ИСТОРИЯ, СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕМАТИКИ АКТИВНЫХ СВЧ УСТРОЙСТВ В ЦНИРТИ – ЧАСТЬ 2

July 7, 2012 by admin Комментировать »

2)   разработана и реализована комплексная целевая программа «Система», в рамках которой был выполнен ряд задельных работ по освоению технологических процессов, метрологического обеспечения, развитию методов моделирования компонентов МИС и ГМИС, САПР СВЧ.

3)    создан единый центр, объединяющий разработчиков, конструкторов, технологов и лабораторнопроизводственную базу микроэлектроники института (НПЦ «Микроприбор»).

Весь этот комплекс работ существенно поднял технический уровень разработок СВЧ компонентов, освоены и функционируют технологические процессы их проектирования и изготовления, создана номенклатура узлов и модулей, отвечающих требованиям сохранения паритета по отношению к передовому отечественному и зарубежному уровню. Ниже приведены основные характеристики устройств, полученные в результате работ по техническому переоснащению.

1.      Освоен диапазон частот широкополосных активных

устройств до 18 ГГц;

2.      Реализованы перекрытия по частоте до 3:1 и более:

1-4, 2-6, 4-12, 8-18, 6-18 ГГц для всей необходимой номенклатуры СВЧ узлов;

3.      Выходные мощности широкополосных транзистор

ных усилителей составляют до 4 ГТц 20 Вт, 8 ГГц-6 Вт, 12 ГГц-2 Вт;

4.      Существенно уменьшены габариты устройств, типич

ными становятся микрополосковые платы с размерами 4×6, 6×8, 8×10 мм, по толщине 0,25 мм

5.      Максимально используется технология ГМИС, широ

ко применяются квази-монолитные и монолитные схемы на GaAs.

Одним из наиболее развитых направлений НПЦ «Микроприбор» является разработка широкополосных усилителей СВЧ мощности.

В таблице ниже приведены характеристики нескольких СВЧ усилителей, которые можно отнести к лучшим по совокупности параметров, на рисунке 5 показан общий вид наиболее мощного из разработанных приборов.

Тип

AF,

ГГц

Вт

Рнас,

Вт

Кр,

дБ

ПМ24-С4

2-4

5

9.0-12.0

35

С8-50

2-4

18

20.0-30.0

36

ПМ26

2-6

4

6.0-10,0

30

«Карат-3»

4-8

2.8

4.5-6.0

31

А1004

8-12

2

3.5-5.0

35

А412П

4-12

1

1.65-2.5

40

С18603А

6-18

0,3

0.45-0.5

20

Рис. 5. Широкополосный усилитель мощности на полевых транзисторах диапазона 2-4 ГГц.

Fig. 5. 2-4 GHz 20 Wpower amplifier (C8-50)

III.  Заключение

В заключение несколько слов о состоянии дел в настоящее время и о перспективах дальнейшего развития этой тематики. ЦНИРТИ владеет основными технологическими процессами проектирования и производства СВЧ микроэлектронных устройств:

A) Тонкопленочная технология изготовления керамических микрополосковых плат на подложках из поликора, 22ХС;

Б) Толстопленочная технология изготовления СВЧ и НЧ керамических плат;

B)Технология проектирования квази-монолитных СВЧ устройств на подложках из полуизолирующего арсенида галлия (изготовление схем выполняется в НПП «Исток»);

Г) Технология проектирования монолитных интегральных схем СВЧ диапазона (изготовление схем выполняется в НПП «Исток»);

Д) Технология изготовления многослойных СВЧ плат на основе керамики низкотемпературного обжига (LTCC) фирмы DuPont,

Е) Технология сборки гибридно-интегральных схем с использованием кристаллов дискретных полупроводниковых приборов и МИС;

Ж) Технология измерения параметров нелинейных моделей GaAs полевых транзисторов.

Освоены и используются также традиционные технологии герметизации модулей СВЧ, электротермотренировки и т.д.

Мощность лабораторно-производственного участка микроэлектроники достаточна для выполнения НИОКР и поставок модулей СВЧ малыми партиями. При необходимости производства больших количеств производится передача КД на серийное производство, либо расширение участка, площади и резервное оборудование для которого имеется.

История развития направления активных СВЧ устройств в ЦНИРТИ показала, что без создания собственной специализированной компонентной базы и устройств СВЧ (большинство систем и комплексов аппаратуры, разработанной институтом на 8090% укомплектованы СВЧ устройствами собственной разработки) эффективная разработка аппаратуры невозможна. В то же время, технический уровень устройств СВЧ, разработанных в системном радиотехническом институте, каким является ЦНИРТИ, при правильной организации работ может быть сопоставим или в ряде случаев превышать уровень аналогичных разработок специализированных предприятий электронной промышленности.

HISTORY, CONDITION AND TENDENCIES OF DEVELOPMENT CONCERNING SUBJECT OF ACTIVE MICROWAVE DEVICES IN CNIRTI

Garmash V. F., Kistchinsky A. A., Svistov E. A.

Federal State Unitary Enterprise “Central Research RadioTechnical Institute” (FSUE “CNIRTI")

#      20, Novaya Basmannaya Street, 105066, Moscow RUSSIA

phone +7(095)261-61-70, e-mail: amplifiers@mail.ru

Soon after the foundation ofthe institute it was necessary to start works on creation of semiconductor devices. Famous experts had been involved in works in this area.

Works on creation of welded microwave Ge-diodes in a centimetric-wave band and Ge-bipolar transistors in a meterwave band had been performed during 1948-1955.

We see further development of subjects in foundation and development of the independent departments supervised V.l. Sushkevich, A. S. Drozdov, J. N. Feld engaged in highfrequency subjects.

Line oscillators on ceramic-metal lamps with linear contactless frequency tuning up to 3,7 GHz frequency range had been created under Drozdov’s management and remained unique

products, the major radio-electronic systems have been designed on their basis. At the same time a task of development of higher frequency ranges then sharply appeared.

In the beginning of the sixties there was a time of rapid development of semiconductor electronics. One by one diodes on the basis of which it was possible to develop oscillators and amplifiers in a microwave band had been invented and created.

Development of local oscillator systems on the basis of microwave diodes had carried out widely. Bipolar transistor oscillators with electric frequency tuning from 100 MHz up to 5 GHz had been developed. For higher frequencies from 5 GHz up to 11 GHz the series of Gunn oscillators had been developed.

Taking into account that output power of semiconductor oscillators was essentially lower than power of lamp oscillators, it was insufficiently for the equipment operation, there was a question concerning development of broadband amplifiers with 300-600 mW output power.

BJT amplifiers from 100 MHz up to 6 GHz and the Impatt diode amplifiers for 6-11 GHz range had been developed and introduced as standard equipment for short term.

To provide required level of microwave component parameters technological reconstruction had been carried out in CNIRTI under A. G. Mihalchenkov’s management in 1989-1993 years. Nowadays a number of wideband components (power amplifiers up to 20 W, T/R modules, frequency converters, switching matrix, etc.) have been developed and produced for octave and ultra-octave bands up to 18 GHz by CNIRTI.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ РАЗРАБОТОК СВЧ-ПРИБОРОВ В ФГУП «НПП ИСТОК» 60 ЛЕТ ПУТИ

Королев А. Н., Зайцев С. А., Галдецкий А. В., Победоносцев А. С., Гельвич Э. А., Темнов А. М. ФГУП «НПП Исток», ул. Вокзальная 2а, Фрязино, 141120, Россия Тел.: (095) 465-8620; e-mail: galdetskiy@mail.ru


Аннотация Представлена научная школа «Истока»: основные научно-технические направления разработок СВЧ приборов и люди, внесшие вклад в эти направления.

За 60 лет, насыщенных крупными научнотехническими достижениями и открытиями, освоением в производстве широкого спектра продукции, научная школа Истока вывела отечественную электронику СВЧ на передовые позиции в мире и обогатила её новыми идеями, современными конструкторскими и технологическими решениями, уникальным оборудованием, специальными материалами, среди которых можно выделить следующие:

•        Созданы теоретические основы и разработан широкий спектр оригинальных приборов магнетронного типа: уникальные супермощные волноводнозапредельные магнетроны (5-30 МВт), миниатюрные усилительные магнетроны, мощные (1-2 МВт) магнетроны, магнетроны с быстрой перестройкой частоты, мощные (до 100 кВт) магнетроны для нагрева (С. А. Зусмановский, А. П. Федосеев, Э. А. Гельвич, Ю. А. Вецгайлис, Л. Г. Некрасов, И. В. Соколов, Д. Е. Самсонов и др.).

•        Широко развита впервые в мире предложенная оригинальная идея отражательного клистрона, создана теория и разработана большая серия этих приборов, нашедших широкое применение в отечественной технике. (Н. Д. Девятков, В. Ф. Коваленко, Л. А. Парышкуро, М. Б. Голант и др.).

•        Разработаны несколько типов оригинальных ламп бегущей волны: малошумящие ЛБВ с ленточным пучком для связи и локации, космические ЛБВ с высокой долговечностью, мощные связные ЛБВ на цепочке связанных резонаторов, октавные ЛБВ с полым пучком (И. Е. Роговин, В. А. Афанасьев, Ю. П. Мякиньков, К. Г. Ноздрина, О. А. Аристархова, Л. А. Пинчук, Г. В. Рувинский, Г. В. Курилов, Ю. С. Тюрдеев и др.).

•        Впервые в мире предложены, теоретически обоснованы и освоены в производстве несколько классов оригинальных многолучевых приборов: многолучевые ЛОВ, работающие вплоть до частоты

1.      4 ТГц; мощные многолучевые клистроны, обеспечившие создание лучших в мире зенитно-ракетных комплексов; низковольтные многорежимные усилительные цепочки с многолучевой «прозрачной» ЛБВ на выходе; уникальные миниатюрные многолучевые клистроны, обеспечившие высокие параметры АГСН ракет малой и средней дальности (С. А. Зусмановский, С. В. Королев, А. Д. Закурдаев, С. С. Зырин,

В.     И. Пугнин, Е. В. Жарый, Б. В. Сазонов, А. С. Тагер, М. Б. Голант, А. А. Негирев и др.); многолучевые лампы с индуктивным выходом для дециметрового телевидения (М. И. Лопин, А. С. Победоносцев,

А.     Н. Королев, С. А.Зайцев, В. А. Рыжов, Т. А. Мишкин и др.).

•        Созданы оригинальные приборы на циклотронном резонансе: электростатические усилители (ЭСУ) и защитные устройства. Уникальные характеристики ЭСУ-сверхнизкие шумы, линейность амплитудных и фазовых характеристик, широкий динамический диапазон, способность работы без устройств защиты от СВЧ перегрузок сделали ЭСУ незаменимым прибором в приемниках доплеровских РЛС (С. П. Кантюк, Ю. А. Будзинский и др.)

•        Создано и теоретически обосновано новое направление в СВЧ электронике направление комплексированных СВЧ изделий (КИ СВЧ), получившее широкое применение в промышленности. Отличительной чертой КИ является функциональная и конструктивная интеграция и селективное сопряжение параметров входящих в них СВЧ приборов (С. И. Ребров, Э. А. Гельвич, С. В. Королев, С. А. Перегонов, В. Г. Кармазин, М. Ф. Воскобойник, Ю. В. Колесников, А. С. Котов и др.). КИ СВЧ позволили на порядок снизить массо-габаритые характеристики СВЧ-части приемопередатчиков при одновременном резком качественном увеличении функциональных возможностей и повышении надежности радиосистем.

•        Впервые в СССР создана теоретическая база и разработаны бортовые РЛС с цифровой обработкой сигнала. С помощью такой РЛС впервые в СССР выполнено картографирование земной поверхности синтезированной апертурой в реальном масштабе времени. Важнейшим результатом этих исследований являются разработанные в Истоке и выпускаемые серийно уникальные по своим параметрам АГСН для ракет малой и средней дальности. (С. И. Ребров, А. Н. Королев, С. А. Зайцев, А. В. Потапов, В. Н. Русаков, М. И. Лопин, М. Ф. Воскобойник,

A.  И. Гуртовой и др.).

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты