Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Методы формирования электромагнитных полей при проведении испытаний на электромагнитную совместимость 9
1.1 Существующие методы проведения испытаний на электромагнитную совместимость 9
1.2 Выводы 17
Глава 2 Расчет электромагнитного поля регулярной части ТЕМ-камеры 18
2.1 Существующие методы расчета электромагнитных характеристик регулярных линий передач 18
2.2 Расчет электромагнитных полей в регулярной части ТЕМ-камеры методом частичных областей 22
2.3 Дисперсионные характеристики собственных типов волн регулярной части ТЕМ-камеры 32
2.4 Определение поля в третьей области 38
2.5 Определение поля в первой и второй областях 39
2.6 Выводы 40
Глава 3 Результаты численного расчета характеристик регулярной части ТЕМ-камеры 41
3.1 Конструкция ТЕМ-камеры 41
3.2 Расчет дисперсионных характеристик собственных типов волн регулярной части ТЕМ-камеры 44
3.3 Электрическое поле в третьей области регулярной части ТЕМ-камеры 48
3.4 Электромагнитное поле волны основного типа регулярной части ТЕМ-камеры в первой и второй областях 50
3.5 Электромагнитное поле высших типов волн в регулярной части ТЕМ-камеры 62
3.6 Выводы 64
Глава 4 Расчет характеристик пирамидальных переходов ТЕМ-камеры 65
4.1 Существующие методы расчета нерегулярных линий передач 66
4.2 Метод расчета нерегулярных линий передач с использованием многомодовой матрицы рассеяния 72
4.3 Расчет матрицы рассеяния неоднородности в виде скачка поперечных размеров и электродинамических параметров среды заполнения линии передачи 80
4.4 Результаты расчета многомодовой матрицы рассеяния неоднородности в виде скачка геометрических размеров в полосковой линии 87
4.5 Результаты расчета электродинамических характеристик пирамидального перехода ТЕМ-камеры 90
4.6 Выводы 95
Глава 5 Расчет частотной характеристики ТЕМ-камеры 96
5.1 Существующие методы расчета характеристик объемных резонаторов на запертых модах 97
5.2 Расчет характеристик резонаторов на запертых модах с использованием многомодовых матриц рассеяния 98
5.3 Идентификация типов волн, обусловливающих резонансы в ТЕМ-камере 102
5.4 Условия возбуждения резонансов в ТЕМ-камере 106
5.5 Выводы
Заключение 111
Список использованных источников 113
- Существующие методы проведения испытаний на электромагнитную совместимость
- Расчет электромагнитных полей в регулярной части ТЕМ-камеры методом частичных областей
- Расчет дисперсионных характеристик собственных типов волн регулярной части ТЕМ-камеры
- Метод расчета нерегулярных линий передач с использованием многомодовой матрицы рассеяния
Введение к работе
Диссертация посвящена разработке методов расчета и анализу характеристик электромагнитных полей в ТЕМ-камерах, которые используются при проведении испытаний электронных компонентов и систем на электромагнитную совместимость.
Актуальность темы
В современной экспериментальной физике и технике идет активное внедрение электронных узлов и микрокомпьютерных систем, которые позволяют расширить функциональные возможности и улучшить технические характеристики аппаратуры.
Ключевой проблемой такой аппаратуры является надежность используемых в них электронных компонентов. Одной из причин выхода из строя электронных компонентов является воздействие электромагнитных полей большой интенсивности, имеющих искусственное или естественное (природное) происхождение.
К искусственным источникам электромагнитных полей относятся, например, работающие радио- и телевизионные станции, промышленные установки индукционного нагрева, линии электропередач, вычислительные устройства, радиорелейные линии, радиолокационные станции, коммутационные устройства, электродвигатели, электролюминесцентные лампы, дуговые сварочные аппараты, системы радиопротиводействия, предназначенные для создания преднамеренных помех работающим радиоэлектронным системам. Импульсные электромагнитные поля большой интенсивности, которые возбуждаются в результате ядерных взрывов и взрывов электромагнитных бомб, также могут являться причиной выхода из строя электронных узлов и систем.
Среди источников естественного происхождения следует отметить молниевые разряды во время гроз, вызывающие импульсные электромагнитные поля большой интенсивности.
Это обусловливает необходимость проведения испытаний электронных систем и приборов на устойчивость к электромагнитным полям большой амплитуды [1] - [10].
В настоящее время известно несколько методов проведения испытаний на
электромагнитную совместимость, среди которых наиболее
распространенными являются испытания в ограниченном пространстве экранированного помещения [11] - [30].
Одним из вариантов экранированного помещения является ТЕМ-камера [27] - [30]. Полностью экранированная конструкция камеры исключает опасность для обслуживающего персонала и измерительной аппаратуры, расположенных вне ТЕМ-камеры, во время проведения испытаний. Кроме того, применение такой камеры позволяет достаточно просто и с высокой степенью точности изменять и контролировать параметры воздействующего на испытуемый объект электромагнитного поля.
ТЕМ-камера представляет собой отрезок регулярной полосковой линии передачи, на концах которой включены пирамидальные переходы, представляющие собой нерегулярные линии передачи.
Характеристики регулярных полосковых линий передач исследовались в работах Нефедова Е.И., Никольского В.В., Веселова Г.И., Неганова В.А., Шугурова В.К., характеристики нерегулярных линий — в работах Фельдштей -на А.Л., Каценеленбаума Б.З., Темнова В.М.
Однако несмотря на достаточно широкое применение таких ТЕМ-камер, в литературе отсутствует корректная методика расчета ее основных параметров и конструктивных элементов, а также результаты расчета электромагнитного поля внутри нее. Это не позволяет судить о соответствии условий проведения испытаний реальным условиям, затрудняет проведение испытаний
электронных компонентов и систем, не позволяя правильно интерпретировать полученные экспериментальные данные.
Все это обусловливает актуальность исследования электродинамических характеристик ТЕМ-камер, предназначенных для проведения испытаний различных технических средств при воздействии на них электромагнитных полей большой интенсивности.
Цель работы
Разработать методы расчета и исследовать характеристики электромагнитных полей в ТЕМ-камере.
В соответствии с поставленной целью определены основные задачи диссертации:
Исследовать характеристики электромагнитных полей в регулярной части ТЕМ-камеры.
Разработать метод расчета и рассчитать внешние электродинамические характеристики пирамидальных переходов.
Разработать метод расчета и рассчитать частотные характеристики ТЕМ-камеры.
Разработать метод идентификации собственных типов волн в регулярной части ТЕМ-камеры, обусловливающих резонансные явления в ней.
Определить условия возбуждения резонансов в ТЕМ-камере.
Методы исследования
При расчете электромагнитных полей применялся метод частичных областей, основанный на строгом решении уравнений Максвелла; при расчете характеристик нерегулярных линий и частотных характеристик ТЕМ-камеры использовались многомодовые матрицы рассеяния.
Для подтверждения достоверности полученных теоретических результатов проводились экспериментальные исследования характеристик ТЕМ-камеры.
Научная новизна работы
По соотношениям, полученным методом частичных областей, произведен расчет дисперсионных характеристик и составляющих электромагнитного поля в ТЕМ-камере. Уточнены размеры рабочей зоны ТЕМ-камеры, рассчитаны структуры полей 10 собственных типов волн регулярной части ТЕМ-камеры.
Предложен метод расчета внешних электродинамических характеристик нерегулярных линий передач с использованием многомодовои матрицы рассеяния, с помощью предложенного метода рассчитаны внешние электродинамические характеристики пирамидальных переходов.
Предложен метод расчета частотных характеристик ТЕМ-камеры с использованием многомодовои матрицы рассеяния.
Предложен метод идентификации собственных типов волн, обусловливающих резонансы в ТЕМ-камере.
Получено условие для расчета резонансных частот ТЕМ-камеры при ее работе в многомодовом режиме.
Практическая значимость работы
Практическая значимость проведенных в диссертационной работе исследований заключается в возможности использования полученных результатов при проектировании испытательных комплексов на основе ТЕМ-камер, при интерпретации экспериментальных результатов испытаний электронных компонентов и систем на электромагнитную совместимость.
Положения, выносимые на защиту
Результаты расчета дисперсионных характеристик, распределения электромагнитного поля и структур полей в регулярной части ТЕМ-камеры, размеры ее рабочей зоны.
Метод расчета внешних электродинамических характеристик нерегулярных линий передач с использованием многомодовых матриц рассеяния, результаты расчета многомодовых матриц рассеяния пирамидальных переходов ТЕМ-камеры.
Метод расчета частотной характеристики ТЕМ-камеры с использованием многомодовой матрицы рассеяния при учете в ее регулярной части всех распространяющихся типов волн, результаты расчета частотной характеристики ТЕМ-камеры.
Метод идентификации собственных типов волн, обусловливающих возбуждение резонансов в ТЕМ-камере, условие для расчета ее резонансных частот.
Внедрение результатов исследования в практику
Результаты проведенных исследований использованы при разработке, вводе в эксплуатацию, проведении испытаний и интерпретации полученных результатов в Дирекции по техническому развитию ОАО «АВТОВАЗ».
Апробация работы
Результаты диссертационной работы докладывались на 5 Международных, 4 Российских, 2 межвузовских конференциях и семинарах, опубликованы в 17 печатных работах и защищены патентом на изобретение [31]-[48].
Существующие методы проведения испытаний на электромагнитную совместимость
Существует два основных метода испытаний систем: 1) полевые испытания в открытом пространстве - измерения диаграмм направленностей антенн, характеристик излучения электромагнитных полей крупногабаритных изделий с электронными компонентами, влияния на них электромагнитных полей большой амплитуды [3] — [11]; 2) испытания относительно малогабаритных радиоэлектронных изделий в ограниченном пространстве экранированного помещения [12] - [30]. При полевых испытаниях с применением антенн необходимо учитывать отражения радиоволн от земли, различных строений, растительного покрова местности и др. Площадка для измерений должна быть открытой и ровной и находиться на значительном расстоянии от зданий, линий электропередачи, каких-либо ограждений и т.д. Кроме того, необходимо контролировать до и во время испытаний уровень внешних электромагнитных помех из окружающего пространства.
Большая длительность таких испытаний, связанная с необходимостью транспортировки обслуживающего персонала, испытуемых изделий и измерительных приборов, а также с переменными погодными условиями, существенно повышает стоимость измерений и во многих случаях приводит к нецелесообразности полевых испытаний. Вследствие этого относительно малогабаритную аппаратуру испытывают в экранированных помещениях.
Известен метод формирования электромагнитных полей, в котором в качестве экранированного помещения используется безэховая камера [15]- [21]. Камера представляет собой полностью экранированное помещение, стены, пол и потолок которого покрыты поглощающей структурой, благодаря чему имитируется открытое пространство. В безэховую камеру помещается испытуемое техническое средство и облучающая антенна, формирующая электромагнитное поле с заданной напряженностью в месте расположения технического средства.
Такая камера, однако, не подходит для исследования на низких частотах, так как при уменьшении частоты увеличиваются геометрические размеры облучающей антенны, труднее обеспечить отсутствие отраженных электромагнитных волн от внутренних поверхностей безэховой камеры. Кроме того, затруднительной представляется задача создания электромагнитного поля большой напряженности с малой неравномерностью в месте расположения объекта испытаний.
Поэтому на низких частотах для проведения испытаний на устойчивость к электромагнитным полям большой интенсивности используется метод формирования электромагнитного поля с помощью камеры, в которой в месте расположения испытуемого объекта возбуждается распространяющаяся электромагнитная волна, не содержащая продольных составляющих электрического и магнитного полей. Такая волна имитирует плоскую волну в свободном пространстве.
Устройство состоит из генератора 1, подключенного к двум металлическим пластинам 2; с другой стороны пластины подключены к согласованной нагрузке 3. Испытуемый объект 4 помещается между металлическими пластинами. Для создания равномерного поля в месте расположения испытуемого объекта площадь металлических пластин должна быть в несколько раз больше площади испытуемого объекта, а расстояние между пластинами - как минимум в два раза больше высоты этого объекта. К недостаткам такого устройства следует отнести низкую рабочую частоту, не превышающую нескольких мегагерц, что обусловлено малым емкостным сопротивлением двух металлических пластин. Кроме того, происходит излучение в окружающее пространство электромагнитного поля, амплитуда которого возрастает по мере увеличения частоты. Конструкция камеры для проведения испытаний на основе двухпроводной линии Устройство отличается от рассмотренного выше тем, что проводящие пластины 2 выполнены в виде двухпроводной линии передачи, на входе и выходе которой для согласования с генератором 1 и нагрузкой 3 включены треугольные металлические пластины 5. Однако это устройство также имеет недостаток - излучение электромагнитного поля в окружающее пространство. Этот недостаток полностью устраняется в экранированных камерах. Генератор электромагнитного поля с ТЕМ-камерами [22] состоит в общем случае (рисунок 1.3) из генератора переменного напряжения, согласующих и Функциональная схема генератора электромагнитного поля с ТЕМ-камерой симметрирующих устройств, преобразователя напряжение - электромагнитное поле, вольтметра переменного напряжения, нагрузки для поглощения высокочастотной мощности, радиочастотных трактов для соединения функциональных элементов. Источником высокочастотного сигнала является генератор сигналов 7, который соединяется с помощью соединительного тракта 2 с согласующим и симметрирующим устройством 4. Для измерения амплитуды высокочастотного сигнала используется вольтметр 3. Допускается совмещение в одном устройстве нескольких функций и наличие дополнительных сервисных устройств.
Преобразователь 5 (то есть собственно ТЕМ-камера) должен состоять из одного или нескольких отрезков однородных линий передачи с постоянным волновым сопротивлением, в котором распространяется поперечная электромагнитная волна типа Т. Линии передачи преобразователя могут быть открытыми, закрытыми, с симметричным и несимметричным возбуждением. Преобразователь должен иметь рабочий объем, представляющий собой параллелепипед, в который вписывается испытуемое техническое средство. Рабочий объем должен располагаться в однородном поле на участке линии передачи, образующей преобразователь.
Расчет электромагнитных полей в регулярной части ТЕМ-камеры методом частичных областей
Регулярная часть ТЕМ-камеры состоит из наружной замкнутой металлической поверхности прямоугольного сечения и центрального проводника. Для анализируемого диапазона частот стенки и центральный проводник ТЕМ-камеры можно считать идеально проводящими, а толщину центрального проводника равной нулю. Для определения электромагнитного поля в регулярной части ТЕМ-камеры в соответствии с методом частичных областей ее поперечное сечение (рисунок 2.1) представляется в виде первой (7) и второй (2) частичных областей, в общем случае имеющих разные абсолютные диэлектрические saX, єа2 и магнитные /ла1, /ла2 проницаемости. Введем декартову систему координат так, как это показано на рисунке 2.1. Границу раздела между первой и второй частичными областями можно рассматривать как вырожденную область, имеющую в направлении оси у нулевую протяженность.
Известно, что для регулярных линий передач продольная зависимость электромагнитного поля, распространяющегося в положительном направлении оси z, описывается множителем exp(-z ) [100] - [102].
Из общего решения нужно выбрать такие решения, которые удовлетворяют граничным условиям для касательных составляющих электрического поля ЕТ и нормальных составляющих магнитного поля Нп на идеально проводящей поверхности регулярной части ТЕМ-камеры и на плоскости симметрии анализируемой структуры.
Известна работа [82], в которой в третьей частичной области использовался ортогональный тригонометрический базис, как и в первой и второй частичных областях. Однако в [83], [84] отмечалось, что при использовании такого тригонометрического базиса точность расчета коэффициента распространения собственных типов волн зависит от числа учитываемых гармоник поля, причем погрешность вычисления составляющих электрического и магнитного полей увеличивается при приближении к краю центрального проводника.
Обусловлено это тем, что при приближении к краю центрального проводника (х-»±х1, .у—»_yl), имеющего нулевую толщину, поперечные составляющие поля имеют особенность. С достаточной степенью точности аппроксимировать такой закон изменения поперечных составляющих электромагнитного поля тригонометрическим рядом Фурье не представляется возможным.
Известно большое число работ, в которых использовались различные ортогональные базисы, аппроксимирующие законы изменения составляющих электромагнитного поля с учетом особенностей поведения поля вблизи края центрального проводника. Вид ортогонального базиса в большинстве работ выбирался на основе интуитивных представлений. В [89] проведено сравнение различных базисов и проведен анализ точности определения коэффициента распространения у основного типа волны в зависимости от вида ортогонального базиса в третьей области. В качестве ортогональных функций, аппроксимирующих электрическое поле на границе раздела частичных областей, были проанализированы различные комбинации функций Бесселя первого рода J {(х), Ji(x), полиномов 2 Чебышева первого и второго рода Тп{х), Un(x) и тригонометрических функций sin(x), cos(x). Показано, что наименьшую погрешность при вычислении коэффициента распространения у основного типа волны имеет ортогональный базис с использованием полиномов Чебышева первого и второго рода Тп{х), Un(x), в которых особенности поведения поля учитываются функциями Л/ 1-Х .
В соотношениях для составляющих полей в частичных областях (2.28) - (2.53) неизвестные коэффициенты Аы, Вы, A2m, В2т, Сп, Dn, определяющие распределение электрического и магнитного полей всех собственных типов волн в частичных областях, и соответствующее им значение коэффициента распространения у подлежат определению из граничных условий в плоскости расположения центрального проводника. При этом вначале определяются для каждого собственного типа волны коэффициент распространения у, а затем - неизвестные постоянные коэффициенты А1т.
Из этого соотношения численно определяется коэффициент распространения у, входящий в элементы матрицы определителя. В результате решения уравнения (2.82) для любого значения частоты / можно определить все значения коэффициента распространения у, соответствующие различным собственным типам распространяющихся волн анализируемой структуры и представить их в виде дисперсионных характеристик собственных типов волн регулярной части ТЕМ-камеры - зависимости коэффициента распространения у каждого типа волны от частоты /.
Расчет дисперсионных характеристик собственных типов волн регулярной части ТЕМ-камеры
При расчете дисперсионной характеристики были использованы соотношения, полученные в разделе 2. Дисперсионные характеристики, которые описывают зависимость продольного волнового числа у от частоты / для всех распространяющихся типов волн регулярной части ТЕМ-камеры, определяются уравнением (2.82).
В выражения (2.76) - (2.79) входят частота / и коэффициент распространения у. При решении дисперсионного уравнения необходимо для каждого значения частоты / определить такие значения коэффициента распространения у, при которых определитель равен нулю. В выражениях для с\кп, с2кп, dlkn, d1kn в соотношения (2.76) - (2.79) входит оператор суммирования с индексом т бесконечного числа элементов.
При решении дисперсионного уравнения (3.1) задается значение числа Nmax, которое определяет порядок определителя, а также число слагаемых в элементах определителя Мтах, при котором обеспечивается требуемая точность. Эти величины определяются численно. Из проведенных численных расчетов следует, что сходимость алгоритма вычисления корней уравнения (3.1) и точность расчета дисперсионной характеристики зависят как от порядка определителя, величина которого определяется значением Nmax, так и от числа Мтах, которое учитывает количество слагаемых при суммировании элементов.
Так как величины Nmax, Мтах в большой степени влияют на время расчета дисперсионной характеристики и на точность вычисления коэффициента распространения, то они должны быть выбраны минимальными при обеспечении требуемой точности вычисления коэффициента распространения у.
Из численных экспериментов при расчете дисперсионной характеристики регулярной части ТЕМ-камеры с указанными выше размерами были выбраны значения Nmax=7, Мтах-50. При этих значениях параметров дисперсионного уравнения обеспечивается относительная погрешность вычисления коэффициента распространения у не более 10" . Дальнейшее увеличение значений Nmax, Мтах не приводит к существенному повышению точности расчета дисперсионных характеристик, однако значительно увеличивает время вычислений.
Определить количество распространяющихся типов волн в регулярной части ТЕМ-камеры на любой частоте можно с помощью диаграммы типов колебаний, которая рассчитывается из дисперсионного уравнения (3.1) при значении у, равном нулю. Рассчитанная диаграмма типов колебаний приведена на рисунке 3.2. Т-волна Высшие типы волн О 10 20 30 40 f, МГц Рисунок 3.2- Диаграмма типов колебаний регулярной части ТЕМ-камеры Диаграмма типов колебаний позволяет определить при любой частоте количество волн, распространяющихся в регулярной части. Определить типы распространяющихся волн и их коэффициент распространения в регулярной части ТЕМ-камеры можно по дисперсионным характеристикам. Для этого необходимо задать численное значение частоты / и для него определить все значения /, при которых выполняется дисперсионное уравнение (3.1). В результате вычислений получены дисперсионные характеристики, показывающие частотные зависимости коэффициентов распространения у всех типов волн, распространяющихся в регулярной части ТЕМ-камеры (рисунок 3.3). Нумерация собственных типов волн осуществлялась цифрами по мере увеличения критической частоты. Основной собственный тип колебаний регулярной части ТЕМ-камеры - Т-волна - имеет номер, равный 1. / уу v-K 2 /Л 4//5 7 у У 9// Ю/ YP, 1.0 1/м 0.8 0.6 0.4 0.2 0 5 10 15 20 25 ЗО 35 і,МГц Рисунок 3.3 - Дисперсионные характеристики собственных типов волн регулярной части ТЕМ-камеры Из представленных результатов расчета (рисунок 3.2, 3.3) следует, что в регулярной части ТЕМ-камеры при частотах / 8.33 МГц распространяется только один основной тип колебаний - Т-волна. При частотах f 8.33 МГц в регулярной части ТЕМ-камеры кроме основной Т-волны (кривая 1) возможно возбуждение распространяющихся высших типов волн (кривые 2 - 10). Все высшие распространяющиеся типы волн имеют нелинейную зависимость коэффициента распространения у от частоты /, т.е. они обладают дисперсией. Таким образом, по дисперсионным характеристикам можно определить не только количество распространяющихся типов волн, но и их коэффициент распространения у при любой заданной частоте /.
Метод расчета нерегулярных линий передач с использованием многомодовой матрицы рассеяния
Предложенный соискателем метод расчета с использованием многомодовых матриц рассеяния [45] позволяет рассчитать внешние характеристики отрезка нерегулярной линии передачи любого типа, у которой геометрические размеры и электродинамические параметры заполняющих сред зависят от продольной координаты. На входе и выходе отрезка нерегулярной линии передачи включены регулярные линии передачи, которые в общем случае могут быть различных типов.
Задачей расчета нерегулярного отрезка линии передачи является установление зависимости между амплитудами полей собственных типов волн в регулярных линиях передачи слева и справа от отрезка нерегулярной линии передачи. В силу линейности анализируемой структуры все амплитуды собственных типов волн связаны между собой линейной зависимостью и могут быть описаны с помощью многомодовой матрицы рассеяния [74], [98] (рисунок 4.36). В общем случае число входов в многополюснике определяется не только числом входных и выходных линий передач, но и количеством учитываемых собственных типов волн в обеих линиях передачи. На рисунке 4.36 каждый вход многополюсника соответствует собственному типу волны линии передачи, причем в первой (входной) линии передачи учитывается Р\ собственных волн, а во второй (выходной) линии передачи - Р2. Многомодовая матрица рассеяния связывает амплитуды собственных типов волн на входе и выходе отрезка нерегулярной линии передачи и наиболее полно описывает внешние электродинамические характеристики анализируемой структуры.
Например, элемент матрицы рассеяния S f " эт0 коэффициент передачи со входа 1 на вход 2 волны типа р; элемент матрицы рассеяния S)p ,р - это коэффициент передачи (преобразования) волны типа р2 в первой линии передачи в волну типа р\ во второй линии передачи.
Представим отрезок нерегулярной линии передачи длиной L (рисунок 4.2а) в виде ступенчатой структуры с N регулярными отрезками линий передачи, в каждой из которых геометрические размеры поперечного сечения и электродинамические параметры сред постоянны (рисунок 4.26).
Из рисунка 4.26 следует, что при расчете электродинамических характеристик отрезок нерегулярной линии передачи можно заменить каскадным соединением N многополюсников, описывающих характеристики регулярных отрезков линии передачи, и (N + ї) многополюсников, описывающих характеристики скачков геометрических размеров поперечного сечения линии передачи и электродинамических параметров заполняющих сред. Электродинамические характеристики каждого из этих элементов можно описать с помощью многомодовой матрицы рассеяния. Число входов у многополюсника, описывающего характеристики скачка параметров в линии передачи, которое определяется числом учитываемых типов волн слева (Р1) и справа (Р2) от скачка, в общем случае может быть различным. Элементы матрицы рассеяния скачка параметров в линии передачи вычисляются из граничных условий для касательных составляющих электрического и магнитного полей в плоскости скачка.
Число учитываемых типов волн слева (Р1) и справа (Р2) от скачка параметров линии передачи определяется точностью вычисления элементов многомодовой матрицы рассеяния, а число разбиений ./V - точностью вычисления многомодовой матрицы рассеяния всей нерегулярной линии передачи. Эти значения для анализируемой нерегулярной линии передачи определяются численно.
Предложенный метод расчета нерегулярных линий передач с использованием многомодовой матрицы рассеяния обладает рядом существенных преимуществ перед другими известными методами: 1. Метод применим для расчета нерегулярных линий передач любого типа. 2. На входе и выходе нерегулярного отрезка могут быть включены линии передачи различных типов. 3. Алгоритм расчета результирующих характеристик отрезка нерегулярной линии передачи не зависит от типа линии передачи. 4. Рассчитываются сразу все внешние характеристики отрезка нерегулярной линии передачи. Это позволяет одновременно определять коэффициенты отражения и передачи для любого собственного типа волны, в том числе и коэффициенты преобразования одного типа волны в другой. 5. Требуемое число разбиений нерегулярной линии N и числа учитываемых типов собственных волн Р\ и Р2 слева и справа от скачка определяются независимо друг от друга. 6. Метод позволяет провести анализ влияния учитываемых типов волн на внешние характеристики нерегулярной линии без пересчета элементов многомодовой матрицы рассеяния. 7. При вариации закона изменения поперечного сечения нерегулярного отрезка линии передачи не требуется заново рассчитывать многомодовые матрицы рассеяния неоднородностей в виде скачка геометрических размеров.
