Введение к работе
Актуальность темы диссертации
Экранирование является одним из основных средств обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС). Задачей расчёта электромагнитных экранов занималось много исследователей, но использованные до настоящего времени модели не отвечают возросшим требованиям по ЭМС. Это объясняется увеличением мощности и расширением спектра частот непреднамеренных и преднамеренных электромагнитных излучений, постоянным повышением чувствительности цифровых систем к электромагнитным воздействиям, а также развитием нормативной базы, которая ужесточает требования по ЭМС к аппаратуре. Технический регламент по ЭМС Таможенного союза оговаривает обязательную сертификацию аппаратуры на соответствие требованиям ЭМС.
Поэтому, совершенствование расчётных моделей экранов с учётом неоднородностей в них, учитывающих реальные особенности конструкций, автоматизация процесса расчёта и встраивание процедуры проектирования экрана в процедуру конструирования аппаратуры, является актуальной проблемой и избранная тема диссертации является актуальной.
Цель диссертационной работы и задачи исследования
Целью диссертационной работы является повышение эффективности проектных работ при создании электромагнитных экранов радиоэлектронной аппаратуры за счёт совершенствования метода расчёта и визуализации конструкторского этапа проектирования экрана и внедрения «облачных» технологий.
Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи:
-
Провести анализ проблемы ЭМС и экранирования, как средства обеспечения ЭМС.
-
Выполнить анализ методов расчёта эффективности экранирования неоднородных электромагнитных экранов.
-
Разработать метод расчёта эффективности экранирования для неоднородных электромагнитных экранов, пригодный для оперативной оценки эффективности экранирования на стадии конструкторского проектирования.
-
Разработать алгоритм и программное обеспечение по расчёту эффективности экранирования для перфорированных электромагнитных экранов, встроенное в процедуру конструирования аппаратуры.
-
Внедрение программного обеспечения в технологии «облачных» вычислений для создания процедуры корпоративного проектирования.
Научная новизна
-
Развит аналитический метод расчёта эффективности экранирования неоднородного электромагнитного экрана применительно к оперативной оценки эффективности экранирования на стадии конструкторского проектирования.
-
Разработан алгоритм расчёта эффективности экранирования неоднородного электромагнитного экрана как процедуры интегрированного проектирования экрана.
-
Разработан алгоритм визуализации как процедуры интегрированного этапа проектирования.
-
Предложен экспериментально-теоретический метод нахождения резонансной зоны эффективности экранирования неоднородных экранов.
-
Разработан алгоритм корпоративного проектирования неоднородных экранов на базе «облачных» вычислений.
Практическая значимость
Полученные результаты способствуют повышению эффективности конструкторских работ при конструировании помехозащищённой аппаратуры, работающей в сложной электромагнитной обстановке. К основным значимым практическим результатам работы следует отнести:
-
Программу расчета неоднородного электромагнитного экрана в широком частотном диапазоне. Программный продукт защищен свидетельством №2010617918.
-
Процедуру построения портала на основе «облачных» вычислений для корпоративного проектирования неоднородных электромагнитных экранов.
На защиту выносится следующие основные результаты и положения
-
Аналитический метод расчёта эффективности экранирования неоднородного электромагнитного экрана применительно к оперативной оценки эффективности экранирования на стадии конструкторского проектирования. Показано, что развитие аналитических методов расчета позволяет провести оценку эффективности экранирования с достаточной для инженерной практики точностью при одновременном сокращении времени расчетов по сравнению с применением численных методов
-
Алгоритм расчёта эффективности экранирования неоднородного электромагнитного экрана как процедуры интегрированного проектирования экрана. Для повышения эффективности конструкторского проектирования экрана обеспечено взаимодействие расчетных программных процедур и трехмерной визуализации объекта.
-
Алгоритм визуализации как процедуры интегрированного этапа проектирования. Визуализация конструируемого экрана позволяет в реальном масштабе времени следить за изменением эффективности экранирования при изменении конструкторских параметров и его неоднородностей экрана, а также материалов.
-
Метод нахождения резонансной зоны эффективности экранирования неоднородных экранов на основе экспериментальных данных. Резонансные зоны эффективности экранирования, в которых изменение эффективности резко снижается, могут быть определены по результатам экспериментальных исследований.
5. Алгоритм корпоративного проектирования на базе «облачных» вычислений. Технология «облачных» вычислений обеспечивает новый уровень корпоративного проектирования, объединяя усилия значительного числа пространственно распределенных разработчиков с их информационными потоками.
Реализация и внедрение результатов работы
Разработанный программный продукт, по расчёту эффективности экранирования перфорированного электромагнитного экрана, был внедрен в «Московский научно-исследовательский радиотехнический институт» для оценки эффективности экранирования узлов аппаратуры перспективных систем связи, а также в учебный процесс МИЭМ НИУ ВШЭ, в качестве материала для проведения практических занятий для студентов по дисциплине «Основы проектирования электронных средств» и для выполнения выпускных работ.
Апробация работы
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, всероссийских и вузовских научных конференциях:
9-ый Международный симпозиум по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии, г. Санкт-Петербург, 2011 г.;
II Всероссийская научно-техническая конференция «Системы управления беспилотными космическими и атмосферными летательными аппаратами», г. Москва, 2012 г.;
научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ, г. Москва, 2011 г., 2012 г., 2013 г.;
научные семинары кафедры «Радиоэлектроники и телекоммуникаций» МИЭМ НИУ ВШЭ, г. Москва, 2011 г., 2012 г., 2013 г.
Публикации
Основные результаты, полученные в диссертации, опубликованы в 11 печатных работах, из них 3 статьи в рецензируемых изданиях,
рекомендованных ВАК. Получено 1 авторское свидетельство на программу для ЭВМ.
Структура диссертационной работы
Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы содержащего 118 наименований. Объем работы – 114 с.
