А.С. Пшеничкин1, А.Е. Крупская2, К.Н. Климов3

1,2 ПАО «НПО «Алмаз», ОКБ ЛЭМЗ (Москва, Россия)

3 НИУ МАИ (Москва, Россия)

Постановка проблемы. Увеличение числа авиаперевозок по всему миру обуславливает актуальность задачи управления воздушным движением (УВД), что влечет за собой высокую востребованность радиолокационных станций (РЛС) УВД [1]. Одним из основных технических параметров РЛС, определяющим ее потенциальные характеристики, является выходная мощность передающего устройства. Увеличение эффективности передающих устройств дает максимально возможную мощность на выходе без увеличения энергопотребления, что особенно важно при проектировании или модернизации РЛС. Однако существующие на сегодняшний день методы недостаточны для этого и требуется усовершенствование или разработка новых систем и методов с применением последних достижений в области антенной и СВЧ-техники, радио- и микроэлектроники, совокупность которых будет обеспечивать высокую эффективность передающего устройства. Для увеличения эффективности передающих устройств в части увеличения коэффициента полезного действия (КПД) суммирования и, как следствие, выходной мощности передающего устройства, можно использовать коррекцию фаз каналов усиления в диапазоне рабочих частот за счет компенсации имеющейся разницы в электрических длинах элементов распределительно-суммирующего тракта и усилительных модулей.

Цель. Предложить систему фазовой коррекции для передающего устройства, повышающую КПД суммирования и обладающую высоким быстродействием.

Результаты. Рассмотрены преимущества применения твердотельных передающих устройств в РЛС по сравнению с электровакуумными усилительными приборами. Описаны наиболее распространенные способы получения требуемой мощности передающих СВЧ-устройств. Представлен алгоритм функционирования фазовой системы коррекции. Приведены результаты экспериментального исследования системы коррекции фаз каналов усиления для передающего устройства с восьмью каналами усиления, работающего в относительно широком диапазоне частот.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при совершенствовании программно-аппа-ратного обеспечения разрабатываемых или модернизируемых передающих устройств РЛС.

Пшеничкин А.С., Крупская А.Е., Климов К.Н. Исследование твердотельного передающего устройства с системой фазовой коррекции, повышающей КПД суммирования // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 7. С. 101-114. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202307-11

1. Статистические данные. Перевозки грузов и почты: [Электронный ресурс] // Федеральное агентство воздушного транспорта. URL: https://favt.gov.ru/dejatelnost-vozdushnye-perevozki-perevozki-gruzov-i-pochty/. (Дата обращения: 04.03.2023).
2. Ефремов В.С. Новое поколение радиолокаторов управления воздушным движением // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2007. № 1. С. 3-8.
3. Нефедов В.И., Сигов А.С. Основы радиоэлектроники и связи: учебное пособие / Под ред. В.И. Нефедова. М.: Высшая школа. 2009. 735 c.
4. Сечи Ф., Буджатти М. Мощные твердотельные СВЧ-усилители: Перевод с англ. В.О. Султанова / Под ред. А.А. Борисова. М.: Техносфера. 2015. 416 с.
5. Шахгильдян В.В. и др. Радиопередающие устройства / Под ред. В.В. Шахгильдяна. Изд-е 3-е, перераб. и доп. М.: Радио и связь. 2003. 560 с.
6. Вамберский М.В., Казанцев В.И., Шелухин С.А. Передающие устройства СВЧ: учебное пособие для радиотехнических специальностей вузов. / Под ред. М.В. Вамберского. М.: Высшая школа. 1984. 448 с.
7. Дробахин О.О. и др. Техника и полупроводниковая электроника СВЧ: Учеб. пособие. Севастополь: Вебер. 2013. 322 с.
8. Бакулев П.А. Радиолокационные системы: Учебник для вузов. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Радиотехника. 2015. 440 с.
9. Белоцерковский Г.Б. Основы радиолокации и радиолокационные устройства. М.: Советское радио. 1975. 336 с.
10. Доценко В.Д., Осипов М.В., Хлусов В.И. Повышение энергетического потенциала РЛС // Доклады ТУСУР. 2011. № 1(23).
    С. 29-33.
11. Скосырев В.Н., Усачев В.А. Технический путь повышения энергетического потенциала радиолокаторов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Спецвыпуск «Антенны и устройства радио и оптического диапазона». 2009. С. 78-83.
12. Пшеничкин А.С., Сучков А.В. Распределительно-суммирующие системы твердотельных передающих устройств современных РЛС // Т-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2020. Т. 14. № 12. С. 33-44.
13. Патент №2688948 (РФ). Делитель мощности. / Говорухин В.И., Унру Н.Э. 2019. Бюл. №15.
14. Патент №63139 (РФ). Усилитель высокой частоты с каскадным суммированием мощностей. / Тихомиров С.Г. 2007. Бюл. №13.
15. Миннебаев В.М., Редька А.В., Ушаков А.В., Ушаков М.А., Царев А.В. Волноводный сумматор СВЧ-мощности Х-диапазона частот // Электронная техника. Сер. 2. Полупроводниковые приборы. 2018. Вып. 3(250). С. 63-68.
16. Любченко В.Е., Калинин В.И., Котов В.Д., Радченко Д.Е., Телегин С.А., Юневич Е.О. Суммирование мощностей микрополосковых антенн-генераторов в резонаторе, встроенном в диэлектрическую подложку // Журнал радиоэлектроники. 2017. № 4.
17. Коколов А.А., Бабак Л.И. Схемы сложения мощности для монолитных интегральных СВЧ-усилителей // Доклады ТУСУР. 2011. № 2(24). Ч. 2.
18. Кухаркин Е.С., Сестрорецкий Б.В. Электрическая прочность волноводных устройств. М.: Высшая школа. 1963. 452 c.
19. Воробьевский Е.М. Проектирование многоканальных СВЧ-делителей мощности на основе схем-прототипов // Радиотехника 2018. №10.
20. Keysight Technologies. FieldFox Handheld Analyzers 4/6.5/9/14/18/26.5/32/44/50 GHz – Data Sheet.
21. Графики в Mathcad: Учеб.-методич. пособие / Составители: С.В. Киреев, П.А. Вельмисов. Ульяновск: УлГТУ. 2018. 84 с.
22. Keysight. N1911F/N1912A P-Series Power Meters and N1921A/N1922A Wideband Power Sensors – Data Sheet.
23. Патент №196826 (РФ). Устройство коррекции электрических длин каналов усиления. / Пшеничкин А.С., Дронов С.В. 2020. Бюл. №8.