Главная > Новости > АО «КБ-1»: от производства ферритовых материалов к разработке и изготовлению СВЧ-устройств на их основе

АО «КБ-1»: от производства ферритовых материалов к разработке и изготовлению СВЧ-устройств на их основе

11:36 / 20 января 2017
Главным направлением научного развития для цеха ферритовых изделий (ЦФИ) АО «КБ-1» сегодня является не только расширение номенклатуры и объёмов традиционного производства нормализованных марок ферритов, но и разработка, а также изготовление СВЧ-устройств, содержащих адаптированные и уникальные материалы собственного производства.
Вера Фёдорова

Новый уровень развития

Новое направление по разработке и изготовлению СВЧ-устройств (фазовращателей) для антенн с электронным сканированием луча – фазированных антенных решёток (ФАР) – начало развиваться несколько лет назад, с приходом в цех нового сотрудника Дмитрия Владимировича Черникина, который в настоящее время занимает должность заместителя начальника ЦФИ по инновационному развитию. 

Заместитель начальника цеха ферритовых изделий АО «КБ-1» по инновационному развитию Дмитрий Владимирович Черникин
Заместитель начальника цеха ферритовых изделий АО «КБ-1» по инновационному развитию Дмитрий Владимирович Черникин
 

В 2013 году, будучи ещё аспирантом АО «НИИП имени В. В. Тихомирова» (город Жуковский), Дмитрий Черникин обратился в «КБ-1» с предложением постановки и проведения опытной конструкторской работы (ОКР) по совершенствованию параметров нормализованного феррита марки 1СЧ12. Проведённые им исследования показали, что для создания перспективного фазовращателя, работающего с волнами линейной поляризации в 8-миллиметровом диапазоне длин волн, необходим феррит с адаптированными для такого прибора и во многом уникальными комплексными параметрами.

Патенты на разработки специалистов цеха ферритовых изделий АО «КБ-1»
Патенты на разработки специалистов цеха ферритовых изделий АО «КБ-1»
 

– Я написал техническое задание на СВЧ-феррит для нового устройства, которое мне необходимо было разработать в рамках диссертационной работы. Корифей ферритового цеха, автор и разработчик новых ферритовых материалов Александр Валерьевич Новиков мне тогда сказал: «Попробуем выполнить, хотя требования очень жёсткие...», – рассказывает Дмитрий Черникин.

В результате в короткие сроки под его руководством были синтезированы три феррита, так называемый «параметрический ряд» для использования именно в 8-миллиметровом диапазоне длин волн. Эти материалы были испытаны в составе реальных устройств, и выбран тот, с которым комплект фазовращателей продемонстрировал наилучшие статистические параметры в диапазонах рабочих частот и температур.

Созданный в ЦФИ для диссертационной работы Дмитрия Черникина параметрический ряд материалов – ферритов-шпинелей, обладающих предельной намагниченностью насыщения (патенты на изобретения №№ 2543223, 2543973, 2540971), сегодня востребован разработчиками и успешно используется в ряде фазовращателей, работающих с волнами круговой и линейной поляризациями (патенты на полезные модели №№ 128784, 160858, 156300). Такие фазовращатели необходимы при создании ФАР для бортовых вертолётных станций, а также наземных мобильных комплексов ближнего радиуса действия.

Начальник цеха ферритовых изделий «КБ-1» Наталья Михайловна Плетнёва
Начальник цеха ферритовых изделий «КБ-1» Наталья Михайловна Плетнёва
 

– Благодаря Дмитрию Владимировичу Черникину мы поняли, насколько перспективны материалы, с которыми мы работаем, насколько широко может быть применение микроволновых ферритов, – комментирует начальник ЦФИ Наталья Плетнёва. – Мы заинтересовались, в частности, ферритами, работающими в миллиметровом диапазоне. Этот диапазон подразумевает использование миниатюрных деталей с линейными размерами, кратными длине волны и требующими высокой точности механической обработки. Нам удалось на порядок уменьшить «зерно» в структуре изготавливаемых материалов. В результате детали из наших ферритов не «обсыпаются», у них практически отсутствуют технологические сколы. 

Таким образом, все соприкасающиеся поверхности ферритовых деталей допускают технологическую операцию полировки, для чего в ЦФИ разработана специальная технология. Полировка уменьшает немагнитный зазор при сборке ферритовых деталей фазовращателей. Тем самым уменьшаются поля рассеивания. А это в свою очередь приводит к повышению точности отклонения луча ФАР в пространстве.

«В Москве нет больше учреждения, где бы столь глубоко и всесторонне занимались ферритами, как в цехе ферритовых изделий «КБ-1», - считает Дмитрий Черникин
– В Москве нет больше учреждения, где бы столь глубоко и всесторонне занимались ферритами, как в цехе ферритовых изделий «КБ-1», – считает Дмитрий Черникин
 
Антенный блок
Антенный блок 
 

Интерес к этим материалам со стороны разработчиков постоянно растёт. Руководство «СОЦИУМ-А» и АО «КБ-1», понимая перспективность этого направления, а также то обстоятельство, что в конкурентной борьбе качество выпускаемых ферритов возможно оценить только через достигаемые параметры СВЧ-устройств на их основе, своевременно приняло решение о приобретении необходимой контрольно-измерительной СВЧ-аппаратуры на перспективу.

Сегодня участок СВЧ-измерений ЦФИ обладает высокопроизводительными векторными анализаторами электрических цепей ведущих мировых марок Rohde&Schwarz и Keysight (Agilent Technologies), а также современными отечественными синтезаторами частот миллиметрового диапазона и измерителями мощности известной марки АО «Микран». Одновременно в 2015–2016 годах было приобретено необходимое сервисное СВЧ-оборудование, а также профинансирован ряд работ с нашими партнёрами. Цель – создание автоматизированных рабочих мест и программного обеспечения к ним для измерения параметров выпускаемых ферритовых материалов.

Сейчас в АО «КБ-1» подготовлена база для модернизации серийных и создания новых фазовращателей, работающих в различных частотных диапазонах. Прорабатывается возможность серийного производства антенных блоков собственной разработки. В сборке макетов нам активно помогают предприятия холдинга. В частности, склейку и металлизацию ферритовых деталей, а также окончательную сборку макетов фазовращателей и антенных блоков на их основе производит ООО «ФазАР» (город Рязань). Ведутся переговоры о кооперации с АО АПЗ Арзамаса в работе по созданию волноводных корпусов для фазовращателей.

Новый антенный блок для перспективных ФАР Х-диапазона частот имеет расширенные функциональные возможности

После успешной защиты кандидатской диссертации Дмитрий Черникин пришёл на работу в АО «КБ-1», и его научные изыскания продолжились уже с учётом возможностей ЦФИ.

Одним из направлений этой научной работы является модернизация антенных элементов для ФАР Х-диапазона частот (трёхсантиметровый диапазон длин волн), содержащих ферритовые фазовращатели.

С использованием инновационных технологий изготовления как нормализованных (патент на изобретение № 256098), так и новых марок ферритов, значительно расширены функциональные возможности серийных антенных блоков без изменения их массогабаритных параметров и потребляемой энергии на управление процессом фазирования.

Впервые проводится опытная конструкторская работа по разработке перспективного многофункционального антенного блока, позволяющего реализовать все потенциальные возможности в части помехозащищённости многоэлементной пассивной ФАР с индивидуальным управлением каждым входящим в неё ферритовым СВЧ-устройством.

Фазовращатель, разработанный Дмитрием Черникиным
Фазовращатель, разработанный Дмитрием Черникиным, под который в цехе был создан параметрический ряд ферритов-шпинелей, обладающих предельной намагниченностью насыщения. Эти материалы сегодня востребованы разработчиками и успешно используются в фазовращателях Ка-диапазона частот, работающих с волнами круговой и линейной поляризациями
 

Для этого, помимо магнитных материалов – ферритов, в блоке используются парамагнитные материалы собственной разработки, внедрённые в серию (патент на изобретение № 2339105). Такие парамагнетики сегодня успешно конкурируют с ситаллами – керамиками на основе стекла, что позволяет существенно упростить конструкцию антенных блоков, снизить трудоёмкость изготовления и стоимость конечного изделия.

– В АО «КБ-1» ведутся работы по созданию нового антенного блока для перспективных ФАР с расширенными по сравнению с аналогами функциональными возможностями, – рассказывает Дмитрий Черникин. – По нашему мнению, этот антенный элемент будет, несомненно, востребован для модернизации уже существующих современных зенитно-ракетных комплексов.

В данном приборе уменьшено сечение стержня и количество деталей, из которых стержень собирается. Всё сделано по единой ферритовой технологии, где вместо ситаллов используются парамагнетики. Это потребовало и разработку новых СВЧ и НЧ ферритовых материалов. В результате длина фазозадающей секции уменьшена, а её функции остались прежними. На освободившееся место устанавливается поляризатор, обеспечивающий помехозащищённость станции. Таким образом, расширен функционал устройства и снижена его стоимость. 

Феррит
Феррит
 

Замена ситалловых элементов корпуса на парамагнитный материал, сделанный по ферритовой технологии, также удешевляет производство изделия, поскольку технология изготовления ситаллов затратна.

Новый антенный блок уже прошёл первые экспериментальные исследования, которые продемонстрировали положительные результаты. Подготовлена опытная партия таких устройств для совместных экспериментов в ПАО «НПО «Алмаз». 

С приходом в АО «КБ-1» Дмитрия Черникина развитие научного направления в цехе ферритовых изделий вышло на новый уровень
С приходом в АО «КБ-1» Дмитрия Черникина развитие научного направления в цехе ферритовых изделий вышло на новый уровень
 

– Я считаю, что объединение на одной производственной базе разработки устройств и разработки материалов для него – это веление времени, – считает Дмитрий Черникин. – Обычно цепочка «основной заказчик – разработчик устройства – производитель материалов» достаточно длинная, здесь же она значительно сокращена. Следовательно, сокращаются и сами сроки получения результата – конечного продукта.

В последний год возобновлено участие специалистов ЦФИ АО «КБ-1» в научных конференциях.

На суд научной общественности в 2016 году были представлены доклады на Всероссийской и Международной конференциях по проблематике использования ферритовых материалов в СВЧ-устройствах. По результатам выступлений на конференциях оргкомитеты рекомендовали доклады к публикациям в периодических научных изданиях. Соответствующие статьи выйдут уже в ближайшее время, что особенно приятно, поскольку в них отражена работа всего коллектива ЦФИ.

«Благодаря Дмитрию Владимировичу Черникину мы поняли, насколько перспективны материалы, с которыми мы работаем», - говоритНаталья Плетнёва
– Благодаря Дмитрию Владимировичу Черникину мы поняли, насколько перспективны материалы, с которыми мы работаем, – говорит Наталья Плетнёва 
 
Автор фото: Александр Омельянчук
 
Справка:
 

Феррит сочетает свойства магнитов и керамики, ему не страшны ни перепады температур, ни радиация. Работает он в любых климатических условиях.

Разные виды (марки) ферритов изготавливаются путём смешивания порошковых веществ – оксидов. Основа любого феррита – оксид железа, к которому в различных пропорциях добавляются оксиды других металлов и специальные добавки.

Процесс создания ферритового изделия начинается с химического анализа исходного сырья, смешивания и дробления смеси. Полученный состав помещается в печь, где проходит ферритизацию при температуре 1000 градусов. Полученный таким образом ферритовый порошок передаётся на гидростатическое или гидравлическое прессование, в зависимости от конфигурации заготовки.

Также вам может быть интересно
В палатке «СОЦИУМ-ПОСЕЛЕНИЙ» на празднике Дня села Хирино
18:15 / 21 сентября 2017
ООО «СОЦИУМ-ПОСЕЛЕНИЯ» впервые представило на Дне села фермерскую продукцию собственного производства
16 сентября гости праздника в Хирино имели возможность оценить качество молочных продуктов, выпускаемых компанией.
Профилакторий «Морозовский»
17:07 / 21 сентября 2017
Почему стоит поехать в «Морозовский»
Гости и друзья «Морозовского» делятся своими искренними впечатлениями от пребывания в профилактории.
АО «НИИ «Элпа» посетил префект ЗелАО Анатолий Смирнов
10:50 / 21 сентября 2017
За последние годы АО «НИИ «Элпа» достигло пятикратного увеличения мощности производства
Генеральный директор АО «НИИ «Элпа» Сергей Нерсесов во время визита префекта ЗелАО Анатолия Смирнова рассказал главе округа о современном состоянии и перспективах развития компании, а также продемонстрировал возможности производства и научно-исследовательской базы института.
АПЗ - 60!
13:05 / 20 сентября 2017
АПЗ отметил 60-летие со дня выпуска первой продукции
15 сентября на Арзамасском приборостроительном заводе (АПЗ) имени П. И. Пландина отметили 60-летие со дня выпуска первой продукции. Шесть десятилетий развития, побед и непрерывных открытий.
Бенефициар холдинга «Социум» Игорь Ашурбейли, генеральный директор «СОЦИУМ-А» Руслан Ашурбейли и обладательница первого гранта фестиваля «Голос традиций» Елена Лучевникова
13:39 / 18 сентября 2017
Руслан Ашурбейли: День села Хирино стал праздником для всей Нижегородской области
С каждым годом на праздник, организуемый группой компаний «Социум», приезжает всё больше гостей.