Автореферат (Методология моделирования сертификационных испытаний радиоэлектронных средств по эмиссии излучаемых радиопомех), страница 2

На основе анализа подходов к решению задач электродинамикисформированы приближенные модели для расчета электромагнитных полей,5формируемых РЭС, составляющие основу метода моделирования РЭС какизлучающих объектов и метода моделирования сертификационных испытанийпо эмиссии излучаемых помех.5.

Разработан метод моделирования РЭС как излучающих объектов,предназначенный для расчета интенсивности радиоизлучений на заданнойчастоте в выбранной точке свободного пространства при решении задач вобласти ЭМС.6. Разработан метод моделирования сертификационных испытаний РЭСпо эмиссии излучаемых радиопомех.7. Разработаны основы построения программного комплекса с функциеймоделирования сертификационных испытаний РЭС по эмиссии излучаемыхрадиопомех,необходимогодляширокоговнедрениярезультатовдиссертационной работы в практику разработки электронных устройств.8. Проведен ряд экспериментальных исследований, подтвердившихосновные положения, расчетные соотношения, выводы, показавшихпрактическую применимость и эффективность теории виртуальнойсертификации в приложении к решению практических задач.Методы исследованияВ процессе решения поставленных задач использовались принципысистемного подхода, методы математического моделирования электрическихсхем, методы технической электродинамики, теория электрических цепей,теория постановки эксперимента, основные принципы радиотехническихизмерений.Проверка эффективности и практической применимости выработанных вдиссертации положений, рекомендаций и расчетных соотношений выполняласьна основе сопоставления расчетных и экспериментальных результатов,полученных для специально разработанных образцов излучающих структур итестовых радиоэлектронных средств.Научная новизна работыВ диссертационной работе получены следующие основные результаты.1.

Разработаны методы моделирования радиоэлектронных средств, длякоторыхнеобходимоконфигурированиеиизменениепараметровнепосредственно в процессе моделирования, базирующиеся на введенном вдиссертации представлении о параметрических и функциональноинтерфейсных моделях РЭС, что позволяет моделировать ряд новых устройств,включая средства измерений.2. На основе новых подходов к моделированию разработаны моделиизмерительных приемников с детекторами пикового, квазипикового, среднего,среднеквадратичного значений и дополнительных средств, используемых при6исследованиях радиопомех, а также подходы к идентификации их параметров,что позволяет на практике использовать их в качестве виртуальных средствизмерений с нормированными характеристиками.

Соответствие свойствмоделей измерительных приемников требованиям стандартов подтвержденовыполнением калибровочных условий.3. Предложены методы моделирования проводников РЭС, имеющихразличную конфигурацию, как источников радиопомех, основанные наприближениях электрически коротких антенн и позволяющие рассчитатькомпоненты электромагнитного поля проводников в свободном пространствепри решении задач в области ЭМС.4.

На основе ряда практически применяемых упрощений разработаныметоды учета влияния конструкционных элементов РЭС на распространениерадиопомех, позволяющие уточнить характеристики излучений в точкенаблюдения путем рассмотрения явлений их преломления и дополнительногоослабления.5. Разработан метод моделирования РЭС как излучающего объекта,позволяющий оценить как функцию времени напряженность формируемогоими электромагнитного поля в свободном пространстве. Соответствующая емуметодика разработана на уровне, достаточном для решения практических задачв области ЭМС.6. Разработан метод моделирования сертификационных испытаний РЭСпо эмиссии излучаемых радиопомех, позволяющий оценить результатыпоследующих лабораторных испытаний, наметить — при необходимости —пути доработки схемотехнических и конструкторских решений и значительноповысить вероятность успешного прохождения лабораторного тестирования.7.

Разработаны теоретические основы построения программногокомплекса с функцией моделирования сертификационных испытаний, включаяего структурные схемы и алгоритм проектирования с его использованием,предусматривающий проведение виртуальной сертификации на стадиитехнического проектирования РЭС, что открывает широкие перспективы попрактическому внедрению разработанной методологии и по разработкесоответствующего средства автоматизированного проектирования.Положения, представляемые к защите1.Параметрическиеифункционально-интерфейсныемоделиэлектронных схем являются обобщением моделей с жесткой структурой иобеспечивают возможность моделирования дополнительных существенныхсвойств РЭС в пространстве электрических сигналов.2.

Сформулированные принципы построения моделей, базирующиеся наиспользовании параметрических блоков в схемах замещения и положенные в7основу разработанных моделей измерительных приемников и дополнительныхизмерительных средств, позволяют оценивать их реакцию на известныевходные воздействия путем моделирования.3. Выработанные в диссертации модели и математические соотношения,основанные на приближении электрически коротких антенн, являются базисомметода моделирования сертификационных испытаний РЭС по эмиссииизлучаемых радиопомех.4. Теоретический базис на основе приближения электрически короткихантенн позволил развить метод моделирования РЭС как излучающих объектов,отличающийся от известных универсальностью по классам моделируемых РЭС.5. Разработан метод моделирования сертификационных испытаний РЭСпо эмиссии излучаемых радиопомех, отличающийся от известныхиспользованием новых методов и методик, предложенных в диссертационнойработе, и впервые позволивший на стадии проектирования РЭС оцениватьрезультаты таких испытаний на основе вычислительного эксперимента.6.

Предложен алгоритм проектирования РЭС с использованиемпрограммного комплекса, реализующего моделирование сертификационныхиспытаний РЭС по эмиссии изучаемых радиопомех.Диссертационная работа выполнена на кафедре «Радиоэлектроника ителекоммуникации» Московского института электроники и математикиНационального исследовательского университета «Высшая школа экономики».Практическая значимость работыПрактическая значимость результатов, полученных в диссертации,состоит в следующем.1. Внедрение теории виртуальной сертификации в практикупроектирования РЭС позволяет резко повысить вероятность успешногопрохождениялабораторныхиспытанийназавершающихэтапахпроектирования, что снижает риск финансовых и временных потерь.2. Предложенные в диссертации методы и методики могут применятьсянепосредственно при решении инженерных задач в области ЭМС.3.

Выполненные экспериментальные исследования подтвердилипрактическую применимость развитых в диссертации теоретическихположений.Реализация и внедрение результатов работыОсновные результаты диссертационной работы внедрены в практикуразработки перспективных радиоэлектронных средств в ОАО «Московскийнаучно-исследовательский радиотехнический институт», в ОАО «Научноисследовательский институт «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха», в ОАО «Концернрадиостроения«Вега»,вФГУП«Ростовский-на-Донунаучно8исследовательскийинститутрадиосвязи»,вЗАО«Компания«Радиокомсистема», а также в учебный процесс МИЭМ НИУ ВШЭ на кафедре«Радиоэлектроника и телекоммуникации», в учебный процесс Казанскогогосударственного технического университета им.

А.Н.Туполева.Апробация результатов работыРабота в целом и ее основные результаты докладывались и обсуждались:— на тринадцатом семинаре «Новые информационные технологии вавтоматизированных системах», МИЭМ, в 2010 г.;— на LXVI научной сессии РНТО РЭС им. А.С. Попова, посвященнойдню радио, в 2011 г.;— на четырнадцатом семинаре «Новые информационные технологии вавтоматизированных системах», МИЭМ, в 2011 г.;— на девятом Международном симпозиуме по электромагнитнойсовместимости и электромагнитной экологии, г.

С.-Петербург, в 2011 г.— на ежегодных научно-технических конференциях студентов,аспирантов и молодых специалистов МИЭМ, г. Москва, в 2011, 2012 и 2013 гг.;— на пятнадцатом семинаре «Новые информационные технологии вавтоматизированных системах», МИЭМ, в 2012 г;— на шестнадцатом семинаре «Новые информационные технологии вавтоматизированных системах», МИЭМ НИУ ВШЭ, в 2013 г.ПубликацииПо теме диссертации опубликовано 52 печатные работы, в т.ч. 51 статья(из них 29 статей в журналах, включенных в список ВАК), 1 монографияобъемом 196 с, тезисы докладов 3 конференций.Структура диссертационной работыДиссертация состоит из введения, 5 глав с выводами, заключения, спискалитературы, содержащего 197 наименований, и 4 приложений. Общий объемработы составляет 486 с., объем приложений — 111 с.

В приложения вынесенырезультаты экспериментальных исследований, формализованное описаниемоделей и другая дополнительная информация.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении дано обоснование актуальности поставленной научнойпроблемы, определена направленность ее результатов и рассмотренологическое построение работы по главам.

Сформулированы цель работы и еезадачи, решение которых составляет основу методологии моделированиясертификационных испытаний. Кратко описано современное состояние иотмечен вклад отечественных и зарубежных ученых и специалистов в решение9проблемы. Приведены сведения о структуре и объеме диссертации и ееприложений, апробации и внедрении ее результатов, а также краткоесодержание по главам.В первой главе диссертационной работы проводится анализ методов исредств обеспечения электромагнитной совместимости и содержаниясертификационныхиспытанийпопомехоэмиссии.Рассматриваетсясовременное состояние проблемы электромагнитной совместимости,классификация методов ее решения.

Рассматриваются и анализируютсяорганизационно-технические аспекты сертификационных испытаний поэмиссии излучаемых радиопомех. Далее анализируется возможностьиспользования современных средств автоматизации для решения задач ЭМС иосуществления виртуальной сертификации. Выполняется анализ современныхметодов схемотехнического моделирования РЭС, на основе которогообосновывается необходимость разработки функционально-интерфейсных ипараметрических моделей РЭС. На основе проведенного анализа выявляютсяпути развития теории виртуальной сертификации как научного направления,формулируются цель и задачи диссертационной работы.Диапазон используемых радиочастот, простирающийся до 40 ГГц, уже«перегружен» спектрами излучений систем теле- и радиовещания, служб связии т.п.