Елена Кротова - Основы конструирования и технологии производства РЭС

К функциональнымотносятся все электрические параметры: чувствительность, избирательность, выходная мощность, дальность и т. п.

К материальнымпараметрам относится масса, габариты, стоимость и производные от этих параметров.

Между функциональными и материальными параметрами существует тесная взаимосвязь. Реализация любой РЭС требует материальных затрат. Чем большие значения имеют материальные параметры, тем выше сложность изделия [3], [8],[9].

Однако всегда нужно находить разумный компромисс между высоким качеством и важностью технического решения и сложностью реализации и себестоимостью.

1. Перечислите основные понятия конструирования.

2. Дайте определение основных документов и объектов конструирования.

3. Перечислите основные подходы системного анализа РЭС.

4. Какие виды параметров являются системными?

5. Дайте классификацию параметров РЭС.

Несмотря на то что РЭС – технический объект, в общефилософском плане ее рассмотрение невозможно в отрыве от человека – разработчика, оператора. При применении системного подхода в проектировании происходит взаимное влияние разработчика и объекта разработки друг на друга, правильнее сказать, своеобразный «диалог».

В основу системного подхода положены следующие главные принципы [3], [10], [11].

1. Учет всех этапов «жизненного цикла» разрабатываемой РЭС: проектирования, производства, эксплуатации, утилизации. При несоблюдении этого принципа проекты многих РЭС, в основу которых были заложены прогрессивные принципы их действия, остались нереализованными либо потому, что оказались недостаточно технологичными в производстве, слишком трудоемкими и, следовательно, дорогими и непригодными с точки зрения их производства, либо потому, что эксплуатация таких систем неоправданно сложна и выпуск такой продукции нецелесообразен.

2. Учет истории и перспектив развития РЭС данного и близкого классов.

Историю нужно знать потому, что некоторые РЭС, в прошлом признанные либо негодными, либо устаревшими, в новых условиях развития науки и техники могут стать хорошими и перспективными.

Учет при проектировании прогноза развития РЭС необходим потому, что в противном случае разрабатываемая система может оказаться морально устаревшей вскоре после разработки или до ее завершения.

3. Учет всестороннего взаимодействия РЭС с внешней средой. Оно включает в себя следующее [11]:

– взаимодействие с природой и обществом в целом (учет экологических, экономических, социальных, политических, военных и других факторов);

– обмен полезной информацией (получение и выдача полезной информации);

– обмен энергией и веществом (распределение ресурсов);

– обмен радиопомехами (т. е. помехами от радиоизлучения);

– внешние воздействия на РЭС температуры, влажности, давления, механических нагрузок, радиации и т. п.;

– взаимодействие с другими РЭС, входящими в систему более высокого иерархического уровня, в процессе решения общей задачи.

4. Учет основных видов взаимодействия внутри РЭС (между ее частями): функционального, информационного, энергетического и др.

5. Учет взаимодействия между элементарной базой и системотехникой. Создание новой элементной базы вызывает развитие системотехники.

Развитие элементной базы приводит к улучшению показателей качества и надежности РЭС. Применение гибридных электронных схем (ГИС), функциональных микросхем, программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) и др. способствует значительному снижению энергозатрат, массы и габаритов.

Развитие нанотехнологий требует от разработчика углубленных знаний физики, математики, информационных технологий. Инженер не может отказаться от математического моделирования, а программист, работающий в радиотехнической промышленности, обязан знать физические основы работы электронных устройств.

6. Учет возможности изменения исходных данных и решаемой задаче в процессе проектирования, производства и эксплуатации РЭС. Этот учет выражается в создании более «гибкой» и универсальной РЭС. При этом следует необходимость:

– вариации исходных данных, включая критерии качества, в процессе проектирования РЭС для оценки степени их критичности на работу системы и получения более надежных результатов проектирования;

– обеспечения большей универсальности применения проектируемой РЭС, чтобы при изъятии или добавлении некоторых блоков система была пригодной для решения новых задач [3].

7. Выделение главных показателей качества, которые необходимо улучшать в первую очередь.

Показатели качества должны постоянно проверяться. Для оптимизации этого процесса необходимо взять показатели и, по возможности, стремитьcя к поддержанию их значений в заданных пределах. Для радиотехнических систем основные показатели качества – помехоустойчивость, конфиденциальность, электромагнитная совместимость, энергопотребление, надежность, масса, объем, стоимость. 8. Сочетание принципов композиции, декомпозиции и иерархичности. Современные РЭС могут содержать сотни, тысячи и миллионы элементов. Оптимизировать все элементы даже с помощью ПЭВМ невозможно. Поэтому их объединяют в сборочные единицы: ячейки, блоки, стойки (шкафы). Далее каждая сборочная единица рассматривается как единое целое, в котором производится композиция элементов. Сложную РЭС разбивают на отдельные ячейки, т. е. проводят декомпозицию.

В результате композиции и декомпозиции РЭС разбивают на ряд иерархических уровней, каждый из которых может содержать ряд частей (сборочных единиц).

Такое сочетание композиции, декомпозиции и иерархичности позволяет упростить проектирование, производство, эксплуатацию и утилизацию РЭС.

При декомпозиции РЭС на подсистемы (сборочные единицы) необходимо уделять особое внимание обоснованию критериев качества каждой подсистемы.

9. Вскрытие основных технических противоречий, препятствующих улучшению качества РЭС и ускорению процесса ее разработки, а также отыскание приемов их преодоления.

10. Правильное сочетание различных методов проектирования. В первую очередь математических, эвристических и экспериментальных. Современные математические методы основаны не только на разработке алгоритмов расчета отдельных параметров, но и на создании имитационных моделей, позволяющих приближенно проверить работу устройства в различных ситуациях [3], [4].

11. Обеспечение должного взаимодействия в процессе проектирования специалистов различных уровней и профилей.