Д.А. Козлов1, Н.А. Ветрова2, С.В. Чижиков3, Г.А. Гудков4, Л.А. Лунева5

1, 2, 5 Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана (Москва, Россия)
3 Севастопольский государственный университет (г. Севастополь, Россия)
4 ООО «НПИ ФИРМА «ГИПЕРИОН» (Москва, Россия)
1 danila-alex2002@mail.ru, 2 vetrova@bmstu.ru, 3 chigikov95@mail.ru, 4 ooo.giperion@gmail.com, 5 luneva@bmstu.ru

Постановка проблемы. Актуальной и практически значимой является задача создания методики определения таких специальных показателей надежности, как параметр потока отказов (ROCOF) и интенсивность отказов Vesely, которые позволят получить адекватные количественные оценки комплекта ЗИП базовых станций с преобразователями радиосигналов на основе нанокомпонентов с учетом технологических особенностей их производства.

Цель. Разработать методики определения специальных показателей надежности (ROCOF и интенсивности Vesely) на этапе проектирования для формирования оптимального комплекта ЗИП преобразователей радиосигналов на основе гетероструктурной наноэлектроники с учетом технологических особенностей производства чипов и монолитных интегральных схем (МИС) современных отечественных предприятий-производителей.

Результаты. Решена проблема определения ROCOF и интенсивности отказов Vesely на этапе проектирования преобразователей радиосигналов на основе современной наноэлектронной компонентной базы – гетероструктурных нанодиодов – с учетом реальных коэффициентов воспроизводимости технологического процесса.

Практическая значимость. Разработанная методика определения специальных показателей надежности на этапе проектирования преобразователей радиосигналов на основе гетероструктурной наноэлектроники позволяет обеспечить адекватность применения методов оптимизации по ГОСТ 27.507-2015 для расчета оптимального комплекта ЗИП BTS с TRX.

1. Будко П.А., Голюнов М.В., Аллакин В.В. Повышение надежности средств радиосвязи автоматизированного радиоцентра за счет своевременного обнаружения их параметрических отказов в процессе функционального контроля // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 2. С. 204–227.
2. Столбинский Д.В., Бем П.П., Андреев В.А. Методы обеспечения надежности радиоэлектронных устройств // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2022. Т. 14. № 6. С. 35–39.
3. Пантенков Д.Г., Литвиненко В.П. Методика определения надежности проектируемых станций спутниковой связи на подвижных объектах // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2021. Т. 17. № 3. С. 94–103.
4. Панин Р.С., Прусаков И.М., Хазиев Н.Н. Применение гетерогенных технологий в интересах повышения надежности функционирования беспроводных сетей специального назначения // Труды VI межвузовской научно-практ. конф. Проблемы технического обеспечения войск в современных условиях. СПб., 2021. С. 51–54.
5. Старжинская Н.В., Бойко А.И., Кондратьев С.И., Макаревич Т.А. Моделирование и анализ функциональной надежности системы контроля радиоэлектронного оборудования береговых систем связи // Эксплуатация морского транспорта. 2025. № 2. С. 16–23.
6. Сорока Н.И., Кривинченко Г.А., Тарасюк Е.В. Телемеханика. Линии связи и безопасность устройств и сетей. Минск: БГУИР. 2023. 241 с.
7. Григорьев К.Э., Канев В.С., Полетайкин А.Н. Интегрированная с API байесовская модель управления рисками на базовых станциях сети сотовой связи // Вестник СибГУТИ. 2024. Т. 18. № 4. С. 62–75.
8. Гурьянов И.О., Поскакухин В.Н., Хоменко В.А. Система и способ накопления, обработки и преобразования ограничений на работу базовых станций сетей подвижной связи. Патент № 2760535 РФ, МПК H04K 3/00 (2006.01), H04B 7/005 (2006.01), H04W 52/18 (2009.01). № 2020130412: заявл. 16.09.2020; опубл. 26.11.2021.
9. Кнышев И.П., Сапрыкин Д.В. Надежность каналов в сетях связи с подвижными абонентами. Перспективы развития и
   применения современных технологий // Сб. статей Междунар. научно-практ. конф. 22 апреля 2021 г. Петрозаводск, 2021. С. 9–14.
10. Носков В.Я., Богатырев Е.В., Галеев Р.Г. и др. Радиофотонная система локации для определения скорости отцепов на сортировочной горке. Патент № 2812744 РФ, МПК G01S 13/931 (2020.01), B61L 17/00 (2006.01). № 2023128398: заявл. 02.11.2023; опубл. 01.02.2024.
11. ГОСТ Р 2.601-2019. Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы. М.: Стандартинформ. 2021.
12. ГОСТ 27.507-2015. Надёжность в технике. Запасные части, инструменты и принадлежности. Оценка и расчёт запасов. М.: Стандартинформ. 2017.
13. Черкасов К.В., Мешков С.А., Макеев М.О. и др. Анализ кинетики электрических характеристик субгармонического смесителя СВЧ-радиосигналов на базе резонансно-туннельного диода под действием эксплуатационных факторов // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2025. № 2. С. 35–47.
14. Черкасов К.В., Мешков С.А., Макеев М.О. и др. Моделирование кинетики вольт-амперных характеристик резонансно-туннельных диодов под действием дестабилизирующих факторов // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2019. Т. 62. № 10. С. 929–940.
15. Черкасов К.В., Мешков С.А., Шашурин В.Д., Иванов Ю.А. Программный комплекс для моделирования кинетики электрических характеристик резонансно-туннельных диодов под действием дестабилизирующих факторов // Электронные средства и системы управления // Сб. докладов 15-й Междунар. научно-практ. конф. 20−22 ноября 2019 г. 2019. С. 46–50.
16. Черкасов К.В., Романов И.А., Мешков С.А., Шашурин В.Д. Анализ вероятностных характеристик электрических параметров широкополосного балансного смесителя частот СВЧ радиосигналов на базе резонансно-туннельных диодов и оценка его надежности // РЭНСИТ. 2021. Т. 13. № 1. С. 19–26.
17. Наука, инновации, технологии: актуальные вопросы и современные аспекты: монография / Под общ. ред. Г.Ю. Гуляева. Пенза: МЦНС «Наука и Просвещение». 2025. 192 с.
18. Кожевников В.С., Матюшкин И.В., Черняев Н.В., Жукова Т.Д. Взаимосвязь физической и информационной энтропий в теории надежности для наноразмерных элементов // Известия вузов. Электроника. 2019. Т. 24. № 6. С. 589–600.
19. Стивкин А.Г., Дутов М.Н., Образцов Д.В. и др. Способ формирования углеродных нанообъектов на ситалловых подложках. Патент № 2601044 РФ, МПК H01C 17/08 (2006.01), G01N 27/02 (2006.01), G01N 27/22 (2006.01), B82B 3/00 (2006.01).
    № 2015103713/02; заявл. 04.02.2015; опубл. 27.08.2016.
20. Контрош Е.В., Калиновский В.С., Климко Г.В. и др. Температурная характеризация соединительных туннельных диодов GaAs/AlGaAs // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2023. Т. 16. № 4. С. 30–41.
21. Gonzalez D., Flores S., Braza V. et al. Identification of the Segregation Kinetics of Ultrathin GaAsSb/GaAs Films Using AlAs Markers. Nanomaterials. 2023. V. 13. № 5. 14 p.
22. Вдовин Е.Е., Ханин Ю.Н. Влияние мощности излучения на модификацию осцилляций фототока в однобарьерных p-i-n GaAs/AlAs/GaAs гетероструктурах с InAs квантовыми точками // Письма в ЖЭТФ. 2021. Т. 113. № 9. С. 605–611.
23. Андрианов А.В. Генерация терагерцевого излучения в полупроводниках (обзор) // Физика твердого тела. 2023. Т. 65. № 10. С. 1633–1671.
24. Божков В.Г., Бекезина Т.П., Бурмистрова В.А. Диоды с барьером Шоттки на основе термостойких контактов Ir-GaAs и Pt/Ir-GaAs, созданных электрохимическим осаждением // Электроника, радиотехника и связь. 2022. Т. 25. № 1. С. 48–52.
25. Gill Grass S.J., Allford C.P., Peach T. et al. Impact of thermal oxidation uniformity on 150 mm GaAs- and Ge-substrate VCSELs. Journal of Physics D: Applied Physics. 2023. V. 56. № 15. 11 p.
26. Андрюшкин В.В., Гладышев А.Г., Бабичев А.В. и др. Исследование процесса диффузии цинка в эпитаксиальные слои фосфида индия и арсенида индия-галлия, выращенные методом молекулярно-пучковой эпитаксии // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 12. С. 87–92.
27. Барыкин Д.А., Шугуров К.Ю., Можаров А.М., Мухин И.С. Численное моделирование туннельного эффекта в гетероструктуре нитрида галлия на кремнии // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2024. Т. 17. № 3. С. 46–56.
28. Абрамов И.И., Коломейцева Н.В., Лабунов В.А. Моделирование перспективных приборов наноэлектроники. Ч. 1. Модели // Нано- и микросистемная техника. 2025. Т. 27. № 4. С. 167–172.
29. Долгополов М.В., Елисов М.В., Раджапов С.А. и др. Моделирование полупроводниковых гетероструктур для преобразователей энергии и датчиков // Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2023. Т. 29. № 4. С. 64–81.
30. Beddiar M.I.. Yue H.X., Shiguo L. A COMSOL Multiphysics study of the effect of twodimensional heterogeneous structures on diode performance. SSRN. 2025. 22 Apr. URL: https://ssrn.com/abstract=5226370 (дата обращения: 23.11.2025).
31. Калиновский В.С., Контрош Е.В., Климко Г.В. и др. Разработка и исследование туннельных p-i-n-диодов GaAs/AlGaAs для многопереходных преобразователей мощного лазерного излучения // Физика и техника полупроводников. 2020. Т. 54. № 3. С. 285–291.
32. Туртин Д.В., Степович М.А., Калманович В.В., Картанов А.А. О корректности математических моделей диффузии и катодолюминесценции // Taurida Journal of Computer Science Theory and Mathematics. 2021. № 1. С. 81–100.
33. Грезина А.В., Метрикин В.С., Панасенко А.Г. Нелинейные эффекты в теории диффузии примеси в твердом теле // Дифференциальные уравнения и процессы управления. 2022. № 4. С. 115–125.
34. Курасов О.А., Бурков П.В. Стохастический анализ структурной надежности сложных технических систем // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2024. Т. 26. № 1. С. 108–117.
35. Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. СПб.: БХВ-Петербург. 2006. 704 с.
36. Прытков С.Ф., Горбачева В.М., Борисов А.А. и др. Надежность электрорадиоизделий: справочник. М.: 22 ЦНИИИ МО РФ. 2006. 620 с.