Диссертация (1136166), страница 55

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

Текст из файла (страница 55)

Тогда зависимостьамплитуды E функции E (t ) от расстояния с учетом временного сдвига между i(t) ипроизводной di(t)/dt, равного четверти периода, представляется уравнениемE  k1  a  a 2,r4r2(4.9)Al sin    a— коэффициентпропорциональности.Максимальное4aотносительное отклонение напряженности поля в пределах длины антенны l составит2r 5  a  a 2 r 32   a  a 2 r 21 E(4.10)r   4r  r ,E rr   a  a 2 r 2r   a  a 2 r 3где Δr — разность расстояний от фазового центра излучающего элемента до точки нагдеkкраю и в центре антенны. Используя разложение в ряд Маклорена (l << r), получимr  (0,5l )2  r 2  r  r1  (0,5l / r ) 2  1  0,125l 2 / r .(4.11)При расчете значения Δr учитывается расположение фазового центра в серединедипольной антенны.

Подставляя (4.11) в (4.10), получим2   a  a 2 r 2 2(4.12)l .r 2   a  a 2 r 4Как отмечалось выше, при сертификационных испытаниях расстояние r обычно  0,125равно 3, 10 или 30 м. На рис. 4.1 приведены зависимости модуля δ от частоты f,построенные для значений l = 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 и 0,5 м при значениях r = 3 м (сплошныелинии), 10 м (точка - пунктир), 30 м (пунктир).

Как и следовало ожидать, максимальнаяпогрешность достигается для r = 3 м и составляет около 0,7% для антенны длинойl = 0,5 м. Эту погрешность, равную в относительных единицах около 0,06 дБ, на практикеможно не учитывать. При виртуальной сертификации значение имеет ориентация245плоскости поляризации измерительной антенны либо её электрической оси, а размерамиеё в большинстве случаев можно пренебречь, считая антенну точечной.Рис. 4.1. Зависимость максимального относительного отклонения δ составляющей E (t )в пределах длины антенны от частоты для значений r = 3, 10 и 30 мОценка показателей интенсивности излучения РЭС в точке наблюдения.Функция, рассчитываемая по формуле (4.7), может рассматриваться как напряжение,наводимое в измерительной антенне с единичным коэффициентом калибровки. Присертификационных испытаниях в соответствии со стандартами [46, 47] используютсяизмерительные приемники, модели которых были предложены в главе 2.При моделировании РЭС как излучающего объекта могут решаться разные задачи,поэтому для окончательной оценки могут использоваться средства, отличные от ИП.Например, часто требуется определить характеристики излучений не в конкретной полосечастот, а интегральные, относящиеся к некоторому интервалу времени моделирования.Разработчика РЭС могут интересовать среднеквадратичные уровни, характеризующиеэнергетику излучений, усредненные модули сигналов, характеризующие свойствапоследних в части возбуждения переходных процессов.

Эти параметры используются прирешении задач межсистемной ЭМС.Для оценки интегральных параметров могут применяться модели детекторовпараметрического и непараметрического типов, предложенные в части III раздела 2.2. Приэтомвместодиодовиспользуютсяихидеальныебезынерционныеаналоги,а246характеристики остальных элементов рассчитываются для частоты, превосходящейграничную частоту спектра функции EO (t ) . Если функция EO (t ) имеет теоретическибесконечный спектр, то для его ограничения верхней частоты конкретным значениемможно использовать энергетический критерий, предложенный в разделе 2.4 в приложениик формированию эквивалентного сигнала на промежуточной частоте. В разделе 2.4, крометого,рассматривалисьусредняющиецепикакальтернативаинерционномуиндикаторному прибору. Они также могут применяться для оценки интегральныххарактеристик излучений в точке наблюдения.Дополнительно следует отметить возможность использования схемных надстроекдля выполнения более сложной вторичной обработки сигналов [111, 112].

С их помощью,например, может оцениваться средняя и текущая плотность потока энергии в точкенаблюдения на основе расчета модуля вектора Пойнтинга [132]. Дополняя такую схемуфункциейпороговыхпреобразований,можнооцениватьуровеньсоздаваемыхэлектронным устройством радиопомех на предмет соответствия нормам по устойчивостидругих РЭС к внешним электромагнитным полям.Такимобразом,использованиеизмерительныхприемниковприоценкеинтенсивности радиоизлучения РЭС вне задачи сертификационных испытаний носитчастный характер. Это нашло отражение в предлагаемом ниже методе моделированияРЭС как излучающего объекта и соответствующей ему методике.Метод моделирования РЭС как излучающего объекта был в общих чертахописан в главе 1 при оценке потенциальной возможности моделирования процедурысертификационных испытаниях.

Предлагаемый метод включает в себя отбор проводниковдля анализа, их декомпозицию на излучающие элементы, выбор характеристик фильтров,ограничивающих спектры токов в излучающих элементах, моделирование РЭС дляполучения временных зависимостей токов в ветвях схемы с учетом их частотногоограничения, расчет путей распространения электромагнитных волн до точки наблюденияи их дополнительного ослабления, реализацию принципа суперпозиции и расчетрезультирующейнапряженности,соотнесениееёориентацииспредполагаемымположением плоскости поляризации измерительной антенны, оценку интегральныхпараметров излучения РЭС в точке наблюдения.Предложенный метод должен быть алгоритмизирован на уровне практическиприменимой методики.

Схема её алгоритма приведена на рис. 4.2. Отправной точкойалгоритма является постановка задач выполнения моделирования. На данном этапеопределяют частоту анализа и пространственное расположение точки наблюдения, атакже режим функционирования РЭС, для которого выполняется оценка уровня247излучаемых помех. Как и в частном случае сертификационных испытаний, моделируемыйрежим работы РЭС может характеризоваться как отличающийся наибольшей эмиссиейрадиопомех. В этом случае он выбирается на основе анализа всех возможных режимовработы РЭС.Следующим этапом алгоритма, согласно рис.

4.2, является анализ задачвыполнения моделирования и исходных данных. В качестве последних выступаютсведения о конструкции и схемотехнике РЭС, а также электрофизические свойстваматериалов т.е. полный проект РЭС. В ходе анализа исходных данных определяется ихдостаточность для решения задачи моделирования РЭС как излучающего объекта ирасчета уровня излучения в точке наблюдения. Важно отметить, что к исходным даннымотносят и схемные модели элементов, входящих в РЭС, от точности которых зависитпогрешность расчетов токов, порождающих электромагнитное излучение.Целью анализа задач выполнения моделирования является оценка применимостиподходов, изложенных в главе 3, к их решению. Основным требованием являетсязначительное превосходство измерительного расстояния над размерами РЭС.

Поэтомуточка наблюдения не может располагаться, например, внутри корпуса РЭС. На данномэтапе выполняют разделение задач моделирования на частные циклы расчета излучения,характеризующиеся фиксированным положением точки наблюдения и постоянствомчастоты анализа. Далее для каждого такого цикла формируется задание на моделирование.Этот этап включает в себя определение всех параметров, необходимых для дальнейшегоанализа излучений РЭС, включая коэффициент отбора, максимальное ослаблениечастотно-ограничивающих фильтров на частоте анализа и т.д.Выработка методики отбора проводников, определяющих эмиссию излучаемыхпомех на частоте анализа, является следующим этапом алгоритма.

В разделе 3.3рассматривались формальный и экспертный подходы к решению задачи отборапроводников, а также были приведены результаты экспериментальных оценок. Взависимости от наличия дополнительной информации о сигналах, текущих в РЭС данногокласса, и результатах дополнительных, предварительно проведенных исследований этиметоды могут упрощаться либо комбинироваться в той или иной форме. Если такихданных нет, то схемную модель РЭС подвергают формальному анализу с использованиемсхем, приведенных на рис.

3.12 или 3.13.По результатам формального анализа формируются массивы пиковых и среднихзначений для тока и его производной после узкополосной фильтрации. Сопоставляя ихнормированные по максимуму значения с коэффициентом отбора, принимают решение обучете того или иного проводника при последующем расчете электромагнитного поля РЭС.248НачалоПостановка задачвыполнениямоделированияАнализ задачвыполнениямоделирования иисходных данныхФормированиезадания намоделированиеРасчетмаксимальнойчастоты спектровтоков с учетомфильтрацииВыбор структурыи расчет характеристик частотноограничивающихфильтровОтборпроводников РЭСдля анализаизлученийВыработкаметодики отборапроводников РЭСдля анализаизлученийКлассификацияпроводников кактиповыхизлучающихэлементовРасчеткоэффициентовраспространенияРасчетмаксимальнодопустимой длиныэлементовдекомпозицииРазбиениепроводников наэлементы декомпозиции с учетомих классификацииРасчет путей,проходимыхизлучением отэлементовдекомпозиции доточки наблюденияРасчет координатфазовых центровэлементовдекомопзицииМоделированиесхемы РЭС.Расчет токов вэлементахдекомпозицииДополнениесхемы РЭСчастотноограничивающимифильтрамиРасчет запаздываниядля каждого пути распространения радиоволн от элементовдекомпозиции доточки наблюденияРасчет дополнительного ослабленияэлектромагнитногополя при взаимодействии с элементамиконструкции РЭСРасчетрезультирующейнапряженности поля вточке наблюдениядля каждого элементадекомпозицииРасчет функцииEi(t) для каждогоэлементадекомпозицииЧтоиспользуетсядля оценки интенсивности излучения?Расчет суммарнойнапряженностиэлектромагнитногополя в точкенаблюденияИспользуетсяизмерительныйприемникИспользуется схема,отличная от измерительного приемникаАБПостроение модели схемы для оценки интенсивности излученияВыбор параметров ИП ипостроение его моделиАБМоделированиевыбранной схемыдля рассчитанноговходного сигналаИзменениезадания намоделированиеНетАнализрезультатоввыполнениямоделированияЗадачивыполнениямоделированиярешены?ДаКонецРис.

4.2. Схема алгоритма методики моделирования РЭС как излучающего объектаПосле отбора проводников выбирают структуру частотно-ограничивающихфильтров, которые будут использоваться при получении временных зависимостей токов,возбуждающих излучение, а также рассчитывают характеристики, одинаковые для всехфильтров. В качестве рекомендуемого в части 3.2 рассматривался фильтр Баттерворта спорядком не ниже шестого для обеспечения достаточной крутизны спада частотной249характеристики. Значение максимальной частоты спектра fmax, используемое при расчетемаксимальной длинны элементов декомпозиции, определяется по формуле (3.21).Отобранные проводники классифицируются как типовые излучающие элементы ина основе анализа конструкции печатных узлов РЭС, рассматриваются в дальнейшем какединые конструкции, как это было рекомендовано в разделе 3.4.

Для них выполняетсярасчет коэффициентов распространения, сводящийся к определению эффективныхзначений магнитной и диэлектрической проницаемости. Их расчет в ряде случаев можетпредставлятьсобойнетривиальнуюзадачу,поскольку нанихвлияютблизкорасположенные элементы конструкции, защитные покрытия и т.п. Здесь можнорекомендовать использование справочных данных, например, [139].После расчета коэффициентов распространения для всех отобранных проводниковопределяют максимально допустимую длину элемента декомпозиции.

Характеристики

Список файлов диссертации