Главная  Интегральные схемы 

[0] [1] [ 2 ] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36]

При этом, как известно, должен быть передан огромный объем информации (около 4 млрд. бит), а это вряд ли возможно сделать с помощью относительно «тихоходных» химических процессов.

Повышение уровня моиности излучения. Эта тенденция развития современной РЭ хорошо просматривается, хотя и не является очевидной. В самом деле, увеличение дальности радиотрасс в радиосвязи, радиолокации, навигации ИТ п. действительно требует на первый взгляд непрерывного увеличения мощности радиопередающих устройств. Еще в большей степени представляется обоснованной необходимость увеличения мощности в промышленных аппаратах, предназначенных для высокочастотного (или СВЧ) нагрева, сушки, плавления, сварки, резки и т. д. В последнее время появляются сведения о грандиозных программах по космической энергетике, термоядерному синтезу и др., в которых предлагается использовать чрезвычайно большие мощности СВЧ.

Вместе с тем известно, что если относительно малые уровни СВЧ излучения не представляют опасности или даже оказывают благоприятное влияние на живые организмы (медицинская РЭА, «УВЧ-нагрев», лечение опухолей и др.), то большие уровни являются вредными (причем, возможно, и на уровне генофонда человека). Естественно возникает вопрос: «правомерна» ли с самых общих позиций тенденция к увеличению СВЧ мощности? Очевидно, что однозначно ответить на этот вопрос пока затруднительно, ибо далеко еще не все аспекты проблемы нашли свое решение. Наряду с этим природа дает примеры чрезвычайно рационального использования малых и сверхмалых (по нашим сегодняшним представлениям) уровней мощности для передачи больших объемов информации [1, с, 29]. Даже те умеренные и вполне допустимые (по теперешним нормам) уровни СВЧ облучения, с которыми мы имеем дело в повседневной жизни, на много порядков превышают уровень мощности, на котором обмениваются информацией живые организмы. Вероятно, уже в не очень отдаленном будущем взаимодействие РЭ и бионики откроет путь человечеству для использования новых принципов и каналов передачи информации.

Установление фундаментальных пределов (ФП) радиоэлектроники. Как это ни покажется странным, но, несмотря на то что со дня открытия радио великим русским ученым А. С. Поповым прошло более 90 лет, только в самые последние годы РЭ становится наукой в строгом смысле этого понятия. Этому способствует установление ФП для боль-



шинства разделов РЭ. ФП определяют предельно достижимые (в некоторых случаях допустимые) параметры РЭА, каналов связи, распространения радиоволны, радиосигналов, управляющих (модулирующих) сигналов, теории кодирования и т. д.

В настоящее время под ФП нередко понимают некоторый предел, за которым начинается лавинообразный, например экспоненциальный, рост (уменьшение) какого-либо качественного показателя РЭА. Так, к примеру, стремление к увеличению разрешающих способностей антенных устройств для радиоастрономии приводит к увеличению диаметров зеркал, что сильно повышает стоимостные и эксплуатационные затраты [1]. Имеется другая возможность повышения разрешающей способности - уменьшение ?i. Однако и этот путь достаточно быстро приводит к техноло-гическо-финансовому пределу - экспоненциальному росту затрат на надлежащее качество выполнения поверхности зеркала. Ясно, что неоднородности (шероховатости, например) поверхности А1 должны быть малыми по сравнению с К: А/Д<с1. Очевидно, что уже в миллиметровом диапазоне при размерах зеркала в несколько десятков метров этому требованию нелегко удовлетворить.

Одним из наиболее ранних примеров ФП является, по-видимому, теория потенциальной помехоустойчивости, развитая В. А. Котельниковым.

Установление ФП знаменует переход к качественно новому уровню РЭ, позволяющему наряду со всем прочим составить отчетливые представления и понимание того, что могут дать народному хозяйству современная РЭ, ее элементная база, теория информации, антенные устройства, учение об электромагнитной совместимости, оптическая связь и мн. др.

Важно отметить, что с общеметодологической точки зрения установление ФП в радиоэлектронике, как, впрочем, и в любой другой области науки, требует самого широкого привлечения всего комплекса знаний современной науки. При этом используются общие физические законы, не являющиеся прерогативной РЭ (например, законы сохранения, экономические, социальные, экологические и т. д.). - В этом плане объемные интегральные структуры (и, в частности, ОИС СВЧ) также устанавливают некие локальные ФП по минимально возможным объемам РЭА, ЭЦВМ, АВМ и т. д. Использование новых принципов обработки информации (например, устройства на акустических и (или) магнитостатических волнах (колебаниях)) расширяет воз-



можности РЭА, т. е. происходит «переоценка» локальных ФП. Так, например, переход к магнитостатическим колебаниям позволяет на несколько порядков уменьшить размеры БЭ. Однако такой переход целесообразен, когда большинство базовых элементов РЭА смогут функционировать на этом принципе. В противном случае потребуется большое число преобразователей электромагнитных колебаний в магнито-статические и наоборот.

Переход к интегральной технологии. Прикладные аспекты РЭ - повышение надежности РЭА, ЭЦВМ, экономические, производственные и некоторые другие соображения - выдвигают и обусловливают ряд требований к РЭ: минимальные габариты и масса, максимальная надежность, предельно возможный коэффициент полезного действия (в самом ишроком смысле этого понятия), минимальные экономические затраты и т. д. Даже такое поверхностное перечисление показывает, что эти требования являются в принципе противоречивыми. По-видимому, наиболее рациональным (во всяком случае в настоящее время) является переход к интегральной технологии производства РЭА.

При рассмотрении данного круга вопросов важно отметить, что переход к интегральной технологии и ИС явился не только отображением практических потребностей, но целиком и полностью соответствует диалектической концепции развития РЭ. В самом деле, первые радиоаппараты имели «естественный» плоскостной монтаж и были в основном устройствами стационарного типа. Но уже первые попытки размещения радиоустройств на движущихся объектах (конные экипажи, автомобили, пароходы и т. д.) потребовали решения задач экономии объема, уменьшения массы РЭА, источников питания и пр. Еще более жесткие требования на надежность и массогабаритные параметры РЭА выдвинула авиационная, а затем и ракетно-космическая техника. Аналогичные изменения (правда, значительно позднее) претерпела и техника ЭЦВМ и АВМ. Действительно, проблемы повышения быстродействия и надежности ЭЦВМ привели к настоятельной необходимости избавиться от чрезмерно большого числа соединительных проводников. Примерно та же задача стоит и в самолетостроении: заменить кабели РЭА и систем управления, например, на волоконно-оптические линии. Это дает заметную экономию массы и габаритов, повышает надежность (скажем, за счет резервирования) и т. д.

Усилия, направленные на реализацию минимальных мас-согабаритных параметров РЭА и ЭЦВМ, привели к созда-



[0] [1] [ 2 ] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36]

0.0012