ИСТОРИЯ, СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕМАТИКИ АКТИВНЫХ СВЧ УСТРОЙСТВ В ЦНИРТИ – ЧАСТЬ 6

July 16, 2012 by admin Комментировать »

Становление и развитие в Украине электроники СВЧ при доминирующем положении института происходило благодаря личному участию директора НИИ “Орион” И. В. Звершховского. Под его руководством институт уверенно вышел на ведущие позиции в области микроволновых технологий, обозначилась главенствующая роль НИИ в разработке новых приборов, в способности института участвовать в выполнении срочных серьезных заказов по оснащению ответственных объектов оборонной техники.

Многое в институте создавалось впервые в государстве и в мире, разработки института были востребованы промышленностью. Институт участвовал в формировании и реализации важнейших программ Министерства, по ряду программ был определен головным.

Благодаря и разработкам института в Украине оказалось сосредоточена значительная часть союзного потенциала микроволновой электроники миллиметрового диапазона.

К 1991 году в Украине концентрируется более 30 % союзного научно-технического потенциала в области микроволновых технологий в СССР, и что особенно важно, что почти 90 % союзного потенциала микроволновой электроники миллиметрового диапазона.

НИИ «Орион» микроволновыми приборами внес значительный вклад в развитие военной техники практически всех родов войск СССР. Зенитноракетные комплексы «С-300», противотанковые комплексы «Тунгуска», всепогодные обзорно прицельные РЛС, системы самонаведения и управления, различных самолетов, системы защиты различных объектов, в т.ч. системы «Дрозд», «Арена», системы противодействия и помехозащищенные многоканальные системы связи оснащены приборами, разработанными в НИИ «Орион», приборами, которым нет альтернативы для всепогодных систем управления высокоточным оружием, без которых не обойтись во многих приоритетных направлениях, так как они определяют мировой научно-технический уровень радиоэлектронных систем.

За вклад в развитие электронной промышленности многие ученые и инженерно-технический персонал НИИ “Орион” были награждены орденами и медалями, удостоены звания Лауреатов Государственной премии в области науки и техники.

Среди награжденных                Первые лауреаты

Among laureates                        The first laureates

НИИ “Орион” проводил работы по созданию медицинской аппаратуры. Начиная с 80-х годов, на базе собственных научных достижений, в содружестве с НИИ «Исток» (г. Москва), в институте разработан ряд установок для безмедикаментозной КВЧ терапии для лечения гастроэнтерологических и терапевтических заболеваний. Приборы поставлялись во многие клиники и другие учреждения здравоохранения Украины и стран СНГ. Впервые в СССР был создан прибор для экспресс-анализа сахара в крови для клинического и индивидуального применения, организовано отечественное производство необходимых индикаторных полосок. Приборами “Глюкофот” были оснащены многие клиники Украины и стран СНГ.

На базе электровакуумных технологий под руководством Ракитина С. П., Петранговского А. Н. разработано 5 типов рентгеновских трубок в металлокерамическом исполнении. Совместно с производственным объединением “Реле и автоматика” были разработаны и изготовлены детекторы рентгеновского излучения для большого рентгеновского томографа, аналогичного созданному фирмой “Сименс”.

Научно-техническая продукция НИИ «Орион» с большим успехом демонстрировалась на многочисленных отечественных и международных выставках.

По заказу КНР разработано твердотельное приемо-передающее устройство 3 мм диапазона для вертолетного радиолокатора. В содружестве с другими институтами Украины и Беларуси создан и испытан с положительными результатами вертолетный радиолокатор, предупреждающий, благодаря высокой разрешающей способности, о возможности столкновения с проводами высоковольтных линий электропередачи. Разработан и поставлен в КНР синтезатор частот нового поколения, разработаны и ведутся разработки ряда ЛБВ.

С 1991 года институт включается в разработку и реализацию конверсионных программ. Значительный потенциал института в области микроволновых технологий-технологий двойного назначения был направлен на создание широкого спектра товаров народного потребления-телевидение, связь, медицинская техника, различные неконтактные датчики, в том числе для систем охранной сигнализации, технологическое оборудование и многое другое, что могло быть разработано и изготовлено на действующих технологических линиях института. Разработана серия микроволновых датчиков скорости, температуры, давления для нефтеи газопроводов, уровнемеры для аппаратуры различного назначения, включая измерители уровня заполения в агрессивных сферах (Болтовец Н. С., Мальцев С. Б., Хоменко С. В.). Для систем охранной сигнализации разработаны датчики применительно к охране мест захоронения радиоактивно зараженных объектов. Для радиорелейных линий связи разработана приемопередающая аппаратура в четырех диапазонах длин волн различного назначения, включая многоканальные линии скрытой помехозащищенной связи. (Мальцев С. Б., Хоменко С. В.) Для телевизионных передающих центров Украины под руководством Пасечник 3. Н. разработан и организован выпуск мощных СВЧ приборов (ЛБВ, клистроны).

Плодотворное взаимодействие НИИ «Орион» с киевским НИИ «Квант-Радиолокация» позволило

осуществить в интересах российского заказчика поставку комплексов многодиапазонной приемной и приемо-передающей бортовой аппаратуры нового поколения с улучшенными параметрами по чувствительности, быстродействию при значительном выигрыше по весогабаритным характеристикам .

Для научных исследований разработаны мощные когерентные импульсные источники миллиметрового диапазона волн с высокой стабильностью амплитуды и фазы выходного сигнала для спектрометров электронного спинового эха высокостабильные источники непрерывного действия на частотах до 140 ГГц для спектрометров на основе электронного парамагнитного резонанса, многоканальные приемные устройства для измерения распределения температуры в активных зонах ядерных установок.

В НИИ “Орион” сохранена научная школа, кадры специалистов и производственников высокого уровня, уникальная производственно-технологическая база арсенид-галлиевых и кремниевых технологий, производственно-технологическая база для разработки и промышленного выпуска электровакуумных СВЧ приборов. В области создания широкой номенклатуры электровакуумных и полупроводниковых приборов СВЧ приоритет Украины не утрачен.

НИИ «Орион» по прежнему занимает ведущее положение в Украине в области создания перспективных СВЧ электровакуумных и полупроводниковых электронных приборов.

RESEARCH INSTITUTE “ORION” HAS MORE THAT 40 YEARS EXPERIENCE IN THE FIELD OF MICROWAVE AND MILLIMETER-WAVE TECHNOLOGY

Poygina М. I., Pasechnik Z. F., Tsvirko Yu. A., Karushkin N. F., Mal’tsev S. B.

Since that time, it has continuously broadened its product line while supplying high technology components for government and commercial application.

“Orion” facilities currently include a modern CAD system for computer aided design; microelectronics assembly area; semiconductor integral circuit processing facility. The space of semiconductor and microwave tube facility is subdivided into several areas for specific technological processes that include final fabrication and testing.

Microwave tube facility enables “Orion” to develop and fabricate microwave and millimeter wave medium power TWT and clystrons. The variety of C.W. and pulsed, narrow band and wide band TWT are developed for the frequency bands up to 40 GHz.

Semiconductor facility enables “Orion” to fabricate PIN diodes, Shottky, Gunn and IMPATT diodes for production of microwave and millimeter wave components. Microwave component products for the frequencies from 10 to 200 GHz includes C.W. cavity stabilized Gunn and IMPATT oscillators,

C.       W. voltage controlled oscillators, YIG-tuned Gunn sources, Pulsed IMPATT sources and frequency multipliers, pulsed injection locked amplifiers, C.W. and pulsed IMPATT noise sources, high speed PIN switchers and modulators, voltage controlled variable attenuators.

Microwave systems on the basis of such components perform critical functions ranging from communication, radiometry, and spectroscopy to radar, remote sensing and physical measurements.

This “Orion” capability is the key to success of several strategic commercial and military products.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СВЕРХМАЛОШУМЯЩЕГО ПРИЕМА В УКРАИНЕ И ОАО «САТУРН» В КИЕВЕ

Чмиль В. М., Сундучков К. С., Политихин А. И., Муськин Ю. Н. ОАО НПП «Сатурн», проспект 50 лет Октября 25, Киев, 03148, Украина Тел.: (044)477-93-72

В начале 60-х годов прошлого века в СССР на основе достижений в исследовании космического пространства началось бурное развитие систем дальней космической связи, телевизионного вещания через искусственные спутники Земли, радиоастрономии, новейших видов и систем вооружения. Отсюда возникла острая необходимость разработки и производства сверхвысокочувствительных (малошумящих) приемно-усилительных систем и устройств различного назначения, работающих в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне радиоволн, наиболее пригодном для решения этих задач.

35 лет назад Постановлением СМ СССР в структуре Министерства электронной промышленности был создан НИИ КЭ, позднее переименованное в НПО «Сатурн», основной научно-технической задачей которого являлось создание сверхмалошумящих приемных систем различного назначения. Директором был назначен талантливый ученый и организатор доктор технических наук В. Н. Алфеев, ранее возглавлявший отдел сверхмалошумящих систем ЦНИИС МО. На первом этапе существования НИИ КЭ ему были поставлены следующие основные задачи:

1.    Исследования по низкотемпературной электронике твердого тела. Разработка новых низкотемпературных материалов и технологии их производства.

2.    Разработка и внедрение криоэлектронных приборов и интегральных твердотельных криоэлектронных модулей в оборонную технику, народное хозяйство и научное приборостроение.

3.    Создание высокоэффективных электронных и газовых микрокриогенных элементов, обеспечивающих глубокое охлаждение электронных приборов и непрерывное поддержание их в охлажденном состоянии.

4.    Координация работ по криогенной электронике и техническое прогнозирование ее основных направлений.

Первой серьезной проверкой научно-технического потенциала молодого коллектива стала масштабная программа по разработке сверхмалошумящих приемных систем на основе охлаждаемых до уровня 15К широкополосных усилителей с параметрами, не уступающими лучшим зарубежным аналогам.

При поддержке Министра электронной промышленности СССР А. И. Шокина через Постановление правительства создается достаточно широкая кооперация предприятий различных отраслей промышленности по созданию новых современных комплектующих элементов, микрокриогенных систем, измерительного и технологического оборудования.

Выполнение этой программы позволило создать не только базовую конструкцию сверхмалошумящих приемных комплексов и организовать их выпуск, но и дало мощный импульс в развитии полупроводниковой электронике, ферритовых приборов, измерительной техники, микрокриогенной технике и ряду других направлений, связанных с электроникой СВЧ.

Учитывая опыт по успешному созданию криоэлектронной малошумящей системы «Экспонат», количество таких правительственных заданий НИИ «Сатурн» с каждым годом возрастало. Это работы «Эффект» (гл. конструктор Сундучков К. С.), «Эскадра-1» (гл. конструктор Ярин Н. В.).

В середине 70 годов в институте, под руководством одного из ведущих специалистов в области СВЧ электроники Гассанова Л. Г., сменившего на посту первого директора В. Н. Алфеева, начинают активно развиваться арсенид-галлиевые технологии. Создаются базовые планарно-эпитаксиальная технология и технология ионного легирования. Проводятся работы по формированию субмикронных элементов конструкции приборов, для чего развивались технологии электронно-лучевой литографии, что позволило создать приборы с минимальными размерами 0.25-0.3 мкм. Позже создаются гетероэпитаксиальные структуры на материалах группы АЗВ5 на базе молекулярнолучевой и МОС-гибридной технологии.

В 80-х годах стала бурно развиваться транзисторная СВЧ тематика. СВЧ транзисторные усилители стали вытеснять сложные в эксплуатации параметрические усилители, не уступая им ни по параметрам, ни по надежности.

В НПО «Сатурн» был проведен ряд научноисследовательских и опытно-конструкторских работ по разработке транзисторов в различных диапазонах СВЧ (отдел Босого В. И.) и транзисторных усилителей под шифром «Дюйм» в лаборатории Дворникова В. И. и под его руководством.

В конце 80-х годов появился особый тип СВЧтранзисторов с высокой подвижностью электронов, так называемый НЕМТ-транзистор, шумовые характеристики которого можно было существенно улучшить при захолаживании его до криогенных температур.

Постепенно в разработках НИО-1 лидирующее положение заняли изделия с использованием транзисторных усилителей и устройств преобразования сигнала. Под руководством главного конструктора Сундучкова К.С. были разработаны изделия «Элга», «Эллин», «Элемент» для систем военной связи «Кристалл» и «Ливень». Эти изделия выпускались достаточно крупными сериями на Киевском заводе.

В лаборатории Романенко Ю.Н. было разработано революционное на то время изделие «Эскалатор» для систем спутникового телевидения, которое заменило в производстве изделие «Обиход-3», а в 1987-88 гг. изделия «Опора» и «Эскарп» на смену уже устаревших к тому времени изделий «Обиход-1». В этой же лаборатории постепенно сосредоточились (к 1989 г.) разработки радиорелейных комплексов.

Оригинальная разработка малогабаритной радиорелейной станции «Эврика-ТВ» была выполнена в лаборатории Нарытника Т.Н. Диаметр параболической антенны 40 см, масса приемопередатчика не более 0.6 кг. Станция могла обеспечить создание линии для передачи репортажных телевизионных сигналов с длиной пролета 25 км.

Лаборатория Ярина Н. В. входила в состав НИО-1. Наиболее серьезной работой этой лаборатории была НИР, а затем ОКР «Эскадра». Н. В. Ярину удалось создать работоспособный творческий профессиональный коллектив, который успешно выполнил сложные разработки изделий «Обет», «Обертон», «Диагональ-1», «Диагональ-2» с термоэлектронным охлаждением и стабилизацией температуры узлов.

В 1982 г. ОКЛ-470 стал называться научноисследовательским отделом (НИО-5).

В 1980 году отделу Лебедя В.И. была поручена научно-исследовательская работа под шифром «Эскадрон-ТРУ», которая через год завершилась созданием ряда приемных устройств на базе охлаждаемых транзисторных усилителей в диапазоне частот от 1.5 ГГц до 37.5 ГГц, шумовые характеристики которых не уступали шумовых характеристикам охлаждаемых параметрических усилителей. Вновь созданное изделие было изготовлено и внедрено на важнейших объектах в самых различных местах Союза и за рубежом (два объекта на Кубе) 38 комплектов изделия «Эскадрон».

Завершение 1972 г. Ознаменовалось эпохальным для «Сатурна» событием создание завода при НИИ «Сатурн» в г. Киеве. Первым главным инженером стал Кондрашов А.С., он же в течение года исполнял обязанности директора завода.

Киевский завод при НИИ «Сатурн» был создан на базе экспериментального цеха НИИ. Основными темами в НИИ тогда были «Экран» и «Эльдорадо».

Практически в полном объеме закрывались потребности Красноярского радиотехнического завода, Красноярского завода телевизоров, Ижевского машиностроительного завода, Донецкого завода «Топаз» и др., где выпускались комплексы радиовооружения, в которые входили наши изделия «Элга», «Этика», «Дюйм-Ш», «Опора», «Элемент», «Эллин» и др.

Глуховский завод также не стоял на месте. «Старая» площадка уже не могла обеспечить рост объемов производства, поэтому было принято решение о строительстве 20 тыс. кв. м. Производственной площади на новом месте. Для г. Глухова это очень большой объем работ с учетом недостаточной мощности местных строительных организаций, но руководство Сумской обл. и города всячески способствовало строительству завода, т.к. оно давало серьезный импульс развитию городского хозяйства.

Важнейшие работы «Сатурна», выполненные по Постановлениям ЦК КПСС и СМ СССР начиная с 1974 года коренным образом влияли на конечный результат усилий многих предприятий страны, т.к. они определяли главные параметры и боевую готовность сложнейших комплексов «Звезда», «Корунд», «Кристалл», «Ливень» и др., качество и надежность систем дальней космической связи в проектах «Венера-15», «Венера-16», «Вега» (Венера комета Галлея), системы спутникового телевидения «Москва» и др.

В 1986 году за разработку и организацию производства в 1975-85 гг. ряда изделий специального назначения коллектив НИИ «Сатурн» был награжден орденом Трудового Красного Знамени.

Можно сказать, что к 1986 году коллектив предприятия преодолел многочисленные трудности разработки и производства новейшей техники и вышел на уровень развития, запланированный к 20-летию своей деятельности.

Выполнение работы по проекту «Квазар» высоко оценена правительством России. Многие участники работы по проекту награждены правительственными наградами. За большой личный вклад в организацию работ и разработку изделия «Эсминец» директор предприятия Чмиль Владимир Моисеевич награжден Орденом Дружбы Российской Федерации.

Работы по криогенной электронике в НПП «Сатурн» не прекращались и после распада Союза. За последние 10 лет было выполнено несколько разработок сверхвысокочувствительных криоэлектронных радиометрических систем в диапазоне частот 4,8 ГГц (изделие «Управление-Сатурн»), 1,5 ГГц (изделие «Меридиан» для укомплектования 70-ти метрового радиотелескопа РТ-70 в г. Евпатория) и 22 ГГц (изделие «Криоэлектроника» для РТ-22 п. Симеиз АР Крым).

Работы финансируются Национальным Космическим агентством Украины (НКАУ) и Международным научно-техническим центром (УНТЦ) в Украине. Гензаказчик Радиоастрономический институт (РИ НАНУ) г. Харьков.

В настоящее время ОАО «НПП Сатурн» помимо работ по программе «Интерферометр» Национального Космического агентства Украины принимает активное участие в работах по созданию нового поколения сверхвысокочувствительных радиоастрономических приемно-преобразовательных систем в обеспечение национальных проектов России (проектов наступившего Века): «Радиоастрон» наземнокосмическая радиоинтерферометрия и «Генетический Код Вселенной» исследование с предельной точностью анизотропии реликтового фона Вселенной с использованием крупнейшего в мире рефлекторного радиотелескопа РАТАН-600.

Большой процент работающих в ОАО «НПП Сатурн» с высоким образовательным цензом, высокой квалификацией. К сожалению, средний возраст работающих за последние годы сильно возрос. ОАО производит политику повышения доходов лиц, вложивших свой интеллектуальный и материальный потенциал в развитие ОАО, выплаты стипендий (кроме зарплаты) молодым специалистам, возрождения системы социальных льгот для работников ОАО (путевки, индивидуальные или персональные пенсии, оплата лечения).

Необходимо сказать несколько слов о целенаправленной работе руководства «Сатурн» в деле подготовки инженерных кадров. По инициативе Л.Г. Гассанова и полной поддержке руководства КПИ была выработана система подготовки студентов КПИ для работы в «Сатурне» по схеме: производственная практика преддипломная практика защита дипломного проекта-трудоустройство в НИИ «Сатурн».

Итоги научной деятельности сотрудников института нашли отражение в 11 монографиях, многочисленных статьях, докладах на научных конференциях и семинарах и других публикациях.

Сотрудниками института защищено 5 докторских диссертаций. Докторами технических наук стали Гассанов Л. Г., Попов В. И., Ткачук Б. В., Сундучков К. С., Семенко А. И. Кандидатские дисертации защитили 45 сотрудников.

Сегодня Открытое Акционерное Общество «Научно-производственное предприятие «Сатурн» это современное предприятие в области создания СВЧ техники, обладающее прогрессивными технологиями, высоким научно-техническим потенциалом, квалифицированными кадрами.

Основными научно-техническими направлениями являются:

–      малошумящие усилительно-преобразовательные устройства сантиметрового и миллиметрового диапазона диапазонов длин волн;

–      сверхвысокочувствительные               усилительнопреобразовательные системы водородного уровня охлаждения для радиоастрономии; цифровые и телевизионные радиорелейные линии связи;

–      системы радиовидения и радиометрии;

–      радиолокационные уровнемеры;

–      малошумящие усилители, преобразователи, смесители, детекторы, фазовые манипуляторы и другие узлы и блоки СВЧ-техники в диапазоне 1-20 ГГц;

–      GaAs СВЧ малошумящие транзисторы и диоды, монолитные микросхемы.

ОАО «НПП Сатурн» является предприятием, ориентированным на разработку и производство СВЧ приборов различной степени сложности. Технологическая база ориентирована на мелкосерийное производство высокотехнологических изделий. Отличительной особенностью является большая номенклатура техпроцессов, разбивка предприятия на небольшие коллективы, оснащенные специальным оборудованием лабораторного типа, либо для мелкосерийного производства.

Отдельной областью применения СВЧ изделий является медицина и экологические проблемы (мониторинг окружающей среды). Прямое гражданское применение СВЧ изделий в интересах физических лиц требует минимизации по стоимостным характеристикам и связанное с этим крупносерийное производство. Менее подвержены таким требованиям изделия специального назначения, включая и гражданского применения, для общегражданских задач (экология, медицина, таможня). Налаживание крупносерийного производства является необходимым и обязательным фактором развития ОАО «НПП Сатурн».

В сегодняшних условиях развитие СВЧ техники в ОАО «Сатурн» идет по пути продвижения по диапазону в область ММ-волн, максимальное освоение этих диапазонов для гражданского применения (радиорелейная и спутниковая связь, сотовая связь, вычислительная техника и т.д.), расширение работ для спецприменения.

HISTORY OF “SATURN” IN KIEV AND LOW-NOISE RECEPTION DEVELOPMENT IN UKRAINE

V. M. Chmil, K. S. Sunduchkov,

A. I. Politihin, Mus’kin Yu. N.

ОАО NPP “Saturn"

prosp. 50letija Oktjabrja 25, 03148 Kiev, Ukraine Tel. 038-044-477-93-72

In the early sixties ofthe last century the rapid development of space communications, satellite television broadcasting, radio astronomy and new types of weapon required the development and manufacturing of ultra-sensitive (low-noise) systems and devices for microwave frequency range. These were the reasons for foundation of special company named Saturn, which could focus on such problems. In the beginning of company’s foundation the first-priority tasks were:

1.     Low-temperature solid body electronics research. Devel

opment of new low-temperature materials and manufacturing technologies.

2.     Development of cryogenic electronic devices and modules

and implementation in civil and military technique.

3.     High efficient electronic and gas cryogenic devices design

for electronic devices cooling.

4.     Coordination and prediction in the area of cryogenic elec

tronics.

Development of systems based on 15K low-noise amplifiers was one the first serious tasks.

The middle of decade ofthe seventies denotes for the institute start of GaAs technology development. L. G. Gassanov was a chief of Saturn that time. In this period some advanced technologies were developed allowing to obtain the minimal dimensions of 0.25 0.3 um.

In the eighties the transistor microwave technique began its development especially rapid. Transistor amplifiers become preferable in comparison with unreliable parametric amplifiers. Saturn was, of course, also involved in design of transistors for various bands of microwave range. Transistor amplifiers were also developed. Appearing of new transistor type named High Electron Mobility Transistor (HEMT) gave a new push to development of amplifiers with very low noise figure. Several transistor amplification and conversion schemes were created; the most famous are “Elga”, “Ellin”, “Element” for military communication systems “Kristall” and “Liven”. The main developer of indicated products is K. S. Sunduchkov.

To supply the demands of Saturn in product manufacturing the plant was created in Kiev in 1972. The main products were “Ekran” and “Eldorado” systems. Some military products had been manufactured at this plant in cooperation with other enterprises, such as “Elga”, “Etika”, “Dujm-SH”, “Opora”, “Element”, “Ellin”, etc. One of these products is in the matter of fact the basis of “Kolchuga” radio-location system. This system became well known in whole world because of panic invoked in the community of American militaries. This system is able to detect even Stealth plains (Americans used to bomb peaceful, unprotected civil objects in Yugoslavia, Iraq and other “enemy countries” by means of these plains. The experimental plant supplied the main enterprise with new microwave devices. More than ten types of low-noise devices appear every year.

Nowadays the collaborators of “Saturn” are mainly well educated, and highly qualified. Unfortunately the average age of collaborators became unacceptably high last years. Company takes care about collaborators who participated in enterprise foundation end development.

The results of collaborator scientific effort are following: 5 doctoral (second doctoral) and 45 candidate (first doctoral) theses were defended.

The current company development is concentrated on spreading the frequency range other millimeter waves and design of civil apparatuses for these bands.

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