Малошумящие усилители и улучшение их характеристик на современном этапе

11. Lukiyanchuka I.V., Papynov E.K., Rudneva V.S., Avramenkoa V.A., Chernykh I.V., Tyrina L.M., Ustinov A.Yu., Kuryavyia V.G., Marinin D.V. Oxide layers with Pd-containing nanoparticles on titanium// Applied Catalysis A: General 485 - 2014, р.р 222-229.

12. Ракоч А.Г., Стрекалина Д.М., Гладкова А.А. Износостойкие покрытия на титановом сплаве ВТ6, получаемые методом ПЭО // Цветные металлы. -2016. - №2. - C. 80-84.

13. Ракоч А.Г., Гладкова А.А., Монахова Е.П., Стрекалина Д.М. Плазменно-электролитическое оксидирование и плазменно-термохимическая обработка изделий из алюминиевых, магниевых и титановых сплавов // Тезисы III международной конференции «Фундаментальные аспекты коррозионного материаловедения и защиты металлов от коррозии». - ИФХЭ РАН. - 18-20.04.2016. - С.7-9.

14. Gladkova A., Rakoch A,. Savva V, Strekalina D. Kinetic features of wear-resistant coating growth on titanium alloy formed in alkaline-aluminate solution by plasma electrolytic oxidation // 5th International Conference on Electrochemical and Plasma Electrolytic Modification of Metal Surfaces. - Kostroma, Russia. - May 16-20, 2016. - P.47.

15. Стрекалина Д.М., Ракоч А.Г., Ермакова М.В. Кинетические особенности роста толщины износостойкого покрытия на сплаве ВТ6 при его микродуговом оксидировании // Тезисы III международной конференции «Фундаментальные аспекты коррозионного материаловедения и защиты металлов от коррозии». - ИФХЭ РАН. - 18-20 апреля 2016. - С.51.

16. Ракоч А.Г., Стрекалина Д.М., Суяргулова Р.И. Кинетические особенности роста толщины покрытий при плазменно-электролитическом оксидировании сплава ВТ6 и Д16 // Ежемесячный научный журнал по материалам XVII Международной научно-практической конференции "Научные перспективы XXI века. Достижения и перспективы нового столетия". - 2015. - № 9 (16). - С.110-113.

17. Ракоч А.Г., Стрекалина Д.М. Создание декоративных черных износостойких покрытий методом ПЭО на деталях медицинского назначения // Тезисы докладов II Международной конференции «Инжиринг & Телекоммуникации - En&T 2015». - 2015. - №1. - С.295-297.

18. Михеев А.Е., Гирн А.В., Орлова Д.В., Вахтеев Е.В., Трушкина Т.В. Влияние технологических параметров на элементный состав микродугового оксидирования покрытий на аюминиевых и титановых сплавах//Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика Решет-нева М. Ф., 2012 -168-172 с.

19. Казанцев И.А., Кривенков А.О., Розен А.Е., Чугунов С.Н. Износостойкость композиционных материалов на основе титана, полученных микродуговым оксидированием// Технические науки. Машиностроение и машиноведение. -2008. -№ 1. -С. 159-164.

20. Гордиенко П.С., Достовалов В.А., Жевтун И.Г., Шабалин И.А. Микродуговое оксидирование при импульсной поляризации в гальванодинамическом режиме //Электронная обработка материалов, 2013, 49(4), С. 35-42.

21. Пат. Гнеденков С.В., Коваль С.Я., Чижиков Р.Г., Синебрюхов С.Л., Машталяр Д.В. Способ плазменно-электролитического оксидирования металлов и сплавов. 2 440 445(13) С1. МПКC25D 11/00. Опубл. : 2 0.01.2012 Бюл. № 2.

22. Гнеденков С.В., Вовна В.И., Гордиенко П.С., Синебрюхов С.Л., Чередниченко А.И., Щукарев А.В. Химический состав антифрикционных покрытий, полученных методом микродугового оксидирования на сплаве титана ВТ16 // Защита металлов. - 2001. - Т. 37, № 2. - С. 192-196.

23. Электролит для получения черного керамического покрытия на вентильных металлах и их сплавах, способ его получения и покрытие, полученное данным способом: пат. 2285066 Рос. Федерация; опубл. 10.10.06.

24. Preparation method of black high-temperature oxidation resistant coating positioned on surface of titanium alloy: pat. 103060881 CN; publ. 03.07.13.

25. Способ получения покрытий: пат. 2238351 Рос. Федерация; опубл. 20.10.04.

26. Электролит для микродугового оксидирования титана и его сплавов: пат. 1788793 Рос. Федерация; опубл. 27.05.96.

27. Wang Y.M., Jiang B.L., Lei T.Q., Guo L.X. Microarc oxidation coatings formed on Ti6Al4V in Na2SiO3 system solution: Microstructure, mechanical and tribological properties // Surface & Coatings Technology. 2006. Vol. 201. P. 82-89.

28. Chen Fei, Zhou Hai, Chen Chen, Xia Yangjian. Study on the tribological perfor-mance of ceramic coatings on titanium alloy surfaces obtained through microarc oxidation // Progress in Organic Coatings. 2009. Vol. 64. P. 264-267.

29. Шахат С.З., Ж.М.Рамазанова, Ергалиев Д.С. Способы улучшения свойств магниевых сплавов. Надежность и качество. Труды международного симпозиума, г. Пенза, РФ - 23 -31 мая 2016 г., №2, С. 113-115.

30. Нуридинов О.Б., Ж.М.Рамазанова, Ергалиев Д.С. Исследование получения композици-онных покрытий. Надежность и качество. Труды международного симпозиума. 23 -31 мая 2016 г., №2, С. 100-101.

УДК 629 578

Досимбаев Е.Б., Ракишев Ж.Б, Ергалиев Д.С.

Евразийский Национальный университет им. Л. Н. Гумилева, Астана, Казахстан

МАЛОШУМЯЩИЕ УСИЛИТЕЛИ И УЛУЧШЕНИЕ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ

Уменьшение потерь в приемном тракте является актуальной задачей и требует детальной проработки, процесс снижения омических потерь в малошумящих усилителях является не исключением. В данной статье рассматривается методы для управления физической температурой МШУ, улучшение его характеристик. В основу были взяты решения, для наиболее используемых в приемных трактах типов усилителей: для параметрического усилителя и усилителя на полевых транзисторах.Использование данных методов позволит существенно сократить шумовую температуру усилителя, увеличить технические показатели прибора

Ключевые слова:

МАЛОШУМЯЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ (МШУ), ШУМОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА, ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ, КРИОГЕННОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ, ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ, ТЕМПЕРАТУРНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ

В приемную подсистему станции всегда входит средних антеннах), или соединяется через волно-предварительный усилитель с низким внутренним вод с малыми потерями, обычно «лучеводного» типа шумом, обычно называемый МШУ (малошумящий уси- [1]. Используются также волноводы увеличенного литель). Имея в виду, что каждые 0,1 дБ потерь размера (металлические).

в фидере добавляют 70К к общей шумовой темпера- В настоящее время в приемных подсистемах

туре приемника, этот малошумящий усилитель дол- станций используются два основных типа МШУ: пажен соединяться с приемным портом антенно-фидер- раметрические и на полевых транзисторах (ПТ - с ного ВЧ тракта линией связи с очень малыми по- полевым эффектом). Оба усилителя могут эксплуа-терями: на практике МШУ или непосредственно при- тироваться при температуре окружающей среды, но, крепляется к порту фидерного тракта (в малых или если необходимо, можно получить более хорошие

характеристики по шумам путем уменьшения физической температуры наиболее чувствительных компонентов МШУ (путем охлаждения), что уменьшает омические потери этих компонент[2].

Параметрическое усиление достигается путем использования полупроводникового диода с обратным смещением, варактора, емкость которого изменяется при подаче напряжения . Если на этот варактор подается напряжение от гетеродина "накачки" на частоте fp много выше частоты сигнала fs, схема ведет себя как отрицательное сопротивление, и входной сигнал усиливается. Следует отметить, что так называемый "холостой сигнал", который генерируется при этом процессе на частоте ^ = Гр - должен быть подавлен. По-

скольку параметрический усилитель является усилителем отражательного типа, отраженный (усиленный) сигнал должен быть отделен от входного сигнала. Это отделение может быть выполнено ферри-товым циркулятором.

На рис. 1 показан вид реального параметрического усилителя в разрезе.

В данном случае варактор укреплен на волноводе, что позволяет пропустить только частоту накачки, а частота сигнала подается от отдельной коаксиальной схемы. Резонансная схема холостого сигнала образуется коротким замыканием коаксиальных схем, которые расположены напротив настроенного на частоту сигнала контура. Для развязки входного и выходного сигналов к верхней части коаксиальной схемы присоединен циркулятор.

Произведение усиления напряжения на полосу параметрического каскада прямо связано с полосой ВЧ контуров (настроенных на частоту сигнала и холостую частоту).

В процессе параметрического усиления задействованы только реактивные компоненты, так что теоретически шумов внутреннего происхождения возникать не должно. Фактически варактор представляет собой резистивный элемент, который генерирует некоторый шум.

Рисунок 1 - Параметрический усилитель

Для получения сигналов накачки на очень высокой частоте (например, на 60 ГГц) обычно используются твердотельные генераторы, такие как генераторы на диодах Ганна[3].

Для управления физической температурой МШУ предлагаю использовать различные способы:

1). Криогенное охлаждение.

Обычно в качестве примера приводят охлаждающую систему на газообразном гелии, которая позволяет охлаждать до температуры 20К (-253°С). Несмотря на ее высокие технические показатели (Те=15К на 4 ГГц), на современных станциях такие системы охлаждения применяются редко, ввиду их сложности (особенно в обслуживании), большого объема и высокой стоимости.

2). Термоэлектрическое охлаждение.

Термоэлектрическое охлаждение на диодах с эффектом Пельтье гораздо проще и позволяет эффективно охлаждать чувствительные к температуре компоненты МШУ до примерно -50°С. Применяя ва-ракторы с высоким 0 и выпускаемые сейчас сверхвысокочастотные генераторы накачки, можно получить охлаждение до низких температур - до Те=35-40К на 4 ГГц и до 80 -100 К на 11 -12 ГГц.

Так как устройства термоэлектрического охлаждения не содержат движущихся элементов (в отличие от устройств криогенного охлаждения) и могут непосредственно соединяться с МШУ (в герметически изолированном корпусе), это решение обеспечивает высокое качество в сочетании с надежной работой и удобным обслуживанием.

3). Температурная компенсация.

Если приемлемы умеренные показатели по шумам (например, Те=50К на 4 ГГц и 100 -150К на 11 -12 ГГц), можно обойтись без термоэлектрического охлаждения и заменить его более простыми системами, позволяющими работать со стабильным качеством в нормальном диапазоне температур окружающей среды[4].. Одним из важных преимуществ таких систем является то, что проблемы, связанные с утечкой газа упрощаются, что повышает надежность.

На рис.2 показана типичная блок-схема современного параметрического МШУ с тремя каскадами усиления (1-й каскад - параметрический, с термоэлектрическим охлаждением; 2-й каскад - параметрический, с температурной компенсацией; 3-й каскад - на полевом транзисторе).

Рисунок 2 - Типичная блок-схема современного параметрического МШУ

Биполярные транзисторы известны своими сложными механизмами, появления шумов (дробовый шум и т. д.) и относительно плохими показателями по шумовой температуре на высоких частотах (например, выше 1 ГГц).

Напротив, в транзисторах с полевым эффектом шум является в основном тепловым и может быть уменьшен соответствующим выбором полупроводникового материала и путем использования микронной и субмикронной технологий изготовления для послойной обработки полупроводников и для электродного травления.

В последние годы был достигнут существенный прогресс в производстве транзисторов с полевым эффектом (ПТ) на арсениде галлия (GaAs) для получения малошумящих приборов на СВЧ. Шумовая температура, которая раньше достигалась только в параметрических усилителях, в настоящее время получается в ПТ на GaAs при значительно меньшей суммарной стоимости и меньших размерах.

Кроме того, ПТ на GaAs обладают другими преимуществами в сравнении с параметрическими усилителями. Они являются усилителями передаточного типа (в противоположность параметрическим усилителям отражательного типа с отрицательным сопротивлением) и потому более стабильны, менее критичны к полному сопротивлению схем и могут быть оптимально настроены для работы в более широких полосах. Они питаются от источников постоянного тока (в отличие от сверхвысокочастотных генераторов накачки мощности, требующихся для параметрических усилителей).

Типичный ПТ на GaAs изготавливается из эпи-таксиального слоя GaAs типа п толщиной 0,3 мкм, выращенного на полуизолирующей подложке на GaAs, в котором используются три пленарных электрода: истоковая область, затвор и стоковая область. Поток тока между истоковой областью и стоковой управляется напряжением на вентиле на барьере Шоттки. Шум уменьшается путем использования свойства высокой мобильности электронов (что

ЛИТЕРАТУРА

1. Букингем М. Шумы в электронных приборах и системах - М.: Мир. 1986.

2. A. A. Andreev, M. L. Zanaveskin, I. O. Mayboroda, et al., J. Radio Electronics, No. 1 (2014); http://jre.cplire.ru/jre/jan14/4/text.html

3. L. Shen, S. Heikman, B. Moran, et al., Electron Device Lett. 457 (2002).

4. K. V. Kalashnikov, A. V. Khudchenko, and V. P. Koshelets, Bull. Rus. Acad. Sci. Physics , 28 (2013).

5. V. F. Vdovin, A. I. Eliseev, I. I. Zinchenko, et al., J. Communications Technology and Electronics 50

6. Г. А. Аванесов, Б. С. Жуков, Е. Б. Краснопевцева, М. М. Железнов, Препринт № 2128

7. Жиганов А.Н. Меньшиков В.А. Радиотехнические системы специального назначения . Часть 1. Радиотехнические системы обеспечения космической информацией. М.: 2003 г.

имеет место в случае GaAs) и очень маленьких размеров электродов (длина затвора около 0,25 мкм).

Шум в ПТ носит преимущественно тепловой характер, что позволяет уменьшить шумовую температуру усилителя путем уменьшения его физической температуры с использованием тех же методов, что и в параметрических усилителях. По методу 2 (термоэлектрическое охлаждение) достигается шумовая температура порядка 50К на 4 ГГц и 120 -150К на 11 -12 ГГц. По методу 3 (температурная компенсация) получаемые в настоящее время показатели - это 75К на 4 ГГц 210К на 11 -12 ГГц и 300К на 20 ГГц.

3,8 3,9 4.0 4,1 Частота сигнала

В: термоэлектрическое рхлаждеиие

Рисунок 3 - Характеристики МШУ с различным типом охлаждения

8. Наземный комплекс управления орбитальной группировкой КА гражданских спутниковых систем связи и вещания государственного назначения. Кн. 3,4. ФГУП "РНИИ КП", 2002.

9. Аболиц А. И. Системы спутниковой связи. Основы структурно-параметрической теории и эффективность. М.: ИТИС, 2004г.

10. Ергалиев Д.С., Саханов К.Ж. Постановка задачи контроля состояния систем бортового комплекса оборудования воздушных судов. Надежность и качество-2 0 0 9: Международный симпозиум.- Пенза, 2009., том 1. -С.34-35.

11. Ергалиев Д.С., Тулегулов А.Д., Ахмадия А.А. Аксиоматическая постановка задачи для формирования математической модели диагностики бортовых комплексов оборудования воздушных судов. Надежность и качество-2 012: Международный симпозиум.- Пенза, 2012., том 1. - С.198-201.

УДК 681.3

Калашникова К.А., Орлова Д.Р.

ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет гражданской авиации» (МГТУ ГА), Москва, Россия

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ АВИАКОМПАНИИ

В данной работе раскрывается необходимость автоматизации процессов управления и планирования работой авиакомпании, ориентированной на использование технологий больших данных и систем машинного обучения . проведен анализ специализированных систем, внедренных в авиакомпаниях. Показано, как осуществляется контроль над бизнес-процессами в процессе работы и описывается значимость и роль информационных систем в авиакомпаниях.

Ключевые слова:

БИЗНЕС-ПРОЦЕССЫ, АВТОМАТИЗАЦИЯ, АВИАКОМПАНИИ

Введение

Скорость развития информационных технологий и современных тенденций позволяют уже сегодня говорить о том, что именно уровень обеспеченности авиакомпании информационными системами управления бизнес-процессами определяет показатели эффективности ее роста.

С каждым годом авиакомпании тратят значительные средства на покупку новых самолетов, найм персонала. Следствием становится увеличение организационной структуры, появление новых отделов и подразделений. Чтобы на должном уровне вести учет и самолетов, и персонала, и расходов на текущую деятельность, необходима качественная компьютерная техника, переход на ведение учета в автоматическом или автоматизированном формате.

Авиацию можно представить в виде совокупности определенных бизнес-процессов. И в условиях XXI века их полноценное функционирование невозможно, если не идти по пути автоматизации. В первую очередь автоматизация должна затрагивать такие сферы, как планирование работы, управление текущей деятельностью подразделений. Во многом качество работы автоматизированной системы определяется правильностью выбора программного обеспечения, его соответствием целям и задачам авиаперевозкам. От того, какое ПО выбрано, будет зависеть и выбор систем, позволяющих планировать бизнес-процессы и управлять ими.

Современная доступность всевозможных средств информационного обеспечения управленческих процессов в авиационной индустрии радикально изменила отношение к бизнесу и самим бизнес-процессам в ней. Таким образом, инструментом, который позволяет максимально эффективно и профессионально организовать решение всех бизнес-процессов компании, по праву является автоматизация процессов с помощью большого вида автоматизированных систем.

Сегодня, когда экономика нашей страны переживает достаточно сложные времена, автоматизация бизнес-процессов, в частности процессов планирования и управления, и их защита становится одним из главных способов повышения эффективности принятия управленческих решений любого предприятия, повышения уровня конкурентоспособности, основой для оптимизации расходов в целом.

Основная часть

1. Автоматизация процессов планирования и управления как механизм развития авиакомпании

На текущий момент времени вопросы, касающиеся внедрения комплексных автоматизированных систем управления в организациях вне зависимости от вида деятельности, являются наиболее актуальными и значимыми. Их рассматривают и на уровне конкретной организации, и на уровне министерств. Автоматизация затрагивает практически все имеющиеся бизнес-процессы. В данном случае под бизнес-процессом понимается совокупность действий, операций, работ, результат которых важен, значим

для организации, помогает решить определенную задачу или проблему.

Следует отметить, что авиакомпания является коммерческой организацией, главной целью которой, соответственно, является получение прибыли, и как правило, выживают только те компании, которые умеют наиболее эффективно использовать новейшие технологии по привлечению, а также удержанию своих партнеров и клиентов.

Автоматизированная система управления бизнес-процессами представляет собой совокупность программных и технических средств, предназначенных для управления всеми или выборочными бизнес-процессами, административными регламентами, принятыми в организации. В большинстве случаев внедрение и полномасштабное использование автоматизированных систем помогает наладить взаимодействие между подразделениями одной организации. Используя различные возможности АСУ, можно моделировать бизнес-процессы, исполнять их, мони-торить и контролировать.

Вследствии распространения все большего числа предприятий с усложненной структурой, которые охватывают достаточно широкий спектр производства, сбыта товара и оказания услуг во всех сферах, возникает необходимость систематизировать все бизнес-процессы, тем самым переориентировать предприятие на бизнес-процессный подход и провести его автоматизацию.

В частности, Business Process Management дает возможность разработать концепцию, на основе которой можно управлять текущими бизнес-процессами. Соответственно, организация, авиакомпании не являются исключением, получает возможность повышать производительность труда, снижать издержки и расходы на текущую деятельность. В современных условиях рыночной экономики и наличия множества конкурирующих компаний эти аспекты деятельности являются немаловажными [1].

Система автоматического управления процессами планирования или управления в авиакомпании позволяет собирать данные о работе всех подразделений и рабочих единиц, анализировать полученные данные, касающиеся финансов, операционной деятельности, статистику работы. Основное преимущество подобных систем — возможность формирования отчетов, касающихся любой сферы деятельности организации. Возможна группировка отчетов по определенным показателям, важным для руководства. Так же система позволяет анализировать информацию, полученную из самых разных источников.

Для авиакомпании наиболее важной и сложной работой является организация управления летной работой. Она включает в себя [2]:

планирование летной работы, обеспечение необходимыми ресурсами, выполнение поставленных задач;

обеспечение полетов необходимым персоналом, материалами, и иными необходимыми ресурсами.