Кафедра прикладної радіоелектроніки

[RE-349] Основи проектування інтелектуальної радіоапаратури

Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освіти	Другий (магістерський)
Галузь знань	17 - Електроніка, автоматизація та електронні комунікації
Спеціальність	172 - Електронні комунікації та радіотехніка
Освітня програма	Всі ОП
Статус дисципліни	Вибіркова (Ф-каталог)
Форма здобуття вищої освіти	Очна
Рік підготовки, семестр	Доступно для вибору починаючи з 1-го курсу, весняний семестр
Обсяг дисципліни	4 кред. (Лекц. 18 год, Практ. год, Лаб. 36 год, СРС. 66 год )
Семестровий контроль/контрольні заходи	Екзамен
Розклад занять	https://schedule.kpi.ua
Мова викладання	Українська
Інформація про керівника курсу / викладачів	Лекц.: Зіньковський Ю. Ф., Лаб.: Зіньковський Ю. Ф.,
Розміщення курсу

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Дисципліна "Основи проектування інтелектуальної радіоапаратури" є базовою в підготовці інженерів в галузі проектування, конструювання, технології виробництва і експлуатації РА різноманітного призначення використання. В зв’язку з інтегральним характером базових комплектуючих виробів і самих електронних апаратів та систем змінився традиційний характер прийняття рішень проектування, конструювання і розрахунків, що виконуються розробниками, виробничниками та експлуатаційниками електронної техніки. Окремий напрямок методів забезпечення надійності РЕА  на етапі проектування. Вибір необхідних режимів експлуатації; робота РЕА  в широких допусках номіналів елементів. Методи виявлення відмови та елемента апаратури, що відмовив. В електронних системах, що створюються шляхом комплексування базових комплектуючих виробів і мікроелектронних засобів обчислювальної техніки, їх функції реалізується апаратними та програмними засобами. особливості радіоелектронної апаратури (РЕА) та її функціональних характеристик з точки зору системного підходу та ймовірності досягнення відповідних показників. Методи проектування оптимальних в умовах застосування конструкцій РЕА. Методи розрахунків показників механічної і теплової стійкості, витривалості, вологостійкості, надійності, електромагнітної сумісності блоків, чарунок, мікрозбірок, мікросхем РЕА.

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Студенти мають вміти працювати в математичних пакетах MathCAD або MatLAB,  володіти дисциплінами «Інженерна та комп'ютерна графіка», «Основи метрології», «Основи теорії кіл».

Отримані знання за вибірковою дисципліною відповідають загальним компетенціям:

Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях (ЗК2),

Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності (ЗК4),

Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями (ЗК7),

Здатність виявляти, ставити та вирішувати проблеми (ЗК8),

та фаховим компетенціям:

Здатність обирати методи та засоби обробки інформації із застосуванням інтелектуальних технологій (ФК20),

Здатність до вибору та критичної оцінки та вибору технічних рішень на всіх етапах розробки та проектування радіоелектронної апаратури із застосуванням інтелектуальних технологій (ФК22),

Здатність обирати та застосовувати спеціалізовані програмні засоби для імітаційного моделювання та проектування радіоелектронної апаратури (ФК23),

Здатність до розробки алгоритмів та їх реалізації в програмно-конфігурованих радіоелектронних системах (ФК24),

Здатність обґрунтовано вибирати САПР для виконання аналізу, розрахунку, оптимізації вихідних характеристик математичних та схемних моделей аналогових та цифрових пристроїв в залежності від діапазону частот з урахуванням факторів зовнішнього впливу, використовувати інформаційні ресурси Internet для отримання математичних та конструкторських моделей радіокомпонент від виробників виходячи від оцінки особливостей передачі інформації в радіомережах (ФК25).

3. Зміст навчальної дисципліни

Зміст дисципліни вказано в тандемі лекція - практичне заняття, оскільки лекційний матеріал нерозривно пов’язаний із завданням та темою на практичних.

Тема 1. Умови експлуатації РЕА.

• Вступ. Що таке експлуатація РЕА?
• Аналіз особливостей конструювання РЕА.

Тема 2. Проектування РЕА з визначеною цільовою функцією.

• Аналіз показників якості РЕА.
• Системний підхід до аналізу процесів створення РЕА.
• Об’єкти проектування та їх профілі.
• Стадії розробки конструкторської документації та етапи виконання проектних робіт.

Тема 3. Методи проектування оптимальних конструкцій РЕА.

• Створення цільової функції РЕА методами теорії подібності
• Проектування РЕА як об’єкту з імовірнісними характеристиками.

Тема 4. Конструкторський рівень проектування

• Функціональна та конструктивна ієрархія РЕА
• Несівні конструкції
• Конструкційні системи з метричними модулями
• Конструкційні системи з дюймовими модулями
• Конструкційні системи авіаційної апаратури
• Корпуси вимірювальної РЕА
• Конструкційні системи персональних комп’ютерів
• Оптимізація конструкцій РЕА
• Особливості конструкцій РЕА різного призначення

4. Навчальні матеріали та ресурси

1. Проектування механічних компонентів робототехнічних систем: допуски та припасування : навчальний посібник / Ключковський С.М., Вельган Р.Б., Дейнека Р.М. ; Міністерство освіти і науки України, Національний університет "Львівська політехніка", Кафедра інтелектуальної мехатроніки і роботики. - Львів : Растр-7, 2024. - 160 с
2. Методи та засоби функціонування систем підтримки прийняття рішень на основі онтологій : монографія / В.А. Висоцька, Д.Г. Досин, Х.І. Микіч, І.І. Завущак, З.Л. Рибчак ; Міністерство освіти і науки України, Національний університет "Львівська політехніка". - Львів : Видавництво "Новий Світ-2000", 2023. - 334 с
3. . Проектування радіотехнічних систем : навчальний посібник / М.Й. Николишин ; Міністерство освіти і науки України, Національний університет "Львівська політехніка". - Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2023. - 259 с
4. Деталі машин : курсове проектування : навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів / В.О. Малащенко, В.В. Янків. - Львів : "Новий Світ-2000", 2021. - 228 с
5. Випарювання і випарні апарати у розрахунках і конструюванні : навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів / В.Р. Кулінченко, В.Г. Мирончук. - Київ : Кондор, 2022. - 390 с
6. Практичне проектування і конструювання деталей машин : навчальний посібник / В.О. Малащенко, В.М. Стрілець, М.М. Козяр, О.Р. Стрілець ; Міністерство освіти і науки України, Національний університет водного господарства та природокористування. - Рівне НУВГП, 2020. - 145 с
7. Основи розрахунку та конструювання обладнання переробних і харчових виробництв : підручник / Самойчук К.О., Бойко В.С., Олексієнко В.О., Петриченко С.В. [та 5 інших], за редакцією Самойчука К.О. - Київ : ПрофКнига, 2020. - 427 с.
8. Основи інженерної графіки з елементами професійного конструювання : підручник для студентів інженерно-технічних спеціальностей / авторський колектив: І.О. Чермних, В.І. Нестеренко, О.О. Краєвська, І.Ю. Адашевська, А.В. Сілічев ; Міністерствово освіти і науки України, Національний технічний унiверситет "Харківський політехнічний інститут". - Київ : Кондор, 2020. - 237 с
9. Технології автоматизованого механоскладального виробництва : монографія / С.Г. Бондаренко, О.М. Чередніков, О.О. Борисов, О.П. Космач. - Київ : Кондор, 2021. - 400 с
10. Інженерія забезпечення якості деталей, вузлів та агрегатів у машинобудуванні : монографія / О.В. Мамлюк, А.П. Кудрін, Г.М. Зайвенко ; Міністерство освіти і науки України, Національний авіаційний університет. - Київ : НАУ, 2021. - 138 с
11. Основи комп'ютерного проектування та моделювання PEA : лабораторний практикум. Ч. 1 / Д.В. Гаврілов, О.В. Осадчук, О.С. Звягін ; М-во освіти і науки України, Вінницький нац. техн. ун-т. - Вінниця : ВНТУ, 2015. - 99 с.
12. Оптимізація теплових режимів та надійності конструкцій радіоелектронних засобів з імовірнісними характеристиками / Б.М. Уваров, Ю.Ф. Зіньковський. - Київ : Корнійчук, 2011. - 201 с.
13. Проектування конструкцій РЕА : навч. посібник / М.А. Філинюк, В.В. Козлов, О.Л. Пастушенко ; Вінницький держ. техн. ун-т. - Вінниця : ВДТУ, 2002. - 99 с.
14. Інженерна графіка. Практикум : навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів / Т.І. Костюкова. - Львів : Видавництво "Новий Світ-2000", 2023. - 364 с
15.   Теоретична механіка. Практикум з теоретичної механіки для студентів вищих технічних навчальних закладів. Статика : навчальний посібник / Ярослав Зінько, Людмила Дзюбик ; Міністерство освіти і науки України, Національний університет "Львівська політехніка". - Львів : Сполом, 2022. - 147 с
16. Проектування технологічного оснащення. Практикум : навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів / І.О. Григурко, С.М. Анастасенко, В.Л. Будуров. - Львів : Видавництво "Новий Світ-2000", 2021. - 218 с
17. Якість, надійність радіоелектронної апаратури. Елементи теорії і методи забезпечення : монографія / Ю.Я. Бобало, Л.А. Недоступ, М.Д. Кіселичник ; за редакцією Л.А. Недоступа ; Міністерство освіти і науки України, Національний університет "Львівська політехніка". - Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2013. - 196 с

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Для виконання кожної практичної роботи, необхідний матеріал лекції. Весь курс дисципліни умовно  поділено на 4 теми, відповідно всі лекційні та практичні за темами поділено наступним чином та наведено в таблиці нижче:

Практика Лекція	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Тема 1
2
3			Тема 2
4
5					Тема 3
6
7							Тема 4
8
9

 

 

Тема 1. Умови експлуатації РЕА.

Націлена на ознайомлення студентів із поняттям та основами роботи радіоелектронних засобів як під час експлуатації, так і під час налагоджування, відновлення, ремонту, та транспортування у вимкненому стані.

Одночасно зі своїм широким поширенням радіоелектронна техніка має характерні особливості:

• масовість виробництва (;
• висока ступінь складності (за кількістю елементів в апаратурі);
• інтенсивність режимів роботи (десятки, сотні годин безперервної роботи);
• складність умов експлуатації (широкий діапазон зовнішніх температур, вологості, тиску, іонізаційних полів, радіаційного опромінювання, механічних впливів);
• підвищена відповідальність та великі економічні й соціально-економічні втрати при відмові техніки;

 

Тема 2. Проектування РЕА з визначеною цільовою функцією.

Особливість процесів у РЕА – їх стохастичність: всі вони не можуть вважатися повністю детермінованими, їх характеристики імовірнісні, тобто залежать від багатьох, в більшості взаємопов’язаних, факторів. Кожний з первинних параметрів: реальна фізична величина, що входить до складу моделі процесу – має ознаки невизначеності, тобто значення цього параметру завжди знаходиться у межах розсіяння (як правило, це розсіяння подають т. зв. допусками). Ці межі визначаються, наприклад: неточністю значень фі-зичних констант, одержаних у експерименті; варіаціями хімічного складу та фізичних властивостей матеріалів; нестабільністю параметрів технологічних процесів, що призводять до розкиду функціональних показників деталей, елементів електронної структури, функціональних вузлів; зміни їх показників з часом внаслідок процесів деградації та старіння; впливів умов експлуатації РЕА тощо.

Тому ймовірність всіх функціональних показників РЕА – найважливіша їх ознака, яку необхідно враховувати, коли визначають ними функціональну придатність РЕА, тобто можливість реалізувати його призначення.

 

Тема 3. Методи проектування оптимальних конструкцій РЕА.

Математичні моделі процесів, які відбуваються у РЕА, базуються на фундаментальних принципах фізики – у першу чергу на законі збереження енергії, для якого відомі детерміновані системи рівнянь. Але реальні процеси набагато складніші відповідних математичних моделей завдяки стохастичним властивостям фізичних явищ у матеріалах електронної техніки, фізичних величин оточуючого середовища.

Інформаційні процеси – генерація, передавання, приймання, перетворення, зберігання інформації у тому чи іншому вигляді – завжди відбуваються у РЕА.

 

Тема 4. Конструкторський рівень проектування

Функціональні та конструкційні особливості РЕА. Радіоелектронна апаратура серед інших технічних об’єктів виділяється такими особливостями:

• ієрархічною структурою;
• домінантною роллю електричних та електромагнітних зв’язків між елементами апарату;
• суттєвим впливом електромагнітних, теплових та механічних паразитних завад на функціонування апарату;
• слабким зв’язком внутрішньої структури із конструкційним оформленням РЕА.

Конструкційні системи. РЕА будь-якого функціонального рівня розміщується на несівній конструкції (НК), тобто на елементі конструкції чи сукупності таких елементів, які забезпечують функціонування РЕА в умовах експлуатації. Модульна ієрархія. Якщо РЕА завершені конструкційно і функціонально одночасно, їх називають радіоелектронними модулями (РЕМ).

По завершенню всіх тем, програмою дисципліни передбачена модульна контрольна робота.

6. Самостійна робота здобувача

В самостійну роботу студента входить опанування матеріалів лекцій і практичних робіт, надання викладачу на перевірку (у вказані викладачем терміни) практичних робіт.

Програмою дисципліни передбачена домашня контрольна роботу. Яка включає в себе розрахунки по одній із вище наведених тем дисципліни та їх захист.

Політика та контроль

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

• На початку семестру сворюється в Telegram-чат з дисципліни для швидкої взаємодії студет-викладач. Усі студенти групу обов’язково мають бути присутні в чаті;
• Відвідування практик та лекцій є обов’язковим;
• Усі завдання мають бути надані викладачу на перевірку у вказані терміни. За несвоєчасну здачу роботи мінус 3 бали за кожне з завдань та втрачається право перероби роботу для підвищення балів;
• У випадку якщо у викладача виникають питання щодо авторства роботи котру надає студент, викладач має право провести додатковий захист роботи.
• За активність студентів на практичних передбачені заохочувальні бали.

8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

За виконання кожного з завдань можна отримати наступний максимум (за умови вірності виконання та вчасного надання на перевірку):

Лекції - 18 балів загалом (за результатами експрес-опитування)

Практичні роботи –  10 балів за кожну

Доповідь – 5 балів за кожну

 

Календарний контроль

Атестацію отримують студенти що набрали 30 і 60 бал. відповідно на дату першого та другого календарного контролю.

Примітка. При умові рівномірного розподілу практичних робіт в семестрі. При невиконанні останньої умови про зміну обрахунку рейтингових балів студентам повідомляється на початку семестру.

Семестровий контроль: екзамен.

Умови допуску до семестрового контролю: зарахування усіх видів робіт з дисципліни.

 

Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою

Кількість балів	Оцінка
100-95	Відмінно
94-85	Дуже добре
84-75	Добре
74-65	Задовільно
64-60	Достатньо
Менше 60	Незадовільно
Не виконані умови допуску	Не допущено

9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

Є можливість зарахування сертифікатів проходження дистанційних чи онлайн курсів за відповідною тематикою (відповідність з тематикою необхідно погоджувати із лектором).

Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни

Лабораторії конструювання кафедри прикладної радіоелеутроніки

---

Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено Зіньковський Ю. Ф.; Головня В. М.;
Ухвалено кафедрою ПРЕ (протокол № 06/2024 від 2024-06-21 )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 06/2024 від 2024-06-28 )