Annons

Högintegrerad krets för fasstyrd radarantenn

ADAR1000 från Analog Devices är en 4-kanals krets som digitalt kan styra antennloben i plana antennmatriser för X- och Ku-banden. Den täcker 8 till 16 GHz. Kretsens kapsel mäter 7×7 mm.

Sedan länge har mekaniskt styrbara radarantenner i vissa sammanhang ersatts av fasstyrda antennmatriser, där man snabbt kan ställa om riktning genom att ändra fas och förstärkning till de olika antennelementen.

En mekanisk styrbar antenn tar tid att ställa om och den slits mekaniskt med tiden. Den kan bara generera en antennstråle (förutom eventuella oönskade sidolober).


I en antennmatris (även kallad gruppantenn) ställs antennlobens (eller lobernas) riktning snabbt om genom att ändra fas/förstärkning till de olika antennsegmenten.


Här ser vi en 3D-avbildning av en typisk antennlob från en plan matris av patch-antenner. På baksodan av kretskortet är halvledarkretsarna monterade.

Mad en fasstyrd antennmatris kan man inte bara åstadkomma en antennlob, utan flera. Man kan dessutom utsläcka signaler i önskade riktningar för att undertrycka störningar, t ex militära störsändare. Ytterligare en fördel är att man vid matriser med många antennelement många gånger kan klara önskad funktion även om något, eller några kanaler fallerar.

Integrerade funktioner
Det 4-kanaliga ADAR1000 aktiva chippet för styrning av antennloben ersätter 12 diskreta komponenter som behövs för digital styrning av fas och förstärkning. Kretsen styr tidsmultiplexerade signaler (TDD, Time Division Multiplex) inom X- och Ku-banden.

Kretsen innehåller  en integrerad S/M-omkopplare (sändning/mottagning) som kan användas för att välja den gemensamma porten som ingång för sändning (Tx) eller utgång för mottagning (Rx). De fyra paren av sändnings- och mottagningskanaler har oberoende programmerbara förstärknings- och fasinställningar. ADAR1000 kan konfigureras för att i alla avseenden direkt styra en extern pulsad  S/M-modul med ett minimum av yttre kretsar. Alla inställningar kan laddas in i ett inbyggt minne för att ge  snabbt snabb åtkomst av förstärknings-/fastillstånd och inställningar för S/M-modulen.


Innehållet i ADAR1000: Dämpsats (ATN), fasstyrning (PHS), S/M-omkopplare (SWT och T/R), förstärkare för sändning (PA), lågbrusförstärkning för mottagning (LNA) och, om det behövs, en signalbegränsare (LIM) som skyddar mot alltför starka signaler.

Vid mera traditionella konstruktioner sitter kretskortet, med sina kretsar, vinkelrätt mot antennkortet. Där spelar ICns format en mindre roll eftersom det inte behöver vara avpassat för matrismönstret.


Med ADAR1000 kan man på kretskortets ena sida ha patch-antenner och på dess andra sida montera kretsarna. Tack vare att kretsarna är små (LGA-kapsel 7×7 mm) kan de passas in i matrismönstret.

 


Skissen visar den principiella uppbyggnaden av ADAR1000.

Exemplet visar inkoppling av externa sändtagarkretsar.

ADAR1000 ger 20 dB förstärkning vid sändning och 9 dB vid mottagning. Fasen kan styras 360° (2,8° noggrannhet) och förstärkningen regleras 31 dB (inom 0,5 dB). Sändning/mottagning kopplas om från en anslutning. Styrning av bias i yttre sändnings/mottagningsmoduler är möjlig.


För utvärdering finns det färdiga kretskortet ADAR1000-EVALZ från Analog Devices.

Leave a Reply