Королев А.Н., Зайцев С.А., Галдецкий А.В. и др. История развития разработок СВЧ-приборов в ФГУП «НПП Исток» – 60 лет пути // Матер. конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2003). — Севастополь: «Вебер», 2003. С. 811-813.

История развития разработок СВЧ-приборов в ФГУП «НПП Исток» – 60 лет пути

Королев А.Н., Зайцев С.А., Галдецкий А.В., Победоносцев А.С., Гельвич Э.А., Темнов А.М. ФГУП «НПП Исток», ул. Вокзальная 2а, Фрязино, 141120, Россия Тел.: (095) 465-8620; e-mail: galdetskiy@mail.ru

Аннотация – Представлена научная школа «Истока»: основные научно-технические направления разработок СВЧ приборов и люди, внесшие вклад в эти направления.

За 60 лет, насыщенных крупными научно–техническими достижениями и открытиями, освоением в производстве широкого спектра продукции, научная школа Истока вывела отечественную электронику СВЧ на передовые позиции в мире и обогатила её новыми идеями, современными конструкторскимии технологическими решениями, уникальным оборудованием, специальными материалами, среди которых можно выделить следующие:

• Созданы теоретические основы и разработан широкий спектр оригинальных приборов магнетронного типа: уникальные супермощные волноводно запредельные магнетроны (5–30 МВт), миниатюрные усилительные магнетроны, мощные (1-2 МВт) магнетроны, магнетроны с быстрой перестройкой частоты, мощные (до 100 кВт) магнетроны для нагрева (С.А. Зусмановский, А.П. Федосеев, Э.А. Гельвич, Ю.А. Вецгайлис, Л.Г. Некрасов, И.В. Соколов, Д.Е. Самсонов и др.).
• Широко развита впервые в мире предложенная оригинальная идея отражательного клистрона, создана теория и разработана большая серия этих приборов, нашедших широкое применение в отечественной технике. (Н.Д. Девятков, В.Ф. Коваленко, Л.А. Парышкуро, М.Б. Голант и др.).
• Разработаны несколько типов оригинальных ламп бегущей волны: малошумящие ЛБВ с ленточным пучком для связи и локации, космические ЛБВ с высокой долговечностью, мощные связные ЛБВ на цепочке связанных резонаторов, октавные ЛБВ с полым пучком (И.Е. Роговин, В.А. Афанасьев, Ю.П. Мякиньков, К.Г. Ноздрина, О.А. Аристархова, Л.А. Пинчук, Г.В. Рувинский, Г.В. Курилов, Ю.С. Тюрдеев и др.).
• Впервые в мире предложены, теоретически обоснованы и освоены в производстве несколько классов оригинальных многолучевых приборов: многолучевые ЛОВ, работающие вплоть до частоты 1.4 ТГц; мощные многолучевые клистроны, обеспечившие создание лучших в мире зенитно–ракетных комплексов; низковольтные многорежимные усилительные цепочки с многолучевой «прозрачной» ЛБВ на выходе; уникальные миниатюрные многолучевые клистроны, обеспечившие высокие параметры АГСН ракет малой и средней дальности (С.А. Зусмановский, С.В. Королев, А.Д. Закурдаев, С.С. Зырин, В.И. Пугнин, Е.В. Жарый, Б.В. Сазонов, А.С. Тагер, М.Б. Голант, А.А. Негирев и др.); многолучевые лампы с индуктивным выходом для дециметрового телевидения (М.И. Лопин, А.С. Победоносцев, А.Н. Королев, С.А.Зайцев, В.А. Рыжов, Т.А. Мишкин и др.).
• Созданы оригинальные приборы на циклотронном резонансе: электростатические усилители (ЭСУ) и защитные устройства. Уникальные характеристики ЭСУ–сверхнизкие шумы, линейность амплитудных и фазовых характеристик, широкий динамический диапазон, способность работы без устройств защиты от СВЧ перегрузок – сделали ЭСУ незаменимым прибором в приемниках доплеровских РЛС (С.П. Кантюк, Ю.А. Будзинский и др.)
• Создано и теоретически обосновано новое направление в СВЧ электронике – направление комплексированных СВЧ изделий (КИ СВЧ), получившее широкое применение в промышленности. Отличительной чертой КИ является функциональная и конструктивная интеграция и селективное сопряжение параметров входящих в них СВЧ приборов (С.И. Ребров, Э.А. Гельвич, С.В. Королев, С.А. Перегонов, В.Г. Кармазин, М.Ф. Воскобойник, Ю.В. Колесников, А.С. Котов и др.). КИ СВЧ позволили на порядок снизить массо-габаритые характеристики СВЧ-части приемопередатчиков при одновременном резком качественном увеличении функциональных возможностей и повышении надежности радиосистем.
• Впервые в СССР создана теоретическая база и разработаны бортовые РЛС с цифровой обработкой сигнала. С помощью такой РЛС впервые в СССР выполнено картографирование земной поверхности синтезированной апертурой в реальном масштабе времени. Важнейшим результатом этих исследований являются разработанные в Истоке и выпускаемые серийно уникальные по своим параметрам АГСН для ракет малой и средней дальности. (С.И. Ребров, А.Н. Королев, С.А. Зайцев, А.В. Потапов, В.Н. Русаков, М.И. Лопин, М.Ф. Воскобойник, В.И. Гуртовой и др.).
• Быстрое становление и развитие твердотельного направления в Истоке с конца 60-х годов привело к серийному выпуску многих типов полупроводниковых приборов, ГИС и МИС на их основе. Была создана технология ГИС, принятая за основу во всей отрасли, впервые в мире предложен лавинно–пролетный диод (открытие 1959 г.), изобретен транзистор с высокой подвижностью носителей (НЕМТ 1980 г.), предложены новые виды транзисторов и резонансно-туннельных диодов (А.С. Тагер, С.А. Перегонов, Г.А. Крысов, А.М. Темнов, К.Г. Ноздрина, П.М. Мелешкевич, С.С. Зырин, А.Б. Пашковский и др.).
• Создана школа теоретиков Истока, разработаны эффективные методы моделирования и проектирования СВЧ электровакуумных и полупроводниковых приборов. Внедрены в практику проектирования приборов оригинальные методы оптимизации, синтеза, теории симметрии в замедляющих системах и др. и создано уникальное математическое обеспечение для расчета приборов. Выполнено исследование и обоснован ряд новых перспективных направлений развития СВЧ ЭВП и ПП (В.С. Лукошков, В.П. Сазонов, А.С. Тагер, Р.А. Силин, А.С. Победоносцев, И.М. Блейвас, В.Г. Бороденко, В.Б. Хомич, И.И. Голеницкий, А.В. Галдецкий, А.Б. Пашковский и др.).
• Исследование, разработка и серийное производство нескольких типов газовых лазеров, которые нашли широкое применение в промышленности и медицине. Создание атомно–лучевых трубок для квантовых стандартов частоты и времени (Я.А. Юхвидин, В.П. Беляев, Ю.В. Печенин, В.С. Алейников, И.И. Самарцев и др.).
• Впервые в СССР созданы в ИК диапазоне доплеровский когерентный локатор на волне 10,6 мкм, быстродействующие тепловизоры в диапазоне 3-5 мкм, освоенные в опытном производстве, тепловизоры в диапазоне 8-12 мкм на многоэлементном фотоприемнике, лазерный импульсный локатор на длине волны 1,55 мкм (Ю.Д. Самородов, А.Г. Жуков, А.Л. Логутко, П.В. Бирюлин).
• Развито новое направление и созданы оригинальные конструкции широкополосных инфрадинных преобразователей СВЧ с использованием собственной элементной базы миллиметрового диапазонадлин волн (П.В. Куприянов, В.И. Криворучко).
• Разработка специальной технологии, обеспечивающей высокое качество, надёжность, долговечность и воспроизводимость ЭВП, выпускаемых «Истоком». Сюда относятся: новые материалы и технология электронных пушек, в том числе с низковольтным управлением, технология откачки с применением водорода, методы диффузионной пайки и сварки, технохимия, катодная и керамическая технологии, ферритовые материалы и приборы, магниты и др. (В.Н. Батыгин, Н.В. Черепнин, И.П. Стародубов, Б.Ч. Дюбуа, Е.А. Котюргин, Ю.А. Кондрашенков, Д.Г. Арапов, Н.Д. Урсуляк, Е.И. Каневский и др.).
• Выполнена фундаментальная комплексная работа («Операция») по обеспечению надежности выпускаемых приборов на этапах разработки и производства. Внедрение результатов работы привело к качественному изменению показателей надежности: количество отказов и рекламаций уменьшилось в десять и более раз, обеспечив безотказную эксплуатацию систем радиовооружения. (руководитель работы С.И. Ребров).
• Развитие специального машиностроения на Истоке. Разработка и выпуск измерительного оборудования, оборудования для производства ПУЛ, СВЧ приборов, лазеров. Разработаны теоретические основы прецизионной электроискровой обработки. Впервые в мире созданы электроискровые вырезные прецизионные станки. (Б.И. Ставицкий, Р.А. Беляков, В.Л. Кравченко, К.В. Юрьев, Г.А. Горшков, А.М. Храпко, М.У. Муртазин, В.Н. Ештокин, К.Н. Алмазов-Довженко и др.).
• Медицинские применения передовых технологий Истока: открытие резонансного ответа биологических систем на электромагнитное облучение на дискретных частотах, внедрение лазеров в хирургии и терапии, создание компьютеризированных аппаратов «Гастроскан» и «Гастротест», разработка серии установок гипертермии «Яхта» для нагрева злокачественных новообразований, разработка терапевтических аппаратов «Явь», использующих мм волны и др. (Н.Д. Девятков, М.Б. Голант, Э.А. Гельвич, В.П. Беляев, М.М. Трифонов, Л.Е. Мишулин, Т.Б. Реброва, В.Н. Мазохин и др.).
• Представители научной школы Истока обобщили свои достижения в 65 монографиях, представляющих собой интеллектуальный фонд Истока.

60 Years of Designing Microwave Devices at "Istok"

Korolev A.N., Zaytsev S.A., Galdetskiy A.V., Pobedonostsev A.S., Gelvich E.A., Temnov A.M. “Istok” Federal State-Owned Unitary Research & Production Enterprise 2a Vokzalnaya Str., Fryazino, Moscow Region, Russia, 141120 phone +7 (095) 4658620; e-mail: galdetskiy@mail.ru

Abstract – The scientific school of “Istok” – principal scientific and technological avenues in the development of microwave devices and people contributing to them – is presented.

In the 60 years rich in major scientific and technological achievements and discoveries, development and manufacture of a wide product range, the scientific school of “Istok” helped establish the national microwave electronics among global leaders, at the same time enriching the industry with new ideas, modern designs and technological solutions, unique equipment and special materials.

• Theoretical foundations were laid and a wide spectrum of innovative magnetron devices was developed, including unique super-power evanescent-mode magnetrons (5-30MW), miniature amplifying magnetrons, powerful (1-2MW) magnetrons, magnetrons with fast frequency tuning, powerful (up to 100kW) heating magnetrons (S.A. Zusmanovskiy, A.P. Fedoseyev, E.A. Gelvich, Yu.A. Vetsgaylis, L.G. Nekrasov, I.V. Sokolov, D.Ye. Samsonov and others).
• An innovative idea of the world’s first reflective klystron was proposed and extensively developed; the theory was elaborated and large batches of these devices were developed finding wide applications (N.D. Devyatkov, V.F. Kovalenko, L.A. Paryshkuro, M.B. Golant and others).
• Several types of novel traveling wave tubes (TWTs) were developed: low-noise TWTs with a ribbon beam for telecommunications and radars, space-based TWTs with high life span, powerful TWTs with coupled-cavities structures, octave TWTs with a hollow beam (I.Ye. Rogovin, V.A. Afanasyev, Yu.P. Myakinkov, K.G. Nozdrina, O.A. Aristarkhova, L.A. Pinchuk, G.V. Ruvinskiy, G.V. Kurilov, Yu.S. Tyurdeev and others).
• Several classes of world’s first multibeam devices were developed, theoretically substantiated and manufactured: multibeam backward wave oscillator (BWO) tubes operating up to 1.4 THz; powerful multibeam klystrons around which the world’s best antiaircraft missile systems were designed; low-voltage multimode amplifying chains with multibeam ‘transparent’ TWTs at the output; unique miniature multibeam klystrons providing high performance for small and medium-range active selfguiding missiles (S.A. Zusmanovskiy, S.V. Korolev, A.D. Zakurdayev, S.S. Zyrin, V.I. Pugnin, Ye.V. Zharyy, B.V. Sazonov, A.S. Tager, M.B. Golant, A.A. Negirev and others); multibeam inductive output tubes for decimeter TV (M.I. Lopin, A.S. Pobedonostsev, A.N. Korolev, S.A. Zaytsev, V.A. Ryzhov, T.A. Mishkin and others).
• Novel cyclotron resonance devices were designed, including electrostatic amplifiers (ESA) and protective devices. Unique features of ESAs – ultra low noise, amplitude and phase linearity, wide dynamic range, operation without additional protective devices – made them essential components for the receivers used in Doppler radars (S.P. Kantyuk, Yu.A. Budzinskiy and others)
• A new avenue in microwave electronics – integrated microwave modules (IMMs) – was created and theoretically substantiated finding broad industrial applications. A distinguishing feature of IMMs is the functional and structural integration and selective coupling of parameters between internal microwave components (S.I. Rebrov, E.A. Gelvich, S.V. Korolev, S.A. Peregonov, V.G. Karmazin, M.F. Voskoboynik, Yu.V. Kolesnikov, A.S. Kotov and others). IMMs have allowed for the weight and dimensions of microwave components of transceivers to be decreased by the order of magnitude, at the same time boosting the capabilities and reliability of radio systems.
• For the first time in the USSR theoretical foundations for airborne radars with digital signal processing were laid and prototype equipment was developed. These radars pioneered the real-time synthesized-aperture terrestrial mapping in the USSR. The most important result of these researches was the development and large-scale manufacture at “Istok” of the unique active homing head for small and medium-range missiles. (S.I. Rebrov, A.N. Korolev, S.A. Zaytsev, A.V. Potapov, V.N. Rusakov, M.I. Lopin, M.F. Voskoboynik, V.I. Gurtovoy and others).
• Solid-state research at “Istok”, rapidly advancing from the end of the 60s, resulted in mass production of numerous semiconductor devices, hybrid-type and microwave ICs. The HIC technology was designed which was adopted as a standard for all the national microwave industry. The world’s first IMPATT diode was developed (1959), the high electron mobility transistor – HEMT – was invented (1980), new types of transistors and resonance-tunnel diodes were proposed (A.S. Tager, S.A. Peregonov, G.A. Krysov, A.M. Temnov, K.G. Nozdrina, P.M. Meleshkevich, S.S. Zyrin, A.B. Pashkovskiy and others).
• A school of theoreticians was set up at “Istok”, efficient techniques of simulating and designing vacuum and solid-state microwave devices were developed. Novel techniques of optimization and synthesis, the theory of symmetry in slow-wave structures were implemented into practical designs. Unique software for the simulation of microwave devices was created. Investigations along new promising avenues of microwave devices development were conducted (V.S. Lukoshkov, V.P. Sazonov, A.S. Tager, R.A. Silin, A.S. Pobedonostsev, I.M. Bleyvas, V.G. Borodenko, V.B. Khomich, I.I. Golenitskiy, A.V. Galdetskiy, A.B. Pashkovskiy and others).
• Research, development and mass production of several types of gas lasers which have found broad industrial and medical applications. Designing atom-beam tubes for quantum standards of frequency and time (Ya.A. Yukhvidin, V.P. Belyayev, Yu.V. Pechenin, V.S. Aleynikov, I.I. Samartsev and others).
• Many types of the USSR’s first infrared devices were developed: a 10.6µm-wave Doppler coherent radar, experimentally produced 3-5µm-wave high-speed infrared imagers, 8-12µmwave infrared imagers built around matrix photodetectors, a 1.55µm-wave laser pulsed radar (Yu.D. Samorodov, A.G. Zhukov, A.L. Logutko, P.V. Biryulin).
• A new line of broadband infradyne microwave converters was developed using proprietary mm-wave components (P.V. Kupriyanov, V.I. Krivoruchko).
• Developing a special process providing high quality, reliability, durability and reproducibility of vacuum tubes manufactured at “Istok”. This process comprises new materials and technology of electronic guns, including those with low-voltage control, evacuation technology using hydrogen, techniques of diffusion soldering and welding, technical chemistry, cathode and ceramic technologies, ferrite materials and devices, magnets, etc. (V.N. Batygin, N.V. Cherepnin, I.P. Starodubov, B.Ch. Dyubua, Ye.A. Kotyurgin, Yu.A. Kondrashenkov, D.G. Arapov, N.D. Ursulyak, Ye.I. Kanevsky and others).
• A fundamental comprehensive work titled “Operation” was carried out aimed at securing the reliability of manufactured devices during the development and production stages. Its implementation has boosted the reliability: the numbers of failures and complaint letters dropped ten times and more providing a failure-free operation of radio systems (managed by S.I. Rebrov).
• The development of a special mechanical engineering at “Istok”. The development and manufacture of gauging equipment, of production facilities for gridded tubes, microwave devices, lasers. Theoretical groundwork was laid for the precision electrospark processing. The world’s first electrospark precision cutters were designed (B.I. Stavitskiy, R.A. Belyakov, V.L. Kravchenko, K.V. Yuryev, G.A. Gorshkov, A.M. Khrapko, M.U. Murtazin, V.N. Yeshtokin, K.N. Almazov-Dovzhenko and others).
• The list of medical applications for high technologies at “Istok” covers the following: discovering resonant responses of biological systems to an EM radiation at discrete frequencies, introduction of lasers into surgery and therapy, launch of  “Gastroscan”  and  “Gastrotest”  computerized diagnostic devices, developing a line of “Yakhta” hyperthermia devices for heating malignant growths, developing the “Yav” mm-wave therapeutic devices, etc. (N.D. Devyatkov, M.B. Golant, E.A. Gelvich, V.P. Belyayev, M.M. Trifonov, L.Ye. Mishulin, T.B. Rebrov, V.N. Mazokhin and others).
• The representatives of the “Istok” scientific school have summarized their achievements in 65 monographs laying down the intellectual foundations for the enterprise.

УДК 629.7.052:621.3.029:316.774(063)
ББК 76.03
Т67

13-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2003). Севастополь, 8-12 сентября 2003 г.: Материалы конференции.— Севастополь: «Вебер», 2003. – 836 с., илл.

2003 13th International Conference «Microwave & Telecommunication Technology» (CriMiCo’2003). Conference Proceedings. September 8-12, 2003. — Sevastopol: Weber Publishing Co. (weber@execs.com), 2003. – 836 pp.

ISBN 966-7968-26-X
IEEE Catalog Number: 03EX697