Фазовращатели ФАР - вопросы

Fakir> Правильно ли я понимаю, что для современных АФАР одна из ключевых проблем (а то и просто самая ключевая) в дискретных фазовращателях - это наличие достаточно дешёвых и компактных быстродействующих ключей???

В АФАР фазовращателей нет-фаза задаётся в момент излучения и после этого не преобразуется.

Наверно можно назвать устройство которое формирует по внешней команде сигнал отдельного элемента АФАР фазовращателем-но это просто некорректно.

iodaruk> В АФАР фазовращателей нет-фаза задаётся в момент излучения и после этого не преобразуется.

В активной фазированной решётке, каждый элемент состоит из модуля, который содержит щель антенны, фазовращатель, передатчик, и часто также приёмник.

 

Вопрос звучит примерно так-ключевой проблемой 45нм технологии является производство элемента И-НЕ.

Современная АФАР подразумевает что модуль не является набором рассыпухи а представляет собой интегральный элемент, выполненный на одном кристалле чеголибо.

Приемо-передающий модуль АФАР с коммутируемыми входом и раздельными выходами. Усиление: TX 26дБ; RX 20дБ. Выходная мощность TX: 23дБм. Коэффициент шума RX: 2дБ. 6-разрядный фазовращатель, 5-разрядный аттенюатор. Развязка RX-TX: 40дБ.

 

Fakir> Правильно ли я понимаю, что для современных АФАР одна из ключевых проблем...
Быстродействующие и компактные ключи для СВЧ давно есть - это PIN-диоды. Вопрос в управлении этими ключами и в топологии фазовращателя, главная цель - получение точности задания фазы и, что важно, монотонности харки управления. Например, 6 разрядов - это не так уж много с точки зрения теоретически достижимой точности, но уже достаточно сложно с точки зрения практической реализации. Потому, применяются различные приёмы, чтобы получить требуемые диаграммы ФАР при ограниченной точности задания фазы.

pokos> Быстродействующие и компактные ключи для СВЧ давно есть - это PIN-диоды.

НЯП, они сравн. дороги?
И точно ли удовлетворяют по скорости? Для миллиметрового диапазона?

Вообще, можно где-то найти чёткую цифирь: какие требования к скорости срабатывания ключа и пр.?

pokos> Вопрос в управлении этими ключами и в топологии фазовращателя,

Что понимаем под топологией? Число/коммутацию ключей?

pokos> Например, 6 разрядов - это не так уж много с точки зрения теоретически достижимой точности,

Хм, читал, что уже вполне достаточно, и больше в сущности не надо... Может, конечно, устаревшие сведения.


Да, и, кстати, отдельно - вопрос по аттенюаторам. Мне пока толком не попадалось - используется ли в ПФАР управление не только фазой, но и амплитудой, насколько оно полезно, какие требования к.

Fakir> НЯП, они сравн. дороги?
Деваться некуда пока. Остальные методы связаны с ещё более дорогими или громоздкими штуками.

Fakir> И точно ли удовлетворяют по скорости? Для миллиметрового диапазона?
Не надо путать скорость срабатывания и полосу рабочую полосу. Скорость срабатывания определяется требуемой скоростью и точностью сканирования.

Fakir> Что понимаем под топологией? Число/коммутацию ключей?
Как обычно, схемотехника, топология и уровни легирования на кристалле, топология межсоединений. Для дискретного - кроме легирования.

Fakir> Хм, читал, что уже вполне достаточно, и больше в сущности не надо...
Смотря для чего и где. Зависит от массы параметров, например, ширина луча, колво лучей, допустимый уровень боковых.

Fakir> ...используется ли в ПФАР управление не только фазой, но и амплитудой...
А как же. Амплитуда - это просто действительная часть того же комплексного числа, что и фаза. Не использовалось только в древних пассивных ФАР.
На практике требования к точности по амплитуде несколько меньше, что и видно из характеристик того модуля АФАР. Лишние разряды ни кто делать не будет.

pokos> Не надо путать скорость срабатывания и полосу рабочую полосу.

Это понятно. Но сдаётся мне, что взаимосвязь всё равно есть.

И всё же очень хотелось бы цифири по требованию к ключам.

Fakir> И всё же очень хотелось бы цифири по требованию к ключам.

РЛС AN/APG-66 со средней частотой повторения импульсов

Обратное от ЧПИ поделите на пи.

Как быть в случае АФАР с непрерывным или квазинепрерывным излучением-фиг его знает.

Не вижу там чёткой цифири, по крайней мере сходу.

Fakir> Не вижу там чёткой цифири, по крайней мере сходу.

РЛС AN/APG-66 со средней частотой повторения импульсов [muxel#01.03.02 06:52]

зы там всё читать надо чтоб было понятно что за чем

Fakir> Не вижу там чёткой цифири, по крайней мере сходу.
Дружище, такое ощущение, что ты спрашиваешь не о том, что хочешь узнать.
У маломощных PIN-диодов время коммутации настолько мало, что время срабатывания фазовращателя определяется не ими, а схемами управления.
А по факту время коммутации ограничено сверху минимально необходимым временем изменения комплексной ДА, независимо от того, в каком режиме работает решётка.
Да, ещё раньше была большая проблема с толщиной шины управления решёткой. Ведь на каждый такт работы нужно было обновить параметры всех элементов ФАР (в худшем случае). А если их 10 тыс хотя бы?
Теперь эта проблема отошла на второй план, так как сами шины ускорились на порядки, а главное потому, что в памяти современных элементов ФАР могут быть заранее прописаны десяток программ, по одной из которых решётка работает сейчас, восемь штук ждут своего часа, а десятая заливается новая.

pokos> Дружище, такое ощущение, что ты спрашиваешь не о том, что хочешь узнать.

Не исключено.

pokos> У маломощных PIN-диодов время коммутации настолько мало, что время срабатывания фазовращателя определяется не ими, а схемами управления.

Ок. По диодам нашёл цифирь следующую: время срабатывания - порядка 10 мкс.
Какое время срабатывания у фазовращателя, и какое НУЖНО?

pokos> А по факту время коммутации ограничено сверху минимально необходимым временем изменения комплексной ДА, независимо от того, в каком режиме работает решётка.

С этого места подробнее, пожалуйста, если не затруднит.
Или адресную ссылку.

pokos> Ведь на каждый такт работы нужно было обновить параметры всех элементов ФАР (в худшем случае). А если их 10 тыс хотя бы?

10 тыр. - не сильно ли дофига? По кр. мере для бортового радара. Разве что корабельный...

Fakir> Ок. По диодам нашёл цифирь следующую: время срабатывания - порядка 10 мкс.
Скорее всего, это мощные - очень много. Или уже готовый фазовращатель.
Fakir> Какое время срабатывания у фазовращателя, и какое НУЖНО?
В лучшем случае, это время срабатывания диода.
А нужно. Пример: Тебе нужно сканировать область 10 на 10 градусов с угловым разрешением 1 градус 1 раз в секунду. Соответственно, ФАР у тебя должна переключаться 100 раз в секунду, если по- простому, т.е. раз в 10мс. Тут вполне достаточно времени переключения 1мс.
А по сложному - она может, например, слать узкий луч круговой поляризации, а принимать широкий, но две линейные компоненты полризации отдельно. Тогда уже время коммутации должно быть существенно меньше, чтобы мёртвая зона была меньше. Послал импульс - быстро клыц на другую диаграмму и ждёшь эха.
Вот из таких вещей и возникают мильёны параметров, из которых получается потребное время переключения. Но всё равно остаётся:
pokos>> А по факту время коммутации ограничено сверху минимально необходимым временем изменения комплексной ДА, независимо от того, в каком режиме работает решётка.
Fakir> Или адресную ссылку.
Ссылки были у меня бумажные, извини. На пальцах - комплексная ДН есть функция двумерной матрицы коэффициентов, загруженных в элементы решётки. Чтобы поменять эту функцию, нужно поменять матрицу. Отсюдова требования к скоростям.
Fakir> 10 тыр. - не сильно ли дофига? По кр. мере для бортового радара. Разве что корабельный...
Не очень дофига. Поищи, сколько там у Ф-22 в АФАР. Помнится, более 3 тыс.

Вот тебе свежее про ферритовые - они более тормознтые, зато в ПФАР удобно. http://technomag.edu.ru:6060/doc/248297.html
Вот коротенький букварь по компонентам: Фазированная антенная решётка

pokos> Ссылки были у меня бумажные, извини.

Давай бумажные - я знаю, что такое библиотека.

pokos> Вот тебе свежее про ферритовые

Ферритовые неинтересны, только дискреты.

pokos> Вот коротенький букварь по компонентам: Фазированная антенная решётка

Это уже видел, полного ответа на свои вопросы, увы, не обнаружил.

Хотелось бы отметить, что как ни странно, технология фазовращателей для АФАР - тупиковая И это не только мое мнение Развитие гибридной и аналоговой микроэлектроники идет быстрее, чем аналоговой (по сути) технологии ФАР. Соотвественно, и это уже видно, цифровые антенные решетки (ЦАР) обгонят, если уже не обогнали, по характеристикам АФАР и эта технология тихо отомрет. Дело ближайшего десятилетия.

Fakir> Давай бумажные - я знаю, что такое библиотека.
Это моя домашняя библиотека...частично утраченая.

Wyvern> Хотелось бы отметить, что как ни странно, технология фазовращателей для АФАР - тупиковая.
Хотелось бы отметить, что тупиковых технологий в электронике не так уж много. Просто меняются области их применения. Фазовращатели разного типа тоже будут жить, к гадалке не ходи, жить там, где это выгодней, например, в терагерцовом диапазоне.
Хотя, с общей тенденцией согласен.

pokos> Это моя домашняя библиотека...частично утраченая.

У этих книг названий нет?

Fakir> У этих книг названий нет?
"Методические указания", журналы, древний учебник по РЭА.

Fakir> Ок. По диодам нашёл цифирь следующую: время срабатывания - порядка 10 мкс.
Fakir> Какое время срабатывания у фазовращателя, и какое НУЖНО?

Время переключения маломощных PIN-диодов десятки-сотни наносекунд а не микросекунды. Этого за глаза хватает для любых разумных требований к скорости переключения фазовращателей в ФАР.

Больше всего хотелось бы услышать именно про разумные требования к миллиметровому диапазону

Fakir>> У этих книг названий нет?
pokos> "Методические указания", журналы, древний учебник по РЭА.

Это еще не названия, это намёки.

Fakir> У этих книг названий нет?

Названия у таких книг совершенно стандартные: "Активные фазированные антенные решётки", "Проектирование фазированных антенных решёток" и т.д.

Fakir> У этих книг названий нет?
/с одэсским акцентом/ Ой, я дико извиняюсь. А древние книги устроят?
"Хижа Г.С., Вендик И.Б., Серебрякова Е.А. СВЧ-фазовращатели и переключатели: Особенности создания на p-i-n диодах в интегральном исполнении. М.: Радио и связь, 1984"
В сети есть.

Fakir> Больше всего хотелось бы услышать именно про разумные требования к миллиметровому диапазону

Ну какой вопрос такой и ответ - для мм диапазона они в общем случае такие-же как и в сантиметровом, иными словами от диапазона волн эта скорость зависит мало.
Нужная скорость переключения фазовращателей зависит в первую очередь от заданной частоты сканирования. Тоесть берете ЧПИ (чаще чем ЧПИ луч двигать смысла нет) и смотрите. Высокая ЧПИ это сотни кГц, тоесть период следования единицы микросекунд, время переключения PIN диодов короче на один-два порядка чего хватает с головой.