Материал: Сборник трудов победителей конкурса на лучшую научную работу студентов и аспирантов ВГТУ

Таким образом, разбив ДР, размещенную на ПДВ,

ДАВВ, видимо,

необходимо

использовать

критерий,

на подрешетки,

содержащие

по 7 элементов, следует

учитывающий КИП апертуры. Дополнительная коррек-

разнести их в пределах единой ДР на расстояния, от-

ция формы диаграммы направленности может быть

личные от исходного шагаℓ, но обеспечивающие син-

выполнена путем подбора оптимального закона изме-

фазное сложение излучаемых элементарными подре-

нения по длине апертуры ширины проводников, реали-

шетками полей. Поскольку каждая из подрешеток в

зованных, например, в виде лент [5].

РПИ характеризуется значительно более высоким КПД,

Таким образом, выполнено исследование ДАВВ,

нежели единая ДР без разнесения подрешеток, апертура

параметры апертуры которой подобраны ,такчтобы

с разнесением подрешеток может потенциально гаран-

излучение осуществлялось строго поперечно. Получена

тировать высокую излучательную способность.

зависимость КПД апертуры от числа элементов ДР, по-

Для проверки данного тезиса выполнено числен-

зволившая выбрать размер однотипных подрешеток в

ное моделирование, при котором ДР на ПДВ из 49-ти

составе апертуры диэлектрической антенны. Выполне-

элементов была разбита на подрешетки по7 элементов,

на

оптимизация

взаимного

расположения

подрешеток

а расстояния между нимиDℓi, где i = 1...6, подбирались

по критерию максимума КПД в режиме поперечного

так, чтобы обеспечить максимум КПД апертуры при

излучения, которая подтвердила возможность устране-

сохранении РПИ. Поскольку метод последовательного

ния дифракции Брэгга и значительного увеличения из-

перебора при отыскании подходящих значенийDℓi при-

лучательной способности апертуры ДАВВ.

водит к неоправданно большим затратам времени, для

Литература

поиска максимума целевой функции использован гене-

тический алгоритм, аналогичный тому, который приме-

1.

Останков

А.

В.

Ретроспективный анализ возможностей,

нен при оптимизации антенны вытекающей волны, реа-

конструкций

и

основных характеристик дифракционных ан-

лизованной

на

основе нагруженной диэлектрическим

тенн вытекающей волны // Вестник Воронежского государст-

волноводом

металлической

гребенки[4]. Результаты

венного технического университета. — 2010. — Т. 6. — № 8.

оптимизации

— расстояния

между подрешетками—

— С. 75-81.

представлены в таблице, диаграмма направленности

2. Шестопалов В. П. Физические основы миллиметровой и

антенны — на рис. 3.

субмиллиметровой

техники. Т.

1. Открытые структуры. —

Киев: Наукова думка, 1985. — 216 с.

Расстояния

между

подрешетками

ДАВВ

3. Калиничев В. И. Дифракция поверхностных волн на решет-

после

оптимизации по критерию максимума КПД в РПИ

ке металлических стержней и анализ диэлектрической антен-

ны вытекающей волны / В. И. Калиничев, Ю. В. Куранов //

Dℓ1/l

Dℓ2/l

Dℓ3/l

Dℓ4/l

Dℓ5/l

Dℓ6/l

Радиотехника и электроника. — 1991. — Т. 36. — № 10. —

0.95726

0.75011

0.79120

0.16723

0.07306

0.81791

С. 1902-1909.

4. Останков А. В. Анализ и оптимизация дифракционной ан-

Расчеты показывают, что КПД апертуры после оп-

тенны поверхностной волны// Антенны. — 2010. — № 9

тимизации взаимного расположения подрешеток увели-

(160). — С. 44-53.

5. Останков А. В. Расчет параметров решетки из проводящих

чился до 87,6 (!) %, а коэффициент отражения поверх-

лент на экранированном диэлектрическом волноводе для ан-

ностной волны от ДР уменьшился до 11,3 %. Это следу-

тенны дифракционного излучения/ А. В. Останков, И. А.

ет считать подтверждением сформулированного выше

Кирпичева // Современная наука: актуальные проблемы тео-

тезиса. Однако рост КПД в РПИ сопровождается сни-

рии и практики. Серия: Естественные и технические науки. —

жением направленных свойств ДАВВ— КИП умень-

2015. — № 1-2. — С. 3-10.

шился до 0,51.

Для улучшения направленных

свойств

-300

j, deg

10

20

30

40

50

60

70

80

90 100 110 120 130 140 150 160 170 180

В данной работе представлен один из передовых подходов к решению вопросов

обеспечения

электромагнитной совместимости, использующий ближнее электромагнитное поле

Анализ

современного

состояния

проблемы

«характеристиками

ЭМС» изделия

(средства).

Как

обеспечения

ЭМС

ЭС

показывает, что

можно

отмечалось, одной из причин возникновения проблемы

выделить основные аспекты, которые определяют ее

ЭМС является несовершенство характеристик ЭМС

научно-техническую основу.

различных ЭС. Анализ характеристик ЭМС различных

Изучение условий пользования радиоканалами

ЭС, включая

их

экспериментальные

исследования,

различными радиослужбами и разработка принципов

привел к созданию инженерных методов расчета и

управления

ресурсом,

включая

экономические

научному

обоснованию

во

концепции;

установление

закономерностей

совершенствования таких характеристик.

дальнейшего использования РЧР(прогнозирование);

Подход к определению роли и значения какой-

совершенствование

международной

и

национальной

либо

характеристики

ЭМС

при

решении

задач

нормативно-технической

документации (НТД),

обеспечения ЭМС зависит от уров, няа котором

относящейся к пользованию ресурсом.

решается задача. Принято рассматривать три уровня:

Выявление

источников

и

определениемежсистемной

ЭМС –

обеспечение ЭМС

между

энергетических,

частотных

и

временныхотдельными

автономными

системами(например,

характеристик

НЭМП,

статистический

анализ,

системой космической радиосвязи и радиорелейной

обусловленный

вероятностным

характером

помех,

системой); внутрисистемной ЭМС – обеспечение ЭМС

моделирование

и

изучение

влияния

среды

на их внутри

сложного

радиоэлектронного

комплекс

распространение;

изучение

особенностей

влияния

(например, между отдельными средствами, входящими

НЭМП

на

работу

различных

;

приемников

оборудование

летательного

);

ап

совершенствование

методов

и

средств

измерений

внутриаппаратурной ЭМС – обеспечение ЭМС внутри

помех; создание НТД на допустимые уровни помех и

отдельного прибора (блока)

между

его

узлами

и

реализация

соответствующих

стандартныхкомпонентами

(например,

внутри

блока

требований.

Очевидно,

что

число

,систем

радиопередатчика или внутри ЭВМ). Учет требований

использующих радиоканалы и устройства электронной

к ЭМС в процессе конструирования ЭС относится

техники, будет непрерывно возрастать, что приведет к

главным образом к двум последним уровням

возрастанию НЭМП и трудностям пользования РЧР

обеспечения ЭМС.

вследствие его ограниченности, что влечет за собой

Качество ЭС надо оценивать по совокупности

необходимость

совершенствования

методов

удовлетворения

требований

к

функциональны

способов помехозащиты.

характеристикам и характеристикам ЭМС. Последние

Выявление

характеристик

ЭМС

различных

требования должны закрепляться стандартами на

радиоэлектронных,

электротехнических

и

характеристики (параметры) ЭМС.

электронных

средств,

определение

значений

их

Определение

реальных

электромагнитных

величин, в том числе статистических, классификация и

условий, в

которых

функционирует

или

должно

моделирование

характеристик;

создание

НТД,

функционировать

конкретное

средство

при наличии

регламентирующей допустимые характеристики, и

или отсутствии полезного сигнала на его сигнальном

реализация

требований

такой

НТД

в

процессахвходе

в случае действия(или

возможного

действия)

разработки, производства и эксплуатации различных

НЭМП через этот вход или помимо него.

средств.

Установление

параметров

ЭМО

может

Технические

характеристики

любого

ЭС

аналитическим

(прогнозирование)

с

помощью

можно разделить на две группы: функциональные,

вероятностных,

детерминированных

или

определяющие

способность изделия(т.

е. качество

комбинированных

и

экспериментальных

моделей

изделия как пригодность удовлетворять потребностям)

ЭМО посредством измерения электромагнитных полей

и влияющие на ЭМС, определяющие способность

сигналов и помех, а также напряжений (токов) в цепях

изделия функционировать совместно и одновременно

электропитания и коммутационных цепях в заданных

с

другими

изделиями

в

некоторой

системечастотных, пространственных

и

временных

условиях.

(выражающие системное качество изделия). К первой

В соответствии с тремя уровнями обеспечения ЭМС

группе, например, можно

отнести

мощность

рассматриваются и три вида ЭМО– созданные между

радиопередатчика и чувствительность приемника. Ко

системами,

внутри

системы (в

которой

второй – мощность побочного излучения на частоте

функционируют ее элементы) и внутри аппарата(в

гармоники передатчика и восприимчивость приемника

которой функционируют его элементы).

к помехе на частоте побочного канала

.

приема

Чтобы

обеспечить

ЭМС

ЭС

реализую

Характеристики

второй

группы

при

дальнейшем комплекс

организационных

и

технич

изложении

будем

сокращенно

называтьмероприятий.

Первые

из

них

относятся

главным

образом к уровню межсистемной ЭМС и заключаются

влияние

НЭМП

от

имитаторов

пом

в

рациональном

выборе(распределении)

частот

регламентированными

характеристиками.

Возникла

радиоканалов

для

различных

, радиослужбтакже

потребность

в

разработке

особых

методов

установлении частотно-пространственного разнесения

измерений

и

испытаний

радиоэлектрон,

между ЭС с конкретными характеристиками ЭМС,

электротехнических

и

электронных

средств. Это,

определении места размещения средств и. дт. При

например,

статистические

методы

измерений,

этом выполняются соответствующие расчеты с учетом

позволяющие

определять

законы

распределения

функциональных характеристик и характеристик ЭМС

вероятностей значений энергетических, частотных и

применяемых ЭС, а также ЭМО.

временных

характеристик

НЭМП

от

различны

Технические

мероприятия

делятся

наисточников.

конструкторско-технологические и схемотехнические.

Особые задачи в измерительной технике стали

Первые из них реализуются в основном на уровнях

неизбежными

также

из-за того, что измерения в

внутрисистемной и внутриаппаратурной ЭМС, вторые

области

ЭМС

при

использовании

аппаратуры

– на

всех

уровнях

обеспечения

ЭМС

систем

иобычным

ручным

управлением

оказались

очен

устройств.

Такие

мероприятия

могут

бытьтрудоемкими

и

неоперативными. Это

привело

к

аналитическими (анализ, расчеты, прогнозирование) и

необходимости создания и широкого применения

практическими

на всех уровнях с учетом

реальной

автоматизированных

измерительно-вычислительных

ЭМО, в которой функционирует ЭС или ее элементы.

комплексов (АИВК) для измерения помех, например

Это, например, аналитическое определение частотно-

для

экспериментального

определения ,

ЭМОи

пространственных разнесений между РЭС конкретной

восприимчивости различных устройств к помехам, в

радиослужбы в так называемых парных и групповых

том числе при серийном выпуске ЭС.

ситуациях

действия

помех

от

радиостанций,

Новые

научно-технические

задачи

появились

прогнозирование помех внутри сложного комплекса

и в области стандартизации методов

и

средс

средств (например, в бортовом комплексе самолета)

измерений и испытаний, а также при разработке

или

между

узлами

блока(прибора),

расчет

метрологического обеспечения таких средств.

эффективности устройств помехоподавления и пр.

Методы и способы обеспечения ЭМС во

Литература

многих случаях связаны с реализацией требований

специальной

НТД,

в

том

числе

стандартов,

1. Князев А. Д., Кечиев Л. Н. Конструирование

регламентирующих

соответствующиерадиоэлктронной

и

электронновычислительной

организационные и технические мероприятия.

аппаратуры

с

учетом

электром

Развитие комплексной проблемы обеспечения

совместимости. – М.:Радио и связь, 1989. – 224с. ;

ЭМС систем и устройств привело к новым задачам

2.

Макаров

О..Ю Методы

обеспечения

измерения

значений

радиотехнических

внутриаппаратурной электромагнитной совместимости

электротехнических величин, определяющих ЭМО и

и помехоустойчивости в конструкциях электронных

характеристики

(параметры) ЭМС. Новые

задачи

средств: монография / О.Ю. Макаров, А.В. Муратов,

привели к необходимости создания и промышленного

М.А. Ромащенко. –

Воронеж:

ФГБОУ

ВПО

выпуска нетрадиционной измерительной техники и

«Воронежский

государственный

техническ

особого испытательного оборудования. Это, например,

университет», 2013. – 234 с.

анализаторы

статистических

распределений 3.

Уайт

.Д Электромагнитная

совместимость

характеристик

помех,

стандартные

измерители

радиоэлектронных

средств

и

непреднамеренные

индустриальных помех и нестандартные регистраторы

помехи. Выпуск 3.Под ред. А.Д. Князева - М.:

и имитаторы помех от нестационарных процессов в

Сов.радио, 1979. - 464 с.;

сетях

питания,

а также специальные камеры для

4.

http://emc-problem.net

испытаний

устройств

на

создаваемые

помехи и

на