Диссертация (1136166), страница 52
Текст из файла (страница 52)
В случае, изображенном на рис. 3.32, такое разбиениевыполняется плоскостью, проходящей через точку наблюдения и содержащей реброкорпуса. Для каждого из сегментов проводников следует рассчитать путь и времяраспространения электромагнитных волн.Однако такой подход, позволяя уменьшить погрешность расчетов, все равноявляется приближенным по причине того, что волны, проходящие через каждый изплоских участков корпуса, будут дифрагировать на его неоднородности, изменяянаправление в области, близкой к ребру корпуса. Это соответствует частичномунарушениюприближениялучевыхтрубок,использованномуприразработкетеоретических основ расчета электромагнитных полей, формируемых РЭС.Еще более сложным случаем является изображенный на рис. 3.33. На этом рисункеизображен угловой фрагмент корпуса из разнородных материалов, имеющего однуметаллическую боковую стенку.
В этом случае при формальном использовании критерияпродольной декомпозиции излучение должно либо проходить через диэлектрическуюстенку, либо считаться отраженным от металлической боковой стенки с расчетомсоответствующего пути распространения. Адаптивная декомпозиция, выполненная всоответствии с указанными выше принципами, способна уточнить результат расчета поля,формируемого проводником в данной точке наблюдения, однако процессы дифракции наребрах, отмеченных на рисунке, не учтенные в используемом приближении, приведут квесьма слабой корреляции между полученным расчетным результатом и экспериментом.Изложенное не отменяет справедливости предложенных выше подходов дляопределения пути и времени задержки распространения радиоволн до точки наблюдения вслучае однородности стенок корпуса и одинаковости среды распространения волн внаправлении точки наблюдения.
Однако следует подчеркнуть, что эти задачи не могутбыть решены с достаточной точностью без использования аппарата теории дифракции.Вопрос разработки методов расчета пути электромагнитных волн с использованиемтеории дифракции также следует отнести к дальнейшему развитию метода расчетаэлектромагнитных полей, формируемых РЭС.3.6. Анализ результатов экспериментальных исследованийВыбор объема экспериментальных исследований. Важность экспериментальныхисследований в приложении к теме работы обусловлена в первую очередь тем, что231теоретические основы построения электромагнитной модели РЭС в конечном счетеопределяют её точность.Целью выполнения экспериментальных исследований является подтверждениепрактической применимости теоретических положений, которые были сформулированы впредыдущих разделах главы. При выборе объема и объектов для выполненияисследований следует руководствоваться потенциальной возможностью их проведения сучетом имеющегося в наличии оборудования.Проверкатеоретическихположенийвыполняласьпутемсопоставленияэкспериментальных и расчетных результатов.
В ходе выполнения экспериментов по главе3 диссертационной работы были выполнены:1) проверка зависимости K ( э ) , изображенной на рис. 3.17 (приложение 2,протокол №4);2) проверка расчетных формул (3.42) и (3.45) для расчета компонентовэлектромагнитногополя,формируемогокопланарнойлинией,образованнойпроводниками тестовой печатной платы (приложение 2, протокол №4);3) проверка расчетной формулы (3.46) при её использовании совместно с (3.45) длярасчета компонентов электромагнитного поля, формируемого микрополосковой линией,образованной проводниками тестовой печатной платы (приложение 2, протокол №4);4) проверка расчетных соотношений (3.56) и (3.57) для расчета компонентовэлектромагнитного поля плоских криволинейных проводников (приложение 2, протокол№5);5) проверка зависимости К д ( э ) , изображенной на рис.
3.28, определяющейослабление электромагнитных волн при прохождении через диэлектрик, удаленный отисточника излучения на некоторое расстояние (приложение 2, протокол №6).Методы и результаты выполнения экспериментальных исследований приведены впротоколах №4, 5, 6 в приложении 2.Анализ результатов экспериментальных исследований приводится ниже длякаждого отмеченного выше пункта.1. Проверка зависимости K ( э ) выполнялась с использованием двух разныхизлучающих образцов. Первый из них представлял собой закрепленный на основании изгетинакса проводник длиной 0,18 м.
Второй образец состоял из проводника длиной 0,12 м,размещенногонаплексигласовомосновании.Ток,текущийчерезпроводникиизлучающих образцов, определялся напряжением с амплитудным значением 0,1 В нанагрузочной головке с сопротивлением 51,8 Ом для каждой частоты. Излучение232оценивалось на частотах 0,5; 1; 2 МГц для фронтальной ориентации для β = 0, т.е. когдаизлучение не проходит через диэлектрик, и для тыловой ориентации, для углов β = 0; 30;45 и 600.Расчетное усредненное значение ослабления излучения от частоты не зависит исоставляет, согласно рис.
3.17, 0,5 дБ для гетинакса (ε = 5,5) и 0,4 дБ для плексигласа(ε = 3,5). Значения ослабления электромагнитного излучения, полученные по результатамэксперимента на основе данных таблицы П.2.4.1, а также модулей погрешностейтеоретических значений по отношению к экспериментальным, приведены в таблице 3.4.Таблица 3.4. Результаты экспериментальной и теоретической оценки ослабленияэлектромагнитного излучения проводника на диэлектрикеЭкспериментальное/теоретическое значениеослабления/модуль погрешности, дБ, для частоты, МГц0,512Излучающий образец на гетинаксовом основанииα = 00 ; β = 000,5/0,5/0,00,4/0,5/0,10,6/0,5/0,100α = 0 ; β = 300,5//0,5/0,00,3/0,5/0,20,5/0,5/0,000α = 0 ; β = 450,2/0,5/0,20,1/0,5/0,40,6/0,5/0,1α = 00; β = 6000,5/0,5/0,00,4/0,5/0,10,7/0,5/0,2Усредненное значение0,4/0,5/0,10,3/0,5/0,20,6/0,5/0,1Излучающий образец на плексигласовом основанииα = 00 ; β = 000,3/0,4/0,10,4/0,4/0,00,4/0,4/0,0α = 00; β = 3000,4/0,4/0,00,4/0,4/0,00,4/0,4/0,000α = 0 ; β = 450,6/0,4/0,20,4/0,4/0,00,5/0,4/0,100α = 0 ; β = 600,5/0,4/0,10,4/0,4/0,00,6/0,4/0,2Усредненное значение0,5/0,4/0,10,4/0,4/0,00,5/0,4/0,1Углы поворота излучающейконструкцииИз таблицы 3.4 следует, что для излучающего образца на основании из гетинаксаусредненное расхождение между теоретическими и экспериментальными значениямиослабления не превосходят 0,2 дБ, а для образца на плексигласовой основе — 0,1 дБ.Такая погрешность находится в пределах разброса, обусловленного влиянием случайныхфакторов.
Это подтверждает возможность использования зависимости K ( э ) при расчетеэлектромагнитных полей, формируемых РЭС.2. Проверка расчетных формул (3.46) и (3.45) для расчета компонентовэлектромагнитного поля копланарной линии выполнялась с использованием излучающегообразца в виде тестовой печатной платы. Расстояние между проводниками составляло0,06 м, длина проводников — 0,17 м. Копларнарная линия нагружалась на сопротивлениес номиналом 100 Ом, установленное непосредственно на плате.
На входе линииустанавливалось амплитудное значение напряжения, равное 5 В. Интенсивностьизлучения оценивалось на частотах 3; 4; 5 МГц для фронтальной ориентации тестовойплаты для β = 90; 450.233Результаты измерений, взятые из таблицы П.2.4.2, а также значения интенсивностиизлучения, рассчитанные по формулам (3.42) и (3.45), и модулей погрешностейтеоретических значений по отношению к экспериментальным приведены в таблице 3.5.При этом оценивались пиковые значения напряженности электрической составляющейэлектромагнитного поля в плоскости, перпендикулярной направлению распространенияэлектромагнитных волн.Таблица 3.5. Результаты экспериментальной и теоретической оценки интенсивностиэлектромагнитного излучения копланарной линииУглы поворота излучающейконструкцииα = 00; β = 900α = 00; β = 450Экспериментальное/теоретическое значение, дБм /модуль погрешности, дБ, для частоты, МГц345-48,6/-47,3/1,3-46,7/-44,8/1,9-43,1/-42,8/0,3-51,1/-50,3/0,8-49,5/-47,8/1,7-45,7/-45,9/0,2Из таблицы 3.5 следует, что максимальное расхождение между теоретическими ипрактическими значениями составляет 1,9 дБ.
Данное отклонение существеннопревосходитпогрешностьизмерительнойустановки(0,74дБ)иобъясняетсяпогрешностями конструкции платы, а также влиянием второстепенных элементовтестовой установки. Поэтому можно считать, что экспериментальные результаты в целомподтверждают возможность использования формул (3.42) и (3.45) для расчетаэлектромагнитных полей, формируемых копланарными линиями.3. Проверка расчетных формул (3.46) и (3.45) для расчета компонентовэлектромагнитного поля микрополосковой линии выполнялась с использованиемизлучающего образца в виде тестовой печатной платы. Расстояние между проводникамисоставляло 0,0018 м, длина проводников — 0,17 м.
Значение диэлектрическойпроницаемости стеклотекстолита составляет 5,5. Микрополосковая линия нагружалась насопротивление с номиналом 100 Ом, установленное непосредственно на плате. На входелинии устанавливалось амплитудное значение напряжения, равное 5 В. Интенсивностьизлучения оценивалось на частотах 5; 6; 7 МГц при фронтальной ориентации тестовойплаты для β = 0 и 450.Результаты измерений, взятые из таблицы П.2.4.3, а также значения интенсивностиизлучения, рассчитанные по формулам (3.46) и (3.45), и модулей погрешностейтеоретических значений по отношению к экспериментальным приведены в таблице 3.6.При этом оценивались пиковые значения напряженности электрической составляющейэлектромагнитного поля в плоскости, перпендикулярной направлению распространенияэлектромагнитных волн.234Таблица 3.6. Результаты экспериментальной и теоретической оценки интенсивностиэлектромагнитного излучения микрополосковой линииУглы поворота излучающейконструкцииα = 00 ; β = 00α = 00; β = 450Экспериментальное/теоретическое значение, дБм /модуль погрешности, дБ, для частоты, МГц567-62,9/-65,9/3,0-63,6/-64,3/0,7-62,2/-62,9/0,7-62,4/-65,5/3,1-62,2/-63,9/1,7-61,6/-62,5/0,9Из таблицы 3.6 следует, что максимальное расхождение между теоретическими ипрактическими значениями составляет 3,1 дБ.
Данное отклонение существеннопревосходитпогрешностьизмерительнойустановки(0,74дБ)иобъясняетсяпогрешностями конструкции платы, а также влиянием второстепенных элементовтестовой установки. Поэтому можно считать, что экспериментальные результаты в целомподтверждают возможность использования формул (3.46) и (3.45) для расчетаэлектромагнитных полей, формируемых микрополосковыми линиями.4. Проверка расчетных соотношений (3.56) и (3.57) для расчета компонентовэлектромагнитногополяплоскихкриволинейныхпроводниковвыполняласьсиспользованием излучающей конструкции, которая представляла собой проводник вформе полуокружности диаметром 0,12 м. Ток, текущий через проводники излучающихобразцов, определялся напряжением с амплитудным значением 2 В на нагрузочнойголовке с сопротивлением 51,8 Ом для каждой частоты.
Излучение оценивалось начастотах 0,5; 1; 2 МГц для фронтальной ориентации для углов β = 0; 45 и 900 (боковоеизлучение).Результаты измерений, взятые из таблицы П.2.5.1, а также значения интенсивностиизлучения плоского криволинейного проводника, рассчитанные по формулам (3.56) и(3.57),имодулейпогрешностейтеоретическихзначенийпоотношениюкэкспериментальным приведены в таблице 3.7. При этом оценивались пиковые значениянапряженности электрической составляющей электромагнитного поля в плоскости,перпендикулярной направлению распространения электромагнитных волн.Из таблицы 3.7 следует, что максимальное расхождение между теоретическими ипрактическими значениями составляет 1,9 дБ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
