Luận văn nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực siêu cao tần sử dụng phần mềm thiết kế mạch siêu cao tần và công nghệ gia công mạch dải

  • 217 trang
  • file .pdf
Bé KH & CN Bé quèc phßng
Trung t©m Khoa häc Kü thuËt- C«ng nghÖ Qu©n sù
ViÖn Ra®a
B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi ®éc lËp cÊp nhµ n−íc
Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch
hîp thô ®éng vµ tÝch cùc siªu cao tÇn sö
dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch siªu cao tÇn
vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i
M∙ sè: §T§L- 2005/28G
Chñ nhiÖm ®Ò tµi: TS NguyÔn ThÞ Ngäc Minh
6715
11/01/2007
Hµ Néi - 2007
B¶n quyÒn 2007 thuéc ViÖn Ra®a
§¬n xin sao chÐp toµn bé hoÆc tõng phÇn tµi liÖu nµy ph¶i göi ®Õn ViÖn tr−ëng ViÖn Ra®a
trõ tr−êng hîp sö dông víi môc ®Ých nghiªn cøu.
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
Danh s¸ch nh÷ng ng−êi thùc hiÖn
TT Hä vµ tªn C¬ quan c«ng t¸c Néi dung
thùc hiÖn chÝnh
A Chñ nhiÖm ®Ò tµi: ViÖn Ra®a- TTKHKT- CNQS
TS NguyÔn ThÞ Ngäc Minh
B C¸n bé tham gia ®Ò tµi:
1 TS. T¨ng ChÝ Thµnh ViÖn Ra®a- TTKHKT- CNQS Thµnh viªn ®Ò tµi
2 TS. Lª Ngäc Uyªn ViÖn Ra®a- TTKHKT- CNQS
Phã CN ®Ò tµi
3 Ths. §ç Huy Tr−ëng ViÖn Ra®a- TTKHKT- CNQS Thµnh viªn ®Ò tµi
4 Ths. NguyÔn V¨n H¹nh ViÖn Ra®a- TTKHKT- CNQS Thµnh viªn ®Ò tµi
5 KS. TrÇn ThÞ Tr©m ViÖn Ra®a- TTKHKT- CNQS Thµnh viªn ®Ò tµi
6 Ths. Hµ Danh Long ViÖn Ra®a-TTKHKT-CNQS Thµnh viªn ®Ò tµi
7 TS. NguyÔn ThÕ HiÕu ViÖn §iÖn tö ViÔn Th«ng- Thµnh viªn ®Ò tµi
TTKHKT- CNQS
8 Ths. Ph¹m V¨n Dµnh Nhµ m¸y Z119- Côc KT PK- Thµnh viªn ®Ò tµi
KQ. Qu©n chñng PK-KQ
9 KS. NguyÔn TriÒu Hoa ViÖn §iÖn tö ViÔn Th«ng- Thµnh viªn ®Ò tµi
TTKHKT- CNQS
10 TS. B¹ch Gia D−¬ng Phßng Ra®a–ViÖn KT-PK- Thµnh viªn ®Ò tµi
KQ. Qu©n chñng PK-KQ
11 KS. Bïi H−ng Nguyªn ViÖn Ra®a-TTKHKT-CNQS Thµnh viªn ®Ò tµi
1
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
Bµi tãm t¾t
ViÖc nghiªn cøu c¬ b¶n, cã ®Þnh h−íng ®Ó lµm chñ c«ng nghÖ SCT trë thµnh yªu
cÇu cÊp b¸ch, ®Æc biÖt ®èi víi nhiÖm vô c¶i tiÕn, hiÖn ®¹i ho¸, chÕ t¹o Ra®a qu©n sù
trong ®iÒu kiÖn chiÕn tranh c«ng nghÖ cao. V× vËy viÖc nghiªn cøu øng dông c¸c
c«ng nghÖ míi ®Ó thiÕt kÕ chÕ t¹o c¸c m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch cùc siªu cao
tÇn øng dông vµo b¸n dÉn ho¸ toµn bé tuyÕn thu cao tÇn cña mét ®µi ra®a ®Ó n©ng
cao ®é nh¹y m¸y thu cña ®µi lµ rÊt cÇn thiÕt.
C¨n cø vµo nhu cÇu cÊp b¸ch vµ kh¶ n¨ng kü thuËt, kh¶ n¨ng c«ng nghÖ cña ta,
chóng t«i ®· chän ®èi t−îng nghiªn cøu cña ®Ò tµi gåm 2 nh¸nh chÝnh (ph©n chia
theo ®Þa chØ øng dông c¸c s¶n phÈm cña ®Ò tµi):
• Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o toµn bé 02 tuyÕn thu cao tÇn ®µi ra®a P-37 bao
gåm: 02 bé h¹n chÕ c«ng suÊt, 02 bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp, 02 bé trén tÇn c©n
b»ng, 02 bé dao ®éng ngo¹i sai VCO, 01bé läc d¶i th«ng, 02 bé céng/ chia c«ng
suÊt, 02 bé tiÒn khuÕch ®¹i trung tÇn, 02 bé tù ®éng ®iÒu chØnh tÇn sè (riªng bé
tiÒn khuÕch ®¹i trung tÇn vµ bé tù ®éng ®iÒu chØnh tÇn sè lµ kh«ng cã trong néi
dung cña Hîp ®ång v× kinh phÝ bÞ h¹n chÕ, nh−ng ®Ó cã thÓ l¾p lªn ®µi vµ ®¸nh
gi¸ toµn bé tuyÕn thu cao tÇn chóng t«i ®· thùc hiÖn).
• Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o 02 bé chuyÓn m¹ch ®ièt PIN vµ 02 bé khuÕch ®¹i
t¹p thÊp d¶i réng trªn m¹ch d¶i cho 02 kªnh thu cña ®µi ra®a 55Ж6.
TÝnh míi, tÝnh ®éc ®¸o cña ®Ò tµi:
LÇn ®Çu tiªn ë ViÖt nam viÖc nghiªn cøu ph¸t triÓn vµ nghiªn cøu øng dông
c«ng nghÖ siªu cao tÇn ®−îc tiÕn hµnh mét c¸ch c¬ b¶n, cã hÖ thèng, t¹o c¬ së cho
viÖc thiÕt kÕ chÕ t¹o c¸c thiÕt bÞ siªu cao tÇn nãi chung vµ ra®a nãi riªng.
LÇn ®Çu tiªn trong qu©n ®éi viÖc thiÕt kÕ c¸c m¹ch SCT ®−îc tiÕn hµnh sö dông
phÇn mÒm thiÕt kÕ vµ m« pháng ADS. −u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p thiÕt kÕ nµy lµ
nhanh h¬n vµ tiÕt kiÖm ®−îc thêi gian, vËt t− vµ c«ng søc ®Ó cho ra s¶n phÈm cã
chÊt l−îng cao h¬n so víi ph−¬ng ph¸p thiÕt kÕ th«ng th−êng.
ViÖc sö dông hÖ thèng gia c«ng m¹ch d¶i vµ thiÕt bÞ l¾p r¸p vµ hµn d¸n linh kiÖn
SMD ®Ó chÕ t¹o m¹ch SCT cho kh¶ n¨ng n©ng cao chÊt l−îng vµ ®é tin cËy cña s¶n
phÈm.
S¶n phÈm cña ®Ò tµi mang tÝnh khoa häc vµ thùc tiÔn cao, ®−îc t¹o ra trªn c¬ së
n¨ng lùc ViÖt Nam nh−ng dÇn tiÕp cËn ®−îc víi c«ng nghÖ tiªn tiÕn trªn thÕ giíi.
C¸c s¶n phÈm cña ®Ò tµi ®· ®−îc sö dông cho ®µi ra®a 55Ж6 (l¾p lªn mét kªnh ®o xa
vµ mét kªnh ®o cao) t¹i tr¹m ra®a 19 - trung ®oµn 295 - S− 363 tõ ngµy 25/01/2007,
Π - 37 (l¾p lªn 2 tuyÕn thu cao tÇn cña ®µi) t¹i tr¹m ra®a T-26 -trung ®oµn 293 -S−
361 tõ ngµy 03/07/2007 cho tíi nay vµ trong t−¬ng lai cã thÓ ph¸t triÓn cho c¸c ®µi
ra®a kh¸c, phôc vô cho c«ng t¸c khai th¸c, c¶i tiÕn, hiÖn ®¹i ho¸ vµ thiÕt kÕ chÕ t¹o
ra®a míi.
2
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
Môc lôc
Trang
B¶ng chó gi¶i c¸c ch÷ viÕt t¾t, ký hiÖu ch÷ qui −íc, ký hiÖu dÊu,
®¬n vÞ vµ thuËt ng÷....................................................................................................2
PhÇn I. Lêi më ®Çu............................................................................................. 5
PhÇn II. Néi dung CHÝNH CñA B¸O C¸O.....................................................15
I. Tæng quan t×nh h×nh nghiªn cøu ngoµi n−íc vµ trong n−íc...........................15
I.1. T×nh h×nh nghiªn cøu ngoµi n−íc..............................................................15
I.2. T×nh h×nh nghiªn cøu trong n−íc..............................................................15
II. Lùa chän ®èi t−îng nghiªn cøu, c¸ch tiÕp cËn
vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu..................................................................................18
II.1. Lùa chän ®èi t−îng nghiªn cøu................................................................19
II.2. C¸ch tiÕp cËn, ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu, kü thuËt ®· sö dông..................20
II.3. TÝnh míi, tÝnh ®éc ®¸o cña ®Ò tµi..............................................................21
III. Nh÷ng néi dung ®· thùc hiÖn..........................................................................21
III.1. §èi víi nghiªn cøu lý thuyÕt...................................................................21
III.2. §èi víi c«ng viÖc nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o vµ
thö nghiÖm c¸c s¶n phÈm.................................................................................22
III.3. Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o c¸c s¶n phÈm cña ®Ò tµi.............................27
III.3.1. Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o bé chuyÓn m¹ch
®ièt pin d¶i sãng mÐt øng dông cho ®µi ra®a c¶nh giíi 55Ж6...............27
III.3.2. Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp
d¶i sãng mÐt øng dông cho ®µi ra®a c¶nh giíi 55Ж6.............................31
III.3.3. Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o bé chuyÓn m¹ch ®ièt pin
d¶i sãng cm øng dông cho ®µi ra®a c¶nh giíi, dÉn ®−êng Π-37............35
III.3.4. Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp
d¶i sãng cm øng dông cho ®µi ra®a c¶nh giíi, dÉn ®−êng Π-37...........39
III.3.5. Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o bé dao ®éng siªu cao tÇn
d¶i sãng cm øng dông cho ®µi ra®a c¶nh giíi, dÉn ®−êng Π-37............42
3
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
III.3.6. Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o bé trén tÇn c©n b»ng
d¶i sãng cm øng dông cho ®µi ra®a c¶nh giíi, dÉn ®−êng Π-37..........45
III.3.7. Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o bé céng/chia c«ng suÊt
d¶i sãng cm øng dông cho ®µi ra®a c¶nh giíi, dÉn ®−êng Π-37..........48
III.3.8. Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o bé läc d¶i d¶i sãng cm
øng dông cho ®µi ra®a c¶nh giíi, dÉn ®−êng Π-37..............................50
IV. B¸o c¸o vÒ kÕt qu¶ ®o ®¹c ®¸nh gi¸ trong PTN, kÕt qu¶ thö
nghiÖm vµ øng dông c¸c s¶n phÈm KH & CN cña ®Ò tµi........................54
IV.1. KÕt qu¶ ®o ®¹c ®¸nh gi¸ trong PTN.....................................................54
IV.2. KÕt qu¶ thö nghiÖm m«i tr−êng...........................................................54
IV.3. KÕt qu¶ thùc hiÖn ®Ò tµi vÒ mÆt thùc nghiÖm......................................55
IV.3.1. KÕt qu¶ thö nghiÖm víi nh¸nh s¶n phÈm l¾p trªn
m¸y thu cao tÇn ®µi ra®a П-37.............................................................55
IV.3.2. KÕt qu¶ thö nghiÖm víi nh¸nh s¶n phÈm l¾p trªn
m¸y thu cao tÇn ®µi ra®a 55Ж-6..........................................................57
B¶n tù ®¸nh gi¸ vÒ t×nh h×nh thùc hiÖn vµ nh÷ng
®ãng gãp míi cña ®Ò tµi khoa häc vµ c«ng nghÖ...................60
PhÇn III. KÕT LUËN Vµ KIÕN NGHÞ............................................................70
Tµi liÖu tham kh¶o....................................................................................72
phô lôc 1: s¬ ®å nguyªn lý vµ m¹ch in c¸c s¶n phÈm
phô lôc 2: biªn b¶n ®o kiÓm nghiÖm vµ kÕt qña ®o t¹i ptn
phô lôc 3: biªn b¶n thö nghiÖm m«i tr−êng
phô lôc 4: biªn b¶n thö nghiÖm t¹i ®¬n vÞ
4
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
B¶ng chó gi¶i c¸c ch÷ viÕt t¾t, ký hiÖu ch÷ qui −íc,
ký hiÖu dÊu, ®¬n vÞ vµ thuËt ng÷
K§ : KhuÕch ®¹i.
K§TT : KhuÕch ®¹i t¹p thÊp.
HCCS : H¹n chÕ c«ng suÊt
SCT : Siªu cao tÇn.
HSK§: HÖ sè khuÕch ®¹i.
VSWR: HÖ sè sãng ®øng.
FET: Transistor hiÖu øng tr−êng (Field Effect Transistors)
KHCN: Khoa häc c«ng nghÖ
5
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
PhÇn I. Lêi më ®Çu
ViÖc nghiªn cøu c¬ b¶n, cã ®Þnh h−íng ®Ó lµm chñ c«ng nghÖ siªu cao tÇn
(SCT) trë thµnh yªu cÇu cÊp b¸ch, ®Æc biÖt ®èi víi nhiÖm vô c¶i tiÕn, hiÖn ®¹i ho¸,
chÕ t¹o Ra®a qu©n sù trong ®iÒu kiÖn chiÕn tranh c«ng nghÖ cao.
HÖ thèng ra®a trong trang bÞ cña qu©n ®éi ta hiÖn nay cã sè l−îng lín, ®−îc
trang bÞ cho c¸c lùc l−îng PK- KQ, H¶i qu©n, ph¸o binh, Biªn phßng, T¨ng thiÕt
gi¸p, thuéc nhiÒu chñng lo¹i (nh− Π-12, Π-14, Π-15, Π-18, Π-19, Π-35, Π-37,
ΠPB-16, 1Λ13-3, 55ж6-1, Kacta-2E2, 96L-6E), nhiÒu thÕ hÖ c«ng nghÖ, do nhiÒu
n−íc s¶n xuÊt. Trong ®ã hÇu hÕt thuéc thÕ hÖ thø nhÊt, kinh kiÖn ®Ìn ®iÖn tö, kü
thuËt t−¬ng tù (Analog), qua nhiÒu n¨m sö dông, sè giê tÝch luü cao, ®· xuèng cÊp
nghiªm träng, hÖ sè kü thuËt thÊp, tÝnh n¨ng chiÕn thuËt gi¶m ®¸ng kÓ. Mét sè lo¹i
ra®a míi nhËp víi sè l−îng kh«ng nhiÒu, thuéc thÕ hÖ thø hai (sö dông tÝn hiÖu cã
cÊu tróc phøc t¹p, thu nÐn xung, xö lý tèi −u…)
HiÖn nay, vËt t− phô tïng thay thÕ cña c¸c hÖ thèng ra®a thÕ hÖ c«ng nghÖ cò
trªn thÞ tr−êng rÊt khan hiÕm, kh«ng cã kh¶ n¨ng thay thÕ, söa ch÷a ®Ó duy tr× ra®a
lµm viÖc b×nh th−êng. Do ®ã buéc chóng ta ph¶i tù nghiªn cøu thiÕt kÕ, chÕ t¹o thay
thÕ t−¬ng ®−¬ng b»ng linh kiÖn thÕ hÖ c«ng nghÖ míi (b¸n dÉn, vi m¹ch, vi xö lý,
kinh kiÖn tÝch hîp….) nh»m kÐo dµi thêi gian sö dông, duy tr× søc chiÕn ®Êu cña vò
khÝ, trang bÞ, khÝ tµi. Xu h−íng chung cña thÕ giíi lµ ¸p dông kü thuËt míi, tiªn tiÕn
c¶i tiÕn, hiÖn ®¹i ho¸ ra®a hiÖn cã, kÓ c¶ c¸c n−íc cã tr×nh ®é c«ng nghÖ cao vµ c«ng
nghÖ s¶n xuÊt ra®a tiªn tiÕn.
ViÖc nghiªn cøu m¸y thu Ýt nhiÔu tÇn sè siªu cao ®· cho ra ®êi mét lo¹t bé
khuÕch ®¹i: K§ ®Ìn sãng ch¹y (TOP), K§ tham sè, K§ dïng ®ièt Tunel, K§ dïng
®ièt Gunn hoÆc ®ièt th¸c lò, K§ dïng transistor l−ìng cùc (Bipolar), K§ dïng
transistor tr−êng.
Transistor tr−êng xuÊt hiÖn vµo n¨m 1986 vµ ®· ®¹t ®−îc c¸c øng dông tèt.
ViÖc ®−a ra thÞ tr−êng c¸c transistor tr−êng cho phÐp cã thÓ chÕ t¹o nh÷ng bé K§ cã
vÞ trÝ v−ît tréi trong lÜnh vùc m¸y thu tÇn sè siªu cao Ýt nhiÔu.
C¸c bé K§ nµy cã thÓ ¸p dông trong nhiÒu tr−êng hîp: ra®a c¶nh giíi, ra®a
®iÒu khiÓn ho¶ lùc, theo dâi b¸m s¸t môc tiªu... nãi chung lµ dïng trong tÊt c¶ c¸c
tr−êng hîp m¸y thu víi yªu cÇu ®é nh¹y cao.
ViÖc sö dông réng r·i transistor tr−êng trong thùc nghiÖm cho phÐp b¾t tay
vµo nghiªn cøu vµ chÕ t¹o bé K§ t¹p thÊp, bé K§ nµy cã c¸c ®Æc tr−ng cã thÓ so
6
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
s¸nh víi c¸c ®Æc tr−ng cña c¸c bé K§ tham sè nh−ng l¹i cã nh÷ng −u ®iÓm cña hÖ
thèng b¸n dÉn nh−: d¶i réng, ®é æn ®Þnh cao, tiªu thô n¨ng l−îng Ýt, kÝch th−íc bÐ
mµ l¹i cã ®é tin cËy cao.
C¸c bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp ®· ®−îc nghiªn cøu ph¸t triÓn vµ øng dông réng
r·i trong m¸y thu cña c¸c hÖ thèng ®iÖn tö (trong ®ã cã c¸c ®µi ra®a, ®µi ®iÒu khiÓn
tªn löa) thay thÕ cho c¸c ®Ìn sãng ch¹y. HiÖn nay cã thÓ mua ®−îc c¸c bé khuÕch
®¹i t¹p thÊp nµy theo c¸c h·ng ®iÖn tö trªn thÕ giíi nh−ng víi gi¸ thµnh cao. §Ó ®−a
®−îc bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp vµo thay ®Ìn sãng ch¹y trong mét sè ®µi ra®a ®ßi hái
ph¶i cã bé b¶o vÖ ®Ó tr¸nh cho bé khuÕch ®¹i bÞ ®¸nh thñng v× c«ng suÊt ph¸t lät
qua ®Ìn cÆp nh¶ ®iÖn. Th−êng th× nh÷ng bé khuÕch ®¹i chuyªn dông nµy rÊt khã
mua ®¬n chiÕc ë trªn thÞ tr−êng.
§µi ra®a Π-37 ®−îc ®−a vµo trang bÞ cho ViÖt Nam tõ nh÷ng n¨m 1970.
HiÖn nay tæng sè ®µi ra®a Π-37 cã kho¶ng h¬n 20 bé, trong ®ã ph©n cÊp chÊt l−îng
chñ yÕu lµ cÊp 3. Mçi ®µi cã 5 kªnh thu. VÒ kh¶ n¨ng ph¸t hiÖn cña ®µi nãi chung bÞ
xuèng cÊp do thêi gian sö dông l©u vµ khÝ hËu kh¾c nghiÖt. Cã nhiÒu nguyªn nh©n
lµm gi¶m kh¶ n¨ng ph¸t hiÖn cña ®µi trong ®ã nguyªn nh©n quan träng lµ tuyÕn thu,
trong tuyÕn thu ph¶i kÓ tíi c¸c nguyªn nh©n chÝnh sau ®©y:
- HÖ sè sãng ®øng cña ®−êng truyÒn cao tÇn bÞ t¨ng do ®−êng truyÒn ®· sö
dông l©u ngµy, kh¶ n¨ng c¸ch ®iÖn kÐm, hoÆc do ®−êng truyÒn kh«ng kÝn, rß rØ
n−íc g©y ®¸nh löa khi ph¸t.
- Víi t×nh tr¹ng ®¸nh löa ®−êng truyÒn vµ ®Ìn cÆp nh¶ ®iÖn gi¶m chÊt l−îng
dÉn ®Õn c«ng suÊt lät vµo m¸y thu lín g©y t×nh tr¹ng c¸c ®Ìn sãng ch¹y YB-99 bÞ
giµ nhanh hoÆc gi¶m ®é nh¹y, hÖ sè t¹p t¨ng, lµm gi¶m kh¶ n¨ng ph¸t hiÖn cña ®µi.
- Bé trén tÇn cña ®µi ra®a Π-37 lµ trén tÇn ®¬n ®−îc thiÕt kÕ trªn èng sãng, sö
dông ®ièt trén tÇn Д-405A (Б) cã ®é nh¹y kh«ng cao. Do bé trén tÇn kh«ng c©n
b»ng nªn t¹p cña bé dao ®éng ngo¹i sai ¶nh h−ëng rÊt lín ®Õn chÊt l−îng tÝn hiÖu
thu vÒ.
- Bé dao ®éng ngo¹i sai cña ®µi ra®a Π-37 sö dông ®Ìn th¸p 3 cùc CГ-01 ®ßi
hái nhiÒu nguån ®iÖn ¸p lín vµ rÊt khã chØnh lµm viÖc æn ®Þnh
Víi c¸c ®µi ra®a thÕ hÖ míi ®Òu sö dông tÝn hiÖu ph¸t x¹ phøc t¹p (®iÒu tÇn,
®iÒu pha trong xung), c«ng nghÖ chÕ t¹o t−¬ng ®èi hiÖn ®¹i, chñ yÕu sö dông linh
kiÖn b¸n dÉn, vi m¹ch, b−íc ®Çu ¸p dông c¸c thµnh tùu cña c«ng nghÖ th«ng tin vµo
®iÒu khiÓn, xö lý vµ truyÒn tin. §é tin cËy, kh¶ n¨ng sèng cßn cao, bao gåm c¸c ®µi
míi ®−îc trang bÞ gÇn ®©y nh−: 1Λ13-3, 55ж6-1, Kacta-2E2, 96L-6E. Tuy nhiªn,
7
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
mÆc dï míi ®−îc trang bÞ gÇn ®©y (tõ n¨m 1995) nh−ng c«ng t¸c b¶o ®¶m kü thuËt
cho c¸c ®µi 1Λ13-3, 55ж6-1 gÆp nhiÒu khã kh¨n.
§èi víi c¸c lo¹i ra®a thÕ hÖ cò sö dông ®Ìn ®iÖn tö vµ c¸c d©y gi÷ chËm, c¸c
®Ìn dao ®éng ngo¹i sai kiÓu Klistron, chñ yÕu sö dông vËt t− tån kho, hoÆc vËt t−
dïng l¹i. NhiÒu chñng lo¹i vËt t− khÝ tµi cña c¸c thÕ hÖ ra®a cò ®· kh«ng cßn ®−îc
s¶n xuÊt, do ®ã viÖc mua vËt t− thay thÕ rÊt h¹n chÕ.
§èi víi ra®a thÕ hÖ míi, gi¸ thµnh vËt t− khÝ tµi rÊt cao, mÆc dï viÖc mua
s¾m chñ yÕu ®−îc thùc hiÖn theo côm, m« ®un. V× vËy khã cã thÓ kÞp thêi bè trÝ
ng©n s¸ch ®Ó mua vËt t− thay thÕ phôc vô cho söa ch÷a nªn kÕt qu¶ b¶o ®¶m vËt t−
cho ra®a míi cßn rÊt h¹n chÕ lµm ¶nh h−ëng ®Õn c«ng t¸c b¶o ®¶m kü thuËt.
Tuy nhiªn cho ®Õn nay ë ViÖt nam ch−a cã c¬ së nghiªn cøu nµo ®Çu t−
nghiªn cøu c¬ b¶n vµ cã hÖ thèng vµo thiÕt kÕ chÕ t¹o tæng thÓ mét tuyÕn thu cao
tÇn cña mét ®µi ra®a.
XuÊt ph¸t tõ nhu cÇu thùc tiÔn nªu trªn chóng t«i x©y dùng ®Ò tµi nµy nh»m
®−a ra ®−îc s¶n phÈm cã thÓ ®−a vµo øng dông ®¸p øng ®−îc nhu cÇu tr−íc m¾t cña
c¸c nhµ m¸y vµ më ra kh¶ n¨ng ta hoµn toµn chñ ®éng trong viÖc thiÕt kÕ chÕ t¹o
c¸c m¹ch tÝch hîp siªu cao tÇn lµm trªn m¹ch d¶i (trong ®ã cã c¸c m¹ch tÝch hîp
thô ®éng SCT (bé chuyÓn m¹ch ®ièt PIN, bé trén tÇn c©n b»ng, bé läc d¶i, bé céng/
chia c«ng suÊt) vµ c¸c m¹ch tÝch hîp tÝch cùc SCT (bé dao ®éng siªu cao tÇn VCO,
bé khuÕch ®¹i SCT t¹p thÊp).
8
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
Th«ng tin chung vÒ ®Ò tµi
1. Tªn ®Ò tµi: Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch cùc
siªu cao tÇn sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch siªu cao tÇn vµ c«ng nghÖ gia c«ng
m¹ch d¶i.
2. M· sè: §T§L- 2005/28G
3 . Thêi gian thùc hiÖn: 18 th¸ng
(tõ th¸ng 01/ 2006 ®Õn th¸ng 7/ 2007)
4 . CÊp qu¶n lý: Nhµ n−íc
5. Kinh phÝ: 1,000 tû ®ång (Mét tû ®ång)
Trong ®ã, tõ ng©n s¸ch SNKH: 1,000 tû ®ång
6. Thuéc ch−¬ng tr×nh Khoa häc vµ C«ng nghÖ: ®Ò tµi ®éc lËp cÊp Nhµ n−íc.
7. Chñ nhiÖm ®Ò tµi:
Hä vµ tªn: NguyÔn ThÞ Ngäc Minh
Häc hµm, häc vÞ: TiÕn sÜ - chuyªn ngµnh: Kü thuËt siªu cao tÇn.
Chøc danh khoa häc: Nghiªn cøu viªn chÝnh
§iÖn tho¹i: 7560128 / 069.516.130 (CQ); 7333378 (NR)
Mobile: 0983005387
Email: [email protected]
§Þa chØ c¬ quan: ViÖn Ra®a - Trung t©m KHKT- CNQS- Bé Quèc Phßng,
NghÜa §« - CÇu GiÊy - Hµ Néi.
8. C¬ quan chñ tr× ®Ò tµi:
Tªn tæ chøc KH & CN: Trung t©m KHKT- CNQS
§Þa chØ: K800 §−êng Hoµng Quèc ViÖt- NghÜa §« - CÇu GiÊy - Hµ Néi
§iÖn tho¹i: 7564290 Fax:
9. Môc ®Ých cña ®Ò tµi:
- Nghiªn cøu øng dông c«ng nghÖ míi vµo thiÕt kÕ chÕ t¹o mét sè m¹ch tÝch
hîp siªu cao tÇn øng dông trong tuyÕn thu cao tÇn cña mét sè ®µi ra®a phôc vô
cho c«ng t¸c kh«i phôc söa ch÷a, c¶i tiÕn vµ s¶n xuÊt c¸c ®µi ra®a.
9
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
- Lµm chñ c«ng nghÖ siªu cao tÇn.
- T¹o ra s¶n phÈm, ph¸t huy ®−îc néi lùc vµ tiÕt kiÖm ng©n s¸ch.
- §µo t¹o ®−îc ®éi ngò c¸n bé nghiªn cøu chuyªn s©u trong lÜnh vùc nghiªn cøu
ph¸t triÓn vµ nghiªn cøu øng dông kü thuËt siªu cao tÇn phôc vô trùc tiÕp cho
ch−¬ng tr×nh s¶n xuÊt ra®a cña ViÖt nam.
12. Néi dung nghiªn cøu:
- Nghiªn cøu tæng quan, thu thËp tµi liÖu vµ c¸c c«ng tr×nh ®· cã liªn quan ®Õn ®Ò
tµi; lùa chän c«ng nghÖ cña n−íc ngoµi phï hîp víi c«ng nghÖ ViÖt Nam nh»m
t¹o ra ®−îc s¶n phÈm cã chÊt l−îng cao cã thÓ ¸p dông trong thùc tÕ.
- Nghiªn cøu øng dông c«ng nghÖ míi ®Ó thiÕt kÕ, chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô
®éng SCT (bé chuyÓn m¹ch ®ièt PIN, bé läc SCT, bé céng/ chia c«ng suÊt, bé
trén tÇn c©n b»ng).
- Nghiªn cøu øng dông c«ng nghÖ míi ®Ó thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp tÝch
cùc SCT (bé dao ®éng siªu cao tÇn VCO, bé khuÕch ®¹i SCT t¹p thÊp).
- Sö dông c¸c thiÕt bÞ ®o cña PTN Ra®a ®Ó ®o ®¹c, hiÖu chØnh vµ lÊy c¸c ®Æc
tr−ng cña c¸c s¶n phÈm.
- Kh¶o s¸t ®é æn ®Þnh vµ nghiªn cøu gi¶i ph¸p n©ng cao tÝnh æn ®Þnh cña c¸c s¶n
phÈm
- Thö nghiÖm ®é bÒn c¬ häc, thö rung xãc, kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt ®é.
- Hoµn thiÖn s¶n phÈm
- Thö nghiÖm thùc tÕ: 04 s¶n phÈm sÏ ®−îc thö nghiÖm trªn ®µi ra®a Π - 37.
Néi dung cô thÓ:
- Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p thiÕt kÕ chuyÓn m¹ch ®ièt PIN.
- Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p thiÕt kÕ bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp.
- Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o 02 bé chuyÓn m¹ch ®ièt PIN vµ 02 bé khuÕch ®¹i t¹p
thÊp d¶i réng trªn m¹ch d¶i, l¾p thö nghiÖm vµo 02 kªnh thu cña ®µi ra®a Π-37.
- Nghiªn cøu nguyªn lý t¹o dao ®éng siªu cao tÇn.
- ThiÕt kÕ chÕ t¹o 02 bé dao ®éng b¸n dÉn VCO øng dông lµm dao ®éng ngo¹i sai
cho 02 kªnh thu cña ®µi ra®a Π-37.
10
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
- Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p thiÕt kÕ bé trén tÇn c©n b»ng ë d¶i sãng siªu cao tÇn.
- ThiÕt kÕ chÕ t¹o 01 bé trén tÇn c©n b»ng trªn m¹ch d¶i øng dông lµm dao ®éng
ngo¹i sai cho 01 kªnh thu cña ®µi ra®a Π-37.
- Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p thiÕt kÕ c¸c bé läc siªu cao tÇn.
- ThiÕt kÕ chÕ t¹o 01 bé läc d¶i th«ng trªn m¹ch d¶i
- Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p thiÕt kÕ bé céng/ chia c«ng suÊt ë d¶i sãng siªu cao tÇn.
- ThiÕt kÕ 01 bé céng/ chia c«ng suÊt kiÓu Wilkinson trªn m¹ch d¶i.
- Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o 02 bé chuyÓn m¹ch ®ièt PIN vµ 02 bé khuÕch ®¹i t¹p
thÊp d¶i réng trªn m¹ch d¶i cho 02 kªnh thu cña ®µi ra®a 55Ж 6. §©y lµ ®µi ra®a
tÇm trung sãng mÐt cã d¶i tÇn lµm viÖc trïng víi d¶i tÇn lµm viÖc cña ra®a 1L-
133 vµ ®µi ra®a TT - 01(lµ ®µi cã tÝnh n¨ng kü thuËt t−¬ng tù).
14. TiÕn ®é thùc hiÖn ®Ò tµi:
C¸c néi dung thùc hiÖn chñ S¶n phÈm ph¶i ®¹t Thêi gian
T yÕu (B¾t ®Çu, kÕt
T (C¸c mèc ®¸nh gi¸ chñ yÕu) thóc)
1 2 3 4
1 X©y dùng ThuyÕt minh chi tiÕt B¶n thuyÕt minh ®Ò tµi 10/2005
cña ®Ò tµi
2 Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p thiÕt B¸o c¸o vÒ c¸c gi¶i ph¸p thiÕt 10/2005-
kÕ chuyÓn m¹ch ®ièt PIN vµ bé kÕ chuyÓn m¹ch ®ièt PIN vµ 11/2005
khuÕch ®¹i t¹p thÊp bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp.
3 Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p thiÕt B¸o c¸o vÒ nguyªn lý t¹o dao 11/2005-
kÕ chÕ t¹o bé t¹o dao ®éng siªu ®éng siªu cao tÇn. 12/2005
cao tÇn.
4 Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p thiÕt B¸o c¸o vÒ c¸c gi¶i ph¸p 12/2005-1/2006
kÕ bé trén tÇn c©n b»ng ë d¶i thiÕt kÕ bé trén tÇn c©n b»ng
sãng cm. ë d¶i sãng cm.
5 Häc tËp trao ®æi kinh nghiÖm 01/2006
thiÕt kÕ chÕ t¹o c¸ch m¹ch tÝch
hîp siªu cao tÇn sö dông phÇn
mÒm thiÕt kÕ m¹ch ADS
6 ThiÕt kÕ chÕ t¹o 02 bé chuyÓn 02 bé CM ®ièt PIN trªn m¹ch 8/2005-10/2005
m¹ch ®ièt PIN trªn m¹ch d¶i d¶i ë d¶i sãng cm
d¶i sãng centimÐt
11
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
C¸c néi dung thùc hiÖn chñ S¶n phÈm ph¶i ®¹t Thêi gian
T yÕu
T (B¾t ®Çu, kÕt
(C¸c mèc ®¸nh gi¸ chñ yÕu) thóc)
1 2 3 4
7 ThiÕt kÕ chÕ t¹o bé 02 khuÕch 02 bé K§ t¹p thÊp d¶Ø réng 10/2005-
®¹i t¹p thÊp d¶i sãng cm. d¶i sãng cm 12/2005
8 ThiÕt kÕ chÕ t¹o 02 bé dao ®éng 02 bé dao ®éng siªu cao 01/2006-
siªu cao tÇn d¶i sãng cm. tÇn d¶i sãng cm. 03/2006
9 ThiÕt kÕ chÕ t¹o 02 bé trén tÇn 02 bé trén tÇn c©n b»ng ë 2/2005-4/2005
c©n b»ng ë d¶i sãng cm. d¶i sãng siªu cao tÇn d¶i
sãng cm.
10 ThiÕt kÕ chÕ t¹o 01 bé läc d¶i 01 bé läc d¶i siªu cao tÇn 2/2006-4/2006
siªu cao tÇn trªn m¹ch d¶i ë d¶i trªn m¹ch d¶i d¶i sãng cm.
sãng cm.
11 ThiÕt kÕ chÕ t¹o 01 bé céng/ 01 bé céng/ chia c«ng suÊt 4/2006- 5/2006
chia c«ng suÊt trªn m¹ch d¶i ë ë d¶i sãng cm trªn m¹ch
d¶i sãng cm. d¶i d¶i sãng cm.
12 ThiÕt kÕ chÕ t¹o 02 bé chuyÓn 02 bé CM ®ièt PIN trªn 4/2006- 6/2006
m¹ch ®ièt PIN trªn m¹ch d¶i d¶i m¹ch d¶i ë d¶i sãng cm
sãng mÐt
13 ThiÕt kÕ chÕ t¹o bé 02 khuÕch 02 bé K§ t¹p thÊp d¶Ø réng 5/2006- 6/2006
®¹i t¹p thÊp d¶i sãng mÐt. d¶i sãng cm
14 §o ®¹c hiÖu chØnh c¸c s¶n phÈm 7/2005- 8/2005
trong phßng thÝ nghiÖm.
15 Thö nghiÖm vµ ®¸nh gi¸ ®é bÒn 8/2005
c¬ häc, rung xãc, nhiÖt ®é vµ
®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh cña s¶n
phÈm
16 L¾p thö nghiÖm c¸c s¶n phÈm 9/2005-11/2006
trªn ®µi.
17 Hoµn thiÖn c¸c s¶n phÈm C¸c s¶n phÈm cña ®Ò tµi. 11/2006-
18 ViÕt b¸o c¸o tæng kÕt KH & KT 12/2006
cña ®Ò tµi.
12
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
VÒ c¸c yªu cÇu khoa häc vµ chØ tiªu c¬ b¶n cña c¸c s¶n phÈm KH&CN
Sè Tªn s¶n phÈm- ChØ tiªu kü thuËt Sè ChØ tiªu kü thuËt Ghi
TT l−îng §¬n vÞ Gi¸ trÞ cÇn ®¹t chó
01 Bé chuyÓn m¹ch/h¹n chÕ ®ièt PIN
02
trªn m¹ch d¶i, d¶i cm
GHz 2,7- 3,1
- D¶i tÇn lµm viÖc dB <3
- Tæn hao ®i qua dB ≥ 40
- Møc h¹n chÕ V +5, -12
- §iÖn ¸p nguån nu«i Ω 50
- Trë kh¸ng vµo, ra.
02 Bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp d¶i cm
- D¶i tÇn lµm viÖc 02 GHz 2,7- 3,1
- HÖ sè t¹p dB <3
- HÖ sè khuÕch ®¹i dB ≥ 25
- §é kh«ng ®ång ®Òu hÖ sè khuÕch dB < ± 2dB
®¹i trong toµn d¶i tÇn
- §iÓm nÐn hÖ sè khuÕch ®¹i 1 dB dBm 10
(min)
- §iÖn ¸p nguån nu«i V +12, +5
- HÖ sè sãng ®øng vµo/ra (max) 1,7:1
- Trë kh¸ng vµo, ra Ω 50
03 Bé dao ®éng b¸n dÉn VCO
- D¶i tÇn lµm viÖc 02 GHz 2,7 ÷3,1
- C«ng suÊt ra dBm >10
- §é æn ®Þnh c«ng suÊt ra dB ±2
- §é æn ®Þnh tÇn sè ± 10.10-6
- D¶i ®iÒu chØnh b»ng ®iÖn MHz 400
- C¸c hµi dBc <-18
- Nguån cung cÊp cho bé dao ®éng V +12
-§iÖn ¸p ®iÒu chØnh diode Varactor V 0 ÷ + 20
- HÖ sè sãng ®øng ≤ 1,5
04 Bé trén tÇn 02
- D¶i tÇn lµm viÖc GHz 2,7 – 3,1
- TÇn sè IF MHz DC- 200
- Tæn hao cùc ®¹i trªn c¶ d¶i tÇn dB ≤ 7,0
- §é ph©n c¸ch LO-RF dB ≥ 40
- §é ph©n c¸ch LO-IF dB ≥ 40
13
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
Sè Tªn s¶n phÈm- ChØ tiªu kü thuËt Sè ChØ tiªu kü thuËt Ghi
TT l−îng §¬n vÞ Gi¸ trÞ cÇn ®¹t chó
05 Bé läc d¶i th«ng 01
- D¶i tÇn lµm viÖc GHz 2,7 – 3,1
- Tæn hao trong d¶i dB ≤3
- Tæn hao ngoµi d¶i dB ≥ 40
- Trë kh¸ng vµo – ra Ω 50
- HÖ sè sãng ®øng ≤ 1,5
06 Bé céng/chia c«ng suÊt kiÓu 01
Wilkinson
- D¶i tÇn lµm viÖc GHz 2,7 – 3,1
- §é c¸ch ly cùc tiÓu dB 20
-Tæn hao chÌn cùc ®¹i so víi 3dB dB 0,3
- HÖ sè sãng ®øng ®Çu vµo ≤ 1,5
- HÖ sè sãng ®øng ®Çu ra ≤ 1,5
- Trë kh¸ng vµo – ra Ω 50
07 Bé chuyÓn m¹ch/h¹n chÕ ®ièt PIN 02
trªn m¹ch d¶i, d¶i sãng mÐt
MHz 160- 250
- D¶i tÇn lµm viÖc dB ≤3
- Tæn hao ®i qua dB > 40
- Møc h¹n chÕ V -5, +12
- §iÖn ¸p nguån nu«i Ω 50
- Trë kh¸ng vµo, ra.
08 Bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp d¶i réng, 02
d¶i sãng mÐt
- D¶i tÇn lµm viÖc MHz 160- 250
- HÖ sè t¹p dB ≤3
- HÖ sè khuÕch ®¹i dB > 25
- §é kh«ng ®ång ®Òu hÖ sè khuÕch
®¹i trong toµn d¶i tÇn dB < ± 2dB
- §iÓm nÐn hÖ sè khuÕch ®¹i 1 dB dBm ≥10
- §iÖn ¸p nguån nu«i V +12
- HÖ sè sãng ®øng vµo/ra (max) 1,7:1
- Trë kh¸ng vµo, ra Ω 50
14
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
23 Kinh phÝ thùc hiÖn ®Ò tµi ph©n theo c¸c kho¶n chi
TT Nguån kinh phÝ Tæng sè Trong ®ã
Thuª Nguyªn ThiÕt bÞ X©y dùng, Chi
kho¸n vËt liÖu, , m¸y söa ch÷a kh¸c
chuyªn n¨ng mãc nhá
m«n l−îng
Tæng kinh phÝ 1000 424,8 283,3 92 199,9
Trong ®ã:
1 424,8 283,3 92 199,9
- Ng©n s¸ch 1000
SNKH
2 - C¸c nguån kh¸c
15
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
PhÇn II. Néi dung CHÝNH CñA B¸O C¸O
I. Tæng quan t×nh h×nh nghiªn cøu ngoµi n−íc vµ trong
n−íc
I.1. T×nh h×nh nghiªn cøu ngoµi n−íc:
Kü thuËt siªu cao tÇn ngµy nay ®· vµ ®ang ®−îc ph¸t triÓn m¹nh mÏ, được
nhiều nước quan tâm nghiên cứu và được ứng dụng ngày càng nhiều trong kinh tế
cũng như quân sự.
ViÖc sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch siªu cao tÇn (SCT) vµ c«ng nghÖ gia
c«ng m¹ch d¶i ®Ó nghiªn cøu thiÕt kÕ, chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch cùc
siªu cao tÇn (MIC: Microwave Integrated Circuit) ®ang ®−îc c¸c n−íc tiªn tiÕn trªn
thÕ giíi ¸p dông réng r·i v× tÝnh −u viÖt vµ lÜnh vùc øng dông réng r·i cña nã.
Ngµy nay c¸c ®µi ra®a P-37 cña Nga ®−îc chÕ t¹o tõ nhòng n¨m 1960-1970
vÉn ®−îc c¸c n−íc thuéc §«ng ©u c¶i tiÕn, b¸n dÉn ho¸ vµ sö dông. C¸c n−íc nh−
TiÖp, Hungary, Ucraina vµ Nga ®Òu ®· rÊt thµnh c«ng trong viÖc c¶i tiÕn, hiÖn ®¹i
ho¸ toµn bé tuyÕn thu cña ®µi P-37.
I.2. T×nh h×nh nghiªn cøu trong n−íc:
NhËn thÊy tÇm quan träng ph¸t triÓn kü thuËt siªu cao tÇn, gÇn ®©y Nhµ n−íc ta
®· quyÕt ®Þnh ®Çu t− x©y dùng Phßng thÝ nghiÖm kü thuËt siªu cao tÇn vµ quang ®iÖn
tö t¹i Trung t©m KHKT-CNQS Bé quèc phßng.
N−íc ta ®· ®−îc trang bÞ nhiÒu lo¹i ra®a trong c¸c d¶i sãng kh¸c nhau: ra®a
sãng mÐt, sãng dm, sãng cm bao gåm c¸c chøc n¨ng c¶nh giíi, dÉn ®−êng, ng¾m
b¾n, ®iÒu khiÓn, khÝ t−îng. TÊt c¶ c¸c lo¹i ra®a trªn trõ mét sè Ýt míi trang bÞ cßn
®Òu trang bÞ tõ nh÷ng n¨m 60. HiÖn nay chóng ta cã gÇn 30 lo¹i ®µi ra®a kh¸c nhau,
hÇu hÕt lµ thÕ hÖ ®iÖn tö, s¶n xuÊt tõ nh÷ng n¨m 60-70 t¹i Liªn x« (cò), Trung quèc.
Qua nhiÒu n¨m sö dông, sè giê tÝch luü cao l¹i chÞu t¸c ®éng cña ®iÒu kiÖn nhiÖt ®íi
vµ khÝ hËu kh¾c nghiÖt, chiÕn tranh ¸c liÖt nªn linh kiÖn biÕn chÊt, l·o hãa nhanh,
chÊt l−îng ra®a xuèng cÊp nghiªm träng. VËt t− linh kiÖn thay thÕ, nhÊt lµ mét sè
linh kiÖn siªu cao tÇn kh«ng s¶n xuÊt n÷a, trong ®ã cã c¸c ®Ìn dao ®éng t¹i chç
16
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
(th−êng lµ c¸c ®Ìn Klisztron hoÆc ®Ìn th¸p 3 cùc cña Nga), c¸c ®Ìn sãng ch¹y
kh«ng s¶n xuÊt n÷a hoÆc qu¸ hiÕm vµ ®¾t. C¸c nhµ m¸y söa ch÷a Ra®a nh− Z119 vµ
A29 cã nhu cÇu rÊt cao c¸c bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp ®Ó thay thÕ c¸c ®Ìn sãng ch¹y vµ
c¸c bé dao ®éng t¹i chç thay thÕ c¸c ®Ìn dao ®éng Klistron cña Nga bÞ háng nh»m
®¶m b¶o c«ng t¸c kh«i phôc, söa ch÷a, c¶i tiÕn ra®a. Tr−íc t×nh h×nh ®ã ®Æt ra nhu
cÇu ph¶i nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o c¸c bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp, c¸c bé dao ®éng
b¸n dÉn siªu cao tÇn ®Ó cã vËt t− thay thÕ nh»m phôc vô cho c«ng t¸c kh«i phôc söa
ch÷a, c¶i tiÕn vµ s¶n xuÊt c¸c ®µi ra®a.
§Ó n©ng cao ®é nh¹y cho c¸c ®µi ra®a cÇn ®−a bé khuÕch ®¹i cã hÖ sè t¹p
thÊp vµo ®Çu vµo m¸y thu cña ®µi. Bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp ®−îc thiÕt kÕ chÕ t¹o dùa
trªn c¸c linh kiÖn b¸n dÉn tr−êng GaAs FET cã hÖ sè t¹p rÊt nhá (F<3dB) cã ®é tin
cËy cao thêi gian sö dông dµi (5000 giê), trong khi thêi gian sö dông cña ®Ìn sãng
ch¹y chØ <2000 giê. Nh− vËy viÖc ®−a bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp vµo sÏ n©ng cao ®é tin
cËy vµ gi¶i quyÕt ®−îc vÊn ®Ò cã vËt t− thay thÕ khi söa ch÷a (vËt t− nhËp ngo¹i gi¸
thµnh cao....). HiÖn nay, c¸c bé trén tÇn trªn m¸y thu c¸c ®µi ra®a chñ yÕu lµ bé trén
tÇn kh«ng c©n b»ng, sö dông diode trén tÇn cña Nga, cã ®é nh¹y kh«ng cao vµ hay
bÞ háng hãc, phan hiÕm vËt t− thay thÕ. V× vËy cã nhu cÇu ph¶i thiÕt kÕ chÕ t¹o bé
trén tÇn c©n b»ng sö dông diode trén tÇn Schottky trªn m¹ch d¶i ®Ó n©ng cao ®é
nh¹y m¸y thu, gi¶i quyÕt ®−îc vÊn ®Ò thiÕu vËt t− thay thÕ vµ n©ng cao chÊt l−îng
khÝ tµi.
ë trong n−íc ta cã mét sè c¬ së nghiªn cøu ®· vµ ®ang tiÕn hµnh nghiªn
cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp thay thÕ cho ®Ìn sãng ch¹y cña mét sè
®µi ra®a, ®ã lµ:
- Nghiªn cøu nguyªn lý cÊu t¹o, th«ng sè kü thuËt vµ ®iÒu kiÖn sö dông c¸c
Transistor hiÖu øng tr−êng (FET) d¶i sãng 10 cm dïng trong bé khuÕch ®¹i cao tÇn
trong ra®a COH-9A (1981-1982), ViÖn KT-QS
- ViÖn KTQS ®· cïng ViÖn KT PK- KQ thùc hiÖn thµnh c«ng ®Ò tµi cÊp Bé
“Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp thay thÕ ®Ìn sãng ch¹y YB-99
cho ®µi ra®a Π-37”. (n¨m 1993-1995). Tuy nhiªn do chÊt l−îng cña c¸c ®Ìn cÆp nh¶
®iÖn kÐm, c«ng suÊt lät lín ®o vëi tuæi thä cña c¸c s¶n phÈm nµy rÊt thÊp.
17
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
- ViÖn Ra®a thuéc Trung t©m KHKT-CNQS ®· b−íc ®Çu thµnh c«ng trong viÖc
thiÕt kÕ chÕ t¹o bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp cho 2 kªnh m¸y thu ®µi ra®a K8-60 (ë d¶i tÇn
3GHz vµ 9GHz) (n¨m 2003).
- ViÖn KT PK-KQ Côc KT PK-KQ ®ang thùc hiÖn ®Ò tµi thiÕt kÕ chÕ t¹o bé
khuÕch ®¹i t¹p thÊp thay ®Ìn sãng ch¹y cho ®µi ra®a Π-19 (d¶i tÇn 800MHz –
900MHz).
- ViÖn Ra®a thuéc Trung t©m KHKT-CNQS gÇn ®©y ®· kÕt hîp cïng Nhµ m¸y
Z119 b−íc ®Çu nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o bé khuÕch ®¹i t¹p thÊp bao gåm c¶ bé
b¶o vÖ (chuyÓn m¹ch ®ièt PIN) cho ®µi ra®a 55 ж6 (d¶i sãng mÐt) vµ ®· thö nghiÖm
thµnh c«ng trªn ®µi (2003). Tuy nhiªn chÊt l−îng thu cña c¸c s¶n phÈm nµy ch−a
cao, hÖ sè t¹p con lín do vËy con ¶nh h−ëng ®Õn ®é nh¹y m¸y thu cña ®µi.
Tuy nhiªn cho ®Õn nay ë ViÖt nam cã rÊt it c¬ së ®Çu t− nghiªn cøu c¬ b¶n vµ
cã hÖ thèng vµo thiÕt kÕ chÕ t¹o c¸c m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch cùc siªu cao tÇn
vµ b¸n dÉn ho¸ toµn bé tuyÕn thu cao tÇn cña mét ®µi ra®a. V× vËy viÖc nghiªn cøu
øng dông c¸c c«ng nghÖ míi ®Ó thiÕt kÕ chÕ t¹o c¸c m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc siªu cao tÇn øng dông vµo b¸n dÉn ho¸ toµn bé tuyÕn thu cao tÇn cña mét ®µi
ra®a ®Ó n©ng cao ®é nh¹y m¸y thu cña ®µi lµ rÊt cÇn thiÕt.
Ngoµi ra, viÖc nghiªn cøu c¬ b¶n, cã ®Þnh h−íng ®Ó lµm chñ c«ng nghÖ SCT
trë thµnh yªu cÇu cÊp b¸ch, ®Æc biÖt ®èi víi nhiÖm vô c¶i tiÕn, hiÖn ®¹i ho¸, chÕ t¹o
Ra®a qu©n sù trong ®iÒu kiÖn chiÕn tranh c«ng nghÖ cao.
XuÊt ph¸t tõ nhu cÇu thùc tiÔn nªu trªn chóng t«i x©y dùng ®Ò tµi nµy nh»m
®−a ra ®−îc s¶n phÈm cã thÓ ®−a vµo øng dông ®¸p øng ®−îc nhu cÇu tr−íc m¾t cña
c¸c nhµ m¸y vµ më ra kh¶ n¨ng ta hoµn toµn chñ ®éng trong viÖc thiÕt kÕ chÕ t¹o
c¸c m¹ch tÝch hîp siªu cao tÇn lµm trªn m¹ch d¶i (trong ®ã cã c¸c m¹ch tÝch hîp
thô ®éng SCT (bé chuyÓn m¹ch ®ièt PIN, bé trén tÇn c©n b»ng) vµ c¸c m¹ch tÝch
hîp tÝch cùc SCT (bé dao ®éng siªu cao tÇn VCO, bé khuÕch ®¹i SCT t¹p thÊp,).
C¸c yÕu tè ®¶m b¶o tÝnh kh¶ thi cña ®Ò tµi:
• VÒ c¬ së vËt chÊt:
18
§Ò tµi: §T§L- 2005/28G Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch tÝch hîp thô ®éng vµ tÝch
cùc SCT sö dông phÇn mÒm thiÕt kÕ m¹ch SCT vµ c«ng nghÖ gia c«ng m¹ch d¶i.
B¸o c¸o khoa häc
- Trung t©m KHKT-CNQS võa ®−îc ®Çu t− hÖ thèng gia c«ng m¹ch d¶i
ProtoLazer cã kh¶ n¨ng gia c«ng c¶ b»ng ®Çu c¬ khÝ vµ ®Çu lazer cho phÐp gia
c«ng ®−îc c¶ m¹ch d¶i alumina va m¹ch gèm ceramic.
- Trung t©m KHKT-CNQS võa ®−îc ®Çu t− hÖ thèng l¾p r¸p vµ hµn d¸n linh kiÖn
SMD cïng hÖ thèng m¹ xuyªn lç, lµm m¹ch in nhiÒu líp.
- Trung t©m KHKT-CNQS cã PTN Siªu cao tÇn (nay gäi lµ PTN Ra®a) cã nhiÒu
trang thiÕt bÞ hiÖn ®¹i cã kh¶ n¨ng ®o kiÓm vµ hiÖu chØnh c¸c m¹ch SCT (cã m¸y
ph©n tÝch m¹ng vect¬ d¶i tÇn lµm viÖc ®Õn 20GHz cã kh¶ n¨ng ®o c¸c tham sè
t¸n x¹ S cña linh kiÖn vµ ®o h»ng sè ®iÖn m«i cña vËt liÖu ®Ó phôc vô cho c«ng
t¸c nghiªn cøu thiÕt kÕ, chÕ t¹o).
• VÒ con ng−êi:
Trung t©m KHKT-CNQS lµ c¬ së cã ®éi ngò c¸n bé ®−îc ®µo t¹o c¬ b¶n vÒ
KTSCT vµ cã kinh nghiÖm nghiªn cøu, ®o ®¹c trong lÜnh vùc nµy.
II. Lùa chän ®èi t−îng nghiªn cøu, c¸ch tiÕp cËn vµ
ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu
§Ó hiÓu râ h¬n vai trß quan träng cña c¸c m¹ch siªu cao tÇn trong tuyÕn thu
ph¸t cña mét ®µi ra®a, vµ c¸c m« ®un ®· ®−îc c¶i tiÕn, chóng ta h·y quan s¸t s¬ ®å
khèi cña tuyÕn thu cao tÇn cña ®µi ra®a Π-37 tr−íc khi c¶i tiÕn ®−îc vÏ ë h×nh 1 vµ
sau khi c¶i tiÕn ë h×nh 2 d−íi ®©y:
ChuyÓn m¹ch §Ìn sãng TiÒn KhuÕch
ch¹y Bé trén tÇn khuÕch ®¹i ®¹i trung
Anten thu-ph¸t YB-99 ®¬n trung tÇn tÇn chÝnh
Dao ®éng
M¸y ph¸t t¹i chç AFC
Trén tÇn
AFC
H×nh 1: S¬ ®å khèi cña tuyÕn thu cao tÇn cña mét ®µi ra®a tr−íc khi c¶i tiÕn
19