Домашнее задание Печатные платы антенных усилителей СВЧ диапазона (Домашнее задание "Печатные платы антенных усилителей СВЧ диапазона")

IIDФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшегопрофессионального образованияГруппа РЛ1-83Вариант №8Исполнитель: Исаев И.Д.Москва 20182ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕпо курсу:«ЗАЩИТА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ»11МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ им. Н.Э. БАУМАНА»(МГТУ им.

Н.Э.БАУМАНА)Определения, обозначения и сокращения……….………………….………………..3Общие данные об объектах исследования……….…………………..……………..211IIDCодержание4Аналитическая часть………………………………………………….………………8Заключение…………………………………………….……………………………..13Приложение А (Задание на проведение патентных исследований)…………...….16Приложение Б (Регламент поиска)…………………………………………………17Приложение В (Отчет о поиске)…...………………………………………………...19IIDОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯКВЧ – крайне высокие частоты;МПК – международная патентная классификация;НИР – научно-исследовательская работа;ПП – печатные платы;РЭА – радиоэлектронная аппаратура;САПР – системы автоматического проектирования;СВЧ – сверхвысокие частоты;СРНС – спутниковая радионавигационная система;ТЗ – техническое задание;ФАР – фазированная антенная решётка;ЭВМ – электронно-вычислительная машина;ЭРЭ – электрорадиоэлементы;HID – высокопрочная конструкция;RFID – радиочастотная идентификация2ГНСС – глобальная спутниковая радионавигационная система;11ВУМ – высокий уровень мощности;IID1.

Общие данные об объекте исследования11Настоящее исследование проводилось с целью определения уровня2техники и анализа тенденций развития технических решений в рамках работпо теме: “Печатные платы антенных усилителей СВЧ-диапазона” натерритории Российской Федерации, США, Великобритании, Германии,Франции, Японии, Китая и других ведущих стран в данной области техники.Сприходомнарабочиеместаинженеров-разработчиковиконструкторов персональных ЭВМ, оснащенных системами автоматическогопроектирования(САПР),произошелкачественныйскачоквпроизводительности труда при разработке и изготовлении такой продукциикак модули РЭА на печатных платах (ПП). При этом оказывается возможнымсосредоточить весь процесс проектирования на одном рабочем месте, т.е.отойти от традиционного распределенияролеймежду участникамипроектирования схемы, конструкции и технологии.

Это особенно актуальнодляфирмссоображенияммалочисленнымневыгодноперсоналом,содержатьгдеотдельныепоэкономическимконструкторскиеитехнологические службы. В таких условиях специалист, берущийся заразработку модулей РЭА от электрической схемы до ее конструктивноговоплощения, должен обладать знаниями из смежных областей, в частности,знать технологию ПП.Печатныеплатыпредставляютсобойэлементыконструкции,состоящие из плоских проводников в виде участков металлизированногопокрытия, размещенных на диэлектрическом основании. Назначениемпечатныхплатявляетсяэлектрическоеразличных электронных компонентов.имеханическоесоединениеIIDОни получили широкое распространение в производстве модулей,2традиционным объемным монтажом проводниками и кабелями:11ячеек и блоков РЭА благодаря следующим преимуществам по сравнению с- повышение плотности размещения компонентов и плотности монтажныхсоединений, возможность существенного уменьшения габаритов и весаизделий;- получение печатных проводников, экранирующих поверхностей и электрои радиоэлементов (ЭРЭ) в одном технологическом цикле;- гарантированная стабильность и повторяемость следующих электрическиххарактеристик: проводимости, паразитных емкости и индуктивности;- повышение быстродействия и помехозащищенности схем;- повышенная стойкость и климатическим и механическим воздействиям;- унификация и стандартизация конструктивных и технологических решений;- увеличение надежности узлов, блоков и устройства в целом;- улучшение технологичности за счет комплексной автоматизации монтажносборочных и контрольно-регулировочных работ;- снижение трудоемкости, материалоемкости и себестоимости.В настоящее время большинство электронных схем выполняются спомощью печатных плат.

По технологиям изготовления печатных платвыполняются и сборные узлы микроэлектроники – гибридные модули,которые содержат компоненты различного функционального назначения истепени интеграции. Многослойные печатные платы и электронныекомпоненты высокой интеграции позволяют снизить весогабаритныехарактеристики узлов электроники и вычислительной техники.Переход к печатным платам ознаменовал качественный скачок вобласти конструирования радиоэлектронной аппаратуры. Печатная платасовмещает функции носителя радиоэлементов и электрического соединениятакихэлементов.Последняяфункцияневыполнима,еслимеждупроводниками и иными проводящими элементами печатной платы не будетIIDобеспечен достаточный уровень сопротивления изоляции.

Следовательно,11подложка печатной платы должна выполнять функцию изолятора.2Объекты исследования можно разделить на 5 групп:1. Радиоэлектронный блок;2. Модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем;3. Усилитель мощности СВЧ;4. Антенная техника;5. Частотно-развязывающее устройство.Ниже приведена основная информация об объектах исследования.1. Радиоэлектронный блокВ данном контексте под этим подразумевается изобретение илиполезная модель, относящееся к радиоэлектронике и которое может бытьиспользовано в блоках радиоэлектронной аппаратуры для решения задачиотвода тепла от размещенного на печатной плате теплонагруженногорадиоэлектронногоиспользоватьсякомпонентаприосуществляющихпланарнымиконструированииприемрадионавигационныхссистемирадиоэлектронныхобработку(СРНС);выводами;сигналовможетблоков,спутниковыхиспользованиевблокахрадиоэлектронной аппаратуры для решения задачи отвода тепла отустановленного на печатной плате теплонагруженного радиоэлектронногокомпонента, работающего на высоких и сверхвысоких частотах.2.

Модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационныхсистем.Изобретение может быть использовано при конструировании модулейприемников сигналов спутниковых радионавигационных систем; приконструированиималогабаритныхмодулейприемниковсигналовглобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), которые служатдля получения навигационной информации и/или информации о точномвремени на основе принимаемых сигналов ГНСС.IID3.

Усилитель мощности СВЧ.усилителярадиотехническихмощностисистемсвязи,СВЧсигнала;радиолокации,длясовременных2качестве11Устройство может использоваться в радиопередающей аппаратуре врадионавигацииприразработке твердотельных усилителей СВЧ высокого уровня мощности(ВУМ).4. Антенная техника.Изобретение или полезная модель может быть использовано в системахрадиосвязи, радиолокации, а также в охранных устройствах и системахдиапазонов СВЧ, КВЧ; может быть использовано в измерительной технике, вчастности, в антенно-фидерных трактах контроля функционирования их впроцессеэксплуатации;использованиевантенно-фидерныхтрактахлетательных аппаратов; для настройки антенно-фидерных СВЧ трактовразличного назначения, контроля функционирования их в процессеэксплуатации; использование в фазированной антенной решетке (ФАР).5.

Частотно-развязывающее устройство.Предназначено в качестве частотного делителя сигнала общегоисточника на два сигнала с различными диапазонами частот или частотногосумматора двух каналов мощного источника (или двух мощных источников),работающих в различных диапазонах частот.IID2.

Аналитическая часть11Патентные исследования в рамках домашнего задания выполнялись в2соответствии с техническим заданием и в соответствии с требованиямиГОСТ Р15.011-96 “Система разработки и постановки продукции напроизводстве. Патентные исследования. Содержание и порядок проведения”.В приложении А к настоящему отчету о патентных исследованияхпредставлено задание на проведение патентных исследований и календарныйплан.В приложении Б представлен регламент поиска.В приложении В приведен отчет о патентном поиске.Для исследования были выбраны следующие объекты:1.

Радиоэлектронный блок;2. Модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем;3. Усилитель мощности СВЧ;4. Антенная техника;5. Частотно-развязывающее устройство.Применительно к объекту “Радиоэлектронный блок” основныесхематические решения приведены в документе. Устранение паразитныхнаводок и наведенных помех в условиях, когда на многослойной печатнойплате размещаются разнородные электрорадиоэлементы различной степениинтеграции, работающие с аналоговыми и цифровыми сигналами вдиапазоне частот от тысяч мегагерц до единиц герц, при этом сигналы СРНСпринимаютсяантенной,радиоэлектронныйблок”питаниедлявыполненнымкоторойДочернимпоступаетчерезгосударственнымунитарным предприятием “Научно-производственный центр спутниковыхкоординатно-временных технологий “КОТЛИН”, патент RU 2172081 C1.IIDПатент на полезную модель RU 133382 C1 “Радиоэлектронный блок”втеплонагруженногосверхвысокихкоторойобеспечиваетсярадиоэлектронногочастотах.Устройствовозможностькомпонентасодержитнаработы2конструкции,11относится к радиоэлектронике, технический результат которой – созданиевысокихпечатнуюплатуисэлектропроводным теплопроводящим элементом и теплонагруженнымрадиоэлектроннымкомпонентом,корпускоторогоснабженприемникасигналовэлектропроводным теплоотводящим основанием.Применительнокобъекту“Модульспутниковых радионавигационных систем” можно отнести решенияпатентов RU 2287917 C1, RU 2287920 C1, RU 2396737 C1, RU 2489728.Техническимрезультатомявляетсясозданиеконструкцииодноплатного модуля приемника сигналов СРНС, в котором реализуетсяновый для таких модулей принцип размещения зон аналоговой и цифровойобработки сигналов – не друг за другом вдоль многослойной печатной платы,а друг под другом по разным сторонам многослойной печатной платы, и вкотором обеспечивается внутриплатная электромагнитная совместимость зонаналоговойицифровойобработкисигналоввновыхусловиях,характеризующихся увеличением площади их совместной границы.Применительно к объекту “Усилитель мощности СВЧ” можнорассмотреть следующие патенты:Патент RU 2006178 C1 предлагает устройство, которое содержитпечатную плату, выполненной в виде диэлектрической подложки, на однойстороне которой размещена полосковая схема усилителя, а на другой –проводящий экран.

На стороне печатной платы с полосковой схемой или наторце печатной платы нанесена, по крайней мере, одна дополнительнаяконтактная площадка, соединенная с проводящим экраном и с экраномпроводящей линии передачи.патентRU2487465C1IIDСледующийописываетизобретение,11содержащее герметичный корпус-радиатор с врубными герметичными2переходами для ввода и вывода СВЧ сигналов, внутри которого расположенамикрополосковая печатная плата с собранным на ней двухкаскаднымусилителем,низкочастотныйсоединительдляподачипитающегонапряжения, отличающийся тем, что согласование низкоомных входного ивыходного сопротивлений, установленного во втором каскаде мощногобалансного полевого транзистора, ведется с помощью симметричнойраспределеннойлиниисвязисплавнымизменениемволновогосопротивления, а подстроечные конденсаторы, выполненные в видепечатных плат из фольгированного диэлектрика со снятой с одной стороныфольгой, обеспечивают подбор величин подключаемых емкостей и место ихвключения.Патент RU 132650 U1 – Усилитель СВЧ высокого уровня мощности,содержащий последовательно соединенные каскады усиления, при этомкаждый каскад усиления содержит N-канальный делитель мощности,N-канальный сумматор мощности и N СВЧ-усилителей, гдегде=2 (=2 ,= 1,2,3, … и т.д.), при этом каждый выход N-канального делителямощности соединен через СВЧ-усилитель с соответствующим входомN-канального сумматора мощности, отличающийся тем, что он выполненчетырехкаскадным, усилительные модули выполнены на мощных СВЧLDMOS транзисторах нового поколения, работающих в режиме АВ, на входетретьего усилительного каскада для увеличения развязки введен вентиль, вусилительныхкаскадахнавыходеm-канальногоразвязанногоделителя/сумматора установлены Y-циркуляторы, четвертый усилительныйкаскад содержит=2параллельно включенных каскадов усиления,аналогичных третьему каскаду, N-канальный развязанный делитель иN-канальный выходной сумматор.IIDПрименительно к объекту: “Антенная техника” можно выделить11следующие решения:RFID-модуль,включающийвысокочастотнуюрадиочастотную2В полезной модели CN205427904 описывается высокочастотныйсхемуприема, антенный интерфейс и цифровую полосу частот, в которой схемарадиочастотной приемопередачи с гиперчастотой включает в себя схемурадиочастотного излучения и схему радиочастотного приемника, цифровуюбазовую полосу схема обработки включает одночиповую и внешнийинтерфейс и сверхчастотной радиочастотной приемопередающей схему,антенный интерфейс и цифровую полосу частот интегральную схему,установленную на печатной плате.