Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка и исследование технологий проектирования и производства сверхвысокочастотных приемопередающих модулей с цифровой обработкой сигналов для перспективных радиолокационных систем с многоканальными цифровыми фазированными антенными решетками, а также других радиотехнических систем на основе электронной компонентной базы высокой степени интеграции типа "Система на кристалле"

Номер контракта: 14.577.21.0179

Руководитель: Бабак Леонид Иванович

Должность: Профессор каф. КСУП ТУСУР, зам.директора НОЦ «Нанотехнологии»

Организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники"
Организация докладчика: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
приемопередающий модуль (ппм), цифровая обработка сигналов (цос), свч, рлс, цифровая фазированная антенная решетка (цфар), высокоинтегрированные модули, монолитная интегральная схема (мис), система на кристалле (снк), технологии, проектирование, производство.

Цель проекта:
Создание комплекса научно-технических и технологических решений в области проектирования и производства сверхвысокочастотных приемопередающих модулей (СВЧ ППМ) с цифровой обработкой сигналов (ЦОС) для перспективных радиолокационных систем с многоканальными цифровыми фазированными антенными решетками (ЦФАР), а также других радиотехнических систем на основе электронной компонентной базы (ЭКБ) высокой степени интеграции (ВСИ) типа «Система на кристалле» (СнК).

Основные планируемые результаты проекта:
1) Методика проектирования СВЧ интегральных схем (ИС) малошумящих усилителей (МШУ).
2) Методика проектирования СВЧ ИС смесителей (СМ) с преобразованием частоты вверх и вниз.
3) Методика проектирования СВЧ ИС цифровых аттенюаторов (ЦАТТ).
4) Технология высокоинтегрированной сборки и компоновки СВЧ блоков ППМ на основе ЭКБ ВСИ СнК.
5) Алгоритмы ЦОС.
6) Макеты ИС и СнК на базе SiGe технологии, экспериментальные образцы СВЧ блока, блока ЦОС и ППМ с ЦОС L-, S- и C-диапазонов.
7) Предложения и рекомендации в области проектирования и производства СВЧ блоков ППМ на основе ЭКБ ВСИ СнК.
8) Предложения по производству и эксплуатации продукции для Индустриального Партнера.
9) Рекомендации по реализации (коммерциализации) результатов ПНИЭР, вовлечению их в хозяйственный оборот.
10) Проект технического задания на проведение ОКР по теме «Разработка сверхвысокочастотных приемопередающих модулей с цифровой обработкой сигналов на основе электронной компонентной базы высокой степени интеграции типа «Система на кристалле»».

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Новизна:
Информация по разрабатываемым за рубежом технологиям проектирования и изготовления СВЧ ППМ с ЦОС на основе современной высокоинтегрированной ЭКБ  обычно является конфиденциальной собственностью фирм-разработчиков. Выполняемые в настоящем проекте исследования и разработки во многом будут основаны на оригинальных подходах, методах и алгоритмах, этим определяется их новизна:
- Использование процедур автоматического синтеза пассивных и активных СВЧ цепей на основе генетических алгоритмов (ГА) для повышения эффективности проектирования и улучшения характеристик СВЧ МИС и СнК.
- Разработка методик, алгоритмов и моделей для интегрированного моделирования СВЧ ППМ на базе ИС и СнК, комплексного решения задач системного анализа ППМ с ЦОС.  
- Исследование моделей и расширение библиотек элементов ВЧ ИС для отечественных гетероструктурных технологий; разработка новых методик и алгоритмов для построения электрических моделей элементов СВЧ ИС; построение, верификация и уточнение моделей элементов.
- Разработка специализированных стендов и методик для характеризации элементов СВЧ ИС, а также измерения параметров ИС, СнК и ППМ на базе МИС и СнК.
- Разработка широкополосных радиочастотных МИС, охватывающих одновременно частоты L-, S- и C-диапазонов.
- Использование новых принципов построения радиотехнических систем и алгоритмов ЦОС.
- Применение современной малогабаритной СВЧ полупроводниковой ЭКБ.
- Разработка новых технологий производства СВЧ РЭА на основе высокоинтегрированной компоновки компонентов.

Сопоставление ожидаемых результатов с аналогичными разработками мирового уровня:
Проект ставит своей задачей привести уровень технологий проектирования и изготовления СВЧ ППМ с ЦОС для радиотехнических систем указанных видов в соответствие мировым стандартам, восстановить отсутствующие на российском рынке звенья исследуемых технологий. Характеристики проектируемого блока СВЧ ППМ с ЦОС находятся на одном уровне с мировыми разработками, используются современные технологии для производства СВЧ СнК (SiGe), средства измерения, характеризации СВЧ устройств, а также перспективные методики проектирования.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты проекта в ближайшей перспективе будут внедрены в производство для удовлетворения текущих и будущих потребностей конечных потребителей продукции, а также разрабатывающих РЭС российских предприятий, включая ОАО «НПО «ЛЭМЗ» (РЛС на основе ЦФАР для систем противоракетной обороны, комплексов активной защиты бронетехники, прочие перспективные изделия), и отрасли в целом.
Другие применения многофункциональных малогабаритных радиотехнических систем, в том числе с ЦФАР: мобильные и индивидуальные системы связи, электронные системы малых летательных аппаратов и робототехники, миниатюрные и сверхминиатюрные приемопередающие модули, встраиваемые в подвижные объекты и одежду (устройства управления малыми подвижными объектами, «умная одежда», интеллектуальная экипировка воина и т.д.), а также имплантируемые в биологические объекты и др.

Текущие результаты проекта:
Результаты теоретических исследований, полученные в 2015 г.
Разработаны методики проектирования СВЧ интегральных схем:
Малошумящих усилителей (МШУ).
Смесителей (СМ) с преобразованием частоты вверх и вниз.
Цифровых аттенюаторов (ЦАТТ).

Результаты экспериментальных исследований, полученные в 2015 г.
С использованием предложенных методик получены схемотехнические решения и топологии интегральных схем основных функциональных узлов приемопередающего модуля L-, S- и C-диапазонов: малошумящий усилитель, смеситель, цифровой аттенюатор, схема управления с параллельным интерфейсом.