Диссертация (1136166), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Для этого следуетиспользовать формулу (3.16) с последующим дополнительным расчетом ld либо семействокривых на рис. 3.8.Этапы расчета коэффициентов распространения и максимальной длины элементовдекомпозиции могут быть исключены из алгоритма, если максимальная длина элементовдекомпозиции заведомо меньше допустимого значения. Для частот до 100 МГц этозначение будет больше геометрических размеров большинства РЭС, что означаетдопустимость декомпозиции проводников только по критерию прямолинейности иоднородности.Далее выполняется разбиение проводников на элементы декомпозиции спротяженностью в направлении протекания токов не более максимально допустимой. Принеобходимостиследуетучитыватьзамечаниявчастиадаптивногоразбиенияпроводников, изложенные в разделе 3.6.Анализ электромагнитного излучения элементов декомпозиции выполняется наоснове известных временных функций токов в них.
На следующем этапе схема замещенияРЭС дополняется частотно-ограничивающими фильтрами. Они должны вводиться в схемузамещения так, чтобы не оказывать влияние на распределение токов в ней. Поэтомуцелесообразно организовать все фильтры в виде отдельной макромодельной надстройки сабсолютной развязкой от остальной части схемы. Поскольку схема единичного звенафильтра, изображенная на рис. 3.11, должна иметь входной сигнал в виде напряжения, тоуказанную развязку легко построить на основе фиктивных источников с нулевымнапряжением, токи через которые трансформируются в напряжение такого же значенияпри помощи управляемых источников, подключенных к первым каскадам фильтра.Выходные напряжения фильтров как функции времени будут соответствовать i(t) в250формулах (3.7) без учета запаздывания.
Эти функции должны быть зафиксированы длядальнейшего расчета электромагнитного поля в точке наблюдения. Далее для каждогоэлемента декомпозиции рассчитывают координаты начальной и конечной точек, а такжекоординаты фазового центра.После этого для каждого элемента декомпозиции определяют один или несколькопутей, проходимых электромагнитными волнами при следовании до точки наблюдения.Для этого используется подход, изложенный в разделе 3.6, основанный на решениисистем тригонометрических уравнений, построенных на основе законов геометрическойоптики.
На основе установленного порядка взаимодействия электромагнитных волн сэлементами конструкции РЭС определяют время запаздывания τ, входящее в уравнения(3.7) и определяющее время распространения электромагнитных волн от фазового центраэлемента декомпозиции до точки наблюдения. Далее рассчитывают дополнительноеослаблениеэлектромагнитныхволндлякаждогоэлементадекомпозициипривзаимодействии их с элементами конструкции РЭС. Здесь рассматриваются процессыпреломления на диэлектрических стенках корпуса и аналогичных деталях, прохождениеволн через печатные узлы в соответствии с подходами, изложенными в разделах 3.4 и 3.6.Для металлических корпусов расчет ослабления выполняется по методике [130].Следующий этап алгоритма предусматривает расчет результирующей векторнойфункции напряженности для выбранного компонента электромагнитного поля (вышерассматривалась напряженность электрической составляющей как используемой наиболеечасто).
Затем для выбранной на этапе формирования задания на моделированиеориентации плоскости поляризации (электрической оси) измерительной антеннывыполняется расчет скалярной функции напряженности поля по формуле (4.5) или (4.6).Отметим, что такой переход может быть выполнен формально, если полагать, что антеннавсегда ориентирована по поляризации, однако это допущение может быть принято тольков том случае, если, во-первых, антенна удалена от РЭС на значительное расстояние, и, вовторых, она обладает высокой поляризационной развязкой. В разделе 4.2 рассматриваетсяпример, в котором принято именно такое допущение.На следующем этапе в соответствии с (4.7) выполняется расчет функции EO (t ) ,характеризующей эквивалентный сигнал, наведенный в гипотетической антенне сединичнымкоэффициентомкалибровки.Обычноинтенсивностьизлученияхарактеризуют напряженностью электрической составляющей электромагнитного поля,поэтому функцию EO(t) можно рассматривать численно равной напряжению, котороеподвергается оценке интегральных параметров.251Далее выбирают устройство для оценки интенсивности излучения.
Вышеотмечалось, что измерительный приемник, модель которого в разных вариациях былапредложена в главе 2, является частным средством оценки помехоэмиссии. В случае егоиспользования построение модели ИП и моделирование для входного сигнала EO (t )выполняется в соответствии со схемой алгоритма, приведенной на рис. 2.45. Еслииспользуется схема, отличная от ИП, то вначале строится её модель, а затем выполняетсямоделирование. Важно отметить, что рассмотренная в разделе 2.5 проблема обеспечениясходимостирезультатовмоделированиясвойственналюбойсхемедляоценкиинтегральных параметров излучения РЭС, и она должна решаться с учетом конкретных еёособенностей. Основной путь обеспечения сходимости состоит в предварительномисследовании модели путем сопоставления результатов моделирования с расчетнымизначениями при варьировании шага во временной области, как это было реализовано длямодели измерительного приемника с квазипиковым детектором.Анализ результатов моделирования, выполняемый на следующем этапе, обычносостоит в проверке соответствия устройства установленным нормам по излучаемымпомехам.
В общем случае содержание и порядок проведения данного анализа полностьюопределяются задачами, поставленными в начале алгоритма. Далее, если все задачивыполнения моделирования решены, то движение по алгоритму завершается. Количествозаданий на моделирование обычно превосходит количество задач, поэтому моделированиеповторяется по аналогичной последовательности несколько раз. При переходе кследующему циклу изменяется задание на моделирование, что и отражено в схеме.Последовательно проходя по алгоритму, решают все поставленные в его началезадачи.
Значительная часть позиций рассмотренного алгоритма может быть легкоформализована, что в принципе позволяет использовать его непосредственно в системахавтоматизации проектирования.Новизна предложенного метода моделирования РЭС как излучающего объектаопределяется использованием новых моделей и подходов, а также его ориентацией наоценкуинтенсивностиэлектромагнитногоизлученияРЭСвконкретнойточкепространства.4.2.
Результаты практической апробации методамоделирования РЭС как излучающего объектаЦель экспериментального исследования, рассматриваемого в данном разделе,состоит в апробации применения метода, изложенного и алгоритмизированного в разделе4.1, а также в комплексной экспериментальной проверке теоретических основвиртуальнойсертификации,разработанныхвглаве3.Сущностьпроведенного252экспериментального исследования состоит в том, что для некоторого специальноизготовленного радиоэлектронного узла был выполнен расчет эмиссии радиопомех длявыбранныхпространственныхсопоставлениемсположенийрезультатамиточкиизмерений.Принаблюдениярасчетеспоследующимэмиссиирадиопомех,формируемых излучающим образцом, использовался ряд допущений и упрощений, ненарушающих общую логику предложенного в разделе 4.1 алгоритма. В частности:— максимально допустимая длина элемента декомпозиции не оценивалась,поскольку прямолинейные участки проводников априори соответствовали требованию поограничению электрической длины в силу невысокой частоты входного сигнала;— в качестве элементов декомпозиции использовались прямолинейные участкипроводников тестового радиоэлектронного средства (ТРЭС);— длина пути, проходимого излучением от каждого элемента декомпозиции доточкинаблюдения,принятафиксированной;использованиетакогодопущенияопределяется тем, что длина волны намного превосходит измерительное расстояние,поэтому разность фазовых сдвигов излучений, суммирующихся в точке наблюдения,будет пренебрежимо малой;— путь, проходимый излучением от всех элементов декомпозиции, обеспечиваетодинаковое ослабление электромагнитных волн при их распространении до точкинаблюдения;— частотно-ограничивающиефильтрыприрасчетеизлученияТРЭСнеиспользуются, поскольку анализ выполняется для каждой отдельной гармоники;— расчет амплитуды гармоник тока, возбуждающего излучение, выполнялсяоценочным способом, что допустимо с учетом структуры рассматриваемой ниже схемы;— в качестве показателя интенсивности излучения, формируемого ТРЭС,использовалось пиковое значение напряженности на каждой из выбранных частотанализа, что позволило исключить из алгоритма этап построения модели схемы дляоценки интенсивности излучения.Разработка ТРЭС.
Электрическая схема и конструкция ТРЭС определяются егоназначением. С этой позиции ТРЭС должно отвечать следующим требованиям.1. Конструкция ТРЭС должна удовлетворять представлениям о типовой структуреРЭС, введенным в главе 3, т.е. включать корпус, печатный узел и интерфейсные элементы,а также, при необходимости, дополнительные элементы конструкции.2. Схема должна иметь структуру, допускающую использование упрощенноговарианта расчета интенсивности излучения в точке наблюдения.2533. Схема должна иметь структуру, обеспечивающую минимизацию влиянияслучайных процессов на интенсивность излучения. В частности, следует предъявитьвысокие требования к стабильности выходных сигналов и питающих напряжений.В качестве ТРЭС был выбран пиковый детектор с постоянной поправкой. Егопринципиальная электрическая схема изображена на рис.
4.3. Данное устройство можноиспользовать в качестве нагрузки маломощных радиочастотных трактов передатчиков,генераторов или усилителей сигналов, включая модулированные [140]. Частота сигналов,для которой может выполняться оценка уровня, ограничивается частотными свойствамииспользуемых диодов [172].Рассмотрим схему более поле подробно.
Она состоит из выпрямительного моста,построенного по схеме Греца на диодах VD1 — VD4, балластного резистора Rб, пиковогодетектора, включающего диод VD5 и цепь R1, С1, нагрузкой которой являетсяизмерительная головка V. Диоды VD1…VD5 должны нормально функционировать начастотах до нескольких десятков мегагерц, в особенности с учетом удвоения частотыпосле выпрямительного моста. Высокочастотные диоды, обычно применяемые вдетекторах, в данном случае не могут быть использованы, поскольку не обладаютдостаточными прямыми токами. Для обеспечения стабильности значения входногосопротивления для всех возможных частот работы детектора в схему введен балластныйрезистор, имеющий сопротивление 100 Ом. Это позволяет, с одной стороны, приблизитьусловия работы источника сигнала к номинальным (предполагается, что он имеетвыходное сопротивление 50 либо 75 Ом), а с другой стороны — обеспечить щадящийрежим нагрузки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
