Диссертация (Методология моделирования сертификационных испытаний радиоэлектронных средств по эмиссии излучаемых радиопомех), страница 3

Рассматривается современное состояние проблемыэлектромагнитнойсовместимости,Рассматриваютсяиклассификацияанализируютсяметодовеедостижения.организационно-техническиеаспектысертификационных испытаний по эмиссии излучаемых радиопомех. Далее анализируетсявозможность использования современных средств автоматизации для решения задач ЭМСи осуществления виртуальной сертификации. Далее выполняется анализ современныхметодов схемотехнического моделирования РЭС, на основе которого обосновываетсянеобходимость разработки функционально-интерфейсных и параметрических моделейРЭС.

На основе проведенного анализа выявляются пути развития теории виртуальнойсертификации как научного направления, обосновывается потенциальная возможность ееосуществления, определяются основные направления разработки, формулируются цель изадачи диссертационной работы.Вторая глава диссертации посвящена разработке средств измерений, используемыхпри сертификационных испытаниях РЭС по эмиссии излучаемых радиопомех. В началевыполняетсяинтерфейсныхконцептуальнаямоделей.проработкаДалеепараметрическихразрабатываютсямоделиифункционально-узловизмерительныхприемников, являющихся основным средством оценки помехоэмиссии. Разрабатываютсямодели измерительных приемников как средств измерений, развиваются подходы кповышению их вычислительной эффективности за счет перехода к диапазонным моделям,обладающимменьшимивозможностямипоконфигурированию,либозасчетспектральных преобразований входного сигнала и перехода к упрощенным моделямизмерительныхприемников.Ввиртуальнойформевыполняетсяабсолютнаяиотносительная калибровка моделей измерительных приемников, предусмотреннаятребованиямистандартовкизмерительномуоборудованию,подтвердившаяихприменимость в качестве виртуальных средств измерений.

Разрабатываются схемызамещения дополнительных измерительных средств, используемых при исследованиирадиопомех — анализатора кратковременных радиопомех и анализаторов с определениемфункции распределения амплитуд. Далее предлагается методика использования моделейизмерительных приемников при решении практических задач.Втретьейэлектромагнитныхглавевыполняетсяполей,разработкаформируемыхтеоретическихрадиоэлектроннымиосноврасчетасредствами.Разрабатываются принципы декомпозиции проводников РЭС на линейные фрагменты, длякоторых можно использовать приближение коротких проводников. Предлагается12методика отбора проводников, основанная на схемотехническом моделировании иучитывающая особенности формирования показаний измерительных приемников.

Далеедлянаиболеепредлагаютсяраспространенныхсоотношения,конфигурацийнеобходимыепроводниковдлярасчетапечатныхузловформируемыхимиэлектромагнитных полей. Предлагаются обобщенные формулы для электрически кроткихкриволинейных проводников, необходимые для анализа электромагнитных излученийшлейфныхидругихсоединений.Вырабатываютсяподходыкучетувлиянияконструктивных элементов РЭС на распространение излучаемых радиопомех, приводятсяи анализируются результаты экспериментальных исследований, подтверждающихключевые моменты теоретического базиса виртуальной сертификации.В четвертой главе диссертации выполняется разработка метода моделированиясертификационных испытаний РЭС по эмиссии излучаемых радиопомех, являющегосяосновным результатом диссертационной работы. В начале главы прорабатываютсявопросы, связанные с моделированием РЭС как излучающего объекта и предлагаетсясоответствующий метод, рассматриваются результаты его практической апробации напримере тестового образца РЭС.

Предлагается модель измерительной площадки дляиспользования при моделировании сертификационных испытаний. Разрабатывается методих моделирования и соответствующая ему методика на уровне, достаточном дляпоследующей алгоритмизации и инженерного использования. Выполняет оценканеопределенности результатов виртуальной сертификации по эмиссии излучаемыхрадиопомех. Анализируются результаты экспериментальной апробации разработанногометода моделирования сертификационных испытаний, подтвердившие его практическуюприменимость.Пятая глава диссертационной работы посвящена разработке основ построенияпрограммного комплекса с функцией моделирования сертификационных испытаний РЭСпо эмиссии излучаемых радиопомех.

На основе назначения и особенностей современныхсредств автоматизации вырабатываются общие требования к комплексу. Предлагаютсяего структурные схемы. Вырабатывается методика использования указанного ПК ВС итеории виртуальной сертификации в целом при проектировании радиоэлектронныхсредств. Предлагаются методы тестирования, необходимые для функциональной отладкиПК ВС. Рассматриваются и анализируются дополнительные аспекты промышленноговнедрения ПК ВС.В заключении сформулированы выводы по диссертационной работе в целом.В приложениях к диссертационной работе приведены тексты формализованногоописания моделей измерительных приемников и дополнительных схем, результаты13экспериментальных исследований, включая полученные на измерительной площадкеспектрограммы.В диссертационной работе получены следующие основные результаты:1. Разработаны методы моделирования радиоэлектронных средств, для которыхнеобходимо конфигурирование и изменение параметров непосредственно впроцессемоделирования,базирующиесянавведенномвдиссертациипредставлении о параметрических и функционально-интерфейсных моделях РЭС,что позволяет моделировать ряд новых устройств, включая средства измерений.2.

На основе новых подходов к моделированию разработаны модели измерительныхприемниковсдетекторамипикового,квазипикового,среднего,среднеквадратичного значений и дополнительных средств, используемых приисследованиях радиопомех, а также подходы к идентификации их параметров, чтопозволяет на практике использовать их в качестве виртуальных средств измеренийснормированнымихарактеристиками.Соответствиесвойствмоделейизмерительных приемников требованиям стандартов подтверждено выполнениемкалибровочных условий.3. Предложены методы моделирования проводников РЭС, имеющих различнуюконфигурацию, как источников радиопомех, основанные на приближенияхэлектрическикороткихантеннипозволяющиерассчитатькомпонентыэлектромагнитного поля проводников в свободном пространстве при решениизадач в области ЭМС.4.

На основе ряда практически применяемых упрощений разработаны методы учетавлияния конструкционных элементов РЭС на распространение радиопомех,позволяющие уточнить характеристики излучений в точке наблюдения путемрассмотрения явлений их преломления и дополнительного ослабления.5. Разработан метод моделирования РЭС как излучающего объекта, позволяющийоценитькакфункциювременинапряженностьформируемогоимиэлектромагнитного поля в свободном пространстве. Соответствующая емуметодика разработана на уровне, достаточном для решения практических задач вобласти ЭМС.6.

Разработан метод моделирования сертификационных испытаний РЭС по эмиссииизлучаемыхрадиопомех,позволяющийоценитьрезультатыпоследующихлабораторных испытаний, наметить — при необходимости — пути доработкисхемотехническихиконструкторскихрешенийизначительновероятность успешного прохождения лабораторного тестирования.повысить147.

Разработаны теоретические основы построения программного комплекса сфункцией моделирования сертификационных испытаний, включая его структурныесхемы и алгоритм проектирования с его использованием, предусматривающийпроведение виртуальной сертификации на стадии технического проектированияРЭС, что открывает широкие перспективы по практическому внедрениюразработаннойметодологииипоразработкесоответствующегосредстваавтоматизированного проектирования.На защиту представляются следующие положения.1.

Параметрические и функционально-интерфейсные модели электронных схемявляются обобщением моделей с жесткой структурой и обеспечивают возможностьмоделированиядополнительныхсущественныхсвойствРЭСвпространствеэлектрических сигналов.2.Сформулированныепринципыпостроениямоделей,базирующиесянаиспользовании параметрических блоков в схемах замещения и положенные в основуразработанных моделей измерительных приемников и дополнительных измерительныхсредств, позволяют оценивать их реакцию на известные входные воздействия путеммоделирования.3. Выработанные в диссертации теоретические основы и математическиесоотношения, основанные на приближении электрически коротких антенн, являютсябазисом метода моделирования сертификационных испытаний РЭС по эмиссииизлучаемых радиопомех.4.

Теоретический базис на основе приближения электрически коротких антеннпозволил развить метод моделирования РЭС как излучающих объектов, отличающийся отизвестных универсальностью по классам моделируемых РЭС.5. Разработан метод моделирования сертификационных испытаний РЭС поэмиссии излучаемых радиопомех, отличающийся от известных использованием новыхметодов и методик, предложенных в диссертационной работе, и впервые позволивший настадии проектирования РЭС оценивать результаты таких испытаний на основевычислительного эксперимента.6.

Предложен алгоритм проектирования РЭС с использованием программногокомплекса, реализующего моделирование сертификационных испытаний РЭС по эмиссииизучаемых радиопомех.Основные результаты диссертационной работы внедрены в практику разработкиперспективныхрадиоэлектронныхсредстввОАО«Московскийнаучно-исследовательский радиотехнический институт», в ОАО «Научно-исследовательский15институт «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха», в ОАО «Концерн радиостроения «Вега», вФГУП «Ростовский-на-дону научно-исследовательский институт радиосвязи», в ЗАО«Компания «Радиокомсистема», а также в учебный процесс МИЭМ НИУ ВШЭ на кафедре«Радиоэлектроникаителекоммуникации»,вучебныйпроцессКазанскогогосударственного технического университета им.