«Прежде чем принимать решение об изделии, нужно знать состояние стенда»
Татьяна Красик о межкалибровочном контроле достоверности измерений на производственных RF/ATE-стендах
Интервью размещено в журнале «Электроника СВЧ» № 3-2026г.
Беседовал Антон Денисов, журнал «СВЧ-Электроника»
Татьяна Красик, кандидат технических наук, занимается промышленными РЧ-измерениями и автоматизированными испытательными системами шестнадцать лет. Её работа начиналась с радиочастотной телеметрии вращающихся узлов, продолжилась методикой поверки модульной измерительной системы, сертификационными испытаниями в миллиметровом диапазоне и архитектурой серийных РЧ-стендов. Последний проект, RF—TraceGuard, победил на всероссийском хакатоне и затем был внедрён на российском заводе. Это система межкалибровочного контроля достоверности измерений и автоматической диагностики производственных RF/ATE-стендов.
Измерительный тракт как объект контроля
— Татьяна Яковлевна, начнём с вопроса, который на производстве обычно считают решённым. Стенд поверен, приборы имеют действующие свидетельства, программа испытаний утверждена, и дальше результат Pass или Fail воспринимается как свойство изделия. Между тем современный РЧ-стенд это генератор, аттенюаторы, коммутаторы, кабельные и волноводные участки, оснастка, анализатор, калибровочные таблицы и программное обеспечение. Каждый элемент живёт своей жизнью между калибровками. Насколько велик разрыв между «прибор поверен» и «данному конкретному измерению можно верить»?
— Разрыв больше, чем принято думать, и он растёт вместе с частотой. Поверка и калибровка отвечают на вопрос о состоянии средства измерений в определённый момент времени. Производственное измерение выполняется через недели после этого, в другой конфигурации, с другой оснасткой, при другом состоянии соединителей. Формально всё в порядке. Фактически часть запаса до предела допуска уже израсходована трактом. Возьмите изделие, забракованное по уровню выходной мощности. Причина бывает в изделии, бывает в переходном сопротивлении соединителя, в подсевшем аттенюаторе, в загруженной не той калибровочной таблице. Штатная программа испытаний сравнивает значение с границами допуска и на этом останавливается. Состояние системы, которая это значение получила, она не оценивает.
С чего всё началось
— Ваша первая крупная работа как раз про невозможность наблюдать. Требовалось получать измерительную информацию непосредственно из быстро вращающегося узла машины, где проводное соединение упирается в износ токосъёмных контактов, вибрацию и загрязнение. Решение защищено патентом RU 111141. В чём была его суть и как долго оно прожило в производстве?
— Миниатюрная камера стояла соосно с вращающимся валом, передатчик работал на 430 МГц, приёмник был стационарным. Видеосигнал покадрово превращался в количественные данные. Всё держалось на соосности. Наблюдаемый объект остаётся неподвижным относительно камеры, и динамическая задача становится квазистатической. Заодно обращается в ноль паразитная модуляция радиосигнала, глубина которой определяется радиусом установки антенны и длиной волны. Порядок величин такой. На 430 МГц длина волны около 70 см, и антенна, вынесенная от оси на 10 см, даёт индекс паразитной модуляции порядка радиана. Со скоростью вращения бороться бесполезно, надо убирать радиус.
Промышленная верификация шла с 2009 по 2013 год, система работала на предприятиях России, Узбекистана и Беларуси. Делали мы её для текстильного производства, потом использовали при контроле шага скрутки кабеля, и радиочастотная архитектура при переходе в другую отрасль не изменилась. Тогда я и сформулировала для себя, что измерять надо не только физический параметр, но и весь канал, по которому информация о нём доходит до инженера.
Методика поверки: разнородные каналы в одной архитектуре
— Следующий этап это методика поверки модульной системы сбора и измерения данных, техническим автором которой вы стали в 2014 году. Поясню читателю сложность. Такая система собирается из шасси и сменных модулей: в одной конфигурации она измеряет напряжение и ток, в другой сопротивление, частоту, фазу или динамический сигнал, и у каждого типа канала свой диапазон, своя полоса и свои правила обработки результата. Как объединить это в одном документе?
— Через поэлементный анализ. Писать отдельную процедуру под каждую комбинацию модулей бессмысленно: их количество комбинаторно велико, документ устарел бы к моменту утверждения. Вместо этого канал разбирается на элементы, каждому сопоставляется его вклад в бюджет неопределённости, и поверка конкретной конфигурации собирается из этих элементов по общим правилам. Отдельно прописаны последовательности проверки высокоскоростных и высокочувствительных модулей. Для динамических характеристик применён спектральный метод, он даёт воспроизводимый результат с обычным набором образцовых средств.
— Какова судьба документа?
— Методика прошла федеральную метрологическую экспертизу и была принята без возврата на доработку. После утверждения типа системы она стала обязательным документом для её поверки в регулируемых применениях. В 2020 году состав модулей расширили, но исходную метрологическую архитектуру сохранили и перенесли в новую редакцию, а срок действия актуальной реестровой записи продлён до 2030 года. От утверждения в 2014-м это шестнадцать лет жизни документа. Мне важен здесь не факт утверждения, а то, что заложенная логика продолжает работать у организаций, никак не связанных с автором.
Миллиметровые тракты
— Дальше была испытательная лаборатория Hermon Laboratories, сертификационные испытания радиооборудования, включая миллиметровый и субтерагерцовый диапазоны вплоть до 200 ГГц. Там тракт перестаёт быть кабельной сборкой и становится набором волноводных секций, смесителей и внешних умножителей частоты. Что оказалось главным?
— На этих частотах тракт нельзя считать прозрачным. Потери волноводных секций, коэффициенты преобразования смесителей и умножителей, опорные уровни, стыки входят в результат наравне с испытываемым изделием, причём по-разному на разных поддиапазонах. Я разработала схему подкалибровки по поддиапазонам с характеризацией умножительных трактов и свела коэффициенты преобразования, потери участков, опорные уровни и конфигурацию оборудования в единую процедуру подготовки стенда. Правильно подключить приборы тут недостаточно. Нужно понимать, как ведёт себя весь тракт и насколько устойчив получаемый результат.
Космическая квалификация
— В AST SpaceMobile тот же подход был перенесён в космическую отрасль. Чем отличается работа, когда изделие после испытаний становится физически недоступным?
— Тем, что переделать нельзя, и цена ошибки измерения несопоставима с производственной. Я разрабатывала методику РЧ-квалификации подсистемы электропитания спутников BlueBird: контролируемые параметры, последовательность измерений, критерии приёмки, правила учёта поправок. Жёстче всего там требования к прослеживаемости. Должно быть видно, на каких данных и при какой конфигурации получен каждый результат.
Серийное производство
— А в Ceragon Networks вы попали уже в серийное производство микроволнового и миллиметрового телекоммуникационного оборудования. Это ведь другая логика: не единичное изделие с максимальным вниманием, а поток и время такта.
— Совершенно другая. В лаборатории можно повторить измерение и разобраться в каждом сомнительном результате, на линии такой возможности нет. Задачи были соответствующие: архитектура автоматизированных испытательных стендов, РЧ-калибровка, диагностика аппаратных конфигураций. Здесь стало видно то, чего не видно на единичных изделиях. Стенды расходятся между собой и дрейфуют между калибровками, а решение о годности принимается каждые несколько минут и обратной проверки не имеет. На этой работе метрологический подход, физика СВЧ-трактов и производственная автоматизация сложились для меня в одну систему.
— У вашей работы есть ещё одна сторона — профессиональная экспертиза и обмен опытом. Вы входили в состав жюри премии «Время инноваций», а в 2026 году были приглашены в жюри международной премии Global Telecoms Awards и в экспертный отборочный комитет Startup World Cup Uzbekistan. Вы также неоднократно выступали и делились профессиональным опытом на конференциях в Москве, Иваново, Омске и Минске, а в этом году выступаете на IIoT-2026 и конференции «Испытание и тестирование изделий электронной техники». Что вам даёт такая возможность видеть работу других специалистов?
— Наверное, прежде всего возможность сравнивать разные подходы. Я много лет работала с собственными разработками, но параллельно меня приглашали рецензировать материалы научных конференций: в частности, научно-технической конференции «Энергия» в Иваново, Международной конференции «Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий» в Москве. Когда подробно разбираешь чужую работу, особенно хорошо видны и удачные решения, и места, где возникают проблемы с измерениями, постановкой эксперимента или интерпретацией результата. Это полезный опыт, который потом переносишь и на собственные инженерные задачи.
Как появился RF-TraceGuard
— RF-TraceGuard появился в 2025 году на всероссийском хакатоне: там вы собрали первый рабочий прототип, и проект сразу победил в номинации «Лучшее инновационное решение для промышленности». Дальше система уже развивалась как самостоятельный инженерный проект. С какой задачи всё началось? Сформулируйте задачу так, как формулировали ее себе.
— Один и тот же результат Fail бывает вызван неисправным изделием, а бывает изменением характеристик кабеля, коммутатора, анализатора или калибровочных данных. Перед окончательным решением тракт надо проверять вместе с изделием, автоматически и с сохранением результата проверки. Без этого получаете четыре типовые неприятности. Годное изделие уходит на перепроверку из-за дрейфа стенда. Дефектное проходит из-за смещения в тракте. Диагностика превращается в перебор компонентов. А после инцидента уже невозможно восстановить, на каких данных принималось решение.
Как устроена система
— Давайте разберём устройство целиком. Насколько я понимаю, обработка идёт последовательно: загружаются результаты измерений и описание стенда, определяется измерительный путь, оценивается достоверность результата, проверяется дрейф и локализуется вероятная причина отклонения. Пройдите, пожалуйста, по этой цепочке.
— Первое звено, модель тракта, хранит состав стенда и связи между компонентами, а для каждого теста последовательность элементов, через которые проходит сигнал, с их параметрами, неопределённостями, опорными значениями и порогами. Топология описывается в конфигурационных файлах, поэтому подключение нового стенда сводится к изменению конфигурации, программный код не трогается, привязки к конкретному производителю оборудования нет. Один и тот же кабель или коммутатор используется в нескольких тестах, и это позволяет потом сравнивать разные пути.
Второе звено оценивает достоверность конкретного результата. Вклады компонентов суммируются по методу корня из суммы квадратов, и запас до предела допуска сравнивается с полученной неопределённостью. Покажу на числах, так нагляднее. Норма: годен, если мощность больше минус 20,00 дБм. Измерено минус 19,70 дБм, до границы остаётся 0,30 дБ. Суммарная стандартная неопределённость тракта в этой конфигурации около 0,29 дБ, расширенная при коэффициенте охвата два около 0,58 дБ, вдвое шире оставшегося запаса. Штатный результат Pass, а фактически решение принимается там, где годное и негодное неразличимы (рис. 1). Система выдаёт предупреждение и требует повторного или контрольного измерения. Классов всего три: достоверно, предупреждение, недостоверно.
Рис. 1. Запас до предела допуска и неопределённость измерения. Штатный результат Pass получен там, где интервал неопределённости вдвое шире оставшегося запаса.
Третье звено следит за дрейфом. После калибровки или контрольного прогона фиксируется исходное значение, новые контрольные измерения сравниваются с ним. Экспоненциально взвешенное скользящее среднее выделяет медленный тренд на фоне шума, метод накопленных сумм подтверждает устойчивое смещение и не реагирует на единичный выброс, экстраполяция тренда даёт ожидаемое время достижения порога. Важен масштаб. Типичный тренд, который система ловит, порядка 0,024 дБ в сутки. За смену это ничто, такое отклонение тонет в шуме измерения. За две недели набегает около трети децибела, ровно тот запас, который в примере выше отделял изделие от границы допуска. Статистика взята намеренно классическая и объяснимая.
Четвёртое звено ищет причину, сравнивая затронутые и контрольные пути. Сначала определяется, какие компоненты присутствуют во всех путях с отклонением. Затем проверяется, есть ли они в путях, оставшихся в норме. После этого учитываются результаты контрольных измерений и частотная зависимость отклонения. Компоненты ранжируются по охвату, избирательности, наличию дрейфа и соответствию по частоте. Самый показательный признак последний. Кабельный участок деградирует с частотной зависимостью: в демонстрационном инциденте отклонение составило +0,01 дБ на 868 МГц, +0,03 на 2,4 ГГц, +0,12 на 5 ГГц и +0,26 на 6 ГГц. Смещение измерительного прибора выглядит иначе, одинаковый сдвиг на всех частотах, в том сценарии +0,40 дБ (рис. 2). По форме зависимости видно, что именно изменилось, ещё до того как инженер подойдёт к стенду. Все расчёты при этом детерминированные. Языковая модель может использоваться только после них, чтобы сформулировать пояснение и порядок проверок, и её можно отключить.
Рис. 2. Частотная сигнатура отклонения. Деградация кабельного участка нарастает с частотой, смещение измерительного прибора одинаково на всех частотах.
— Верхний в списке компонент это вероятность его отказа?
— Нет, и я сознательно этого не утверждаю. Балл служит для ранжирования гипотез. Чтобы говорить о вероятности, нужна статистическая калибровка на наборе подтверждённых промышленных инцидентов, а он накапливается годами.
Конкурсный прототип и хакатон
— Первой публичной версией системы стал конкурсный прототип. Как вы показали её работу, не показывая производственных данных предприятия?
— Собрала воспроизводимый синтетический набор за тридцать суток на восемь тысяч изделий и два испытательных стенда. По четыре РЧ-теста на изделие, тридцать две тысячи измерений, и ни одного сведения о каком-либо предприятии. В набор намеренно внесены события разного типа: партия изделий с подтверждённым дефектом, постепенная деградация кабеля, смещение анализатора, загрузка неверной калибровочной таблицы. Проверялась не только чувствительность, но и способность различать причины.
В апреле 2025 года проект был представлен на всероссийском хакатоне «Лучшие инновации: практика „Лучшие IT решения для бизнеса“ 2025». На конкурс поступило более 1650 заявок, работа демонстрировалась жюри во время дистанционной защиты. RF-TraceGuard получил оценку 9,28 из 10 и победил в номинации «Лучший бизнес-продукт (лучшее инновационное решение для промышленности)».
Внедрение на российском заводе
— После конкурса система пришла на реальное производство. Что технически требуется от предприятия и, что не менее важно, чего от него не требуется?
— Требуется немного: выгрузка результатов испытаний, выгрузка контрольных измерений, описание топологии одного стенда. Ничего из того, что предприятие обычно не отдаёт, не нужно: ни схемы изделия, ни перечня элементов, ни прошивки. Система разворачивается в локальной инфраструктуре и работает в режиме только чтения. Обратного канала управления производством нет физически. Штатное решение о годности она не меняет и оборудованием не управляет.
— Что она увидела на заводе?
— Систему подключили к автоматизированному стенду контроля радиочастотной приёмной части и наблюдали за общим РЧ-трактом между очередными калибровками. Она обнаружила постепенное изменение общего измерительного пути в ситуации, когда продукция ещё проходила штатные испытания. Сравнение связанных измерений позволило локализовать вероятную причину в кабельном участке и его соединениях. После технического обслуживания контрольные значения вернулись в исходную область. Задача была не остановить линию, а вовремя показать инженеру, какой общий элемент тракта требует проверки. Эффект я предлагаю оценивать по показателям из производственных журналов: время локализации неисправности стенда, доля повторных тестов, доля первичных отказов, оказавшихся ложными, время между предупреждением и достижением производственного порога.
Границы применимости
— В инженерных публикациях редко пишут о том, чего система не делает, а зря. Обозначьте границы.
— Она не заменяет регламентированную поверку и калибровку, не подменяет утверждённую программу испытаний, не меняет решение о годности, не управляет оборудованием. Пилотное применение само по себе не подтверждает соответствие установленным метрологическим требованиям. Пороговые параметры и веса требуют настройки на конкретном производстве. Без такой осторожности в формулировках систему не примут инженеры: пообещаете больше, чем можете подтвердить данными, и первый же неподтвердившийся сигнал закроет проект.
Единая линия
— И последнее. Между вашей методикой поверки и RF—TraceGuard есть прямая техническая связь или это разные этапы биографии?
— Прямая. Методика фиксирует состав каналов, последовательность операций и критерии соответствия в момент поверки. RF-TraceGuard переносит эту же структуру в непрерывную цифровую модель, которая обновляется по результатам контрольных измерений между калибровками. Периодическая калибровка даёт дискретное подтверждение состояния, а производству нужна динамика. Для меня это продолжение всей предыдущей работы: от анализа отдельного измерительного канала к контролю производственной системы целиком.
