Радиоэлектронное средство, рассматриваемое как объект проектирования, обычно представляет собой сложную техническую открытую систему, в основе функционирования которой лежат процессы передачи, извлечения и обработки информации, связанные с преобразованием и передачей электромагнитной энергии. Современные РЭС включают большое число элементов с различными связями между ними и обладают следующими свойствами, характерными для сложных систем:

• ярко выраженное целевое назначение;

• наличие большого числа разнообразных объектов, взаимодействующих с РЭС;

• значительные масштабы зоны действия и возможность размещения в различных средах (земная и водная поверхность, воздушное пространство, космос);

• сложность процессов обработки информации, поступающей от различных объектов, использование средств автоматизации, вычислительной техники и сетевых структур.

Наряду с этими общими свойствами РЭС обладают рядом особенностей, которые выделяют их в отдельный класс проектируемых объектов. К этим особенностям относятся следующие.

1. Целевое назначение РЭС предполагает обеспечение информационного взаимодействия между пространственно-разнесенными объектами с использованием радиосигналов. Поэтому основными частями большинства РЭС являются подсистемы генерирования и приема электромагнитных колебаний.

2. Информационное взаимодействие между пространственно- разнесенными объектами осуществляется на основе модуляции параметров радиосигнала (амплитуды, частоты, фазы) полезными сообщениями. Следовательно, важную роль в РЭС играют системы модуляции и демодуляции высокочастотных сигналов.

3. Информационный обмен между радиотехническими системами и объектами с использованием электромагнитных колебаний требует больших энергетических затрат на генерацию и излучение радиосигналов, а также обеспечение концентрации излучаемой мощности в направлении на объект (цель) или группу объектов. При распространении электромагнитных волн в среде происходит сильное ослабление передаваемых сигналов. Поэтому в приемном тракте требуется значительное усиление принимаемых сигналов без внесения дополнительных искажений.

4. Во всех РЭС приходится решать проблемы, связанные с воздействием естественных и искусственных помех, которые приводят к искажению, а иногда и полному подавлению полезного сигнала. Для повышения помехозащищенности используются различные методы, реализуемые специальными устройствами, которые значительно усложняют структуру РЭС.

При проектировании РЭС используют функциональное, конструкторское, технологическое и информационное описания.

Функциональное описание характеризует эксплуатационные функции системы, обеспечивающие выполнение целевых заданий. Оно раскрывает принцип действия, свойства, протекающие в РЭС физические и информационные процессы. На основе функционального описания выполняется декомпозиция системы на элементы с различными функциями. При разукрупнении системы используется иерархический принцип, сначала указываются обобщенные функции, затем в них выделяются обеспечивающие. В результате такой декомпозиции происходит структурирование системы по уровням иерархии в виде совокупности подсистем, которые состоят из устройств, а последние — из функциональных узлов.

Функциональный узел обычно представляет собой функционально законченную сборочную единицу, не имеющую самостоятельного применения (например, дискриминатор, усилитель и т. п.) и в большинстве случаев выполненную на несущей конструкции. В свою очередь, в функциональном узле также можно выделить отдельные компоненты — печатные платы, микросхемы, резисторы и т.д.

Функциональное описание компонента РЭС должно содержать следующие сведения:

• основные эксплуатационные функции, называемые выходными характеристиками;

• зависимости выходных характеристик от влияющих на них параметров системы и воздействий окружающей среды;

• показатели качества работы компонента и их соответствие целям проектирования;

• разного рода ограничения на функционирование компонента.

Математически функциональное описание компонента может быть записано в виде соотношения

y(t, s) = f(x,u, v; t, s),

где у — выходная характеристика; х — вектор режимных параметров и воздействий других компонентов; u — вектор проектных иуправляющих параметров компонента; ѵ — воздействия окружающей среды; t — время; s — пространственная координата.

Конструкторское описание дает представление о материальной реализации РЭС, отображает взаимное расположение частей проектируемого объекта, их формы, используемые материалы и т. п. При конструкторском описании РЭС обычно выделяют следующие уровни: шкафы (стойки), блоки, модули, узлы печатные, микросборки, элементная база. На отдельных уровнях может быть дополнительное разукрупнение. Объекты всех уровней обладают свойствами конструктивной и функциональной взаимозаменяемости. Выделяемые уровни конструкторского описания имеют свою несущую конструкцию, обеспечивающую устойчивость и надежность при эксплуатации.

Технологическое описание отображает методы и средства изготовления РЭС. Особую роль при автоматизированном проектировании играет информационное описание, которое содержит все виды информации (документы, сведения, сообщения, сигналы) и отношения между ними. Все описания разделяются на иерархические уровни, которые отличаются степенью детализации отображаемых целей, свойств, функций и структур проектируемых объектов. Наряду с рассмотренными описаниями при проектировании РЭС используется ряд других, в частности:

• первичное (исходное) описание РЭС, которое представляет собой техническое задание на проектирование, т. е. цели и задачи, решаемые системой, тактико-технические требования, условия эксплуатации и т.п.;

• промежуточные описания РЭС и его элементов, основное место в этих описаниях занимают математические и натурные (макеты) модели;

• окончательное описание разработанного объекта в виде полного комплекта технической документации (текстовый материал, схемы, чертежи и т.п.), представляемого на машинных носителях.

В ряде случаев используется термин «морфологическое описание», которое характеризует устройство объекта, его структуру, геометрию и другие сведения и формально записывается кортежем (S,R,C), где S, R, C — множества элементов (частей), связей между ними и структур системы, расположенных по ступеням иерархии, соответственно. В общем случае объекты автоматизированного проектирования следует рассматривать в рамках последовательности (потока)проектов. Последовательность П, модернизаций РЭС j-ro типа (модель изделия) можно записать в виде

П_j = (ПрМ_j(t_о+Δt_о),ПрМ_j(t₁+Δt₁),),...+ ПрМ_j(t_i+Δt_i), ...), t_о<t₁< … t_{i .}< …

где ПрМ_j — проектные работы по модернизации (усовершенствованию) РЭС

j-ro типа; t_i — момент времени запуска проекта ПрМ_ji; Δt_i, i = 0,1,2,..., — продолжительность i-го проекта. Основу базовой модели М_j РЭС j-ro типа составляют описания принципа действия (ПД), конструкции (К), тактико-технических характеристик (ТТХ) и информационных возможностей (ИВ), т. е.

М _j = (ПД _j, К _j , ТТХ _j. ИВ _j).

Описание РЭС как объекта проектирования непосредственно связано с целями и процессами проектирования, оно развивается по мере выполнения этапа процесса проектирования, при этом последовательно обеспечивается соответствие всех целевых установок техническому заданию. Таким образом, имеет место триада в виде единства цели, объекта и процесса проектирования, рассматриваемых в их развитии от возникновения проблемы (инициации) до окончания проектных работ.