Półprzewodnikowy impulsowy moduł nadawczo-odbiorczy pracujacy w paśmie L

• Autorzy: Budziński D.

Warianty tytułu

EN

L-band, pulse semiconductor transceiver module

• Konferencja: Urządzenia i systemy radioelektroniczne (UiSR) ; (2 ; 13-15.06.2007 ; Soczewka k. Płocka, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono moduł nadawczo-odbiorczy oparty na półprzewodnikowych elementach dużej mocy. Omawiany prototyp przeznaczony jest do stosowania w wielowierszowej, ścianowej antenie obrotowej na pasmo L, jako zespół napędzający. Artykuł zawiera omówienie koncepcji oraz konstrukcji zaprojektowanego i wykonanego w Przemysłowym Instytucie Telekomunikacji w Oddziale Wrocławskim modułu nadawczo-odbiorczego. Opracowano go w oparciu o bipolarne tranzystory mocy firmy M/A Com, pracujące w klasie C. Tor nadawczy modułu pozwala na wzmacnianie impulsowych sygnałów mikrofalowych w paśmie 1200÷1400 MHz, o czasach trwania nie większych niż 150 µs i wypełnieniu do 10%, do poziomu mocy wyjściowej większego od 1,3 kW. Tor odbiorczy charakteryzuje się współczynnikiem szumów lepszym od 1,5 dB. Oprócz przedstawionych parametrów elektrycznych, w artykule przedstawiono konstrukcję mechaniczną modułu z uwzględnieniem wymogów związanych z eksploatacją i chłodzeniem. Opisano układ diagnostyki i sterowania oraz kontrolowane parametry wykonanego modułu nadawczo-odbiorczego, a także omówiono podstawowe właściwości elektryczne modułu (w dziedzinie czasu i częstotliwości) i wyniki badań prototypu (w tym także EMC/EMI), które zakończyły się wynikiem pozytywnym.

EN

In the article, design and construction of a transceiver module, based on high-power semiconductor transistors, are presented. Transceiver modules find applications in active-aperture phase array antenna. They fulfil a double role. A set of transceiver, directly connected with radiation elements of antenna's row, allow for forming a radiation pattern in an area, optionally in a transmitter mode. In a receiver mode, this direct connection minimizes noise ratio of a receiver system. Radar systems with a distributed transmitter eliminate central very high power transmitter. In case of damage of one of many transmitters, radar station can work on. Disassembly damaged module decreases only efficiency of target detection on the essential time for clearing the transmitter failure only. Construction of antenna’s system with a distributed transmitter become possible after the technology of production of bipolar, MOS and FET power transistor on the highest frequencies has been developed. In L-band, the output power of a single bipolar transistor is at the level of hundred Watts presently. Firms developing FET transistors offer products at the output power level of about hundred Watts. Recently, new transistors based on AlGaN/GaN HEMT heterostructure, power level of over hundred Watts are developed. In the future, they can provide increase in output power level of a particular transmitter. The described transceiver module is assigned for application in L-band rotary multi-rows phase array antenna. Depending on a variant of application, module drives half of antenna's rows or individual antenna's rows. The antenna will generate multiple receiving beams with electronic searching in elevation, as well as a single transmitting beam. A transceiver has amplified receiving and transmitting RF signals to adequate level of power at a fixed phase. Operation of a transceiver is based on adequate configuration of a switch which selects transmit or receiver mode. The paper presents conception and construction of a transceiver module, designed and produced at Wroclaw Division of Telecommunication Research Institute. This project has been developed basing on bipolar C-class transistors manufactured by M/A-Com. Transmitter mode allows for amplifying a pulse microwave signal not higher than 150 µs pulse width and 10% maximum duty in a band of 1200-1400 MHz. The output power level is higher than 1.3 kW. The receiver noise figure in a receiver mode is less than 1.5 dB. In addition, the article presents mechanical construction of a module with taking into consideration the related environmental conditions and cooling. The diagnostic and system control of a transceiver has been described in detail. Basic electrical properties, in time and frequency domain, and investigation results of the prototype, including EMC/EMI research, were also described. All of the tests were passed.

Słowa kluczowe

PL

radiolokacja; półprzewodnikowy, impulsowy, moduł, nadawczo-odbiorczy; pasmo L; pomiary; schemat; diagnostyka; sterowanie

EN

radiolocation; semiconductor, pulse, transceiver, transmitter, receiver, module; L-band; measurements; block diagram; diagnostics; control

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 56, nr sp.2
• Strony: 35--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., Tab., wykr.

Twórcy

autor

Budziński D.

• Przemysłowy Instytut Telekomunikacji Oddział Wrocławski, 53-439 Wrocław, ul. Grabiszyńska 97

Bibliografia

• [1] A. Zajdel, S. Gruszczyński, W. Laska, J. Kampa, High power L-band pulse amplifier, Mikon, Warszawa, 2004.
• [2] D. Budziński, W. Laska, Z. Stolarski, A. Zajdel, Badania uzupełniające prototypu modułu nadawczo-odbiorczego na pasmo L oraz adaptacja konstrukcji mechanicznej do wymagań anteny ścianowej z elektronicznie przestrajaną wiązką, PIT OW, Wrocław, 2006.
• [3] M. Golio, The RF and microwave handbook; CRC Press LLC, London, 2001.
• [4] M. I. Skolnik, Introduction to radar systems, Mc Graw Hill, New York, 2001.
• [5] S. C. Cripps, RF Power Amplifiers for Wireless Communications, Artech House, 1999.