Цифровая антенная решётка (ЦАР) — разновидность активной фазированной 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 также по два устройства управления амплитудно-фазовым распределением: фазовращателем и аттенюатором.

В цифровых антенных решётках в каждом канале установлен цифровой приёмно-передающий модуль, в котором аналоговая система управления амплитудой и фазой сигнала заменена системой цифрового синтеза и анализа сигналов (ЦАП/АЦП).

Приёмно-передающий 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 корректной работы АЦП в канале также присутствуют ещё два устройства.

• Малошумящий усилитель (МШУ) — 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 — цифро-аналоговый преобразователь, применяемый для цифрового синтеза сигнала. В передающем канале он заменяет фазовращатель и аттенюатор, а также какую-то часть генератора — устройство синтеза сигнала, модулятор и синтезатор частоты (гетеродин).

За ЦАП 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 ЦАП.

Разделение каналов

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

Элементная база

В России выпускается ряд интегральных микросхем для построения ЦАР. Для использования в передающем тракте предназначена микросхема цифрового вычислительного синтезатора (ЦВС) 1508ПЛ8Т. Данная микросхема реализует функции синтеза сложного (включая ЛЧМ и другие виды модуляции) широкополосного (до 800 МГц) зондирующего сигнала, введения амплитудно-фазовых предыскажений и цифро-аналогового преобразования. Также имеются средства синхронизации для обеспечения работы в составе ЦАР.

В приемном тракте возможно применение цифрового четырехканального приемника 1288ХК1Т, который осуществляет селекцию и цифровую предобработку сигнала, принятого с АЦП.

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. — 368 с.