4. Структура системы АП и режимы ее функционирования.

К настоящему времени реализовано несколько систем АП ИС СВЧ. Две из них были описаны в [1], § 1.3 (там же даны

соответствующие ссылки). Здесь мы не будем повторять эти сведения подробно, а сформулируем только основные принципы системы АП уровня структуры с параметрическим синтезом качества. К сожалению, работы по структурному синтезу находятся еще на начальной стадии своего становления.

Структура системы АП ОИС СВЧ (на уровне параметрического синтеза БЭ и функционального узла) ничем не отличается от структур АП для ИС СВЧ или гибридных ИС СВЧ. Наиболее сложный и ответственный этап проектирования РЭА - компоновка модуля — производится проектировщиком на предварительной стадии создания эскиза РЭА на основании личного и коллективного опыта, общих условий размещения СВЧ модуля в радиокомплексе, характера требований ТЗ по обеспечению массогабаритных, температурных, влажностных, ударных и других характеристик; при этом должны быть взаимно увязаны радиоэлектронные, конструктивные, технологические и эксплуатационные особенности данного РЭА. После этапа предварительной компоновки СВЧ модуля, определения набора необходимого числа БЭ и их характеристик вступает в действие система АП, осуществляющая полный или квазиполный параметрический синтез модуля но необходимому числу показателей и возможных (необходимых) пределов их изменений. Общая эффективность модуля СВЧ, равно как и всего РЭА в целом, оценивается целевой функцией

где элементы множества X являются частными нелевыми функциями, определяющими количественные и (или) качественные параметры РЭА в соответствии с ТЗ на проектирование, производство и особенности эксплуатации (например, связанные с задачами электромагнитной совместимости проектируемого РЭА со всем радиоэлектронным комплексом и т. д.). Перечислим некоторые из таких показателей: массогабаритные данные, энергопотребление, диапазон частот, быстродействие, чувствительность, коэффициент усиления, полоса пропускания, степень подавления сигнала (помехи) в полосе непропускания, дальность действия, точность, безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость, прочность (вибрационная, ударная влагостойкость, унификация, обеспечение кондуктивной передачи тепла и конвективного теплообмена, радиационная стойкость и баростойкость, технологичность, безопасность, экономичность и т. д. [150]. Разумеется, оптимизация РЭА по перечисленным типам показателей должна учитывать наличие фундаментальных пределов радиоэлектроники (§ В.1), ограниченность машинных ресурсов, наличие программного обеспечения системы АП и многое другое, т. е. как частные целевые функции так и целевая функция в (8) должны иметь соответствующие ограничения. Следует отметить, что и выбор модели целевой функции и задание независимых или квазинезависимых параметров оптимизации — достаточно сложная задача, при решении

которой необходимо включать в модель не все возможные параметры РЭА, а лишь некоррелированные пли малокоррелированяые друг с другом. При этом зачастую пользуются некоторыми интегральными (или обобщенными) параметрами, объединяющими в одну группу показатели однородных параметров с установлением «веса» каждого из них. Это позволяет в ряде случаев существенно уменьшить потребные машинные ресурсы.

Для решения задачи максимизации (минимизации) целевой функции (8) разработано с успехом применяется в радиоэлектронике большое число различных методов оптимизации. Сведения о некоторых из них содержатся в работах [151—153]; более полные постановки задач и рассмотрение методов оптимизации можно найти, например, в [154—156].

Исходя из изложенного, можно сформулировать следующие основные принципы, которые должны быть положены в основу системы АП ОИС СВЧ:

1. Простота доступа к системе для оператора на всех этапах проектирования и производства с возможностью поэтапного эффективного контроля результатов.

2. Способность компиляции сложных функциональных узлов РЭА на основе элементарных БЭ, составляющих библиотеку (архив).

3. Гибкость и незамкнутость системы АП, что позволяет применять ее для оперативного решения большого класса задач (в частности, построения матриц рассеяния новых типов БЭ на основе компиляции по данным их составных частей), а также способность к (во всяком случае аддитивному) пополнению библиотеки фундаментальных БЭ в том числе и экспериментальными данными.

4. Возможность диалога системы АП с оператором на всех этапах проектирования и производства.

5. Работа системы АП в различных режимах, как, например, «справочника», «накопителя», «АП» и др.

6. Способность производить статистический анализ функциональных узлов и всего модуля (учет влияния разброса электрических, геометрических и других параметров на интегральные характеристики).

7. Удобство и оперативность выхода к аналоговым структурам.

Основными составными частями системы АП являются:

1. Библиотека (архив) БЭ.

2. Библиотека (архив) вспомогательных алгоритмов, включающая в себя алгоритмы матричной алгебры, набор программ оптимизации и многое другое.

3. Программа-транслятор для оперативного моделирования всех типов ЛП, встречающихся в ОИС СВЧ.

4. Программа-транслятор для автоматизированного изготовления фотооригиналов, конструктивной и технологической документации.

Разумеется, при реализации конкретной системы АП возникают и решаются комплексы различных вопросов. Обсуждение их важно и интересно, но оно не укладывается в рамки нашей книги.