雷達(dá)系統(tǒng)模塊劃分 - 模塊化設(shè)計(jì)在雷達(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　雷達(dá)是多學(xué)科綜合的系統(tǒng)產(chǎn)品，按系統(tǒng)工程理論和方法，根據(jù)雷達(dá)系統(tǒng)的總目標(biāo)、雷達(dá)電氣原理框圖及特定的環(huán)境條件，通過對(duì)系統(tǒng)的分解、組合特性的詳細(xì)分析，建立滿足系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)需要的、可靠的系統(tǒng)宏模型(結(jié)構(gòu)框圖)用以指導(dǎo)分系統(tǒng)模塊的方案設(shè)計(jì)及技術(shù)設(shè)計(jì)。

　　不同用途的雷達(dá)，雖然特點(diǎn)各不相同，但是總體整機(jī)對(duì)分系統(tǒng)的要求則是基本相同的，這就是模塊化雷達(dá)的基礎(chǔ)。

　　3.1 雷達(dá)系統(tǒng)分解、組合原則

　　雷達(dá)系統(tǒng)模塊層次自下而上可以分為元件級(jí)、器件級(jí)、部件級(jí)、組件級(jí)和設(shè)備級(jí)，模塊層次越高其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜，完成的功能也越多，高層模塊可由低層模塊嵌套而成，為適應(yīng)不同用途的需要，模塊可分為通用模塊、專用模塊和特種模塊。對(duì)于雷達(dá)系統(tǒng)我們采取了如下的分解、組合原則：

　　(1)以功能為核心進(jìn)行分解，因?yàn)楣δ苁菢?gòu)成模塊的根據(jù)，也是系統(tǒng)分解和組合成整機(jī)的基礎(chǔ)。

　　(2)盡可能擴(kuò)大采用通用要素，經(jīng)通用化處理后，便于形成獨(dú)立的模塊。

　　(3)充分掌握模塊內(nèi)聚集度最大而模塊間結(jié)合度最小原則進(jìn)行系統(tǒng)分解。因?yàn)榫奂雀?，專業(yè)功能單一才可能形成一個(gè)模塊，便于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、調(diào)試、試驗(yàn)和維護(hù)，而結(jié)合度弱，則可簡化電氣、結(jié)構(gòu)接口，便于系統(tǒng)的分解與組合。

　　(4)科學(xué)合理地處理模塊的層次、規(guī)模和數(shù)量的矛盾。模塊規(guī)模小，便于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、調(diào)試和修改，但必然帶來模塊數(shù)量多而不便于組合成整機(jī)的困難。反之，模塊規(guī)模過大，雖然便于系統(tǒng)的組合，但極易造成專業(yè)功能交叉而不便于獨(dú)立設(shè)計(jì)、調(diào)試、試驗(yàn)和維護(hù)的矛盾。為此，我們可以采取單一結(jié)構(gòu)模塊與復(fù)合模塊并用的技術(shù)措施。復(fù)合模塊就是數(shù)量和規(guī)模適中的模塊集合而成的大模塊，直接參與雷達(dá)系統(tǒng)的組合。

　　3.2 模塊設(shè)計(jì)基本思路

　　(1)模塊具有相對(duì)獨(dú)立的特定功能，可以對(duì)模塊單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工和儲(chǔ)備。

　　(2)模塊具有若干配合面，具有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和電氣接口，單獨(dú)可以進(jìn)行檢測。

　　(3)模塊具有互換性。模塊配合部位的結(jié)構(gòu)特征和尺寸公差嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化。

　　(4)強(qiáng)電與強(qiáng)電放在一起，弱電與弱電放在一起。

　　3.3 雷達(dá)系統(tǒng)模塊的創(chuàng)建

　　根據(jù)雷達(dá)特點(diǎn)，我們將模塊化設(shè)計(jì)定在部件或組件級(jí)。模塊創(chuàng)建是雷達(dá)系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)中的核心環(huán)節(jié)，其主要任務(wù)是設(shè)計(jì)出標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化的模塊，滿足產(chǎn)品的基型設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行變形設(shè)計(jì)及組合設(shè)計(jì)。

　　以模塊作為設(shè)計(jì)對(duì)象，按模塊化的思想，我們對(duì)產(chǎn)品構(gòu)成的認(rèn)識(shí)將發(fā)生變化。按傳統(tǒng)的觀點(diǎn)，產(chǎn)品由部件組成，部件由零件組成。而按模塊化的觀點(diǎn)，產(chǎn)品由模塊組成，模塊是構(gòu)成產(chǎn)品的單元。

　　Pahl和Beitz將設(shè)計(jì)分為：原創(chuàng)性設(shè)計(jì)(Originaldesign)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)(Adaptive design)和變型設(shè)計(jì)(Variant design)三類。據(jù)此，本文將模塊化設(shè)計(jì)中的模塊創(chuàng)建也分為三類： (1)原創(chuàng)性模塊創(chuàng)建，(2)適應(yīng)性模塊創(chuàng)建，(3)配置式模塊創(chuàng)建。模塊創(chuàng)建方案如圖3所示：

　　4 結(jié)束語

　　模塊化設(shè)計(jì)是一種全新的設(shè)計(jì)思想，其與現(xiàn)代生產(chǎn)敏捷化、集成化、柔性化及智能化相適應(yīng)的，并且還有利于并行工程、系統(tǒng)工程等思想在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和管理中的應(yīng)用。追求產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)是我們實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代雷達(dá)設(shè)計(jì)努力的方向，目前我們?nèi)w設(shè)計(jì)人員正朝著實(shí)現(xiàn)這一宏偉目標(biāo)一步一步前進(jìn)，相信在不久的將來，我們的頻率綜合器，T/R組件，固態(tài)發(fā)射機(jī)，接收機(jī)，等分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不再是一部雷達(dá)一個(gè)要求，而是將已有的模塊拿來集成，屆時(shí)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率、互換性、一致性、可靠性都將得到極大的提高。