Гармаш В. Ф., Кіщинський А. А., Свистов Е. А. ФГУП «Центральний науково-дослідний радіотехнічний інститут» Російська Федерація, м. Москва, вул. Нова Басманна, д. 20 тел. (095) 261-61-70, e-mail: amplifiers@mail.ru

Анотація В історичному плані розглядається розвиток тематики активних НВЧ пристроїв в ЦНІРТІ (перш ВНДІ-108), відмічаючи в цьому році 60-річчя з дня створення.

I. Вступ

Незабаром після заснування в 1943 році ВНДІ-108 було покладено початок робіт по створенню напівпровідникових приладів. До робіт були залучені такі фахівці в цій галузі, як С. Г. Калашников, Н. А. Пенін, Я. А. Федотов,

Н. Е. Скворцова, В. Г. Алексєєва, Г. А. Кубецким. Була організована лабораторія № 5 під керівництвом С. Г. Калашникова.

В період 1948-1950 р.р. в лабораторії були виконані роботи по створенню германієвих зварних СВЧ діодів сантиметрового діапазону хвиль. Був створений ділянку з випуску дрібних серій цих діодів.

Випускаються діоди використовувалися тематичними підрозділами інституту, а також іншими організаціями в проводилися НДДКР.

У 1950 р. за розробку цих діодів група співробітників (Калашников С. Г., Пенін Н. А., Кубецким Г. А., Алексєєва В. Г.) була удостоєна Сталінської премії.

В період 1951-1955 р.р. в лабораторії проводились роботи по створенню сплавних транзисторів метрового діапазону хвиль. Розробки велися в двох напрямках:

– Підвищення частотного межі щодо малошумящих транзисторів (керівник робіт –

Н. А. Пенін);

– Підвищення рівня вихідної потужності транзисторів (керівник Г. А. Кубецким).

В лабораторії також велися роботи по отриманню кристалічного германію для виготовлення підкладок транзисторів (група В. Г. Алексєєвої). Розробкою типових схем на транзисторах займалася група Я. А. Федотова.

Був створений ділянку по виробництву транзисторів. Цими транзисторами забезпечувалися нові розробки інституту, а також ряд інших організацій. Необхідну консультацію при впровадженні транзисторів надавав Я. А. Федотов.

У зв’язку з організацією ІРЕ АН СРСР в кінці 1955 р. частина провідних співробітників лабораторії (С. Г. Калашников, Н. А. Пенін, В. Г. Алексєєва) були переведені в знову організований інститут, а дещо пізніше у зв’язку з появою у складі МРП науково-дослідних організацій НДІ-35 і НДІ-311 було прийнято рішення про передачу напрямків діодів і транзисторів і закриття напівпровідникової лабораторії № 5.

Пізніше роботи з дослідження і розробки нових напівпровідникових приладів в ЦНІРТІ не проводилися. Вони проводилися в спеціалізованих інститутах електронної техніки та в інститутах АН СРСР.

II. Основна частина

Подальший розвиток тематики по створенню компонентної бази СВЧ ми пов’язуємо зі створенням і розвитком самостійних відділів, що займалися високочастотної тематикою. Це відділ, очолюваний В. І. Сушкевичем, з якого пізніше виділився відділ активних НВЧ пристроїв, яким керував А. С. Дроздов, а також відділ антеннофідерних пристроїв, протягом тривалого часу очолюваний Я. Н. Фельд.

Протягом історії розвитку інституту цими відділами були вирішені найскладніші завдання, значною мірою визначили вигляд радіоелектронних систем, створених інститутом.

Назвемо лише деякі з них:

– Розроблена теорія і практика проектування і виготовлення НВЧ друкованих плат (на фольгованих матеріалах ПТ та СТ) і щонайширша номенклатура пристроїв на них;

– Створені складні частотно-виборчі пристрої для приймачів миттєвого визначення частоти, які можна назвати першими комплексіроваться інтегральними пристроями (які включають багатоканальний разветвитель, пов’язані фільтри, змішувачі);

В інституті проводилися роботи зі створення лампових СВЧ генераторів стосовно до використання в передавачах і гетеродина. На перших етапах розвиток цього напряму пов’язано з іменами Н. І. Оганова, М. С. Неймана, С. І. Орлова.

На початку 60-х років у складі відділу, керованого В.І.Сушкевічем, з’явилися групи співробітників, зайнятих розробкою та дослідженням нових пристроїв СВЧ на напівпровідникових приладах, і вже в 1961 році був організований спеціалізований відділ активних НВЧ пристроїв, що складається з двох лабораторій. В одній з них, начальник І. В. Мальський) розроблялися активні пристрої НВЧ на напівпровідникових приладах, у другій (начальник С. І. Орлов) розроблялися лампові генератори СВЧ. Начальником відділу був А. С. Дроздов.

Під керівництвом А. С. Дроздова був створений ряд гетеродинів на метало-керамічних лампах з лінійною безконтактної перебудовою частоти з великим на той час перекриттям по частоті fB / fH =

1,5 в діапазоні частот до 3,7 ГГц, які були і залишилися унікальними виробами, на їх основі були побудовані найважливіші радіоелектронні системи. У той же час вже тоді гостро стояла задача освоєння більш високих частотних діапазонів.

На початку 60-х років був час бурхливого розвитку напівпровідникової електроніки. Один за одним були винайдені і створені діоди, на базі яких можна було розробляти генератори та підсилювачі в сантиметровому діапазоні хвиль. Спочатку це були лавинно-пролітний і тунельний діоди, а дещо пізніше діод Ганна.

Розробка гетеродинних пристроїв на СВЧ діодах проводилася широким фронтом. Були розроблені та впроваджені генератори з фіксованою настройкою частоти на ЛПД і тунельних діодах. Проводились роботи по створенню перебудовуються генераторів на ТД.

До 1965-66 років завдяки успішним роботам у лабораторії Ф. А. Щиголя в НДІ «Пульсар» були освоєні біполярні кремнієві транзистори, що дозволило розробити генератори з більш швидкої електричної перебудовою частоти (рис.1) для діапазону частот від 100 МГц до 5 ГГц.

Рис. 1. Гзнератори на транзисторах з електричною перебудовою частоти

Fig. 1. BJT voltage controlled oscillators

Fig. 4. Broadband IMPATT power amplifiers

Для більш високих частот від 5 ГГц до 11 ГГц були розроблені генератори на діодах Ганна (рис.2).

Puc. 4. Широкосмугові підсилювачі потужності на ЛПД

Враховуючи, що вихідна потужність напівпровідникових генераторів була істотно нижче, ніж у лампових і її було недостатньо для роботи в апаратурі, постало питання про розробку широкосмугових підсилювачів потужності з вихідною потужністю 300-600 мВт і більше. Були за короткий термін сформовані групи, які займалися підсилювачами на біполярних транзисторах в діапазонах від 100 МГц до 6 ГГц (рис. 3) і лавинно-пролітних діодах (Рис. 4), перекриваються в сукупності смугу частот 6 –

11 ГГц, керував цими роботами Е. А. Свистов.

Рис. 2. Гзнератори на діодах Ганна з електричною перебудовою частоти

Рис. 3. Широкосмугові підсилювачі потужності на біполярних транзисторах

Fig. 3. BJT broadband medium power amplifiers

Підсилювачі потужності (всього їх було розроблено 14 типів), як і генератори, були впроваджені в серійну апаратуру. Крім того, на основі звернених тунельних діодів були розроблені малогабаритні і економічні змішувачі, також впроваджені в апаратуру (Е. А. Свистов).

Підбиваючи деякі підсумки роботи зі створення активних НВЧ пристроїв на діодах, необхідно відзначити, що їхній розвиток не було тріумфальним ходом. Забезпечуючи цілий ряд переваг перед електровакуумними приладами (швидкості перебудови, більш високі частоти, малі габарити, енергоспоживання, термін служби), ці прилади мали і великі недоліки, що перешкоджали їх використання в апаратурі. Багато хто з них віджили свій вік.

І, тим не менш, вони зіграли свою позитивну роль, дозволивши в короткий термін розробити повністю на напівпровідникових приладах найважливішу радіоелектронну систему. Така непроста робота просто не могла відбутися без належної підтримки керівництва інституту та головного конструктора системи А. Г. Рапопорта.

Після розробки в НДІ «Пульсар» на початку 80х років перших польових транзисторів, придатних для використання в підсилювачах середньої потужності, в інституті почалися роботи в цьому напрямку (Е. А. Свистов, А. А. Кіщинський). Напрямок робіт

виявилося вельми перспективним і плідним, і активно розвивається донині.

Приблизно до 1985 року відбулися помітні зміни у змісті робіт зі створення компонентної бази. Перехід від корпусних напівпровідникових елементів до кристалів і монолітним інтегральних схем (МІС) зажадав більш складного устаткування і технологічних процесів при їх застосуванні.

Для утримання на необхідному рівні розробок спеціалізованої СВЧ компонентної бази в 1989-1993 р. р. в інституті під керівництвом

А. Г. Міхальченкова були цілком вчасно:

1) виконаний комплекс будівельно-монтажних робіт зі створення лабораторно-виробничої дільниці виготовлення гібридних і гібрідномонолітних (ГМІС) схем НВЧ;

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2003р.