Развитие системы «СВЧ КИТ»: собственный прижимной разъём, измерительная оснастка и расширение отечественной ЭКБ

Развитие системы «СВЧ КИТ»: собственный прижимной разъём, измерительная оснастка и расширение отечественной ЭКБ

Гаранович Дмитрий Игоревич, Григорьев Олег Викторович, Огурцова Кристина Михайловна, ООО «СВЧ КИТ», г. Москва

В продолжение публикации о системе быстрого прототипирования «СВЧ КИТ» рассматриваются результаты развития платформы за прошедший год: разработанный собственный прижимной СВЧ-разъём с рабочим диапазоном до 25 ГГц, универсальная измерительная оснастка для исследования кристаллов и корпусированных микросхем, новые функциональные блоки и схемы управления питанием на отечественной ЭКБ, а также перспективы дальнейшего развития системы.

Статья размещена в журнале «Электроника СВЧ» №3-2026.

Подписка на журнал

Размещение статей и рекламы

Введение

В предыдущей публикации [1] была представлена система быстрого прототипирования «СВЧ КИТ» (svch-kit.ru) — модульная платформа для построения и исследования СВЧ-трактов на отечественной электронной компонентной базе (ЭКБ). На примере приёмо-передающего тракта с квадратурной модуляцией было показано, что система позволяет собирать и реконфигурировать сложные СВЧ-схемы без пайки и специализированного монтажного оборудования, существенно сокращая время и стоимость каждой итерации разработки.

За прошедший год экосистема «СВЧ КИТ» получила развитие по нескольким направлениям. Во-первых, разработан и изготовлен собственный прижимной СВЧ-разъём, обеспечивающий прямое подключение к проводящим дорожкам функциональных блоков в широком частотном диапазоне. Во-вторых, в формате платформы реализована универсальная измерительная оснастка с прижимными устройствами, предназначенная для исследования кристаллов и корпусированных микросхем. В-третьих, номенклатура функциональных блоков расширена за счёт интеграции микросхем новых отечественных производителей.

В настоящей работе рассматриваются эти направления развития платформы и приводятся характеристики новых компонентов.

Собственный прижимной СВЧ-разъём CT‑PB01‑0203

Качество подключения исследуемого устройства к внешнему измерительному оборудованию во многом определяется конструкцией применяемых СВЧ-разъёмов. В системе «СВЧ КИТ» используются два основных типа подключения: через коаксиальные СВЧ-переходы и через разъёмы, реализующие прямой контакт с проводящими дорожками функционального блока. Второй способ исключает промежуточный переходной элемент, сокращает длину сигнального пути и уменьшает число неоднородностей в тракте, обеспечивая более стабильные электрические параметры в широком частотном диапазоне.

Для реализации такого подключения разработан собственный угловой прижимной разъём CT‑PB01‑0203 с интерфейсом 2,92 мм (рис. 1). Конструкция предусматривает центральный контакт, упирающийся в сигнальную линию блока, и фиксацию прижимными винтами. Затяжка винтов выполняется динамометрической или автоматической отвёрткой из комплекта «СВЧ КИТ»; рекомендуемый момент затяжки составляет 0,1 Н·м, предельно допустимый — 0,2 Н·м. Контролируемое усилие прижима обеспечивает повторяемость электрического контакта и исключает повреждение печатной платы под разъёмом.

Рис. 1. Угловой прижимной СВЧ-разъём CT-PB01-0203 с прямым подключением к дорожкам блока

Характеристики разъёма измерялись с помощью векторного анализатора цепей при входной мощности -20 дБм и температуре 25 °C. Результаты измерений коэффициента отражения по входу и вносимых потерь приведены на рис. 2. В рабочем диапазоне частот от 0 до 25 ГГц вносимые потери не превышают 1,0 дБ, а коэффициент отражения по входу составляет не более -15 дБ, что свидетельствует о хорошем согласовании и низком уровне отражений во всём диапазоне.

Рис. 2. Результаты измерений характеристик разъёма CT-PB01-0203: а — коэффициент отражения по входу, б — вносимые потери

Применение такого разъёма позволяет получать более точные результаты измерений и обеспечивает стабильность характеристик подключения при многократных перекомпоновках измерительного тракта.

Измерительная оснастка с прижимными устройствами

Одним из направлений применения системы является измерение параметров кристаллов и корпусированных микросхем с использованием прижимных устройств. Такой подход позволяет отказаться от разработки индивидуальной измерительной оснастки для каждого типа изделия и перейти к использованию унифицированных плат и механических решений.

Прижимное устройство представляет собой конструкцию, обеспечивающую надёжный электрический контакт между измеряемой микросхемой и проводящими дорожками заранее изготовленной платы. Данное решение хорошо отработано на обычных печатных платах и в настоящее время доступно в формате «СВЧ КИТ»: платы с прижимным устройством устанавливаются на секционное основание платформы (рис. 3), что обеспечивает их совместимость с остальными элементами тракта и позволяет включать их в состав измерительной схемы.

Рис. 3. Плата с прижимным устройством для измерения микросхем, установленная на основании «СВЧ КИТ»

Оснастка является универсальной и подходит для различных типов корпусов. Адаптация под конкретное изделие выполняется за счёт изготовления индивидуальной центрирующей рамки из текстолита, фиксирующей положение микросхемы относительно контактных дорожек. Повторяемость прижима при этом зависит от типа корпуса — количества и размера его выводов.

Использование прижимных устройств существенно упрощает измерения при работе с большим числом микросхем: замена исследуемых образцов осуществляется без демонтажа всей измерительной схемы, при этом сохраняются неизменными геометрия тракта и условия подключения. Контролируемое усилие прижима снижает влияние нестабильности контактных соединений, что положительно сказывается на сопоставимости результатов при серийных испытаниях и сравнительном анализе характеристик изделий.

Расширение отечественной компонентной базы

Открытая архитектура «СВЧ КИТ» позволяет включать в состав платформы микросхемы различных отечественных производителей. За прошедший год номенклатура функциональных блоков расширена за счёт интеграции компонентов двух новых производителей ЭКБ — компаний «РЧ устройства» и «Микровейв АйСи», — а также за счёт разработки новых плат управления питанием.

На базе микросхем производства компании «РЧ устройства» реализованы два новых функциональных блока. Первый — аналоговый регулируемый аттенюатор MW-VVA01-0605 (на микросхеме RMA31832) с рабочим диапазоном от постоянного тока до 10 ГГц. Блок обеспечивает диапазон регулировки ослабления 0-15 дБ при начальном ослаблении 4 дБ и плавном аналоговом управлении напряжением 1-2,3 В; точка компрессии по входу на 1 дБ составляет 5 дБм, коэффициент отражения по входу и выходу — не хуже -10 дБ. Второй блок — цифровой 6-разрядный фазовращатель MW-DPS03-0605 (на микросхеме RMA4004) с рабочим диапазоном 8-12 ГГц. Он обеспечивает дискретное управление фазой с минимальным шагом 5,625° во всём диапазоне до 360° при вносимых потерях 7,1-9 дБ и среднеквадратическом отклонении фазовой ошибки 3-8,5°. Сочетание блоков управления амплитудой и фазой расширяет круг задач, решаемых на платформе, и особенно востребовано при макетировании каналов активных фазированных антенных решёток (АФАР) и многоканальных приёмо-передающих систем в X-диапазоне.

Существенно пополнена линейка активных и коммутационных блоков за счёт интеграции микросхем производства компании «Микровейв АйСи». В формате «СВЧ КИТ» готовятся к выпуску три малошумящих усилителя: MW‑LNA05‑0303 (0,1-4,0 ГГц, коэффициент усиления 23 дБ, коэффициент шума 0,8 дБ) и MW‑LNA06‑0303 (0,1-3,5 ГГц, 33 дБ, 0,8 дБ) для нижней части диапазона, а также MW‑LNA12‑0303 (8-12 ГГц, 27 дБ, 1,2 дБ) для X-диапазона. Линейку дополняют коммутационный блок MW‑SW06‑0304 (переключатель 0-8,0 ГГц) и двойной балансный смеситель MW‑MX07‑0403 (6,0-18,0 ГГц). Появление малошумящих усилителей с коэффициентом шума менее 1 дБ расширяет возможности платформы при построении приёмных трактов, а смеситель до 18 ГГц — при макетировании трактов с преобразованием частоты.

Отдельное направление — развитие средств управления питанием мощных усилителей. Разработана схема управления питанием DC‑HSC03‑0806 для GaAs- и GaN-усилителей на отечественной ЭКБ производства «ИПК Электрон-Маш» (iPWR‑503‑M16, iPWR‑531‑M16). Плата обеспечивает работу в импульсном режиме с напряжением питания до 40 В и выходным током по цепи питания до 6,5 А, формируя как напряжение питания стока, так и регулируемое напряжение смещения затвора в диапазоне -4,5…+4,5 В. Время нарастания и спада выходного импульса не превышает 40 и 45 нс соответственно, что позволяет применять блок в составе импульсных передающих трактов. Управление осуществляется ТТЛ‑сигналом, а наличие сигнала готовности (PG) упрощает интеграцию платы в автоматизированные измерительные стенды.

Рис. 4. Схема управления питанием DC-HSC03-0806 для GaAs- и GaN-усилителей

Кроме того, готовится к выпуску значительный объём новых блоков на ЭКБ производства «ИПК Электрон-Маш», существенно расширяющих функциональное покрытие платформы. Линейка преобразователей частоты пополнится двойными балансными смесителями, перекрывающими диапазон от 0,01 до 20 ГГц (MW‑MX04‑0609 для частот 0,01-4 ГГц и MW‑MX05‑0304 для частот 4-20 ГГц). Появится блок защиты — ограничитель мощности MW‑PL01‑0303 на диапазон 0-4 ГГц, предназначенный для защиты входных каскадов приёмных трактов от перегрузки.

Подготовлена линейка умножителей частоты на 2 (MW‑XN02…06), совокупно охватывающих входные частоты от 0,01 до 12 ГГц, что позволит формировать сигналы гетеродина и опорные частоты в широком диапазоне. Расширятся и средства управления фазой: помимо цифрового фазовращателя, готовятся аналоговые фазовращатели MW‑APS01‑0303 (4-8 ГГц) и MW‑APS02‑0303 (10‑18 ГГц). Номенклатура частотной селекции дополнится безотражательными фильтрами — фильтрами верхних частот MW‑HPF01‑0303 и MW‑HPF02‑0303 (частоты среза 3,2 и 4,3 ГГц) и фильтром нижних частот MW‑LPF01‑0303 (частота среза 6,8 ГГц); безотражательная архитектура обеспечивает согласование в полосе заграждения, что особенно важно при работе с широкополосными нелинейными блоками.

Существенно пополнится линейка усилителей мощности на GaN и GaAs (MW‑PA03…14), перекрывающая диапазон от 0,1 до 11,5 ГГц с выходной мощностью от долей ватта до 10 Вт, а также линейки малошумящих и распределённых усилителей (MW‑LNA07…11, MW‑DA03…06) и генераторов, управляемых напряжением, с синтезаторами частот (MW‑VCO02…29, MW‑SYNT02‑0707). Развитие именно этих категорий отвечает структуре спроса на платформу.

Заключение

За прошедший год система быстрого прототипирования «СВЧ КИТ» получила существенное развитие. Разработан собственный угловой прижимной разъём CT‑PB01‑0203 с прямым подключением к дорожкам блоков, обеспечивающий в диапазоне до 25 ГГц вносимые потери не более 1,0 дБ и коэффициент отражения по входу не более -15 дБ. В формате платформы реализована универсальная измерительная оснастка с прижимными устройствами для исследования кристаллов и корпусированных микросхем, адаптируемая под различные типы корпусов с помощью индивидуальных центрирующих рамок. Номенклатура расширена за счёт интеграции отечественных микросхем двух новых производителей — «РЧ устройства» (аналоговый аттенюатор и цифровой фазовращатель X-диапазона) и «Микровейв АйСи» (малошумящие усилители, коммутатор и смеситель), — а также разработки схемы управления питанием DC‑HSC03‑0806 для GaAs- и GaN-усилителей.

Развитие собственной элементной базы соединений, измерительной оснастки и расширение отечественной ЭКБ повышают функциональные возможности платформы. В текущем году развитие будет сосредоточено на наиболее востребованных категориях — генераторах, усилителях мощности и схемах питания к ним, а также на включении в экосистему отечественных фильтров и ферритовых изделий. Это укрепляет роль «СВЧ КИТ» как инструмента ускорения прикладных разработок и подготовки инженеров в области СВЧ-техники, обеспечивающего технологическую независимость.

Читать статью в пдф формате

Реклама в журнале: anton.denisov@ecomp.ru

Список литературы

1. Гаранович Д.И. Быстрое прототипирование СВЧ-трактов на отечественной ЭКБ с помощью системы «СВЧ КИТ» / Д.И. Гаранович, О.В. Григорьев // СВЧ-электроника. — 2025. — №4. — С. 52-54.
2. «СВЧ КИТ»: [сайт]. — 2026. URL: https://svch-kit.ru/ (дата обращения: 23.06.2026).
3. CT-PB01-0203 — угловой разъём 2,92 мм: База знаний «СВЧ КИТ»: [сайт]. — 2026. URL: https://wiki.svch-kit.ru/xwiki/bin/view/Bloki/CT-PB01-0203/ (дата обращения: 23.06.2026).

4. DC-HSC03-0806 — схема управления питанием iPWR GaAs и GaN-усилителей: База знаний «СВЧ КИТ»: [сайт]. — 2026. URL: https://wiki.svch-kit.ru/xwiki/bin/view/Platy-