Цифровые антеные решётки

ЦАР (Цифровая Антенная Решётка) — разновидность активной фазированой антенной решетки АФАР. Различие между системами заключается в методах обработки информации. В основе АФАР лежит приёмопередающий модуль (ППМ), включающий в себя два канала: приёмный и передающий. В каждом канале установлен нелинейный элемент - усилитель, а так же по два устройства управления амплитудно-фазовым распеределением: фазовращателем и аттенюатором. В Цифровых антенных решётках в каждом канале установлен цифровой приёмно-передающий модуль, в котором аналогавая система управления амплитудой и фазой сигнала заменена системой цифровоо синтеза и анализа сигналов (ЦАП/АЦП).

Приёмно-передающий модуль ЦАР

Цифровой приёмопередающий модуль ЦАР

В ППМ ЦАР существует два канала обработки данных:

• передающий канал
• приёмный канал

Приёмный канал

Основа приёмного канала - АЦП. Аналого-цифровой преобразователь заменяет в аналоговом варианте реализации активного модуля два устройства: фазовращатель и аттенюатор. АЦП позволяет перейти от аналогового к цифровому представлению сигнала для дальнейшего его анализа в схеме цифровой обработки сигнала.

Для корректно работы АЦП в канале также присутствуют ещё два устройства.

• МШУ - МалоШумящий Усилитель поднимает амплитуду сигнала до требуемого уровня для дальнейшей оцифровки.
• Устройство защиты приёмника - в простейшем случае - обычный разрядник не позволяющий перегрузить приёмный канал высоким уровнем сигнала (помехи).

Передающий канал

Основа передающего канала - ЦАП. Цифро-Аналоговый преобразователь - это устройство цифрового синтеза сигнала. В передающем канале оно заменяет фазовращатель и аттенюатор, а также какую-то часть генератора - устройство синтеза сигнала, модулятор и синтезатор частоты (гетеродин).

За ЦАПом в канале сигнал проходит усилитель мощности и излучается антенной. Требования в передающем канале к усилителю ниже, чем в приёмном. Это связано с уровнем мощности на входе усилителя. Принятый модулем из пространства сигнал на порядки ниже синтезированного ЦАПом.

Разделение каналов

Так как оба канала работают на один излучатель, то появляется необходимость в развязке каналов, что бы сигнал передающего канала не проникал в приёмный. Для этих целей в ППМ устанавливается циркулятор с развязкой порядка 30 дБ.

Преобразование частоты в ЦАР

Система цифрового диаграммообразования (ЦДО)

ЦДО

Процессор ЦДО

Система синхронизации

Преимущества перед аналоговыми ФАР

Литература

• Воскресенский Д.И. Проектирование активных фазированных антенных решёток / Под. ред. Д.И. Воскресенского — М.: Радиотехника, 2003. — С. 334-351.
• Вишневский В.М., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. Широкополосные беспроводные сети передачи информации — М.: Техносфера, 2005, с. 591.
• Проблемы антенной техники /Под.ред. Л.Д. Бахрака, Д.И. Воскресенского. — М.: Радио и связь, 1989. — 368с.