Введение к работе
Актуальность темы. Практика разработки современных электровакуумных фотоэлектронных ' приборов (ЭВ ФЭП) с параметрами, способными удовлетворить все возрастающие требования, предъявляемые в самых разнообразных областях науки и техники, испытывает ряд серьезных трудностей, обусловленных многими факторами, основными из которых являются:
- повышение ответственности и сложности задач, решаемых с
помощью оптоэлектронных систем,, ' и вследствие этого - резкое
усиление требований к павамвтоам ЭВ ФЭП;
* *
- увеличение технического цикла жизшї изделий электронной
техники при сокращении сроков их морального старения.
Факты свидетельствуют о том, что в 1978 году среднее время разработки изделия составляло за рубежом менее 2 лет, но ужэ к Ї982 году этот срок для изделий электронной техники (ИЗТ) увеличился до 2,5 - 3 лет» а к началу 90-х годов прогнозируется увеличение этого срока до-4 лет. При этом в 1978 году средний срок эксплуатации ИЭТ составлял за рубежом около 7 лет,, а к Ї982 году этот срок снизился до 5 лет. В 1990 году эти тенденции сохранились и составили в среднем около 3 лет. Следовательно, при этих противоречивых тенденциях возникает такое положение, при котором выпускаемые изделия могут стать с момента начала их производства морально устаревшими.
Выход лежит в области автоматизации процесса создания изделий злектронной техники. Для сокращения цикла их проектиро-валия необходимо применение объектно-ориентированных систем автоматизированного проектирования.
'"- 2 -
Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является создание автоматизированной системы расчета параметров процессов фото- и вторичной электронной эмиссии, предназначенной для моделирования и анализа параметров процессов фото- и вторичной эмиссии, протекающих в ЭВ ФЭП и их функционально-автономных узлах, на стадии предпроектных исследований.
Достижение указанной цели предполагает решение следующих основных задач:
. I. Анализ состояния и вопросов автоматизированной разработки ЭВ ФЭП, автоматизации предпроектных исследований при проектировании этого класса изделий электронной техники, а также исследований в области моделирования процесса электронной эмиссии с целью разработки физических и математических моделей процесса, приемлемых для численного анализа с использованием вычислительной техники.
-
Выбор и обоснование состава и структуры АСР ЭЭ, разра-' ботка требований на ее проектирование.
-
Создание методики, проектирования АСР ЭЭ, позволяющей создавать автоматизированные системы инженерно-технических расчетов с"гибкой структурой, приспособленные к модернизации, наращиванию и развитии.
-
Создание многокритериальной методики оценки качества АСР ЭЭ для ее разносторонней оценки на'всех этапах жизненного щасла, используя требования, предъявляемые при разработке и эксплуатации военной техники и гражданской продукции.
-
Разработка, реализация и исследование физических и математических моделей выхода электронов из твердого тела под воздействием светового излучения' или потока электронов, а так-
-з-.
же численных методов анализа этих моделей.
6. Разработка программного и информационного обеспечения,
достаточных для выполнения функций АСР ЭЭ и для простоты вклю-
. чэния новых моделей в состав АСР ЭЭ, а также лингвистического
обеспечения, позволяющего создать эффективный' диалог между
пользователем и ЭВМ. -
7. Проведение испытаний АСР ЭЭ, оценка и анализ результа
тов вычислительного эксперимента с целью выдачи рекомендаций
использования различных методов анализа с последующей оценкой
качества АСР ЭЭ и расчетом ее научно-технического уровня.
Основные методи решения. Для решения поставленных задач
были использованы псевдопотенциальная теория кристаллических
структур, кинетическая и кинематическая теории, чеТодії .вы
числительной математики, основные принципы цвалиметриие неко
торые положения теории вероятностей, теория и методы структур
ного программирования. ,
Научная новизне диссертационной работы заключается в сле
дующем: * -
-
Разработана структура АСР ЭЭ для решения "широкого круга задач машинного моделирования фото- и вторично-эмиссионных процессов, протекающих в ЭВ ФЭН.
-
Разработан класс физических и математических моделей процессов фото- и вторичной эмиссии, а также методы их анализа, состоящий из:
моделей процесса электронной эмиссии без учета способа возбуждения электронов;
моделей процесса вторичной электронной эмиссии с учетом
обобщенного потенциала, на основе решения кинетического уравнения, на основе полуэмпирических закономерностей;
- моделей процесса фотоэлектронной эмиссии на основа кинематической теории.
Разработанные модели являются основными компонентами математического обеспечения АСР 33, позволяющие моделировать исследуемый процесс с необходимой степенью приближения.
-
Разработана методика пошагового проектирования, являющаяся методической основой решения задачи построения АСР ЭЭ.
-
Разработана методика многокритериальной оценки качества автоматизированных систем инженерно-технических расчетов, применимая к оценке качества широкого класса систем.автоматизированного проектирования.
Практическая ценность диссертационной работы заключается в создании и внедреннии в процесс проектирования ЭВ ФЗП автоматизированной системы расчета параметров . фото- к вторичной электронной эмиссии, позволяющей моделировать процессы, исследуемые на ранних стадиях разработки ЗВ ФЗП.
Реализация результатов. Исследования и практическая реализация результатов диссертационной работы проводились на кафедре Микроволновой и квантовой электроники Московского института электронного машиностроения по плану важнейших работ в рамках, целевых комплексных программ по хоздоговорной тематике и договорах о творческом сотрудничестве с 1985 по 1992 г.г.
Результаты диссертационной работы нашли практическое применение и внедрены в НПО ВНШ оптико-физических измерений Госстандарта РО. Открытые результаты диссертационной работы
-5--использованы в учебном процессе МИЗМ в курсах лекций "Вакуумные и плазменные приборы.и устройства" и "САПР электронно-лучевых и фотоэлектронных приборов".
Апробация работы» Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на постоянно 'действующем се-минаре НТОРЭС (научно-техническое-общество радиоэлектроники к связи) им.Попова (г..Москва, 1990), на Всесоюзном научно-техническом совещании семинара "Микропроцессорные системы управления технологическими процессами в ГПС" (г.Одесса, 1990)-, на секции "Применение новых информационных технологий в АСУ" XX конференции молодых ученых (специалистов) в/ч 0ІІ6Я (г.Москва, 1991), на постоянно действующем семинаре "Организация вычислительных процессов на базе разнородных СУБД, функционпруьщих на ЕС и. ПЭВМ" (г.Москва, 1991).
По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 133 машинописных листах и содержит 103 страницы текста, 23 рисунка на 22 страницах и 4 таблицы на 8 страницах. Сгчсок литературы на 6 страницах содержит 81 наименование.
