Смеркло Л. М., Шкоропад В. П., Козаков Б. М., Зубков А. Н. Львівський науково-дослідний радіотехнічний інститут Вул. Наукова, 7, Львів 79060, Україна Тел.: (0322) -63-35-07; Факс: (0322) -63-11-63; e-mail: Smerklo@lreri.lviv.ua

Анотація В роботі представлені результати розробки узгодженого фільтра фазоманіпулірованних сигналу, високочастотного смугового фільтра проміжної частоти і десятиканальний гребінки смугових фільтрів на ПАР для СВЧ приемопередатчиков бортових РЛС. Наведено технічні характеристики і конструктивно-технологічні рішення пристроїв на ПАР.

I. Вступ

Останнім часом значно зріс інтерес до використання широкосмугових сигналів у НВЧ приймача бортових РЛС.

В процесі проектування НВЧ приемопередатчиков виникає питання зниження маси і габаритних розмірів, забезпечення технічних характеристик з високим коефіцієнтом корисної дії, підвищення довговічності і надійності апаратури в дуже жорстких умовах експлуатації. Усім цим характеристикам відповідають пристрою на ПАР.

Застосування пристроїв на ПАВ особливо ефективно в блоках узгодження, фільтрації, виявлення, ідентифікації та декодування складних фазоманіпулірованних сигналів (ФМС).

Погоджений фільтр ФМС на ПАР використовується, як фільтр стиснення, для декодування шумоподібних сигналів з високим коефіцієнтом відносини сигнал / шум. Фільтр забезпечує завадостійкість радіосистеми, покращує енергетичні параметри і може працювати в одному діапазоні з вузькосмуговим засобами зв’язку.

Високочастотний смуговий фільтр на ПАР застосовується для фільтрації сигналів перший проміжної частоти. Відносно висока частота дозволяє значно спростити структуру приймального пристрою, зменшити кількість перетворень частоти і поліпшити вибірковість по побічним каналами прийому.

10-та канальна гребінка смугових фільтрів на ПАР використовується для підвищення завадостійкості системи шляхом придушення окремих складових перешкод без спотворення корисного сигналу.

II. Основна частина

Розроблені, виготовлені і досліджені узгоджені фільтри (СФ) фазоманіпулірованних Мпоследовательності з 127 імпульсів. Вхідний перетворювач є звичайним встречноштиревим перетворювачем (ВШП) з кількістю електродів на одиницю перевищує подвоєну кількість коливань несучої частоти в кодовому інтервалі оброблюваного ФМС і має 13 електродів [1]. Вихідний кодує перетворювач містить 127 груп електродів, в кожній з яких

4 електрода і полярність підключення до підсумовуючим шинам визначається Мпоследовательностью. Апертура вхідного і вихідного перетворювачів становить 2.5 мм, ширина електродів і зазорів дорівнює 7.0 мкм і 6.25 мкм.

Розрахункові вносяться втрати на згортку СФ становлять 42 дБ, виміряні 42 … 45 дБ. Розрахункові відносини головної пелюстки стисненого сигналу до максимального бічного пелюстки на центральній частоті становить 8,1 рази, виміряний 7.3 … 8 разів. Спад імпульсного відгуку не перевищує 2 дБ. Різниця між розрахунковими та виміряними центральними частотами дорівнює 2 … 20 кГц.

Узгоджені фільтри ФМС на ПАР виконані на пластинах з п’єзокварцу STсреза розміром 30x8x1 мм та розміщені в герметичних корпусах власного виробництва.

Розроблений, виготовлений і досліджений високочастотний смуговий фільтр на ПАР з параметрами: центральна частота 479.5 МГц, ширина смуги пропускання 26 МГц, нерівномірність загасання <1 дБ, гарантоване відносне затухання> 45 дБ, коефіцієнт прямокутності 40/3 дБ <1.7, спотворення характеристики групового часу уповільнення <20 не.

Вхідний аподізірованний ВШП розрахований для порушення на третій гармоніці [2]. Перетворювач містить розщеплені електроди для зменшення відображень ПАР. Для усунення спотворень частотних характеристик і групового часу затримки використовується аподізірованний перетворювач, в якого межа області перекриття виконані у формі двох суміжних несиметричних контурів. Вхідний зріджені перетворювач, який володіє значною частотної вибірковістю, збуджується на другій гармоніці. Це можливо, якщо ВШП має структуру “три електрода на період”.

Високочастотний смуговий фільтр на ПАВ виконаний на дисках з ніобіту літію зрізу YZ з групової технології. Фільтри виконані в двох варіантах корпусів: з планарними висновками власного виробництва розміром 12x10x3 мм і стандартних металлостеклянном з шнуром висновками 151.15-8 Пижмо 430.114ТУ.

Розроблена, виготовлена ​​і досліджена 10-и канальна гребінка смугових фільтрів на ПАР, яка забезпечує перекриття необхідного частотного діапазону. Окремі фільтри мають прямокутні дотичні характеристики, які здійснюють частотну селекцію і поділ каналів.

Гребінка володіє наступними характеристиками:

-Діапазон робочих частот -110 … 120 МГц

– Смуга пропускання кожного фільтра 2 МГц

– Придушення поза смуги пропускання 40 дБ

– Коефіцієнт прямокутності <2.8

– Вносяться втрати 20 дБ

– Розв’язка між каналами 30 дБ.

Для реалізації заданих характеристик проектовані фільтри мали структуру з одним аподізірованним ВШП по функції Хеммінга з одинарними електродами і неаподізірованним перетворювачем з електродами “три електрода на період “. Додаткове придушення бічних пелюсток досягається при співвідношенні числа пар електродів неаподізірованного і аподізірованного ВШП, рівному 1/2.

Гребінка смугових фільтрів на ПАР виконана на пластині з п’єзокварцу ST-зрізу розміром 20x20x1 мм і розміщена в металлостеклянном уніфікованому корпусі.

III. Висновок

Застосування пристроїв на ПАХ для СВЧ приемопередатчиков бортових РЛС дозволило поліпшити технічні характеристики, знизити собівартість апаратури.

Розробка нових конструктивно-технологічних рішень дозволила стабільно виготовляти структури пристроїв на ПАХ з розміром елемента до 1.5 мкм.

Для автоматизованого проектування і виготовлення пристроїв на ПАР розроблений пакет прикладних програм на ПЕОМ IBM PC, який призначений для розрахунку електричних і топологічних параметрів, а також підготовку керуючої інформації для виготовлення фотошаблонів на фотонабірний установці і випуск конструкторскотехнологической документації.

IV. Список літератури

[1] Л Смеркпо, В. Шкоропад, М. Гладун. Багатоканальж узгоджеж фтьтрі фазомажпульваніх сігнал1в на Поверхнево акустичних хвилях / / Вюнік НУ “Льв1вська пол1техн1ка”. Радюелектрожка та телекомужкаці. № 387. -2000. С.408 … 411.

[2] Я Смеркпо, В. Шкоропад, Г. КучмШ. Смугов1 фтьтрі пром1жноТ частоти на Поверхнево акустичних хвилях для супутникового телебачення / / Вюнік 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.


Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2003р.