В Красноярске в серийное производство внедряют инновационные СВЧ фильтры
Новую конструкцию монолитного миниатюрного многопроводникового полосового фильтра с высокой избирательностью к принимаемым сигналам и сильным подавлением помех, разработанную коллективом красноярских ученых, внедряют в производство на АО «НПП «Радиосвязь», 22 августа сообщила пресс-служба Красноярского научного центра СО РАН.
От полосовых фильтров, которые являются важными устройствами современных радиотехнических систем передачи, приема и обработки сигналов, зависят и качество радиоаппаратуры, и ее габариты, и даже цена. Коллективом красноярских ученых, в который входят исследователи ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», в содружестве с АО «НПП «Радиосвязь» была разработана инновационная конструкция монолитных миниатюрных полосовых СВЧ фильтров на многопроводниковых полосковых резонаторах.
Достоинствами таких фильтров являются малые габариты при высокой избирательности принимаемых сигналов благодаря широкой высокочастотной полосе заграждения. Их серийное производство позволит заменить иностранные образцы, одновременно улучшив качество и снизив себестоимость готовой продукции.
Заслуженный изобретатель России, доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией Института физики им. Л. В. Киренского СО РАН Борис Беляев рассказал о сути и актуальности проведенного учеными исследования:
«Зарубежные фильтры с высокими характеристиками имеют сравнительно большие размеры и стоят тысячи долларов. Это связано не только с конструктивными особенностями, но и с необходимостью индивидуальной настройки фильтра после изготовления. При этом этап настройки один из самых дорогостоящих, так как его выполняют высококвалифицированные специалисты. Нам удалось разработать конструкции, не требующие настройки после изготовления».
Техническое решение, найденное красноярскими учеными, стало революцией в производстве частотно-селективных устройств. При этом созданные конструкции легко вписываются в современные технологии изготовления изделий радиоэлектроники «и будут стоить „копейки“ по сравнению с зарубежными аналогами», подчеркнул Беляев.
Он отметил, что исключение необходимости настройки фильтров после изготовления требует высокого процента выхода качественной продукции. Исследования установили, что предложенная ими технология обеспечит его на уровне не менее 90%.
«Если и выход качественных фильтров будет близким к 100% — мы совершим революцию. Тогда наши фильтры будут не только соответствовать мировым аналогам по своим характеристикам, но и стоить значительно дешевле, а это значит, они будут конкурентоспособными на мировых рынках», — заявил ученый.
Красноярцы разработали конструкции полосно-пропускающих и полосно-заграждающих фильтров, диплексеров, мультиплексоров, фильтров нижних и фильтров верхних частот под использование для их изготовления технологии многослойных печатных плат. На многие такие устройства коллектив получил патенты России.
Принцип технологии изготовления многослойных печатных плат состоит в следующем: на больших, примерно полметра на полметра тонкие диэлектрические металлизированные с обеих сторон листы фотолитографическим способом формируются рисунки полосковых проводников. Их структура под характеристики требуемого фильтра рассчитывается на компьютере, рассказал Борис Беляев.
«В зависимости от диапазона частот на одном листе может разместиться от нескольких сотен до нескольких тысяч таких фильтров. Рисунок полосковых проводников на каждом слое многослойной платы — разный. Каждый лист делается отдельно, а потом они склеиваются друг с другом специальными прослойками, которые называются препрегом».
Далее горячим прессованием листы — от трех до двадцати и больше — «склеиваются», после чего полученная монолитная слоистая структура (стек), режется на отдельные готовые устройства, толщина которых составляет всего несколько миллиметров, а длина определяется диапазоном частот и находится в пределах от 5 до 20 мм. Разработанная технология обеспечивает идентичность устройств на стеке.
«Характеристики устройств показали перспективность изобретения и возможность разработанным подходом создавать миниатюрные фильтры даже в метровом диапазоне длин волн. Например, монолитный фильтр четвертого порядка с центральной частотой полосы пропускания 60 МГц имеет длину корпуса в 320 раз меньше длины волны в вакууме. Эти фильтры сконструированы из семи диэлектрических слоев, соединенных шестью слоями препрега, то есть состоят из 13 слоев», — рассказал разработчик, отметив, что опытная партия из 10 образцов показала отличную повторяемость характеристик.
Ученый подчеркнул также технологичность разработанных конструкций, в которых наличие компланарных (плоских) линий передачи на входе и выходе фильтров позволяет легко монтировать устройства на плате радиотехнического модуля.
Другим дополнительным достоинством технологии является автоматическая экранировка получаемых конструкций металлизированными наружными диэлектрическими слоями. Это делает такие фильтры электромагнитно совместимыми с остальными элементами на плате радиоустройства.
Переход от опытных партий к серийному производству произойдет в самом ближайшем будущем, сообщают разработчики.
