Остался преподавать на кафедре теоретических основ радиотехники (ТОР), работал заместителем декана радиотехнического факультета.

      С 1962 по 1966 годы заочно учился в аспирантуре при кафедре радиосистем Северо-Западного заочного политехнического института (Ленинград). После окончания с отличием аспирантуры 10 месяцев стажировался в акустической лаборатории Ленинградского государственного университета и на приборостроительном факультете кораблестроительного института.

      В декабре 1968 года успешно защитил кандидатскую диссертацию, в феврале 1969 года – утвержден Высшей аттестационной комиссией в ученой степени кандидата технических наук, и в декабре 1970 года ему присвоено учёное звание доцента.

      В течение 1971/72 учебного года стажировался на секции технической электроники Ростокского университета (Германия) под руководством члена-корреспондента Академии наук ГДР профессора Ф.-Х. Ланге. С тех пор неразрывны его творческие связи с этим вузом: опубликована совместная монография, в 1999 году подписан очередной долгосрочный протокол о совместной работе. Под руководством А. Н. Яковлева в разное время на кафедре ТОР стажировались пять доцентов из ГДР.С 80-х годов возглавляет научное направление и лабораторию «Ближняя гидролокация». Им был выполнен ряд крупных НИР по постановлениям Правительства, заказам оборонных предприятий Ленинграда, проектам Министерства судостроительной промышленности. Результатом этой работы стали разработанные устройства распознавания сигналов и подводных объектов (восемь авторских свидетельств на изобретения); пять гидролокационных приборов и систем; пять имитаторов сигналов гидролокатора бокового обзора; устройство для нейтронно-активационного каротажа.

      Прошел на кафедре ТОР путь от ассистента до заведующего кафедрой. В период заведования кафедрой (1975–1980 гг.) сыграл большую роль в организации подготовки специалистов по специальности «Радиоприборные устройства». Под его руководством кафедра ТОР вошла в число лидирующих кафедр.

      Неоднократно читал лекции за рубежом (ГДР, ПНР, ФРГ, Южная Корея).

      Автор более 200 научных трудов, из них три монографии, 19 авторских свидетельств и патентов на изобретения и более 50 публикаций за рубежом и на международных конференциях. Опубликовал около 40 учебно-методических работ, три из которых имеют рекомендательный гриф УМО Высших учебных заведений РФ «Рекомендовано в качестве учебного пособия» для вузов страны.