06.02.12

Термин радиоэлектронная аппа­ратура (РЭА) появился для общего описания изделий радио­техники (приемников, передатчиков), вычислительной техники (ЭВМ и уст­ройств для обработки данных), про­мышленной электроники (устройства управления технологическими про­цессами, приборы для воздействия на материалы и детали) и т. п.

Под РЭ-устройствами (изделиями) понимают изделия, в основу функционирования которых положены принципы радиотехники и электроники.

РЭА предназначены для передачи, приема, хранения и преобразования информации, представленной в виде непрерывных или дискретных электромагнитных сигналов. Устройства, работающие с непрерывными сигналами, аналоговые, с дискретными – импульсные.

Основной физический механизм ра­боты РЭА — многократное преобра­зование природы сигналов.

Напри­мер, в простейшем радиоприемнике (Рис. 1.1, а) входной сигнал, за­шифрованный в свойствах электро­магнитного поля I, преобразуется на выходе антенны в сигнал высокой частоты 2. Аналогичные эффекты про­исходят в детекторе Д и громкого­ворителе Гр. По первому впечатле­нию таких преобразований не про­исходит в усилителях высокой и низкой частоты (природа входных 2 и 3 и выходных 2' и 3' сигналов одинакова). Однако рассмотрение уп­рощенной схемы усилителя низкой частоты (Рис. 1.1, б) показывает, что он является сложным преобразователем, включающим в себя нить на­кала (преобразователь электри­ческой энергии в тепловую), катод к (преобразователь тепловой энергии в энергию электронного газа), про­межуток сетка—катод с — к (преоб­разователь энергии входного управ­ляющего сигнала W_BX в энергию электрического поля) и т.д.

При работе резисторов происхо­дит преобразование электрической энергии в тепловую. При работе конденсаторов и катушек индуктив­ности требуется не только наличие соответствующим образом выпол­ненных проводников, но определен­ного пространства (емкость или ин­дуктивность — способность про­водников с током и окружающего их пространства накапливать энергию электрического или магнитного по­ля). Таким образом, все схемотех­нические элементы, устройства и системы — преобразователи, требу­ющие при работе дополнительного объема пространства для поглоще­ния или накопления тепловой, аку­стической, световой, электромагнит­ной и т. п. энергии. Поэтому реше­ние конструкторско-компоновочных задач требует обязательного учета как природы эффектов преобразова­ния, так и дополнительных объемов для их нормального протекания. Необходимая степень учета этих факторов зависит от конструктивных особенностей РЭА.

Таким образом, конструкцию РЭА следует рассматривать в виде опре­деленным образом упорядоченной статической комбинации (структуры) исходных свойств (материалов, эле­ментов) и их взаимосвязей, обеспечи­вающих заданное динамическое пре­образование физической природы сигналов, преимущественно электро­магнитной природы.

Области использования рэа

Области использования и объекты носители РЭА определяют параметры конкретного микроклимата в месте расположения РЭА. Легче всего обес­печить нормальную работу РЭА в отапливаемых помещениях в ста­ционарных условиях. Стационарная и переносная РЭА, предназначен­ная для работы на поверхности земли, должна иметь в конструкции защитные корпуса с уплотнением и элементную базу, обеспечивающую нормальную работу при воздействии климатических факторов.

Возимая РЭА для наземных транс­портных средств подвергается воз­действию вибраций, ударов и ускоре­ний. Возможно воздействие пыли, паров   бензина   и   масел.

Корабельная РЭА требует ис­пользования влагонепроницаемых корпусов и уплотнения осей орга­нов   управления.

Самолетная и вертолетная РЭА должна работать при пониженном атмосферном давлении, воздействии росы и инея, тумана, вибраций, уда­ров и других воздействий, опреде­ляемых конструкцией самолета и вертолета. Наиболее тяжелыми могут быть условия работы ракетной и космической   РЭА.

Поэтому при разработке конструк­ции РЭА необходимо знание осо­бенностей объектов-носителей и кли­матических условий местности экс­плуатирования РЭА, которые ока­зывают существенное влияние на конструктивно-компоновочные пара­метры РЭА, на выбор материалов элементной и  конструктивной базы.

Области применения рэа

В настоящее время РЭА исполь­зуется для связи, управления, на­вигации, различных научных иссле­дований и в производстве. Суть ее работы и определяющие факторы следующие.

Радио-, оптическая и проводная связь — передача радиосигналов от одного абонента к другому по радио, оптическим или проводным линиям связи. Должна обеспечивать многоканальность, беспоисковое вхожде­ние в связь, помехозащищенность от атмосферных и искусственных помех При наличии промежуточ­ных приемопередающих устройств получают радиорелейные линии свя­зи.

Радиовещание и телевидение — пе­редача речевых, музыкальных и ви­зуальных ознакомительных или раз­влекательных сообщений большим группам людей. Должны обеспечи­вать достаточную дальность действия, число каналов и высокое качество воспроизведения сигналов (моно-, стерео- или квадрофоническое для акустических, черно-белое, цветное и объемное для визуальных). Могут использоваться для специальных це­лей в условиях работы промышлен­ных, зрелищных, медицинских и других организаций (диспетчерские устройства связи, промышленное и медицинское телевидение, специаль­ные    звуковые   эффекты    и    т.    п.).

Радиоуправление — управление по эфиру или проводам с помощью ра­диосигналов промышленными, на­учными или военными объектами. Должно обеспечить простоту, точ­ность   и   скрытность   управления.

Радиотелеметрия — получение информации о работе и состоянии объектов и людей с помощью спе­циальных промежуточных преобра­зователей и линий связи Аппара­тура должна обеспечивать точность, быстродействие и быть (особенно для малогабаритных объектов) ма­логабаритной   и   экономичной.

Радиометеорология — получение информации, в основном, с помо­щью специально оснащенных ИСЗ (например, «Метеор», «Нимбус») и наземных комплексов об облачности, температуре, различных образова­ниях и других факторах на поверх­ности Земли, определяющих погоду. Должна обеспечивать точность и своевременность получения метеоинформации.

Радиолокация — определение координат и характеристик объекта активными (источники импульсного или непрерывного излучения   в  составе РЛС) или пассивными (источ­ник радио- или теплового излуче­ния сам объект) методами. Должна обеспечивать точность и достовер­ность работы, особенно в условиях пассивных   или   активных   помех.

Радионавигация — особо точ­ное определение координат объекта с помощью специальных источников радиоизлучения с точно известными координатами (например, береговые радиовещательные или специальные станции). Обеспечивает бОльшую точ­ность (особенно на больших расстоя­ниях) по сравнению с радиолокацией.

Радиоастрономия — получение информации о космических объек­тах с помощью приема и анализа их радиоизлучения. Так как ширина «радиоокна» в атмосфере намного больше оптического, то и количество информации тоже намного больше. Должна обеспечивать наивысшую чувствительность и широкополосность системы, ибо ими определяет­ся количество получаемой информа­ции

Медицинская радиоэлектроника — использование методов и средств радиоэлектроники в биомедицин­ских исследованиях, в качестве элек­тронных стимуляторов деятельности отдельных органов человека, в со­здании протезов и диагностических систем Должна обеспечивать высо­кую эффективность при минималь­ном нежелательном воздействии на организм  и простом   обслуживании.

Радиоизмерения — создание и использование специальных уст­ройств для измерения или имитации различных сигналов, преимуществен­но электромагнитной природы. Дол­жны обеспечивать требуемую точ­ность, стабильность, уровень и бы­стродействие во всех научных иссле­дованиях, для которых предназна­чены измерительные приборы или комплексы, включая, в частности, наручные электронные часы, сред­ства комплексного контроля и дру­гие подобные устройства. Должны проводиться с минимальным влия­нием на параметры контролируемой цепи.

Устройства обработки данных — обычно являются частью более слож­ных радиосистем или систем автома­тизированного управления (АСУ), но могут быть выполнены и в виде самостоятельных систем вида элек­тронных цифровых, аналоговых или клавишных вычислительных ма­шин (ЦЭВМ или просто ЭВМ, АЭВМ и ЭКВМ). Должны обеспечивать про­стоту ввода и вывода данных, точ­ность, бесшумность и надежность работы.

Устройства записи и воспроизве­дения сигналов — приспособления для записи и воспроизведения аку­стических, визуальных и специаль­ных сигналов на проволочных, лен­точных, дисковых, плоских ферро­магнитных (магнитная запись), оп­тических (в том числе голографическая запись) и других по форме и физической природе носителях (в ви­де магнитофонов, радиол, ЗУ и т. п.). Должны обеспечивать в первую оче­редь требуемое качество и простоту управления. Для специальных уст­ройств (например, ЗУ) могут предъяв­ляться требования разного быстро­действия при записи и воспроизве­дении.

Устройства энергетического ха­рактера — приспособления для непосредственного воздействия на свойства материалов или объект уп­равления (некоторые устройства квантовой электроники, используе­мые в технологии микросхем, высоко­частотная закалка, аппаратура фи­зиотерапии, специальные выходные устройства управления и т. п.). Должны обеспечивать избиратель­ное энергетическое воздействие в со­ответствии с назначением. Их ча­сто (как и некоторые электромеха­нические и фотооптические устрой­ства) не включают в радиоэлектро­нику.