а коэффициенты разложения c(t) находятся так:

аЦ}= Fik)fii, k). (9)

При этом определение a{t) по (9) является точным, а его определение в виде интеграла

a{i)=lFit}fit, i)dt (10)

«1

является приближенным.

Однако удобство, математическая обоснованность и «естественность» функций Уолша явились, разумеется, не единственными причинами их столь широкого применения в современной цифровой РЭ. Как обычно, главным обстоятельством «за» их использование послужили те новые возможности, которые были реализованы в РЭА исключительно благодаря свойствам функций Уолша. Отметим здесь наиболее яркие из этих результатов.

Прежде всего сюда, несомненно, относится реализация фильтров для пространственно-временной обработки сигналов. Дело в том, что традиционные и весьма детально разработанные теория и техника фильтров для временных сигналов не могут быть непосредственно использованы для анализа и синтеза пространственных фильтров. Пространственно-временные структуры необходимы в телевизионных системах с импульсно-кодовой модуляцией, широко применяемой в системах спутниковой связи, г. также в системах кабельного телевидения [8]. Фильтры для пространственно-временной обработки сигналов (равно как и диаграм-мообразующие матрицы) представляют собою весьма сложные трехмерные структуры с большим числом пересекающихся (без электрического контакта) проводников, а именно реализация таких структур на ОИС принципах наиболее желательна и ведет к существенному выигрышу в массогаба-ритных параметрах.

Необходимость обработки больших массивов информации в реальном масштабе времени привела к созданию систем обработки на частоте несущей радиосигнала a(t) без предварительного его преобразования в управляющий сигнал s(f). Такие системы могут функционировать только при реализации высокопроизводительных РЭА с цифровой обработкой информации. Развиваются системы однородных вычислительных сред как средства аппаратной реализации устройств цифровой обработки радиосигналов а (). При этом

желательно конструктивное объединение фазированной антенной решетки (ФАР) с системой цифровой обработки и формирования сложных радиосигналов. Таким образом, возникает сложное единое устройство пространственно-временной обработки, по существу, цифровая ФАР. Удивительно своевременно подоспела к этому времени адекватная конструктивно-технологическая база - в виде ОИС СВЧ.

Одновременное и целенаправленное применение принципов и техники ОИС и цифровой обработки сигналов разрешает говорить о реальном создании однородных вычислительных сред, позволяющих комплексно решать широкий круг вопросов, связанных с построением адаптивных структур Б радиолокации, оптике, гидролокации, радиосвязи и т. п. При этом естественным образом учитываются шумовые (санкционированные или (и) несанкционированные) помехи.

Радиоэлектронные системы на основе несинусоидальных волн имеют по современным прогнозам большое будущее. И хотя прогнозирование, как и любая экстраполяция, зачастую оказывается несостоятельным, тем не менее успехи РЭА на несинусоидальных волнах в радиолокации и радиосвязи говорят о многом. В частности, было неоднократно показано, что для несинусоидальных волн оптимальным является частотный диапазон приблизительно от 1 до 10 ГГц (например, всепогодные радиолокационные станции (РЛС) с высокой разрешающей способностью, РЛС для интроскопии земных недр, воздушной разведки состояния ледяных покровов и мн. др.). Однако, как следует из ранее приведенных оценок, именно в этом частотном диапазоне ОИС СВЧ (на основе металло-диэлектрических конструкций) наиболее ярко проявляют свои преимущества. Мы еще раз обращаем внимание читателя на это интересное обстоятельство.

.§ 1.3. Электродинамическое моделирование ОИС

Построение системы автоматизированного проектирования (САПР) ОИС СВЧ априори предполагает наличие: во-первых, ясного и четкого понимания характера физических явлений как при возбуждении отдельного элемента, так и связи между отдельными базовыми элементами; во-вторых, необходим достаточно разработанный, адекватный и эффективный математический аппарат, дающий возможность с достаточной (гарантированной) для практики автоматизированного проектирования точностью описать

(например, в терминах 5-матрицы) базовые элементы ОИС. . высокая степень адекватностп математической модели и реального БЭ может быть обеспечена только при условии знания матрицы рассеяния на электродинамическом уровне строгости. В равной мере это относится и к проблеме взаимосвязи (санкционированной или паразитной) между отдельными БЭ данной ОИС. Таким образом, САПР может рассматриваться как некая адаптационная (обучающаяся) структура, включающая в себя самые современные данные по анализу матриц рассеяния базовых элементов (библиотека неоднородностей) и взаимодействию (в общем случае многомодоБому) между ними. Система взаимосвязи между БЭ должна «уметь» решать задачу синтеза, т. е. обеспечивать оптимальное (в электродинамическом и конструктивном плане) соединение элементов в функциональные узлы при непременном учете требований по физической и конструктивно-технологической реализуемости параметров ОИС СВЧ.

ОИС СВЧ представляют собой весьма сложные дифракционные структуры, и поэтому анализ даже простого функционального узла (состоящего, к примеру, из трех - пяти функциональных БЭ) представляет подчас непреодолимую даже для самых современных ЭЦВМ задачу. Выход состоит в предварительном разбиении (декомпозиции) схемы на ряд составных элементов. Обычно это неоднородности ОИС, каждая из которых несет определенную функциональную нагрузку (поворот линии, межэтажпый переход, Т-соеди-нение, обрыв проводника и т. д.). В свою очередь сложные элементы также могут быть расчленены на ряд более простых составных частей, состоящих из отрезков объемных ли.

По определению ОИС СВЧ представляет собою совокупность токонесущих проводников, пространственно расположенных в слоях диэлектрика 1). Сочетание проводников образует различные типы линий передачи, число которых к настоящему времени превышает сотню. По геометрии поперечного сечения и электромагнитным свойствам линии

*) В более коротковолновой области, например при длинах воли около 1-2 мм, металлические проводники заменяются диэлектрическими волноводами или некими аналогичными образованиями. При этом металлические слои длинноволновых ОИС заменяются на воздушные (или условно воздушные) прослойки так, чтобы обеспечить отсутствие несанкционированных связей между отдельными этажами ОИС.