Диссертация (1136166), страница 61

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

Текст из файла (страница 61)

Третье приближениеобусловлено тем, что проекция вектора напряженности поля на электрическую ось илиплоскость поляризации изменяется во времени. Это было показано в разделе 4.1. Вданном случае считается, что проекция стационарна и определяется только углом междурезультирующим вектором и осью (плоскостью) поляризации антенны.Методика определения положения точки наблюдения состоит в следующем.Исходно имеется массив из N проводников, отобранных для анализа в соответствии срекомендациями раздела 3.3 и характеризующихся во введенной системе координатаминачальныхиконечныхточек( xВ ,i , y В ,i , z В ,i )и( xЕ ,i , y Е ,i , z Е ,i )соответственно,классифицируемых по направлениям протекания токов, принятых положительными инеизменных в течение всего моделирования сертификационных испытаний. Текущиекоординаты точки наблюдения обозначим ( x, y , z ) .

Будем считать, что электромагнитноеизлучение исходит из фазовых центров проводников, соответствующих их середине иимеющих координаты ( xF ,i , yF ,i , z F ,i ) . Координаты фазовых центров типовых излучающихэлементов определяются в соответствии с принципами, изложенными в разделе 3.4.Для РЭС с типовой конструкцией излучение, вышедшее из фазового центра, будетследовать в точку наблюдения вдоль прямого и отраженного лучей. Рассмотрим прямойлуч, соединяющий — с учетом сделанных выше допущений — фазовый центр каждого изN проводников и точку наблюдения. Координаты векторов R P ,i , характеризующихнаправление продольной составляющую излучений проводников, будут определяться всоответствии с предположением о малой толщине корпуса РЭС по формуламxRP ,i  x  xF ,i , y RP ,i  y  yF ,i , z RP,i  z  z F ,i .

Их нормирование по модулю даст результатxRPn ,i  ( x  xF ,i ) R P ,i ,y RPn ,i  ( y  yF ,i ) R P ,i ,z RPn ,i  ( z  z F ,i ) R P,i . Эти координатыприсвоим векторам R Pn ,i .Длянахождениянормированныхкоординатвекторов,характеризующихнаправления поперечных составляющих прямых лучей, следует использовать подход,273описанный в разделе 4.1 и основанный на перпендикулярности составляющей ErкомпонентеE  , расположенной в плоскости, содержащей точку наблюдения иизлучающий проводник (в наиболее простом случае). Одной из координат присваиваетсяпроизвольное значение, а две другие находятся из совместного решения уравнений вида(4.1) и (4.3). Отсюда могут быть получены координаты нормированных по модулювекторов  Pn ,i , которые обозначим xPn ,i , yPn ,i , zPn ,i . Расстояние, проходимоеэлектромагнитным излучением вдоль прямого луча, для i-ого проводника составляетrP ,i  R 2  (hF ,i  h) 2  ( xF ,i  x) 2  ( y F ,i  y )2  ( z F ,i  z ) 2 ,(4.18)где h и hF,i — высота поднятия точки наблюдения и фазового центра проводника надпластиной заземления.Интенсивность излучения проводника в направлении на точку наблюдения зависитот угла, образуемого прямым либо отраженным лучом и направлением протекания тока(см.

рис. 3.1 и формулы (3.7)). С учетом того, что R Pn ,i  1 для прямого луча i-огопроводника этот угол составит P ,i x (x  x )  y ( y  y )  zRPn ,iE ,iВ ,iRPn ,iE ,iВ ,iRPn ,i ( z E ,i  z В ,i ), arccos222( xE ,i  xВ ,i )  ( yE ,i  y В,i )  ( z E ,i  z В ,i )(4.19)как это следует из свойств скалярного произведения векторов.Аналогичные соотношения могут быть получены и для отраженных от пластинызаземления лучей.

Координаты векторов R O ,i , характеризующих направления продольнойсоставляющей излучений проводников, рассчитываются по формулам xRO ,i  x  xO ,i ,y RO ,i  y  yO ,i ,z RO,i  z  zO ,i ,гдеxO ,i , yO ,i , zO ,i—координатыточекотражения,расположенных на пластине заземления. Далее следует перейти к нормированнымкоординатамxROn ,i  ( x  xO ,i ) R O ,i ,y ROn ,i  ( y  yO ,i ) R O ,i ,z ROn ,i  ( z  zO ,i ) R O ,i ,относящимся к векторам ROn ,i .Далее определяются координаты нормированных по модулю векторовOn ,i ( xOn ,i , yOn ,i , zOn ,i ), характеризующих направления поперечной составляющейотраженных электромагнитных волн в точке наблюдения. Для i-ого проводника онирассчитываются из условия ортогональности вектору R O ,i и расположению (в наиболеепростом случае) в плоскости, содержащей данный проводник.Далее для i-ого проводника следует определить расстояние, проходимоерадиоволнами вдоль отраженных лучей.

На текущий момент никаких требований к274выбору системы координат, в которой определяется взаимное расположение элементовконструкции, не предъявлялось. Представляется рациональным использовать такуюсистему, в которой аппликаты отсчитываются от плоскости заземления, т.е. её уравнениебудет иметь вид z = 0. При этом ход отраженных лучей может рассматриваться какпрямолинейное распространение от фазового центра до точки наблюдения, «отраженной»от плоскости заземления. Таким образом, для i-ого проводника длина пути, проходимогодо точки наблюдения вдоль отраженного луча, составитrPi  R 2  (hF i  h)2  ( xF ,i  x )2  ( yF ,i  y )2  ( z F ,i  z )2 .(4.20)Использование мнимой, «отраженной» точки наблюдения позволяет обойтись безопределения координат точки отражения для множества лучей.

Направление, в которомуходит излучение i-ого проводника при движении вдоль отраженного луча, будетхарактеризоваться вектором с координатами x  xF ,i , y  yF ,i ,  z  z F ,i . Отсюда следует, чтоi-ый проводник вдоль отраженного луча будет излучать под углом ( x  xF ,i )( xE ,i  xВ,i )  ( y  yF ,i )( yE ,i  yВ ,i )  ( z  z F ,i )( z E ,i  z В,i ) O ,i  arccos  , (4.21)Ai Biгде Ai  ( x  xF ,i ) 2  ( y  yF ,i ) 2  ( z  z F ,i )2 ; Bi  ( xE ,i  xВ ,i ) 2  ( yE ,i  yВ ,i )2  ( z E ,i  z В,i ) 2 .При определении характеризующего реакцию ИП параметра как функциикоординат (x, y, z), следует учесть тип детектора, который задается в задании намоделирование.

При отборе проводников с использованием схемы на рис. 3.12 будутполучены ненормированные массивы {kис,i}, {kип,i}, {kпс,i}, {kпп,i}, характеризующиеинтегральные пиковые и средние показатели интенсивности излучения для выбраннойчастоты анализа, сопоставленные с токами в проводниках и с их производными. Первыедва массива в приведенной последовательности относятся к усредненным показателям, адва остальных — к пиковым. Если предполагается использование в ИП детекторасреднего или среднеквадратичного значений, то далее используются первые два массивазначений; для детекторов пикового и квазипикового детекторов — другая пара массивов.Выбранные на этой основе массивы значений нормируются по выбранному из всех ихэлементов максимальному значению.Поскольку значения элементов массивов определяются сучетомдлиныпроводников, то в формулах для продольных и поперечных компонент её учитывать неследует. Они вытекают непосредственно из уравнений (3.7).

Интенсивности прямогоизлучения продольной и поперечной составляющих для i-ого проводника будутхарактеризоваться параметрами275EPR ,i2cos(P ,i )kc ,i 2kп ,i 2,kc,i ; EP,i  sin( P,i )rP,i 2rP,i 2 с 2 rP ,i 4(4.22)где kc,i и kп,i — элементы соответствующих массивов для сигнала в i-ом проводнике и дляего производной. Аналогичные соотношения для распространения радиоволн вдольотраженного от пластины заземления луча имеют вид2 cos(O ,i )kc ,i 2kп ,i 2EOR ,i kc,i ; EO,i  sin(O ,i ).(4.23)rO ,i 2rO ,i 2 с 2 rO ,i 4Совокупность векторов R Pn ,i ,  Pn ,i , ROn ,i , On ,i для каждого проводника определяетнаправления компонентов их поля с амплитудными характеристиками (4.22) и (4.23).Среднее или пиковое показание ИП будет определяться скалярным функционаломNFEPR ,i R Pn ,i  EP,i  Pn ,i  EOR ,i R On ,i  EO,i On ,i .i 1(4.24)Если охарактеризовать ориентацию плоскости поляризации измерительнойантенны вектором A , то соответствующий функционал FA будет определяться проекцией Nвектора P   EPR ,i R Pn ,i  EP,i  Pn ,i  EOR ,i R On ,i  EO,i On ,i на направление вектора A :i 1  FA  A, P / A .(4.25)Зависимость (4.25) может быть легко распространена на случай неидеальнойполяризационной избирательности антенны по аналогии с (4.6).

Из (4.25) следует, чтомаксимум показаний ИП при горизонтальной и вертикальной поляризации измерительнойантенны может достигаться в разных точках наблюдения. Поэтому в общем случае длякаждой частоты анализа следует выполнять раздельный поиск точек наблюдения для этихслучаев. Если конструкция РЭС такова, что количество приходящих в точку наблюдениялучей может быть более двух рассмотренных, то в этом случае их вклад в общуюнапряженность определяется аналогично. Временная расфазировка в данном случае неучитывается, что соответствует наихудшему случаю.Аргументы функционалов (4.24) и (4.25) зависят от координат точки наблюдения.Поиск её положения, которое следует использовать при расчете напряженностиэлектромагнитного поля для данного типа поляризации, может быть существеннозатруднен, что связано с необходимостью определения глобального максимумафункционалов (4.24) или (4.25).

Действительно, каждому проводнику соответствуетчетыре вектора, суммируемых в точке наблюдения. Если предположить, что количествоотобранных проводников составляет N = 100, то функционал F содержит под знакоммодуля сумму 400 векторов, причем как направление, так и модуль каждого из нихзависят от координат точки наблюдения. Рекомендовать выполнять поиск максимума276дифференцированием с последующим поиском точек, соответствующих нулевымпроизводным, нельзя еще и потому, что это потребует поиска всех максимумов.Несмотря на громоздкость выражений (4.24) и (4.25), они при непосредственномрасчете не потребуют значительных объемов памяти и машинных ресурсов, причемрасчет для множества точек потребует существенно меньшего времени, чем взятиепроизводной и поиск всех максимумов с учетом имеющихся ограничений.

Поэтомуможно предложить следующую методику определения положения точки наблюдения.1. Во введенной системе координат определяют положение оси вращения РЭС всоответствии с рис. 1.2. Точку пересечения оси вращения с плоскостью пластинызаземления принимают за начало координат.2. В соответствии с (4.24) или (4.25), приведенными выше соотношениями ирекомендациями строится функционал, характеризующий показание измерительногоприемника при текущем положении точки наблюдения.3. Определяются границы варьирования положения точки наблюдения поотношению к исследуемому РЭС. Обычно высота подъема измерительной антенныизменяется в диапазоне от 1 до 4 м для измерительных расстояний R = 3 и 10 м и от 2 до6 м для R = 30 м для каждого из типов поляризации. Если плоскость пластины заземлениясовпадает с плоскостью XY системы координат, то координата z точки наблюденияварьируется в указанных пределах.

Характеристики

Список файлов диссертации