Диссертация (1136166), страница 51

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 51)

3.31. Пример двумерного случая с неоднородным диэлектрическим корпусомпри расчете пути, проходимого излучением от фазового центра до точки наблюденияИз схемы на рис. 3.31 следуют соотношения, аналогичные (3.73). Они определяютвыражения для искомых координат и имеют видx2  x1   y2  y1  / tg (); y3  y2  d 2tg (); y4  y5  d 4tg () .(3.74)Таким образом, для расчета недостающих координат необходимо найти значение β.Из рассмотрения последовательности обхода элементов конструкции следует, чтоy5  y2  (d 2  d 4 )tg () sin() э   sin() 2d3 .(3.75)В уравнении (3.75) содержится две неизвестных переменных — β и d2.

Поэтому егонадо решать совместно с дополнительным уравнением. С учетом того, что d1 + d2 = x1 –x3и ( y1  y2 ) / d1  tg () , имеем( y1  y2 ) /( x1  x3  d 2 )  tg () .(3.76)Решая совместно систему трансцендентных уравнений, включающую (3.75) и(3.76), находят β и d2 и далее рассчитывают значения x2, y3, y4 в соответствии с (3.74).Представленные выше решения, равно как и аналогичные им, построенные для другихдвумерных случаев, весьма просты, поэтому, если нет принципиальных ограничений,следует сводить конструкцию РЭС к двумерному представлению.

Этому способствует,как отмечалось выше, значительное удаление точки наблюдения от корпуса РЭС присертификационных испытаниях.Расчет времени распространения электромагнитных волн от излучающегоэлемента до точки наблюдения. Решая уравнения, аналогичные рассмотренным, находятпары точек, между которыми электромагнитная волна, порождаемая элементомдекомпозиции, проходит в свободном пространстве. Это позволяет определить общеезапаздывание распространения τ при движении электромагнитной волны от фазовогоцентра элемента декомпозиции до точки наблюдения.227Значениеτрассчитываетсядлякаждойвыбраннойпоследовательностивзаимодействия излучения с элементами конструкции РЭС по формулеNN   i  i 1( xh ,i  xe,i ) 2  ( yh ,i  ye ,i )2  ( zh ,i  ze ,i )2ii 1,(3.77)где τi — запаздывание при прохождении i-ого однородного участка; vi — скорость,соответствующая i-ому однородному участку среды распространения; (xh,i; yh,i; zh,i) и(xe,i; ye,i; ze,i) — координаты начала и конца i-ого однородного участка пути.Значение vi будет зависеть от свойств среды.

Для свободного пространства vi = c,при распространении радиоволн в диэлектрике, например, в стенке корпуса, значение viсоставляетvi  c /  э .характеризующихсяСледуетзначительнойучесть,чтовпроводимостью,металлоподобныхскоростьсредах,распространенияэлектромагнитных волн значительно ниже, чем в диэлектриках. Длина волны вметаллоподобной среде, как отмечалось выше, составляет  м  2что vм   м f , для металлоподобных сред имеем vi  2Дополнительныезамечания.Если. С учетом того, a 0 ff. a 0корпуссостоитизмногослойногодиэлектрического материала, то этот случай требует отдельного анализа, посколькуэлектромагнитная волна будет последовательно проходить через слоистую структуру.Примером таких корпусов являются изделия из полимерных материалов с непроводящимипокрытиями любого назначения (антикоррозионные, стойкие к истиранию, декоративныеи т.д.).

Использовать приближение, согласно которому коэффициент экранирования будетсоответствовать материалу в структуре корпуса с каким-то фиксированным, например,максимальным или минимальным значением εэ нельзя. Это связано с тем, что наиболеераспространенные диэлектрические материалы, применяемые для корпусов РЭС, имеютсопоставимые значения диэлектрической проницаемости εэ,i. Отсюда следует, чтоотносительная погрешность такого метода будет значительной из-за малого значенияобщего коэффициента экранирования слоистого диэлектрического корпуса в целом.Для расчета эффективности экранирования следует использовать изложенныйвыше подход, применяя его для каждой пары слоев диэлектриков, включая свободноепространство перед составной стенкой и после нее.

Значения Кп,i рассчитываются сиспользованием выражений, аналогичных (3.69). Полное значение Кп для всей слоистойструктуры будет равно произведению значений Кп,i. Далее, для расчета эффективностиэкранирования K д ( ,  э,i ) для конкретного угла γ между вектором напряженности228электрической составляющей электромагнитного поля и плоскостью раздела средучитывают граничные условия (3.28) для каждой границы раздела сред, формируявыражение,аналогичное(3.71)иучитывающееизменениенаправленияходаэлектромагнитных волн на этих границах.Окончательно усредненное значение коэффициента экранированиярассчитывают по формуле К д ( э,i ) 2К д ( э,i )/2Kд( ,  э,i )d  .0В настоящее время широко используют корпуса РЭС, содержащие металлическиеслои, металлическую сетку (позволяет уменьшить массу конструкции) либо покрытыеслоем проводящего материала.

В этом случае наличие диэлектрических слоев с точкизрения ослабления электромагнитного излучения не играет существенной роли, однакооно оказывает влияние на путь распространения электромагнитных волн от излучающегоэлемента до точки наблюдения и, следовательно, на общее запаздывание.В этом случае при расчете коэффициента экранирования следует полагать, что вструктуре корпуса присутствует только проводящий слой либо сетка. Поэтому можнорекомендовать к использованию упоминавшийся выше коэффициентный метод расчета[130, 162 — 164], при котором влиянии апертур и неоднородностей учитывается спомощью системы поправочных коэффициентов.Однимпроработки,издополнительныхявляется расчетпутивопросов,итребующихвремениотдельной,тщательнойраспространения радиоволндлянеоднородных с точки зрения электрофизических свойств корпусов.

Точка наблюденияможет быть выбрана произвольно в пространстве по отношению к конструкции РЭС.Допустим, что корпус РЭС представляет собой металлический толстостенный стакан,имеющий крышку из диэлектрика, а точка наблюдения находится со стороны его днища.В этом случае вопрос о расчете ослабления составляющих электромагнитного поляостается открытым. Его решение будет зависеть от строгости подходов к решению даннойдифракционной задачи.Необходимо, однако, отметить, что аналогичные по содержанию задачи частовстречаются,например,приобеспеченииЭМСантенныхсистем,имеющихотражательные элементы.

Для их решения используют систему коэффициентов, которыепозволяют вычислить обратное излучение таких антенн с точностью до ± (5…10) дБ.Поэтому представляется обоснованным рекомендовать использование упоминавшихсявыше систем экспертных правил, часть из которых, несомненно, должна базироваться нарезультатах экспериментальных исследований.229Из изложенного следует, что предложенная выше методика расчета путираспространения излучения до точки наблюдения в первую очередь предназначена дляоднородных корпусов с плоскими стенками одинаковой структуры. Поднятые вышечастные вопросы следует отнести к будущему развитию рассматриваемого аспектаметодики расчета электромагнитных полей, формируемых РЭС.Адаптивная сегментация коротких проводников на принципе одинаковостиусловий для распространения радиоволн. При разработке критериев декомпозициипроводников печатного узла на излучающие элементы учитывалось требование поотносительной равномерности распределения тока в проводнике, возбуждающегоизлучение.

Это требование рассматривалось как необходимое для использования формул(3.7) для расчета компонентов электромагнитного поля линейного электрически короткогопроводника с погрешностью, не превышающей установленное значение.Предложеннаявышеметодикарасчетапутиизлучения,формируемогопроводниками, предполагает одинаковость условий распространения электромагнитныхволн до точки наблюдения для всех участков проводника.

С другой стороны, всоответствии с рис. 3.8 максимально допустимая длина проводника для выбраннойчастоты fmax в случае её малого значения может существенно превышать средние размерыкорпуса РЭС. Это означает, например, что, если проводник не параллелен плоскостистенки корпуса в направлении на точку наблюдения, то излучение от него будетпроходить через разные стенки корпуса, падая на них под разными углами. Данныйпример проиллюстрирован рис. 3.32 (корпус условно показан фрагментами плоскостей).ОбластьдополнительногоразбиенияпроводникаФрагментплатыс проводникомФрагментдиэлектрическогокорпусаПлоскостьадаптивногоразбиенияТочканаблюденияРис.

3.32. Пример, поясняющийнеобходимость применения адаптивногоРис. 3.33. Пример корпуса РЭСсо стенками из разнородныхразбиения проводниковматериаловВ данном случае сегментация, выполненная в соответствии с рис. 3.8, не позволитточно рассчитать путь распространения, задержку и компоненты электромагнитного поля,посколькуонобудетдиэлектрического корпуса.распространятьсячастичночерезкаждуюизстенок230Сущность предлагаемого адаптивного разбиения состоит в том, что излучающийпроводник, соответствующий по текущей максимальной частоте критерию продольнойдекомпозиции, подвергается дополнительному разбиению по принципу геометрическойоднородностипути,проходимогоэлектромагнитнымиволнамичерезкорпусвнаправлении точки наблюдения.

Характеристики

Список файлов диссертации