Módulos multicanal de recepción planar AFAR X-band basados ​​en cerámica LTCC-Made in Russia

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Planar AFAR tiene ventajas significativas en cuanto a peso y tamaño en comparación con otras soluciones. A veces, la masa y el grosor de la lámina AFAR disminuye. Esto permite su uso en cabezales compactos de radar, a bordo de un UAV y para una nueva clase de sistemas de antenas: arreglos de antenas conformes, es decir. Repitiendo la forma del objeto. Tales cuadrículas, por ejemplo, son necesarias para crear la próxima, sexta generación de cazas.



JSC NIIPP está desarrollando módulos de recepción y transmisión planares integrados multicanal de AFAR utilizando tecnología de cerámica LTCC, que incluye todos los elementos de la red AFAR (elementos activos, radiadores de antena, sistemas de control y distribución de señales de microondas, fuente de alimentación secundaria, control digital). Controlador con circuito de interfaz, sistema de refrigeración por líquido) y dispositivo funcionalmente completo. Los módulos permiten su integración en arreglos de antenas de cualquier tamaño, y con una cantidad considerable de integración propia, existen requisitos mínimos para la estructura de soporte, que debe integrar dichos módulos. Esto simplifica enormemente a los usuarios finales la tarea de crear un AFAR basado en dichos módulos.



Gracias a las soluciones de diseño originales y al uso de materiales nuevos y prometedores, como las cerámicas de cocción simultánea a baja temperatura (LTCC), los materiales compuestos, las estructuras de enfriamiento de microcanales de líquido de múltiples capas desarrolladas por NIIPP, los PPM planos altamente integrados AFAR difieren:

• registro de bajo peso y características de tamaño;
• alta confiabilidad y mantenibilidad;
• Alta capacidad de fabricación y bajo coste.







NIIPP JSC está listo para desarrollar y organizar la producción en masa de los módulos de recepción, transmisión y transmisión / recepción planar de AFAR de los rangos S, C, X, Ku, Ka, de acuerdo con los requisitos del cliente interesado.







NIIPP tiene las posiciones más avanzadas en Rusia y en el mundo en el campo del desarrollo de módulos AFAR planares con tecnología de cerámica LTCC.

Módulos multicanal de recepción planar AFAR X-band basados ​​en cerámica LTCC-Made in Russia


Cita:
Diseño plano, funcionalmente completo con elementos de antena integrados.
registro de bajo espesor - 13 mm
Alta resistencia a los submódulos de microondas WWF de las cerámicas LTCC.
Alta procesabilidad, repetibilidad y estabilidad de parámetros.
Interfaz de control serial síncrono integrado de alta velocidad.
Posibilidad de combinar módulos para crear antenas de cualquier tamaño.


Los resultados del complejo de investigación y desarrollo en el campo de los circuitos integrados monolíticos de microondas de GaAs y SiGe, las bibliotecas de elementos y los módulos CAD se realizaron en la Universidad de Tomsk de sistemas de control y radioelectrónica.
La cifra de ruido de los amplificadores desarrollados es 1,4-1,6 dB, mientras que sus análogos tienen los modelos 2511, HMC2512 y HMC564 (EE. UU.) Trixint y Hittite (EE. UU.) Del 565 al 1,5 dB.



En 2015, el NOC NT comenzó a trabajar en el diseño del microondas IIA para un transceptor de múltiples canales universal multibanda (bandas L, S y C) como sistema en chip (SoC). Hasta la fecha, basado en la tecnología 0,25 micron SiGe BiCMOS, el MIS diseñó los siguientes dispositivos de microondas de banda ancha (banda de frecuencia 1-4,5 GHz): LNA, mezclador, atenuador controlado digital (TsATT) y también circuito de control TsATT.

Conclusión: En un futuro próximo, el "problema" del radar para el Yak-130, el UAV, el GOS para el KR y la OTR se resolverá a un nivel muy serio. Con un alto grado de probabilidad, uno realmente puede asumir "un producto que no tiene análogos en el mundo". ¿AFAR "en la categoría de peso" 60-80 kg (guardaré silencio sobre el peso del radar requerido para el YAK-130 220kg-270k)? Sí, FÁCIL. ¿Hay algún deseo de obtener un AFAR de 30 en toda regla?

Mientras tanto ... Por ahora, "la situación es esta"

En el Salón Aeronáutico de Singapur Airshow-2016 celebrado en febrero, un prometedor luchador ruso PAK FA ha recibido varios comentarios críticos de un representante de la compañía "Lockheed Martin" - El fabricante del caza multiusos de quinta generación F-35. Él, en particular, dijo que solo una propiedad del radar oculto ("sigilo"), que tiene el PAK FA, no es suficiente para clasificar la aeronave a esta generación, aparentemente insinuando un equipo radioelectrónico aerotransportado (TIR) ​​insuficientemente avanzado T-50 .

Al mismo tiempo, su evaluación coincidió con la opinión de varios "expertos" de Rusia, que creen que PAK FA tendrá problemas para vender al mercado asiático. Dicen que los sistemas a bordo tienen muy pocas tecnologías de quinta generación, y el precio del PAK FA, según las previsiones, será significativamente mayor que en el Su-35, que es de interés para China e Indonesia. Según el recurso de Internet de IHS Jane, el radar y el motor del PAK FA (el subsistema principal del caza) son los mismos que en el Su-35. Parte de la aviónica a bordo del T-50 y Su-35 también son idénticas. Su-35 para todo lo que pertenece a la generación de 4 ++.


LA serial todavía. Rusia ni siquiera pensó en venderlo a China e Indonesia (aquí sería posible averiguar el SU-35), sin embargo ... Sin embargo, un representante de Lockheed Martin y varios "expertos" de Rusia ya están pronosticando: será caro, habrá problemas con la venta a China y Indonesia. A veces. Desde historias El "atraso" de la aviónica de fabricación rusa / soviética para una serie de "expertos" de Rusia, como referencia:

GaN y sus soluciones sólidas se encuentran entre los materiales más solicitados y prometedores de la electrónica moderna. Los trabajos en esta dirección se realizan en todo el mundo, se organizan conferencias y seminarios regularmente, lo que contribuye al rápido desarrollo de la tecnología para la creación de dispositivos electrónicos y optoelectrónicos basados ​​en GaN. El avance se observa tanto en los parámetros de las estructuras de LED basadas en GaN y sus soluciones sólidas, como en las características del PPM sobre nitruro de galio en un orden de magnitud mayor que el de los dispositivos de arseniuro de galio.



Durante 2010, se fabricaron transistores de efecto de campo con Ft = 77,3 GHz y Fmax = 177 GHz utilizando heteroestructuras domésticas AlGaN / AlN / GaN (ZAO Elma-Malakhit) en el Instituto de Electrónica de Semiconductores de Microondas (ISHFES), RAS, con una ganancia en términos de potencia superior a 11,5 dB a 35 GHz. Sobre la base de estos transistores, por primera vez en Rusia, se desarrolló e implementó con éxito el MIS de un amplificador de potencia de tres etapas en el rango de frecuencia 27-37 GHz con Kp> 20 dB y una potencia de salida máxima de 300 mW en modo pulsado. De acuerdo con el Programa Federal de Objetivos "Desarrollo de componentes electrónicos base y radioelectrónicos", se espera un mayor desarrollo de la investigación científica y aplicada en esta dirección. En particular, el desarrollo de heteroestructuras InAlN / AlN / GaN para la creación de dispositivos con frecuencias operativas de 30-100 GHz, con la participación de empresas e institutos nacionales líderes (FSUE NPP Pulsar, FSUE NPP Istok, ZAO Elma-Malakhit, JSC "Svetlana-Rost", ISHPE RAS, etc.).

Los parámetros de las heteroestructuras y transistores domésticos con la longitud óptima de las puertas en base (cálculo):


Se ha establecido experimentalmente que para la banda Ka, las heteroestructuras de tipo 2 con tb = 15 nm son óptimas, de las cuales V-1400 ("Elma-Malachite") sobre un sustrato de SiC que proporciona transistores tiene los mejores parámetros. con una corriente inicial de hasta 1,1 A / mm con una pendiente máxima de hasta 380 mA / mm y una tensión de corte de -4 B. Al mismo tiempo, los transistores de efecto de campo con LG = 180 nm (LG / tB = 12) tienen fT / fMAX = 62 / 130 GHz sin Efectos de canal corto, que es óptimo para PA Ka-band. Al mismo tiempo, los transistores con LG = 100 nm (LG / tB = 8) en la misma estructura tienen frecuencias más altas fT / fMAX = 77 / 161 GHz, es decir, se pueden usar en las bandas V y E de frecuencias más altas, pero Debido a que los efectos de canal corto no son óptimos para estas frecuencias.

Veamos juntos el "alien" más avanzado y nuestro radar:









Retro: estación de radar aerotransportada “Pharaoh-M” (se planificó instalarla en Su-34, 1.44, “Golden Eagle”). Diámetro de la viga 500 mm. Inasequilibrio de fase phasotron ". A veces la llaman también "Lanza-F".


Explicación:
Tecnología planar: un conjunto de operaciones tecnológicas utilizadas en la fabricación de dispositivos semiconductores planares (planos, de superficie) y circuitos integrados.
aplicación:
-Para antenas: sistemas de antenas planas BlueTooth en celulares.

- para convertidores IP y PT: transformadores planares Marathon, Zettler Magnetics o Payton.


- para transistores SMD
y así sucesivamente ver la patente de la Federación de Rusia RU2303843 para más detalles.

Cerámica LTCC:
La cerámica cocida a baja temperatura (LTCC) es una tecnología cerámica cocida a baja temperatura que se utiliza para crear dispositivos emisores de microondas, incluidos módulos Bluetooth y WiFi en muchos teléfonos inteligentes. Es ampliamente conocido por el uso en la fabricación de radares AFAR del caza de quinta generación T-50 y tanque cuarta generación T-14.



La esencia de la tecnología radica en el hecho de que el dispositivo está hecho como una placa de circuito impreso, pero está ubicado en el vidrio fundido. "Baja temperatura" significa que el tostado se realiza a temperaturas alrededor de 1000C en lugar de 2500C para la tecnología HTCC, cuando es posible utilizar componentes de molibdeno y tungsteno a alta temperatura no muy costosos en HTCC, pero también cobre más barato en aleaciones de oro y plata.

Documentos usados ​​y fotografías (toda la información es tomada de una prensa abierta):
http://www.niipp.ru (Материалы АО " НИИП")
http://ieeexplore.ieee.org
http://www.nanoindustry.s
http://wikipedia.org
http://icquest.ru
https://news.rambler.ru
Presentación PLANAR-BNK del Proyecto Técnico 121030 (Monastyrev EA, Director Adjunto de Ciencia, Jefe del Departamento 101)
Tecnología de Microondas y Telecomunicaciones (CriMiCo), 2011 21th Conferencia Internacional de Crimea / 21-th Conferencia de Crimean "Equipos de alta frecuencia y tecnologías de telecomunicaciones" 2011
INTERCAMBIO DE EXPERIENCIAS EN EL ÁMBITO DE LA CREACIÓN DE SISTEMAS DE RADIO ELECTRÓNICA DE BANDA ANCHA ULTRA
Actas de la VI Conferencia Científica y Técnica de toda Rusia (Omsk, 19 - 20 April 2016)
22 comentarios
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  1. +3
    1 de octubre 2016 08: 51
    Conclusión: en un futuro próximo, el "problema" del radar para el Yak-130, UAV, buscador del KR y OTR se resolverá a un nivel muy serio. Con un alto grado de probabilidad, es posible asumir que "un producto que no tiene análogos en el mundo". AFAR "en la categoría de peso" 60-80 kg (sobre lo requerido para la masa del radar Yak-130 220 kg-270 kg, guardaré silencio) Sí, fácil. ¿Hay algún deseo de obtener 30 kg completos de AFAR?


    En el combate moderno, el que vio el primero ganó, y para esto, se necesita el mejor radar. Si el Instituto de Investigación Científica de Tomsk puede ofrecer tecnología preparada, entonces la Región de Moscú debería comenzar a financiar y producir en algunas de las plantas.
    Pero cuando la producción llega a los presupuestos, entonces comienzan a surgir problemas, no hay dinero, lo pospondremos a 20 g, y aún mejor hasta 30 g, cuando aparezca el dinero, de modo que el nuestro se apresura a avanzar no significa que todo irá en serie en el futuro cercano.
    1. 0
      1 de octubre 2016 17: 20
      Cita: Rosysel
      en la primera batalla, quien vio la primera, ganó, y para esto necesitamos el mejor radar

      Tienes razón, pero hay sutilezas asociadas con la radiación de desenmascaramiento del radar en sí + herramientas EW, que suprimen de manera muy efectiva cualquier radar activo.
      Una de las formas fundamentales de resolver este problema es resolver los problemas del radar activo utilizando métodos pasivos. por ejemplo
      http://www.freepatent.ru/patents/2240576 т.е. нужно использовать энергию излучения других источников, например навигационных спутников или спутников связи. Во первых, принцип работы получается как в разнесенной радиолокации и геометрия самолета в технологии "Стелс" просто перестает работать. Во вторых, чем сложнее электромагнитная обстановка, тем лучше работают радары данного типа. И самое главное это конечно отсутствие собственного демаскирующего излучения.
      1. +4
        1 de octubre 2016 17: 59
        Es imposible suprimir el radar EW con AFAR: un AFAR multicanal determina espacialmente la ubicación de la fuente de radiación EW y la "corta" fuera de su campo de visión.
        1. +1
          1 de octubre 2016 18: 43
          Cita: Operador
          El radar con AFAR es imposible de suprimir la guerra electrónica

          La única ventaja de AFAR es su buena capacidad de selección espacial en los lóbulos laterales cercanos del fondo del fondo. Pero no es posible implementar completamente AFAR adaptativo, es una abstracción matemática. Pero incluso con el coeficiente de supresión de ruido a lo largo de los lóbulos laterales de -20 ... - 25dB (este es el límite teórico para cualquier faro), es posible suprimir cualquier radar activo desde casi el horizonte de radio, lo principal es detectar el hecho de la radiación. Una diferencia demasiado grande para el radar y la guerra electrónica en la dependencia del rango de detección (supresión) de la energía de radiación (raíz del 4º grado y raíz del 2º grado, respectivamente).
          1. +1
            1 de octubre 2016 18: 56
            Los lóbulos laterales en el caso de AFAR no lo tienen: la resolución espacial de la antena, que consiste en cientos y miles de módulos de recepción y transmisión completamente independientes (mini-antenas), es demasiado grande.

            Ahora se está resolviendo el problema del reconocimiento mediante el uso de los tipos de aeronave AFAR (que operan en el modo reflector) por su imagen de radar con una resolución de hasta 30 cm en el rango de radiación X.
            1. +4
              1 de octubre 2016 22: 51
              Cita: Operador
              Es imposible suprimir el radar EW con AFAR: un AFAR multicanal determina espacialmente la ubicación de la fuente de radiación EW y la "corta" fuera de su campo de visión.

              ... si es estúpido "presionar la frecuencia" ... pero los sistemas modernos de guerra electrónica / guerra electrónica funcionan de manera mucho más sutil ... devolviendo el radar a su "propia" señal con coordenadas inválidas ...
              Cita: Vita VKO
              Una diferencia demasiado grande para el radar y la guerra electrónica en la dependencia del rango de detección (supresión) de la energía de radiación (raíz del 4º grado y raíz del 2º grado, respectivamente).

              ... no importa cuál sea el poder en el camino radiante, al menos 50 MW ... el receptor todavía está en milivatios, o incluso más bajo ... aquí todas las cartas están en manos de la guerra electrónica / guerra electrónica ... hi
              Cita: Operador
              Ahora se está resolviendo el problema del reconocimiento mediante el uso de los tipos de aeronave AFAR (que operan en el modo reflector) por su imagen de radar con una resolución de hasta 30 cm en el rango de radiación X.

              ... mientras que esta conversación fue solo para nuestro radar ... con un breve modo telescópico ... allí veremos más tarde ... teniendo un radar que podamos construir y medios para combatirlo ... hi
              Al autor: ... inclínate, no lo he leído con placer en mucho tiempo ... hi ... aunque ayer, sobre el tema de IL-76MD-90A, estaba a punto de ponerlo en mis cinturones para comentar ... guiño
            2. 0
              2 de octubre 2016 14: 16
              Cita: Operador
              resolución espacial demasiado alta de la antena, que consta de cientos y miles de módulos transceptores completamente independientes
              La resolución en coordenadas angulares depende de la relación entre la longitud de onda y el tamaño de la antena, y la resolución en el rango del ancho del espectro de la señal. ¿Qué tiene que ver el número de módulos con él?
              Cita: Operador
              Se resuelve el problema del reconocimiento con la ayuda de los tipos AFAR (trabajando en el modo de foco)

              Este problema se resolvió en el radar 22Zh6 incluso en la base del elemento antiguo. El problema es que en el modo de súper resolución, que es necesario para obtener un retrato de radar, la energía de la señal reflejada disminuye un poco, es decir. el rango de detección disminuye en 1,5 - 2 veces.
              Cita: Operador
              ... si es estúpido "presionar la frecuencia" ... pero los sistemas modernos de guerra electrónica / guerra electrónica funcionan de manera mucho más sutil ... devolviendo el radar a su "propia" señal con coordenadas inválidas ...
              Las herramientas EW funcionan de manera más inteligente; en respuesta, se crean radares no menos inteligentes. Como resultado, de todos modos, todo se basa en la física habitual de la lucha por el poder, donde los radares activos clásicos no tienen ninguna posibilidad.
  2. +1
    1 de octubre 2016 09: 19
    y un tanque de cuarta generación T-14.

    Pero para el tanque AFAR, ¿por qué? HEADLIGHT es suficiente para él: es más barato y la funcionalidad es la misma, lo único es que la confiabilidad es menor, pero esto no es un avión, esto no es tan crítico para un tanque.
    1. +2
      1 de octubre 2016 11: 37
      Cita: Hermano gris
      y un tanque de cuarta generación T-14.

      Pero para el tanque AFAR, ¿por qué? HEADLIGHT es suficiente para él: es más barato y la funcionalidad es la misma, lo único es que la confiabilidad es menor, pero esto no es un avión, esto no es tan crítico para un tanque.

      Aquí probablemente no estaré de acuerdo contigo. Si la mayor parte del complejo de autodefensa del tanque está vinculado al contraataque del DBM, que está dirigido con la ayuda de AFAR, entonces la confiabilidad no dañaría, de lo contrario solo dependerá de KAZ y DZ
      1. +2
        1 de octubre 2016 12: 05
        Por otro lado, no puedes ocultar la parrilla en ningún lado, resulta que este es un consumible. Lo derribarán.
        Si coloca el faro, al menos puede ocultar el transmisor debajo de la armadura. Y en AFAR, los módulos de transmisión están ubicados directamente en la parrilla: costará más y el nuevo será más largo de fabricar.
        Además, en los vehículos blindados, creo, el radar no se utilizará tan intensamente como en la aviación, este avión debe encenderse cada vez que despega, ni siquiera en una batalla, sino en un vuelo simple, porque sin radar puede hacer poco, pero no el tanque, así que que para él la cuestión de la confiabilidad no es tan aguda: la intensidad de uso es menor, por lo tanto, la probabilidad de falla también es menor.
        1. 0
          2 de octubre 2016 14: 21
          Cita: hermano gris
          Por otro lado, no puedes esconder la parrilla en ningún lado, resulta que este es un consumible

          AFAR, a diferencia de una antena de espejo convencional, es muy fácil de ocultar bajo una armadura de vidrio ordinaria. Además, incluso se puede poner al revés, el escaneo electrónico es todo lo mismo.
          1. 0
            2 de octubre 2016 14: 45
            El AFAR en el tanque se instala debajo de un panel blindado de cerámica que puede soportar balas de gran calibre y fragmentos de proyectiles de artillería.
            1. 0
              3 de octubre 2016 06: 05
              Cita: Operador
              El faro del tanque está montado debajo de un panel blindado de cerámica que soporta balas de gran calibre y fragmentos de proyectiles de artillería.

              Lo encontré yo mismo. "tapa" allí, no se ven paneles de vidrio y blindaje.
  3. +2
    1 de octubre 2016 14: 15
    Sí, todo hay más o menos con producción. Hay una empresa Mikran en Tomsk, que produce todo esto.
  4. +1
    1 de octubre 2016 17: 18
    ¿Qué pasa con las bobinas y transformadores? Hicimos cosas maravillosas hace 5 años. Creía que los tecnólogos encarnaban en la boca.
  5. 0
    1 de octubre 2016 19: 47
    De todos modos, ¿no se presenta información demasiado detallada? O para los iniciados, ¿es todo esto un secreto a voces?
    1. +2
      1 de octubre 2016 21: 27
      Cita: fzr1000
      O para los iniciados, ¿es todo esto un secreto a voces?

      Bueno, como se indica:
      Documentos y fotografías usados ​​(toda la información tomada de una imprenta abierta)

      Es una pena que tales bandadas solo lean un poco ... Pero luego se aplastan y se atascan en todas partes y todo es un gran éxito con casi cada quinto comentario.
  6. 0
    1 de octubre 2016 23: 27
    Inok10,
    Se utiliza un retorno de radar de una copia de su propia señal con un retardo de tiempo (eco múltiple) para simular una variedad de objetivos.

    Se reconoce por un cambio pseudoaleatorio en la periodicidad de los pulsos del radar. Tecnología EW obsoleta.
  7. 0
    2 de octubre 2016 14: 56
    Vita VKO,
    Acerca de eso y voz: en AFAR, la proporción de la longitud de onda y las dimensiones de cada mini-antena (MRP) es igual a 4 a 1.

    En AFAR, el rango en el modo de luz de búsqueda / telescópico no cae, ya que la misma energía de radiación por unidad de tiempo de todo el MRP cae en un sector más pequeño del espacio.

    La tercera cita que usted cita no es mía.
    1. 0
      2 de octubre 2016 20: 27
      Cita: Operador
      La relación entre la longitud de onda y las dimensiones de cada mini antena (PPM) es de 4 a 1.

      La antena PPM suele ser un vibrador o ranura de cuarto de onda, hay media onda, pero rara vez y solo a frecuencias fijas. Si el vibrador mide más de la mitad de la longitud, el patrón de radiación se bifurca, el nivel de los lóbulos laterales aumenta bruscamente y no tiene sentido hablar de direccionalidad. En resumen, se obtiene basura completa.
  8. +1
    3 de octubre 2016 14: 20
    Hermano gris,
    La foto muestra un tapón de plástico en el sitio de AFAR. En la versión de combate se ve así (en la esquina inferior izquierda de la foto)

  9. +1
    3 de octubre 2016 18: 35
    Inok10,
    Cita: Inok10
    Para el autor: ... un arco bajo, hace mucho tiempo que no lo leo con placer ... ... aunque ayer, sobre el tema IL-76MD-90, casi me dispongo a dejar las correas para hacer comentarios ...

    hi
    Para sho? (cortar algo)