Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2015

технологии следует рассматривать как второе поколение планарных антенн на основе двусторонних пе- чатных плат (см. рис. 2). В настоящее время идет развитие технологий третьего поколения. Главное отличие новой технологии – это трехмерная структура СВЧ- устройств на основе МПП (см. рис. 3). Базовая технология третьего по- коления основывается на следую- щих конструктивно-технологиче- ских принципах: l применение СВЧ-материалов (ди- электрик и препрег) от одного про- изводителя с наилучшими парамет- рами для конкретного конструк- тивно-технологического решения и максимальными размерами, пре- вышающими потребные размеры полотна антенны; l применение современного специа- лизированного программного обес- печения для проектирования и мо- делирования антенн с высокой точ- ностью (прецизионно); l создание трехмерной структуры антенны; l применение технологии многослой- ных печатных плат для формиро- вания конструкции; l интеграция распределенных много- канальных МШУ с режекторными фильтрами в приемо-передающее АФУ с обеспечением надежного неразъемного соединения; l минимизация трактов деления мощности и их интеграция в приемо-передающее АФУ для обеспечения надежного неразъем- ного СВЧ-перехода; l интеграция фидерных линий СВЧ- трактов с СВЧ-излучателями, рас- пределенной системой частотной режекции, МШУ и трактами деле- ния и общего защитного обтекателя в единую многослойную много- уровневую трехмерную структуру типа “сэндвич"; l применение совмещенного приемо- передающего полотна внешних из- лучателей АФУ; l интеграция фидерных СВЧ трак- тов внутренних излучателей с фа- зовращателями; l интеграция в АФУ кросс-платы для питания распределенного МШУ, фидерных трактов, линий контроля, управления и питания усилителей мощности; l применение ячеистых конструкций обечаек для повышения жесткости конструкции СВЧ-модуля, обес- печения секционирования (экрани- ровки) трактов сложения/деления мощности, МШУ, фильтров и обеспечения теплостоков от внут- ренних элементов на внешнюю сто- рону конструкции станции с ис- пользованием сплошных слоев “земля". Переход от волноводно-щелевой тех- нологии к микрополосковой плоско- параллельной на основе двухсторон- них печатных плат и далее к микро- полосковой трехмерной технологии на основе МПП позволил улучшить основные радиотехнические характе- ристики и существенно улучшить массогабаритные характеристики АФУ. Кроме того, каждый переход на новую базовую технологию позво- лил снизить трудоемкость изготовле- ния АФУ не менее чем на порядок, и в настоящее время трудоемкость изготовления АФУ по базовой техно- логии третьего поколения в 100 и 10 раз ниже, чем в базовых технологиях первого и второго поколения соответ- ственно (см. табл. 1). Существенное развитие базовые тех- нологии третьего поколения планар- ных антенн получили в работах, вы- полненных ОАО “НПЦ “Вигстар" и ООО “Аэроспейс текнолоджи" (ООО “АСТЕК") в 2011–2012 гг. по заказу Минпромторга России в рам- ках ФЦП “Развитие элементной ком- понентной базы и радиоэлектро- ники". Были разработаны техноло- гии, изготовлены и испытаны опыт- ные образцы моноблочных СВЧ-мо- дулей с планарными антеннами L-, C-, и Х-диапазонов. В первую оче- редь это носимые станции спутнико- вой связи. Безусловно, возможно и применение этих технологий для мо- бильных спутниковых средств: авто- мобильных, железнодорожных, авиационных, судовых. Отдельные работы в этом направлении уже ве- дутся. Сегодня отечественные разра- ботки планарных антенн в указан- ных диапазонах не уступают лучшим зарубежным аналогам, а в чем-то и превосходят их. К сожалению, по неизвестным испол- нителю причинам эти работы не нашли продолжения в рамках выше- указанной ФЦП Минпромторга Рос- сии. А между тем, как показывает мировая практика, следующим шагом к технологиям четвертого по- коления планарных антенн должно стать освоение Ка-диапазона. Вообще освоение Ка-диапазона известными мировыми производителями радио- электронных средств осуществляется весьма энергично. Отечественные производители в ближайшие годы практически ничего не смогут проти- вопоставить зарубежным в этом сег- менте рынка в целом и по планарным антеннам в частности. В остальных диапазонах ситуация ненамного лучше, особенно это касается граж- данского сегмента рынка. При освоении Ка-диапазона разра- ботчики планарных антенн столк- нутся с целым рядом новых проблем, решение которых потребует освоения новых СВЧ-материалов и разработки новых конструктивно-технологиче- ских решений. Известно, что в Ка- диапазоне микрополосковая техноло- гия малоэффективна. Следовательно, нужны новые решения по конструк- ции фидерных линий и других эле- ментов АФУ. Такие решения есть, но они требуют достаточно длитель- ной и тщательной технологической отработки. l 57 2015 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ Ф рагмент микрополосковой планарной антенны третьего поколения Рис. 3 Первое поколение Второе поколение Третье поколение Коэффициент усиления АФУ на передачу, дБ 22 24 25 Коэффициент усиления АФУ на прием, дБ 18 21 22 Добротность приемного тракта АФУ, дБ/К -3 0 1 Габаритные размеры АФУ, мм 350 × 380 390 × 270 285 × 285 Масса АФУ, кг 2,6 1,8 0,3 С равнительные характеристики изделий базовых технологий трех поколений Таблица 1