Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ современного состояния разработок твердотельных усилителей мощности в передатчиках РЛС систем контроля воздушного пространства и управления воздушным движением 11
1.2 Общая классификация усилителей мощности передатчиков РЛС 18
1.3. Состояние и перспективы разработок элементной базы твердотельных усилителей мощности передатчиков РЛС 19
1.3.1. Электровакуумный и твердотельный подходы при построении передатчиков РЛС 19
1.3.2. Анализ современных полупроводниковых устройств 24
Выводы по главе 1 33
Глава 2. Общие теоретические принципы построения процессов разработки твердотельных усилителей мощности передатчиков РЛС систем КВП и УВД 34
2.1. Построение «деревьев познания» процесса разработки и производства твердотельных усилителей мощности 34
2.2. Влияние особенностей развития инновационного потенциала предприятия на возможности разработки и производства конкурентоспособных твердотельных усилителей мощности 39
2.3. Этапы и методы технологического прогнозирования разработки 44
2.4. Методические принципы определения трудоемкости опытно-конструкторских работ инновационных разработок твердотельных усилителей мощности 49
2.5. Создание эвристической модели разработки твердотельных усилителей мощности 59
Выводы по главе 2 61
Глава 3. Разработка методических принципов и алгоритма организации проектирования твердотельных усилителей мощности передатчиков РЛС на основе преобразования эвристических моделей 62
3.1 Разработка и преобразование эвристических моделей разработки твердотельного усилителя мощности 62
3.1.1 Создание эвристической модели первого порядка 62
3.1.2 Применение метода удельных характеристик для анализа эвристических моделей разработки твердотельных усилителей мощности 64
3.1.3 Применение метода графов для анализа эвристических моделей разработки твердотельных усилителей мощности 67
3.1.4 Применение методов греко-латинских квадратов 69
3.1.5 Представление информации о параметрах эвристической модели с помощью метода «Паук-ГИС» 70
3.1.6 Создание эвристической модели второго порядка 3.1.6 Создание эвристической модели третьего порядка 76
3.1.7 Создание эвристической модели четвертого порядка 77
3.2 Особенности построения типовых функциональных и конструктивно технологических решений твердотельных усилителей мощности 79
Выводы по главе 3 91
Глава 4. Разработка методики проектирования твердотельных усилителей мощности для передатчика системы КВП и УВД 92
4.1. Создание «деревьев познания» разработки твердотельных усилителей мощности для передатчика системы КВП и УВД, работающей в режиме АЗН-В 92
4.2. Реализация составленного дерева целей разработки твердотельных усилителей мощности для передатчика системы КВП и УВД режима АЗН-В 93
4.3. Анализ направлений развития разработки на ее начальных этапах... 100
4.4. Расчет надежности разрабатываемых усилителей мощности 102
Выводы по 4 главе 105
Общие выводы и результаты работы 106
Литература
- Состояние и перспективы разработок элементной базы твердотельных усилителей мощности передатчиков РЛС
- Влияние особенностей развития инновационного потенциала предприятия на возможности разработки и производства конкурентоспособных твердотельных усилителей мощности
- Применение метода удельных характеристик для анализа эвристических моделей разработки твердотельных усилителей мощности
- Реализация составленного дерева целей разработки твердотельных усилителей мощности для передатчика системы КВП и УВД режима АЗН-В
Введение к работе
Актуальность исследования.
Одной из важнейших проблем укрепления обороноспособности страны является повышение эффективности контроля воздушного пространства и управления воздушным движением (КВП и УВД). Решение этой сложной задачи напрямую зависит от повышения качества разработки и производства радиолокационных станций (РЛС), играющих ключевую роль в системах КВП и УВД.
Теоретические принципы радиолокации, состояние работ по функциональному и конструктивно-технологическому решению РЛС, применение теоретических и методических подходов достаточно полно рассмотрены в работах Бендерского Г.П., Суслова А.А., Ефремова В.С., С. Мааса, М. Макимото, С. Крипса, Г. Гонзалеса, Финкельштейна М. И. и других отечественных и зарубежных авторов.
Функционально радиолокационную станцию можно представить как систему, состоящую из четырех компонентов: передатчика, приемника, антенны и системы управления и контроля. Среди этих компонентов важнейшим, определяющим качество систем РЛС, является, безусловно, передатчик, такие его параметры как мощность, точность передачи информации закодированной в сигнале, спектр сигнала и пр.
Важнейшим устройством в твердотельном передатчике, определяющим качественные параметры РЛС, является усилитель мощности. Именно параметры усилителей мощности определяют тактико-технические, в том числе и качественные, параметры РЛС.
До недавнего времени в передатчиках радиолокационных станций, использовались мощные электровакуумные приборы (клистроны), которые применяются еще и в настоящее время.
Однако, последние годы стали активно применятся твердотельные усилители мощности, построенные на методах усиления радиочастотных сигналов с помощью мощных транзисторов.
Применение твердотельных технологий позволяет существенно снизить рабочие напряжения передатчика, во много раз повысить такие параметры качества, как его наработка на отказ, к тому же, комбинации цифровой обработки сигнала и микропроцессорный контроль делают возможным повсеместное применение сложных методов обратных связей и предискажений для повышения КПД, линейности и других показателей качества.
Разработка усилителей мощности является сложной многофакторной проблемой связанной с формированием оптимальных взаимосвязей между функциональными (часто противоречивыми) параметрами, конструктивно-технологическими характеристиками (в том числе характеристиками надежности, массогабаритными характеристиками и т.п.) и стоимостными зависимостями.
Традиционный подход к решению задач обеспечения качества на предприятиях радиоэлектронного комплекса, в этой ситуации, связанный с традиционной организацией разработок, в реальных условиях оказывается неэффективным. Необходимо существенно расширить проведение работ по технологическому прогнозированию, аналитическим оценкам и т.п., что позволит резко повысить качество и эффект разработки по сравнению с традиционным подходом.
В будущем огромная роль в процессах проведения анализа и подготовки полного жизненного цикла изделия принадлежит CALS-технологиям и виртуальным производствам. Однако применение этих технологий требует времени и средств.
В этом смысле предложенная нами идея применения эвристических моделей разработки твердотельных усилителей мощности передатчиков РЛС является исключительно эффективным и актуальным подходом в повышении качества проектирования и производства усилителей.
Теоретические и методические принципы такого подхода к проектированию открывают качественно новый, комплексный, взгляд на разработку, представляя ее как путь последовательного улучшения выдвинутой эвристической модели разработки доводя ее, путем последовательных преобразований, до оптимальной, привлекая к решению задач оптимизации доступные на сегодняшний день разработчикам аналитические методики.
Эвристическая модель – как искусство нахождения истины, это система логических приемов и методических правил, которая позволяет установить взаимосвязь теоретических и технических возможностей разработок и возможностей процессов инновационного развития наукоемких технологий и задач технологии и организации производства.
Эвристическая модель развивается, поэтапно уточняя и дополняя данные, необходимые разработчику для построения эффективного цикла разработки изделия. Развитие эвристической модели позволяет проводить очередной этап разработки, начиная от выдачи технического задания на разработку и заканчивая получением полного комплекта конструкторской документации на базовую модель изделия. Эвристическая модель как искусство нахождения истины отражают в себе бесконечность процесса приближения к идеальному изделию, с полностью детерминированными параметрами.
Это позволяет снизить необоснованные материальные и трудовые затраты на технологическую модернизацию предприятия, рационализировать всю систему качества разработки и последующего построения технологии и организации производства твердотельных усилителей мощности. Применение предложенных в работе методических принципов дает возможность провести анализ направлений будущей разработки и связанных с ней инновационных процессов технологического развития предприятия.
Объект исследования. Объектом исследования является реализация методов повышения качества процессов создания твердотельных усилителей мощности передатчиков РЛС и принципы их серийного производства.
Цель исследования. Целью исследования является повышение качества и эффективности организации проектирования и производства РЛС на основе методических принципов построения эвристической модели и системы логических приемов и правил ее преобразований в процессе создания базовых моделей твердотельных усилителей мощности передатчиков РЛС.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели в диссертации необходимо решить следующие задачи:
провести анализ тенденций развития конструктивно-технологических решений передатчиков РЛС;
исследовать особенности развития инновационного потенциала предприятия;
исследовать возможности применения методов «деревьев познания», методов технологического прогнозирования и методов системного анализа в создании перспективных моделей твердотельных усилителей мощности передатчиков РЛС;
теоретически обосновать методические принципы построения эвристической модели и ее преобразований в процессе разработки усилителей мощности;
разработать базовые модели твердотельных усилителей;
создать универсальные проектные инструкции качества для разработчиков сокращающие затраты на разработку в условиях инновационного производства.
Методы исследования. Для реализации теоретических и методических положений в диссертационной работе использованы методы технологического прогнозирования, в частности аппарат теории «деревьев познания», методы системного и функционального анализа, методы теории графов, методы теории инноваций, методы теории управления качеством.
Научная новизна. К основным новым результатам, полученным в ходе исследований по теме диссертации относятся:
предложено применение моделей «дерева познания» для технологического прогнозирования направлений развития качества разработок твердотельных усилителей мощности передатчиков РЛС и развития инновационного потенциала предприятия;
разработана эвристическая модель проектирования твердотельных усилителей мощности передатчиков РЛС;
разработаны методические приемы эвристических преобразований в процессах обеспечения качества проектирования и производства твердотельных усилителей мощности передатчиков РЛС;
Практическая значимость работы заключается в разработке и внедрении предложенных принципов построения системы качества процессов разработки и производства твердотельных усилителей мощности и создание на их основе базовых моделей твердотельных усилителей мощности.
С применением этих методических принципов в период 2007-2010 гг. проведены разработки твердотельных усилителей мощности передатчиков РЛС для станций ЛИРА-А10Т, СОПКА-2, АЗН-В, СНРЛС, ДМРЛС, которые освоены в серийном производстве на Лианозовском электромеханическом заводе.
Апробация работы. Основные теоретические и методические положения диссертации докладывались на теоретических семинарах кафедры «Управление инновациями» «МАТИ» - РГТУ имени К.Э. Циолковского (2007 – 2010 гг.), на научных семинарах секции прикладных проблем РАН в 2007 – 2009 гг.
- на Международной молодежной научной конференции «XXXIII Гагаринские чтения» (2007 г.),
- на Международной молодежной научной конференции «XXXIV Гагаринские чтения» (2008 г.),
- на Международной молодежной научной конференции «XXXV Гагаринские чтения» (2009 г.),
- на Международной молодежной научной конференции «XXXVI Гагаринские чтения» (2010 г.),
- на Шестой Всероссийской научно-практической конференции «Управление качеством», 2007
По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 3 в журналах рекомендованных ВАК для публикации работ соискателей ученых степеней
Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 152 страницах, включает 49 рисунков и 7 таблиц.
Список литературы содержит 94 наименований.
Состояние и перспективы разработок элементной базы твердотельных усилителей мощности передатчиков РЛС
При разработке усилителей передатчиков РЛС отвечающих современным требованиям к качеству высокотехнологичных изделий, ключевую роль играет правильный выбор элементной базы для формирования каскадов усиления. Этот выбор во многом определяется базовыми, фундаментальными и конструктивными параметрами разрабатываемого усилителя.
Эти параметры выбираются на этапе формирования технического задания на разработку всей системы и определяются конечными целями внедрения разработки и условиями эксплуатации готового изделия.
Укрупненно функциональные сборочные единицы систем КВП и УВД можно подразделить на: 1. передатчики, 2. приемники, 3. антенны. 4. блоки контроля и управления Передатчики, формирующие зондирующие сигналы или сигналы запросов, применяются только в РЛС с активным запросом.
Передатчики, построенные с применением мощных электровакуумных приборов - клистронов, в системах КВП и УВД, начали применять еще в 30-х годах XX века. Эти устройства обеспечивают большой коэффициент усиления и большие уровни мощностей выходных сигналов, поэтому их применение оправдано в первичных обзорных локаторах. У этого подхода к построению передатчика есть, тем не менее, существенные недостатки. Основными из них являются низкая наработка на отказ и большие значения рабочих напряжений.
Поэтому в последнее время большое развитие получили передатчики, построенные на полупроводниковых усилительных модулях. Важнейшим функциональным устройством таких передатчиков является модуль твердотельного усилителя мощности, так как, во многом, именно его параметры определяют параметры всего передатчика и всей системы в целом. Применение твердотельных передатчиков особенно целесообразно в системах, не требующих очень больших уровней выходных сигналов, например, в системах автоматического зависимого наблюдения. Однако твердотельные передатчики все более широко применяются в областях традиционного применения мощных электровакуумных приборов.
Пример клистронов широко применяемых в настоящее время приведен на рисунке 1.11. Проведем сравнительный анализ передатчиков построенных, с применением мощных электровакуумных приборов и твердотельных усилителей. Наработка на отказ каждого клистрона в передатчике порядка 3.000 часов. В передатчике два клистрона, если второй включается при выходе из строя первого, то общая наработка на отказ передатчика - 6.000 часов. Однако, клистрон имеет большое время разогрева, в течение которого станция не функционирует. Наработка на отказ каждого твердотельного модуля, составляет порядка 50.000 часов и более. Кроме того, выход из строя половины из 32 модулей станции приводит к снижению дальности обзора станции не более чем на 16%. R где: Ри - мощность излучения; Da - коэффициент направленного действия антенны; Sa - эффективная площадь антенны; Ээф - эффективная отражающая поверхность цели; Pnmin - чувствительность приемника.
Причем каждый модуль имеет возможность оперативной замены без остановки работы всей станции (процессор ведёт учёт и обработку параметров поступающих с каждого усилительного модуля, что позволяет заранее выявить модуль, в котором начались отклонения параметров — например, постепенное снижение выходной мощности и т.п.) Такой контроль параметров во многих случаях позволяет заменить модуль ещё до его полного выхода из строя.
Таким образом, построение передатчика с применением твердотельных усилительных модулей, позволяет эксплуатировать станцию постоянно без остановки по причинам аварий в передатчике.
Применение клистронов предполагает наличие в передатчике высоких напряжений. Это требует применения влаго- и пылезащитных конструктивных решений передатчиков. Требуется также обеспечивать и дополнительные меры безопасности персонала при работе с передатчиком, а также предусматривать работу на таких объектах высококвалифицированных специалистов.
В твердотельных же передатчиках напряжение питания, в основном, составляет 220 В. Напряжение питания непосредственно мощных усилительных каскадов твердотельных усилительных модулей лежит в диапазоне от 30 до 60 В, что существенно снижает риск для персонала при регулировке и настройке усилителей, а также при работе с усилительными модулями непосредственно в станции.
Влияние особенностей развития инновационного потенциала предприятия на возможности разработки и производства конкурентоспособных твердотельных усилителей мощности
По-сути модель «дерева познания» это совершенно свободное, без оглядки на строгости классификации, графическое выражение взглядов на ту или иную область знаний, состояние и перспективы ее развития, ожидаемые эффекты от успешного развития, принимаемых решений и т.п.
Первоначально идея построения «дерева целей», как известно, была предложена для прогнозирования процедур принятия решений в многофакторных ситуациях (системах), в промышленности, и были такие деревья «небольшими» - содержали два — три уровня.
Восьми уровней перемещения технологий оказывается вполне достаточным для самых глубоких прогнозов (теоретических исследований и оценок), хотя пять или шесть уровней также являются причинной основой для построения комплексной прогностической схемы. Зачастую в процессе поиска новых оригинальных производственных идей, методов, технологий, этот поиск проводится на самых начальных этапах разработки нового изделия - разработчик не имеет возможности создать законченное конструкторско-технологическое решение разрабатываемого изделия. Процесс разработки должен протекать свободно, раскованно и, в этом смысле, построение различных «деревьев познания» (а не только «дерева целей») с большим эффектом позволяет укрупненно, приближенно пытаться сформулировать общую сложную идею построения нового изделия, прогнозировать развитие его тактико-технических характеристик и размерно-параметрического типажа конструкций.
Предполагается, что для прогнозирования процесса разработки твердотельных усилителей мощности, на основании анализа состояния разработок и организационной сложности процессов выработки эффективных конструктивно-технологических решений, целесообразно построить: - дерево целей; - дерево решений; - дерево технологий. Эти деревья позволяют точно отразить общую суть процесса разработки и выделить его основополагающие элементы.
В данном случае «дерево целей» представляет собой свободное графическое выражение анализа проблемы разработки современных конкурентоспособных твердотельных усилителей мощности, с высокими качественными характеристиками, состояние и перспективы развития этого класса радиоэлектронных средств, ожидаемые эффекты от успешно реализованной разработки и пр.
Углубление в процесс разработки, в совокупность факторов определяющих ее развитие, в принципе, бесконечно. Это тоже отражается при построении «дерева познания».
Всякая новая идея возникает, даже на самых начальных этапах своего развития, на основе некой теоретической базы, основы, парадигмы или вообще с учетом эпистемных ситуаций и представлений и затем все более обогащаясь, наполняясь новыми знаниями, растет вверх к вершинам познания.
Очевидно, предел этого развития отсутствует — он бесконечен, как бесконечен сам процесс развития окружающего нас мира, развитие его познания. Таким образом «дерево познания» разработки твердотельных усилителей мощности может развиваться только при определенной инновационной научно-технической базе, основываться и развиваться «вверх», а развитие его «кроны» ничем не ограничено.
Принципиально организационную структуру дерева графически можно представить как схему последовательной технологии решения задач при движении к намеченной цели (см. рис. 2.1) Цель В нашем случае, когда речь идет о процессе разработки принципиально новых изделий, крону дерева целей образуют новые конструктивно-технологические решения построения твердотельных усилителей мощности, технология и организация их производства, а основой служат тактико-технические характеристики, которые необходимо реализовать, и инновационный потенциал предприятия.
Чтобы обеспечить выполнение тактико-технических требований к твердотельному усилителю мощности необходимо правильно выбрать базовую архитектуру построения усилителя, которая определит методы обработки сигналов реализуемые в усилители, КПД, коэффициент усиления и т.п. Необходимо, безусловно, обеспечить создание всех базовых показателей разработок и производства, придать им инновационный характер, создать инновационный потенциал.
Применение метода удельных характеристик для анализа эвристических моделей разработки твердотельных усилителей мощности
Эвристическая модель первого порядка (рис. 3.1) строится следующим образом:
1. Выбираются лучшие конструктивно-технологические решения на основе анализа патентов и/или собственных научных разработок, анализа традиционно применяемых на предприятии технологий (с возможностью их модернизации), анализа протекающих на предприятии инновационных процессов.
2. Анализируемые конструктивно-технологические решения формируют граф построения инновационного изделия. 3. Выбирается лучший набор параметров, который обеспечивает лучшие тактико-технические параметры будущего изделия. Анализ графа проводится с помощью метода гипер-греко-латинских квадратов, т.к. он обладает наибольшей простотой и эффективностью при анализе взаимно независимых параметров, без применения машинного анализа.
Инновационные процессы на предприятии Анализ патентов и собственных научных исследований Обобщенный укрупненный образ изделия Анализ отработанных в производстве технологий Рис. 3.1 Разработка эвристической модели первого порядка на основе анализа и преобразования накопленной информации 4. Полученный набор параметров сравнивается с параметрами уже существующих аналогов, в случае положительных результатов, начинается непосредственно инженерная разработка. 5. Эвристическая модель первого порядка позволяет сформировать техническое задание на разработку изделия. 6. Задача разработчика достичь требуемых параметров или, по возможности, превысить их. 7. Параметры лучше представлять не напрямую, а в виде удельных соотношений. 8. Эвристическая модель первого порядка дает укрупненный образ изделия, поэтому ее характеристики можно выразить только в виде общих структур - таблиц, графиков, диаграмм.
На каждом этапе проектирования происходит наполнение модели новыми данными и происходит уточнение уже существующих данных. Этот процесс приводит к возникновению, на каждом этапе проектирования, большого количества возможных направлений дальнейшего развития разработки. Среди этих направлений выбираются наиболее оптимальные, которые, переходя на новую стадию разработки, так же получают несколько вариантов дальнейшего развития и т.д. Именно в этом и есть смысл эволюции от простейшей модели к законченному изделию.
Метод удельных характеристик в целом не нов, однако его применение для анализа эвристических моделей разработки твердотельных усилителей мощности дает новые положительные эффекты.
Метод удельных характеристик представляет параметры объектов исследования не напрямую, а в виде их соотношений. Это позволяет проводить сравнение объектов сильно отличающихся по совокупности параметров.
Удельные характеристики позволяют быстро и точно сравнивать как конструктивно-технологические характеристики решений твердотельных усилителей в целом, так и характеристики отдельных функциональных узлов.
Метод удельных характеристик, обеспечивает повышение однородности информации; простоту ее обработки и при этом максимальную полноту; устойчивость — т.е. позволяет сравнивать разнотипные в плане конструкции и технологии изделия; а также дает возможность сравнивать изделия различных изготовителей, независимо от времени и условий проведения разработки.
Применение метода удельных характеристик для анализа элементной базы твердотельных усилителей позволяет получить наиболее простое и точное представление о тенденциях развития параметров комплектующих изделий, применяемых в твердотельных усилителях мощности, и на этой основе делать прогнозы их развития. Изготовителям понимание этих тенденций позволяет получать информацию о том, в чем конкретно заинтересованы потребители, каких дальнейших технологических решений они ожидают. Кроме того, внедрение новых технологий всегда связано с риском — уверенность в том, что новые технологии будут востребованы, существенно ускоряет процесс их внедрения.
Как видно, применение метода удельных характеристик позволяет решить две задачи: определить перспективные направления разработок новых твердотельных усилителей и комплектующих изделий для них и определить направления дальнейших фундаментальных исследований в этой области.
Необходимым условием достижения конкурентоспособности разрабатываемой продукции на рынках РЛС, является применение новейших достижений в сфере технологий, которые обеспечивают как решение задач проведения текущих разработок, так и задач последующей модернизации изделий. С точки зрения решения задач создания твердотельных усилителей мощности это прежде всего: - технологии создания новых диэлектрических материалов подложек СВЧ плат, - технологии выращивания полупроводниковых кристаллов, - технологии обработки сигналов и т.п.
Реализация составленного дерева целей разработки твердотельных усилителей мощности для передатчика системы КВП и УВД режима АЗН-В
Твердотельные усилители в компактном исполнении для передатчика системы АЗН-В не имеют аналогов в нашей стране. Так как разрабатываемая система АЗН-В не является системой военного или двойного назначения, нами были проанализированы последние наработки зарубежных разработчиков комплектующих изделий. В результате сравнительного анализа нескольких крупных фирм-производителей мощных полупроводниковых приборов были выбраны изделия фирмы Integra Technologies Inc. На основании анализа технического задания на разработку, с целью унификации сборочных единиц, в состав обоих субблоков усилителей мощности были включены одинаковые субблоки. предварительного усиления. Из соображений снижения трудоемкости эвристические модели двух субблоков усилителей мощности является практически аналогичными и имеют одно «дерево целей» разработки.
В качестве выходных каскадов основного канала передачи информации нами были выбраны к применению транзисторные сборки1ВР1011Ь800. Они удовлетворяют требованиям к тактико-техническим параметрам твердотельного усилителя для основного канала передачи информации. Кроме того, эти усилительные модули (транзисторные паллеты) являются согласованными с трактом 50 Ом и не требуют дополнительного согласования. В состав каждой паллеты входят два биполярных транзистора IB1011L470 с выходной мощностью 470 Вт, Именно такой транзистор необходим, чтобы обеспечить необходимую мощность на вход системы состоящей из 4-х транзисторных паллет. Таким образом, однотипные транзисторы применяются в качестве выходного и предвыходного каскадов усиления, что дает преимущество унификации данной функциональной единицы.
Исходя из новой информации, полученной в ходе анализа эвристической модели второго порядка, становится возможным разработать эвристическую модель третьего порядка. Содержащую информацию о типовых схемах включения выбранных основополагающих активных компонентов.
Решается задача оптимизации подачи питания к мощным транзисторам. Были разработаны специализированные системы питания с малыми значениями индуктивностей. Выбраны минимальные пути подачи питания к транзисторам, чтобы индуктивность проводов была минимальной.
Анализ эвристической модели третьего порядка позволил сформировать схему изделия электрическую принципиальную. Индуктивность оказывает негативное влияние на работу усилительных транзисторов как инерционный элемент, присутствие которого в схеме затягивает спад импульсов.
Индуктивность короткого проводника (мкГн) определяется его размерами (4.1): L = 2l(ln -- 1 -з 4.1 где 1 -длина провода в см, d - диаметр провода в см. В нашем случае длина не более 2х см, а диаметр сечения 0,25 см. Тогда значение индуктивности не превышает значения 10 нГн.
Чтобы компенсировать уменьшение напряжения питания в момент подачи радиочастотного импульса на транзисторы и переход их в рабочий режим на плате питания установлен специальный блок накопительных конденсаторов. Трехмерная модель платы питания приведена на рис. 4.4.
Плата питания устанавливается в непосредственной близости от потребителей, это проиллюстрировано на рис. 4.6.
Следует отметить, что разработка твердотельных усилителей мощности передатчика для системы КВП и УВД проходит по пути дерева решений с минимальной модернизацией производственных мощностей.
Анализ эвристической модели третьего порядка и возможных конструктивно-технологических решений позволил перейти к эвристической модели четвертого порядка. Анализ эвристической модели четвертого порядка позволяет создать базовую модель усилителя мощности системы АЗН-В полностью соответствующую требованиям к разработке.
Трехмерная модель усилителя канала ПБЛ представлена на рис. 4.6.
Рассмотрим особенности применения новых материалов, был применен импортный современный материал для изготовления печатных плат Rogers 6010, который может быть обработан по технологии идентичной технологии изготовления печатных плат из отечественного материала ФЛАН-1-10. При этом импортный материал имеет ряд существенных преимуществ, в частности по теплопроводности, что имеет огромное значение при работе с большими значениями мощностей СВЧ сигнала. При применении новейшей элементной базы, нами применялась широко распространенная на сегодняшний день технология поверхностного монтажа.
Таким образом, производство разработанных твердотельных усилителей для системы контроля воздушного пространства и управления воздушным движением режима S-ELM не требует замены или дополнения парка производственного оборудования, достаточно корректировок технологических карт.
Анализу подвергаются конструктивно-технологические решения, влияющие на самые значимые конструктивно-технологические параметры усилителя. Анализ проводится методом построения графов. Аналогично выбираются конструктивно-технологические решения обладающие наименьшим объемом, стоимостью и пр. В идеальном случае наборы конструктивно-технологических решений удовлетворяющих всем этим показателям будут идентичны. В противном случае, необходимо ввести весовые коэффициенты для ранжирования параметров по степени важности для результатов разработки. Анализ массы разрабатываемого усилителя методом греко-латинских квадратов. Малый удельный коэффициент означает что данное конструктивно-технологическое решение дает меньшее увеличение массы разрабатываемого усилителя чем альтернативные. Наименьшей массой обладает набор конструктивно-технологических решений А1Б4В4Г2Д1.
В нашем случае каждый усилитель мощности является функциональным блоком передатчика, который подлежит замене целиком в случае выхода из строя. Дополнительных резервировании в блоке усилителя. мощности не предусмотрено. При этом значения эксплуатационной интенсивности отказов большинства групп комплектующих элементов рассчитываются по математической модели: где Хб.с.г - базовая интенсивность отказов группы комплектующих элементов; Ki - коэффициенты, учитывающие изменения эксплуатационной интенсивности отказов в зависимости от различных факторов; п - число учитываемых факторов. Коэффициенты, входящие в математические модели расчета интенсивности отказов групп комплектующих элементов, условно можно разделить на две группы (таблица 4.2): - первая группа коэффициентов является общей для моделей большинства классов и групп изделий и характеризует режимы и условия их эксплуатации, уровень качества производства комплектующих элементов; - вторая группа коэффициентов включается в модели конкретных классов (групп) комплектующих элементов и характеризует зависимость интенсивности их отказов в заданных условиях эксплуатации от конструкционных, функциональных и технологических особенностей комплектующих элементов. При проведении расчета надежности РЭА оценка эксплуатационной интенсивности отказов комплектующих элементов, входящих в состав аппаратуры, производится по соответствующим моделям с учетом всех коэффициентов.
Похожие диссертации на Обеспечение качества проектирования и производства твердотельных усилителей мощности передатчиков РЛС на основе метода преобразований эвристических моделей
