Militär granskning

Plana mottagande flerkanaliga AFAR X-band-moduler baserade på LTCC-keramik-tillverkad i Ryssland

22



Planar APAA har betydande fördelar vad gäller vikt och storlek jämfört med andra lösningar. Ibland minskar massan och tjockleken på AFAR-banan. Detta gör att de kan användas i små radarmäthuvuden, ombord på UAV och för en ny klass av antennsystem - konforma antennuppsättningar, d.v.s. upprepa objektets form. Sådana galler är till exempel nödvändiga för att skapa en fighter av nästa, sjätte generation.

JSC NIIPP utvecklar flerkanals integrerade plana mottagnings- och sändnings APAA-moduler med hjälp av LTCC-keramikteknologi, som inkluderar alla element i APAA-tyget (aktiva element, antennemitter, mikrovågs- ​​och styrsignaldistributionssystem, sekundär strömförsörjning, digital styrenhet med styrning med en gränssnittskrets, ett vätskekylsystem) och är en funktionellt komplett enhet. Modulerna kan kombineras till antennuppsättningar av vilken storlek som helst, och med betydande inneboende integration ställs minimala krav på den bärande strukturen som måste kombinera sådana moduler. Detta gör det mycket lättare för slutanvändare att skapa en APAA baserad på sådana moduler.



Tack vare ursprungliga designlösningar och användningen av nya och lovande material, såsom lågtemperatursambränd keramik (LTCC), kompositmaterial, flerskiktiga mikrokanalsvätskekylningsstrukturer utvecklade av JSC NIIPP, utmärker sig högintegrerade plana PPM AFAR av:

• rekordartade egenskaper för liten vikt och storlek;
• hög tillförlitlighet och underhållsbarhet;
• hög tillverkningsbarhet och låg kostnad.







JSC "NIIPP" är redo att genomföra utvecklingen och organisera massproduktion av plana mottagnings-, sändnings- och transceivermoduler i AFAR-serierna S, C, X, Ku, Ka, enligt den intresserade kundens krav.







JSC NIIPP har de mest avancerade positionerna i Ryssland och i världen i utvecklingen av plana APAR-moduler som använder LTCC-keramikteknologi.

Plana mottagande flerkanaliga AFAR X-band-moduler baserade på LTCC-keramik-tillverkad i Ryssland


citat:
plan, funktionellt komplett design med integrerade antennelement
rekord tunn tjocklek - 13 mm
hög motståndskraft mot WWF av mikrovågssubmoduler gjorda av LTCC-keramik
hög tillverkningsbarhet, repeterbarhet och stabilitet av parametrar
integrerat höghastighets synkront seriellt kontrollgränssnitt
möjligheten att kombinera moduler för att skapa antenner av alla storlekar


Resultaten av ett forsknings- och utvecklingskomplex utfört vid Tomsk University of Control Systems and Radioelectronics inom området för att skapa GaAs och SiGe mikrovågsmonolitiska integrerade kretsar, elementbibliotek och CAD-moduler.
Brustalet för de utvecklade förstärkarna är 1,4-1,6 dB, medan det för deras motsvarigheter - MIS LNA TGA2511, TGA2512, HMC564 och HMC565 från Triquint och Hittite (USA) varierar från 1,5 till 2,3 dB.



2015 började REC NT designa en mikrovågs MIS för en universell multi-band multi-channel transceiver (L-, S- och C-band) i form av ett "system på ett chip" (SOC). Hittills, på basis av 0,25 μm SiGe BiCMOS-teknik, har MIS för följande bredbandsmikrovågsenheter (frekvensområde 1-4,5 GHz) konstruerats: LNA, mixer, digital styrbar dämpare (DAT) samt styrkretsen för DAT.

Slutsats: inom en snar framtid kommer "problemet" med radar för Yak-130, UAV, GOS för KR och OTR att lösas på en mycket allvarlig nivå. Med en hög grad av sannolikhet kan man faktiskt anta "en produkt som inte har några analoger i världen." AFAR "i viktkategorin" 60-80 kg (jag kommer att hålla tyst om mängden radar som krävs för Yak-130 220kg-270kg)? Ja lätt. Men finns det en önskan att få en fullvärdig 30 kg AFAR?

Under tiden ... För nu är "så här är det":

På Singapore Airshow-2016 som hölls i februari i Singapore, en lovande rysk jaktplan PAK FA fick flera kritik från en representant för Lockheed Martin - Tillverkare av den femte generationen F-35 multirole fighter. Han sa i synnerhet att PAK FA:s radarsmygegenskaper inte enbart räcker för att klassificera flygplanet som en del av denna generation, vilket uppenbarligen anspelar på T-50:s otillräckligt "avancerade" flygelektronik.

Samtidigt sammanföll hans bedömning med yttrandet från ett antal "experter" från Ryssland, som menar att PAK FA kommer att ha problem med att sälja på den asiatiska marknaden. De säger att systemen ombord har för få femte generationens teknologier och att priset på PAK FA, enligt prognoser, kommer att vara mycket högre än Su-35, som är av intresse för Kina och Indonesien. Enligt internetresursen IHS Jane's är radarn och motorn för PAK FA (jaktplanets huvudsakliga delsystem) desamma som på Su-35. En del av flygelektroniken ombord på T-50 och Su-35 är också identiska. Med allt detta tillhör Su-35 generationen 4++.


Det finns inget serieflygplan ännu. Ryska federationen tänkte inte ens på att sälja den till Kina och Indonesien (de skulle behöva ta itu med SU-35), men ... Men en Lockheed Martin-representant och "ett antal "experter" från Ryssland förutspår redan : det blir dyrt, det kommer att bli problem med att sälja till Kina och Indonesien. Det händer. Från historia "efterblivenhet" av rysk/sovjettillverkad flygelektronik för "ett antal" experter "från Ryssland", som referens:

GaN och dess solida lösningar är bland de mest efterfrågade och lovande materialen inom modern elektronik. Arbete i denna riktning utförs över hela världen, konferenser och seminarier anordnas regelbundet, vilket bidrar till den snabba utvecklingen av teknik för att skapa elektroniska och optoelektroniska enheter baserade på GaN. Ett genombrott observeras både i parametrarna för LED-strukturer baserade på GaN och dess solida lösningar, och i egenskaperna hos PPM baserad på galliumnitrid, vilket är en storleksordning högre än galliumarsenidenheter.



Under 2010 har fälteffekttransistorer med Ft = 77,3 GHz och Fmax = 177 GHz, med en förstärkningsfaktor på mer än 11,5 dB i effekt vid en frekvens på 35 GHz. På basis av dessa transistorer, för första gången i Ryssland, var MIS för en trestegs effektförstärkare i frekvensområdet 27–37 GHz med Kp > 20 dB och en maximal uteffekt på 300 mW i pulsat läge. utvecklat och framgångsrikt implementerat. I enlighet med det federala målprogrammet "Utveckling av elektronisk komponentbas och radioelektronik" förväntas ytterligare utveckling av vetenskaplig och tillämpad forskning i denna riktning. I synnerhet utvecklingen av InAlN/AlN/GaN-heterostrukturer för att skapa enheter med driftsfrekvenser på 30–100 GHz, med deltagande av ledande inhemska företag och institut (FGUP NPP Pulsar, FGUP NPP Istok, CJSC Elma-Malakhit, OAO Svetlana- Rost, ISVChPE RAS, etc.).

Parametrar för inhemska heterostrukturer och transistorer med optimal grindlängd baserat på dem (beräkning):


Det har experimentellt fastställts genom experimentell beräkning att för Ka-frekvensområdet är typ 2-heterostrukturer med tb = 15 nm optimala, varav V-1400 ("Elma-Malachite") på ett SiC-substrat har de bästa parametrarna idag, vilket säkerställer skapandet av transistorer med en initialström på upp till 1,1 A/mm med en maximal lutning på upp till 380 mA/mm och en cutoff-spänning på -4 V. Samtidigt fälteffekttransistorer med LG=180 nm (LG/tB=12) har fT/fMAX=62/130 GHz i frånvaro av kortkanalseffekter, vilket är optimalt för PA Ka-bandet. Samtidigt har transistorer med LG=100 nm (LG/tB=8) på samma heterostruktur högre frekvenser fT/fMAX=77/161 GHz, det vill säga de kan användas i högre frekvens V- och E-band , men på grund av korta kanaleffekter är effekterna inte optimala för dessa frekvenser.

Låt oss tillsammans se de mest avancerade "aliens" och våra radarer:









Retro: den föråldrade Pharaoh-M-radarn (den var planerad att installeras på Su-34, 1.44, Berkut). Balkdiameter 500 mm. Icke-ekvidistant PHA "Phasotron". Ibland kallas det också för "Spear-F".


Förklaring:
Planar teknologi är en uppsättning tekniska operationer som används vid tillverkning av plana (plana, ytliga) halvledarenheter och integrerade kretsar.
Anmälan:
- för antenner: BlueTooth plana antennsystem i mobiltelefoner.

- för IP- och PT-omvandlare: Planartransformatorer Marathon, Zettler Magnetics eller Payton.


- för SMD-transistorer
etc. se ryska federationens patent RU2303843 för detaljer.

LTCC keramik:
Low Temperature Co-Fired Ceramic (LTCC) är en lågtemperatursameldad keramisk teknologi som används för att skapa mikrovågsutsändande enheter, inklusive Bluetooth- och WiFi-moduler i många smartphones. Allmänt känd för sin användning vid tillverkning av AFAR-radar från den femte generationens fighter T-50 och tank fjärde generationens T-14.



Kärnan i tekniken ligger i det faktum att enheten är tillverkad som ett kretskort, men i en glassmälta. "Låg temperatur" innebär att bränning utförs vid temperaturer på ca 1000C istället för 2500C för HTCC-teknik, då det är möjligt att använda inte särskilt dyra högtemperaturkomponenter av molybden och volfram i HTCC, men även billigare koppar i guld och silver legeringar.

Använda dokument och fotografier (all information hämtad från den öppna pressen):
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
PLANAR-BNK Presentation av tekniskt projekt 121030 (Monastyrev E.A. Biträdande forskningsdirektör, avdelningschef 101)
Microwave and Telecommunication Technology (CriMiCo), 2011 21th International Crimean Conference/ 21st Crimean Conference "Microwave Engineering and Telecommunication Technologies" 2011
ERFARENHETSUTBYTE INOM ATT SKAPA RADIOELEKTRONISKA SYSTEM FÖR ULTRABREDBAND
Material från VI All-Russian Scientific and Technical Conference (Omsk, 19–20 april 2016)
Författare:
22 kommentarer
Ad

Prenumerera på vår Telegram-kanal, regelbundet ytterligare information om specialoperationen i Ukraina, en stor mängd information, videor, något som inte faller på webbplatsen: https://t.me/topwar_official

informationen
Kära läsare, för att kunna lämna kommentarer på en publikation måste du inloggning.
  1. Rozmysel
    Rozmysel 1 oktober 2016 08:51
    +3
    Slutsats: inom en snar framtid kommer "problemet" med radar för Yak-130, UAV, GOS för KR och OTR att lösas på en mycket allvarlig nivå. Med en hög grad av sannolikhet kan man faktiskt anta "en produkt som inte har några analoger i världen." AFAR "i viktkategorin" 60-80 kg (jag kommer att hålla tyst om mängden radar som krävs för Yak-130 220kg-270kg)? Ja lätt. Men finns det en önskan att få en fullvärdig 30 kg AFAR?


    i modern strid vann den som såg den först, och för detta behöver du den bästa radarn. Om Tomsk Research Institute kan erbjuda en färdig teknik, bör Moskvaregionen börja finansiera och producera på några av fabrikerna.
    Men när produktionen når finansiering, då börjar problem uppstå, det finns inga pengar, vi kommer att skjuta upp det till 20g, och ännu bättre till 30g, när pengarna dyker upp, så det faktum att våra har dragit framåt betyder inte att allt detta kommer gå i serie inom en snar framtid.
    1. VitaVKO
      VitaVKO 1 oktober 2016 17:20
      0
      Citat: Tanke
      i modern strid vann den som såg den först, och för detta behöver du den bästa radarn

      Du har rätt, men det finns subtiliteter förknippade med avslöjande av strålningen från själva radarn + elektronisk krigföringsutrustning, som mycket effektivt undertrycker alla aktiva radarer.
      Ett av de grundläggande sätten att lösa detta problem är att lösa problemen med aktiv radar med passiva metoder. Till exempel
      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. Operatör
        Operatör 1 oktober 2016 17:59
        +4
        En radar med en AFAR kan inte undertrycka elektronisk krigföring - en flerkanalig AFAR bestämmer rumsligt platsen för EW-strålningskällan och "klipper" den ur dess synfält.
        1. VitaVKO
          VitaVKO 1 oktober 2016 18:43
          +1
          Citat: Operatör
          Radar med AFAR är det omöjligt att undertrycka elektronisk krigföring

          Den enda fördelen med APAA är de goda möjligheterna för rumslig selektion av de närmaste sidoloberna av DND. Men det är inte möjligt att fullt ut implementera den adaptiva AFAR, detta är en matematisk abstraktion. Men även med en sidolobsdämpningskoefficient på -20 ... - 25dB (detta är den teoretiska gränsen för alla strålkastare), är det möjligt att undertrycka vilken aktiv radar som helst nästan från radiohorisonten, det viktigaste är att upptäcka faktumet av strålning. För stor skillnad för radar och elektronisk krigföring, beroende på detektionsområdet (dämpningen) på strålningsenergin (roten av 4:e graden respektive roten av 2:a graden).
          1. Operatör
            Operatör 1 oktober 2016 18:56
            +1
            Sidolober i fallet med AFAR har ingenting med det att göra - antennens rumsliga upplösning, bestående av hundratals och tusentals helt oberoende transceivermoduler (miniantenner), är för hög.

            Nu löses frågan om att känna igen med hjälp av AFAR (fungerar i sökljusläge) flygplanstyper genom deras radarbild med en upplösning på upp till 30 cm i X-området för strålning.
            1. Inok10
              Inok10 1 oktober 2016 22:51
              +4
              Citat: Operatör
              En radar med en AFAR kan inte undertrycka elektronisk krigföring - en flerkanalig AFAR bestämmer rumsligt platsen för EW-strålningskällan och "klipper" den ur dess synfält.

              ... om du dumt "trycker på frekvensen" ... men moderna elektroniska krigföring / elektroniska krigföringssystem fungerar mycket tunnare ... återför radarn till sin "egen" signal med ogiltiga koordinater ...
              Citat: VitaVKO
              För stor skillnad för radar och elektronisk krigföring, beroende på detektionsområdet (dämpningen) på strålningsenergin (roten av 4:e graden respektive roten av 2:a graden).

              ... oavsett vilken effekt i strålningsvägen, minst 50 MW ... den mottagande är fortfarande i millivolt, eller ännu lägre ... här är alla kort i händerna på elektronisk krigföring / elektronisk krigföring .. . hi
              Citat: Operatör
              Nu löses frågan om att känna igen med hjälp av AFAR (fungerar i sökljusläge) flygplanstyper genom deras radarbild med en upplösning på upp till 30 cm i X-området för strålning.

              ... än så länge handlade samtalet bara om vår radar ... med ett kort teleskopiskt läge ... där kommer det att synas vidare ... med en sådan radar har vi möjlighet att bygga och medel för att bekämpa den ... hi
              Auto RU: ... en låg rosett, jag har inte läst den med så nöje på länge ... hi ... även om jag igår, angående IL-76MD-90A, nästan var på väg att lägga den på mina bälten för en kommentar ... wink
            2. VitaVKO
              VitaVKO 2 oktober 2016 14:16
              0
              Citat: Operatör
              den rumsliga upplösningen för antennen, som består av hundratals och tusentals absolut oberoende transceivermoduler, är för hög
              Upplösningen i vinkelkoordinater beror på förhållandet mellan våglängden och antennens storlek, och upplösningen i räckvidden beror på bredden på signalspektrat. Vad är antalet moduler?
              Citat: Operatör
              frågan om igenkänning med hjälp av AFAR (fungerar i sökljusläge) av typer

              Denna uppgift löstes på 22Zh6-radarn även på den gamla elementbasen. Problemet är att i superupplösningsläget, vilket är nödvändigt för att få ett radarporträtt, sjunker energin i den reflekterade signalen något, d.v.s. detektionsområdet minskas med 1,5 - 2 gånger.
              Citat: Operatör
              ... om du dumt "trycker på frekvensen" ... men moderna elektroniska krigföring / elektroniska krigföringssystem fungerar mycket tunnare ... återför radarn till sin "egen" signal med ogiltiga koordinater ...
              Elektroniska krigföringsmedel fungerar smartare, som svar skapas radarer inte mindre smarta. I slutändan vilar allt ändå på den vanliga fysiken i en maktkamp, ​​där klassiska aktiva radarer inte har någon chans.
  2. Grå bror
    Grå bror 1 oktober 2016 09:19
    +1
    och fjärde generationens T-14 tank.

    Men varför för en AFAR-stridsvagn? PAR är tillräckligt för hans ögon - det kostar mindre, men funktionaliteten är densamma, det enda är att tillförlitligheten är lägre, men det här är inte ett flygplan, detta är inte så kritiskt för en tank.
    1. nazar_0753
      nazar_0753 1 oktober 2016 11:37
      +2
      Citat: Grå bror
      och fjärde generationens T-14 tank.

      Men varför för en AFAR-stridsvagn? PAR är tillräckligt för hans ögon - det kostar mindre, men funktionaliteten är densamma, det enda är att tillförlitligheten är lägre, men det här är inte ett flygplan, detta är inte så kritiskt för en tank.

      Här håller jag nog inte med dig. Om det mesta av tankens självförsvarskomplex är knutet till motskjutning från en DBM, som syftar med hjälp av en AFAR, skulle tillförlitligheten inte skada, annars återstår det bara att lita på KAZ och DZ
      1. Grå bror
        Grå bror 1 oktober 2016 12:05
        +2
        Å andra sidan kan du inte gömma gallret någonstans, det visar sig att detta är en förbrukningsvara. De tar ner allt.
        Om du sätter strålkastarna, så kan du åtminstone gömma sändaren under pansaret. Och på AFAR är sändningsmodulerna placerade direkt på nätet - det kommer att kosta mer och det kommer att ta längre tid att tillverka en ny.
        Dessutom, för pansarfordon, tror jag det, kommer radarn inte att användas lika intensivt som i flyget, det är nödvändigt för flygplanet att vända den vid varje start, inte ens i strid, utan i enkel flygning, för utan radar det kan göra lite, men tanken gör det inte, så att för honom är frågan om tillförlitlighet inte så akut - användningsintensiteten är lägre, därför är sannolikheten för misslyckande också lägre.
        1. VitaVKO
          VitaVKO 2 oktober 2016 14:21
          0
          Citat: Grå bror
          Å andra sidan kan du inte gömma gallret någonstans, det visar sig att detta är en förbrukningsvara

          AFAR är, till skillnad från en konventionell reflektorantenn, mycket lätt att gömma under vanligt glaspansar. Dessutom kan den till och med läggas upp och ner, elektronisk skanning bryr sig inte.
          1. Operatör
            Operatör 2 oktober 2016 14:45
            0
            AFAR på tanken är installerad under en keramisk pansarpanel som kan motstå kulor av stor kaliber och fragment av artillerigranater.
            1. Grå bror
              Grå bror 3 oktober 2016 06:05
              0
              Citat: Operatör
              Strålkastaren på tanken är installerad under en keramisk pansarpanel som kan motstå kulor av stor kaliber och fragment av artillerigranater.

              Hittade det själv. "keps" finns där, inga glas och pansarpaneler syns.
  3. bergsskytt
    bergsskytt 1 oktober 2016 14:15
    +2
    Ja, allt är mer eller mindre med produktion. Det finns ett företag "Mikran" i Tomsk, som producerar allt detta.
  4. hiroyashy
    hiroyashy 1 oktober 2016 17:18
    +1
    Hur är det med spolar och transformatorer? Vi gjorde en så underbar sak för 5 år sedan. Jag trodde att teknologer väckte det till liv.
  5. fzr1000
    fzr1000 1 oktober 2016 19:47
    0
    Är det ändå inte alltför detaljerad information? Eller är allt en öppen hemlighet för insiders?
    1. region58
      region58 1 oktober 2016 21:27
      +2
      Citat från fzr1000
      Eller är allt en öppen hemlighet för insiders?

      Tja, det står så:
      Begagnade dokument och fotografier (all information hämtad från offentlig press)

      Det är synd att sådana flockar inte läser så mycket ... Men de trycker och jammar överallt och allt smäller i nästan var femte kommentar.
  6. Operatör
    Operatör 1 oktober 2016 23:27
    0
    Inok10,
    Återgången till radarn av en kopia av sin egen signal med en tidsfördröjning (flera ekon) används för att simulera en mängd olika mål.

    Känns igen med hjälp av en pseudo-slumpmässig förändring i frekvensen för upprepning av pulser av radarstrålning. Föråldrad elektronisk krigföringsteknik.
  7. Operatör
    Operatör 2 oktober 2016 14:56
    0
    VitaVKO,
    Det här är vad vi pratar om - i AFAR är förhållandet mellan våglängden och dimensionerna för varje miniantenn (PPM) 4 till 1.

    I AFAR faller inte räckvidden i sökar-/teleskopläget, eftersom samma strålningsenergi per tidsenhet för alla bankomater faller på en mindre del av rymden.

    Det tredje citatet du citerade är inte mitt.
    1. VitaVKO
      VitaVKO 2 oktober 2016 20:27
      0
      Citat: Operatör
      förhållandet mellan våglängden och dimensionerna för varje miniantenn (MPA) är 4 till 1.

      PPM-antennen är vanligtvis en kvartsvågsvibrator eller slot, det finns halvvågs sådana, men sällan och bara på fasta frekvenser. Om vibratorns dimensioner är mer än halva längden, delar sig strålningsmönstret, nivån på sidoloberna stiger kraftigt och det är meningslöst att prata om riktning, kort sagt, fullständigt skräp erhålls.
  8. Operatör
    Operatör 3 oktober 2016 14:20
    +1
    grå bror,
    Bilden visar en plastplugg i stället för AFAR. I stridsversionen ser det ut så här (i det nedre vänstra hörnet av bilden)

  9. bara
    3 oktober 2016 18:35
    +1
    Inok10,
    Citat från Inok10
    Till författaren: ... en låg rosett, jag har inte läst den med nöje på länge ... ... fastän jag igår, på ämnet IL-76MD-90A, nästan var på väg att sätta på den mina bälten för en kommentar..

    hi
    För vad? (klippa något)