Диссертация (1137191), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Разработанный алгоритм позволяетперейти к разработке персонального обеспечения по расчётуэффективности экранирования.3. С целью верификации алгоритма выполнил тестовые расчётыэлектромагнитногоэкранасразличнымипараметраминеоднородности. Результаты получены для различных частот и непротиворечат физики экранирования. Подтверждена гипотеза опревалирующим влияние на эффективность экранирования зоны схудшем показателем.56Глава 3. Разработка алгоритма расчёта экрана иего визуализация3.1.Конструкторское проектирование экрановНа сегодняшний день процесс конструирования электромагнитныхэкранов выглядит следующим образом (рис.
18):рис. 18Процесс проектированияПроцесспроектированияперфорированногоэлектромагнитногоэкрана начинается с технического задания. Получив техническое задание,на сегодняшний день, конструктора начинает сразу строить реальную57физическую модель экрана, выполняя пункты технического задания,зачастую, исходя из своего собственного опыта. Как можно догадаться, уконструктора далеко не всегда удаётся построить с первого разаэлектродинамический экран, полностью удовлетворяющий требованиямтехнического задания. И определять эффективность экранирования невходит в задачи конструктора.
Так что, после этапа построения реальнойфизической модели экрана, конструктор передаёт его следующим людям,которыебудутэффективностьрассчитыватьэкранированияэффективностьнеэкранирования.удовлетворяетсяЕслитребованиямтехнического задания, то этот экран возвращается обратно конструкторуна доработку. Этот цикл может быть достаточно долгим, исходя изспецифики технического задания. После того, как конструктору удалосьпостроить электродинамический экран, который полностью удовлетворяеттребованиям технического задания, экран отправляется дольше наразличные испытания, включая испытания на мощный электромагнитныйимпульс. И даже здесь, если по каким-то причинам, экран проваливаетиспытания, то он обратно отправляется конструктору.Как можно видеть процесс от подачи технического задания, довыхода готового продукта занимает огромное количество времени испрогнозировать точное время на производство экрана практически невозможно.Для решения сложившейся проблемы я предлагаю следующеерешение, которое можно представить в виде схемы (рис.
19):58рис. 19Проектирование электродинамического экранаВ данном предложении я хотел бы избавиться от длительных иресурсоёмких этапов по созданию электродинамического экрана. Аименно, предположим, если создать методику расчёта эффективностиэкранирования на первых этапах конструирования электродинамическихэкранов и более того, сделать компьютерное моделирование экрана,который полностью бы удовлетворял требованиям технического задания.Понятно, что это всё нужно реализовать в виде программного комплекса,который отдаётся конструктору.Реализовать эту идею можно следующим образом. На первом этапе,после получения технического задания, конструктору уже не нужно сразустроить реальную физическую модель электродинамического экрана. Аему нужно её смоделировать в программе.
Далее, если раньше конструкторотдавал физическую модель другим людям для расчёта эффективностиэкранирования то сейчас, с помощью этой программы он сразу,автоматически получает эффективность экранирования построенной им59модели. Это очень выгодно с точки зрения экономии большого количествавремени,таккакеслираньше,послерасчётаэффективностиэкранирования и если модель экрана не удовлетворяла требованиямтехнического задания, экран отправлялся обратно конструктору и этотпроцесс занимал большое количество времени. И этот цикл могпродолжаться большое количество раз.В своей работе я использую аналитические методы расчётаэффективности экранирования, так как расчёт по ним очень прост и быстр.Да, пусть он не очень точен, но этим методом можно смело пользоватьсяна первом этапе проектирования конструктору.
Он позволит избежатьбольших ошибок, которые он допускал раньше.В итоге я пытаюсь объединить несколько этапов в один, которыйбудет проходить только один человек.Более детально эту методику я опишу в своей работе далее.3.2.Программный комплекс оценки эффективностиэкранирования при конструкторском проектированииэкранов.Метод расчёта эффективности экранирования для неоднородныхэлектромагнитных экранов можно представить в виде следующегоалгоритма (рис.
20):60рис. 20Алгоритм для расчёта эффективности экранирования для неоднородныхэлектромагнитных экрановВ дополнение к этому алгоритму (рис. 20) предлагается алгоритм 3Dмоделирования электромагнитного экрана (рис. 21):61рис. 21Алгоритм 3D моделирования электромагнитного экранаВосновепрограммногокомплексаоценкиэффективностиэкранирования при конструировании электромагнитного экрана лежитаналитическийметодрасчётаэффективностиэкранирования,вводитсярасстояниеисточникарассмотренный выше.Напервомэтапеотдоэлектромагнитного экрана для того, чтобы определить зону, в которойнаходится экран. Так как мы рассматриваем только дальнюю зону, то еслиполучается так, что экран расположен в ближней зоне, то программныйкомплекс предупреждает об этом.Если пользователь проходит проверку, то ему предлагается ввеститип экрана, как я уже рассматривал выше в данной работе, это может бытьсплошной экран, экран с круглыми отверстиями, с прямоугольнымищелями или экран, состоящий из всех трёх или двух зон.Далее вводятся исходные данные, и происходит нужный расчёт (взависимости от того, что было до этого выбрано).62В результате пользователь видит эффективность экранированиязаданного им электромагнитного экрана.
Также отображается графикзависимости эффективности экранирования от частоты, для болеенаглядного представления защитных свойств экрана в зависимости отвоздействующей на него частоты.Алгоритмвизуализации3Dмоделиэкранавреализациипрограммного комплекса выглядит в виде отдельно модуля (своего родаподпрограммы). Здесь представлена графическая модель экрана, сизображением на ней апертур, которые были заданы в исходных данных.Хотя, не смотря на то что этап задания исходных данных был несколькораньше и более того он был в отдельном модуле, здесь пользователь можетпоправить исходные данные, а именно геометрические параметры самогоэкрана, т.е.
его длину, ширину и высоту. А также пользователь можетизменить геометрические параметры отверстий (диаметр для круглогоотверстия, и длину и ширину для прямоугольной щели). Также можно ивовсе удалить не нужные отверстия или наоборот добавить. Помимо всегопрочего пользователь может расположить отверстия в том месте экрана, вкотором ему это нравиться.Следует заметить на то, что эти два модуля взаимозаменяемы. Т.е.изменения в одном, сразу же обновляются в другом и наоборот. Такимобразом, организована своего рода синхронизация между этими двумямодулями, что создаёт особенное удобство в использовании даннойпрограммы.В заключение этого раздела хочу опять заметить, что данныйпрограммный комплекс построен на основе аналитического метода расчётаэффективности экранирования, и он годится только на начальной стадиипроектирования электродинамических экранов, что, как я уже говорил вданной работе, существенно сокращает процесс конструкторских работ,как по временным параметрам, так и по экономическим.63Иоднимэффективностиизнедостатковэкранирования–аналитическогоэтометоданевозможностьрасчётаопределениярезонансной зоны.
Поэтому я предлагаю способ определения частот, прикоторых будет появляться явление резонанса.3.3.Резонансная зона электромагнитного экрана сапертурамиПри аналитическом расчёте мы не учитываем явление резонанса. Номожно приблизительно вычислить частоту, при которой происходитрезонанс.Для достижения поставленной цели, нужно рассмотреть некоторыедостоверные источники, в которых был произведён расчёт эффективностиэкранирования перфорированного электромагнитного экрана и этот расчётбыл подтверждён экспериментальными измерениями.Рассмотрим экран с геометрическими размерами 30х12х30 см,толщиной экрана 4 мм и центральным отверстием размером 18х5 см.Вычисления [111, 116, 118] и измерения производились в частотномдиапазоне от 500 МГц до 1200 МГц. Полученные значения эффективностиэкранирования видно на графике (рис.
22):рис. 2264Эффективность экранирования заданного экранаНа рисунке (рис. 22), при частотах от 560 МГц до 960 МГц, виденрезонанс.Аналогичнопроизведёмисследованиядлядругогоэлектромагнитного экрана (рис. 23).рис. 23Эффективность экранирования заданного экранаЗдесь (рис. 23) также видно, что эффективность экранированияперфорированного электромагнитного экрана мала в диапазоне частот от570 МГц до 930 МГц.Также можно рассмотреть экран со следующими геометрическимипараметрами: 30х12х30 см, толщиной экрана 4 мм и центральнымотверстием размером 10х0,5 см.
Вычисления и измерения производились вчастотном диапазоне от 100 МГц до 1200 МГц. Полученные значенияэффективности экранирования видно на графике:Рассмотрим экран с геометрическими размерами 30х12х30 см,толщиной экрана 4 мм и центральным отверстием размером 20х3 см.Вычисления и измерения производились в частотном диапазоне от 100МГц до 1200 МГц. Полученные значения эффективности экранированиявидно на графике (рис.
24):65рис. 24Эффективность экранирования заданного экранаЗдесь(рис.24)видно,чтоэффективностьэкранированияперфорированного электромагнитного экрана мала в диапазоне частот от670 МГц до 710 МГц.Тем самым можно сделать следующий вывод:Начало резонанса можно определить по формуле (50):=(50)(50)Гдеc - скорость света,l - ширина отверстия,n - число (1 или 2 или 4)Продолжительностьрезонансаможновычислитьобразом (51): = 100Гдеh – высота отверстия.МГцсм× ℎ см (51)(51)следующим66Подставив исходные данные в выведенные эмпирическим путёмформулы, мы видим, что вычисленные значения приблизительно сходятсясизмереннымизначениями.Вэтихобластяхэффективностьэкранирования незначительна.Таким способом можно рассчитывать частоты, при которыхпроисходит резонанс.
Следует отметить, что ширина резонанса неменяется на всём диапазоне частот.Выбор и обоснование языка программирования3.4.В качестве языка программирования был выбран C++ Builder.Основаниемдляэтоговыборапослужилидостоинстваязыка,позволяющие использовать его для:1. работы со статистическими типами данных.2. поддержания множества стилей программирования, таких какпроцедурное, объектно-ориентированное и обобщённое.3. совмещения с языком Си4.
работы на разных платформах.Языкпозволяет,засчёткроссплатформеннойбиблиотекикомпонентов CLX разрабатывать приложения для Windows, переносимыена платформу Linux с минимальными изменениями. Инструменты языкадляплатформыLinuxобеспечиваютсовместимостьприложений,использующих CLX компоненты на уровне кода. Интернет компонентаNetCLXпозволяетсоздаватькроссплатформенныеприложениясиспользованием расширения API и CGI-сценариев для web- серверовApache, Microsoft IIS и NetScape Web Server.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
