя через который поступает на выход модуля для дальнейшей обработки. В режиме приема схема управления питанием 22 по команде микропроцессора управляющего модуля 6 отключает питание от второго лазера 11 (мощного гетеролазера передающего тракта), благодаря чему уменьшается энергопотребление оптоэлектронного ППМ.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Активные фазированные антенные решетки / под. ред. Д.И.Воскресенского и А.И.Канащенкова. - М.: Радиотехника, 2004. - 488 с.: ил.

2. Активные ФАР. Концепция построения и опыт разработки / Синани А.И., Алексеев О.С., Винярский В.Ф., Антенны, вып.2 (93), 2005, с.64-68.

3. Кашин В.А., Леманский А.А., Митяшев М.Б., Скосырев В.Н., Созинов П.А. Проблемы создания АФАР сантиметрового диапазона для мобильных многофункциональных радиолокаторов зенитных ракетных комплексов / Вопросы перспективной радиолокации / под. ред. А.В.Соколова. - М.: Радиотехника, 2003. - 512 с.

4. Облик перспективных бортовых радиолокационных систем / А.И.Канащенков, В.И.Меркулов, О.Ф.Самарин. - М.: ИПРЖР, 2002. - 176 с.: ил.

5. US 5247309, S.М.Reich, Int. Cl. G01S 13/66; H01Q 3/26, US Cl, 342/368, 342/175; 21.09.1993.

6. US 5369410, S.M.Reich, Int. Cl. G01S 13/66; H01Q 3/26, US Cl, 342/368, 342/175; 29.11.1994.

7. US 4258363, M.H.Bodmer et al. Int. Cl. G01S 13/06; US Cl, 343/16 R, 343/100 SA; 24.03.1981.

8. US 5164735, S.M.Reich et al., Int. Cl. H01Q 3/34; H01Q 3/36, US Cl, 342/368, 342/372; 17.11.1992.

9. US 5051754, I.L.Newberg, Int. Cl. H01Q 3/22, US Cl, 342/374, 342/375; 24.09.1991.

10. US 4885589, В.J.Edward et al., Int. Cl. G01S 13/00; H01Q 3/34, US Cl, 342/175, 342/368: 5.12.1989.

11. Винокуров Д.А., Зорина С.А., Тарасов И.С. и др. Мощные полупроводниковые лазеры на основе асимметричных гетероструктур раздельного ограничения // Физика и техника полупроводников. - 2005. - Т.39, вып.3-c. 388-393.

12. Веб-сайт фирмы "Limo", http://www.limo.de., 2004; 2005 г.

13. US 6320990, Do-Gul. Sun, Int. Cl. G02F 1/295, US Cl, 385/2, 385/9, 385/14; 20.11.2001.

14. US 20020159668, К.J.Williams et al., Int. Cl. G02F 1/035; US Cl, 385/03; 31.10.2002.

15. US 5404006, J.H.Schaffner et al., Int. Cl. H01J 40/14; US Cl, 250/208.2; 250/221.11; 4.04.1995.

16. US 5572014, Ming-Chang. Wu et al., Int. Cl. H01J 40/14; US Cl, 385/03; 5.11.1996.

17. US 2004145026, Chi-Kuang Sun et al., Int. Cl. H01L 31/00; US Cl, 385/03; 29.07.2004.

18. Алферов Ж.И., Андреев В.M., Румянцев В.Д. Тенденции и перспективы развития солнечной фотоэнергетики // Физика и техника полупроводников. - 2004. - Т.38, вып.8 - с.937-947.

19. Cohen D.A., Hossein-Zadeh M., Levi A.F.J. High-Q microphotonic electro-optic modulator // Solid-State Electronics. - 2001. - V.45, P.1577-1589.

20. Cohen D.A., Levi A.F.J. Microphotonic millimeter-wave receiver architecture // Electronics Letters. - 2001. - V.37, No. 1, P.37-39.

21. Cohen D.A., Hossein-Zadeh M., Levi A.F.J. Microphotonic modulator for microwave receiver // Electronics Letters. - 2001. - V.37, No. 5, P.300-301.

22. Abies J.H. et al. Resonant enhanced modulator development // R-FLICS Program Review Presentation., Sarnoff Co. - 2001. - Aug., P.1-31.

23. Сох С., Ackerman E. Steps to the Photonic antenna // Proc. Analog Optical Signal Processing (AOSP) study grup 6, - 2000. - Dec., P.1-30.

24. Ng W.W., Walston A.A., Tangonan G.L. et al. The first demonstration of an optically steered microwave phased array antenna using true-time-delay // Journ. of Lightwave Technology, - 1991. - V.9, No. 9, P.1121-1131.

25. Справочник по радиолокации в 4 т. / под. ред. M.И.Сколника. - M.: Сов. Радио, 1977. - Т.2: Радиолокационные антенные устройства. - 438 с.

26. Stutzman W.L., Buxton С.G. Radiating elements for wideband phased arrays // Microwave Jounal, - 2000. - Feb. P.131-141.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Оптоэлектронный приемопередающий модуль (ППМ) активной фазированной антенной решетки, состоящий из аппаратурной и антенной частей и содержащий первый, второй и третий оптические модуляторы, первый фотодетектор, малошумящий усилитель, переключатель, управляющий модуль, оптические линии связи между двумя частями ППМ, излучатель, отличающийся тем, что в него введены первый и второй переключатели, оптическая линия задержки с 32 выводами, управляемая интегральная линейка с 32 фотодиодами, три лазера, второй фотодетектор, схема управления питанием, управляемый аттенюатор, причем вход ППМ соединен с первым контактом первого переключателя, второй контакт которого соединен с входом первого оптического модулятора, оптический вход которого подключен к выходу первого лазера, а оптический выход первого оптического модулятора соединен с входом оптической линии задержки, оптические выходы которой соединены с оптическими входами управляемой линейки фотодиодов, электрический выход которой соединен с входом усилителя, выход которого соединен с входом управляемого аттенюатора, выход которого соединен с первым контактом второго переключателя, второй контакт которого соединен с выходом ППМ, а третий - с входом второго оптического модулятора, оптический вход которого соединен с оптическим выходом второго лазера, вывод питания которого соединен со схемой управления питанием, а оптический выход второго оптического модулятора соединен через первую оптическую линию связи с первым фотодетектором, выход которого соединен с первым контактом переключателя, второй контакт которого соединен с излучателем, а третий контакт соединен с входом третьего оптического модулятора, оптический вход которого соединен через вторую оптическую линию связи с оптическим выходом третьего лазера, вывод питания которого соединен со схемой управления питанием, а оптический выход через третью оптическую линию связи соединен с входом второго фотодетектора, выход которого соединен с малошумящим усилителем, выход которого соединен с третьим контактом первого переключателя, причем части ППМ разнесены в пространстве, а управляющие входы управляемой линейки фотодиодов, управляемого аттенюатора, переключателей и схемы управления питанием связаны с соответствующими выходами управляющего модуля.

Версия для печати


вверх