Введение к работе
Актуальность темы. В последнее время в связи с бурным развитием радиоэлектроники и все возрастагацим значением радиоэлектронных средств <РЭС) в условиях современного научно-технического прогресса становятся все более актуальными проблемы электромагнитной совместимости (ЭМО) РЭО. В процессе анализа и обеспечения ЭМС РЭО используется большое количество частных параметров ЭМО радиоэлектронных систем и устройств, которые отражают отдельные аспекты их непреднамеренного мешащего взаимодействия. Их большое количество определяет сложность, трудоемкость, а в отдельных случаях - и неоднозначность анализа и испытаний на ЭМС. В этой связи представляет интерес использование обобщенных системных параметров ЭМО радиоэлектронных систем и устройств, которые позволяют провести взвешенную оценку "неидеальности" их характеристик с учетом опасности проявления каждого вида "неидеальности" характеристики в ожидаемых условиях эксплуатации. Системные характеристики ЭМС обеспечивают "статистическую свертку" большого количества частных параметров ЭМО до одного или нескольких обобщенных системных параметров. Это позволяет значительно упростить процедуру анализа и испытаний на ЭМС, а также уменьшить их трудоемкость и стоимость. При этом целесообразным является использование вероятшстао-статистических методов, что обусловлено случайным характером Формирования непреднамеренных поме/ (случайный режим функционирования РЭС и их размещение, случайное изменение обстановки с течением времени и т.п.) и их большим количеством.
Значительную роль в обеспечении ЭМС РЭС играют антенны. Они обеспечивают пространственную, поляризационную и, в ряде случаев, частотную избирательность, способствуя тем самым решению проблемы ЭМС. Ecjm ранее при разработке и конструировании антенн основное
внимание уделялось таким их параметрам, как усиление, согласованность, диапавошюсть и т.п., то в настоящее время невозможно себе представить современную антенную систему, при разработке которой не были бы учтены вопросы ЭМС. В ряде случаев требования ЭМС оказываются настолько жесткими, что их выполнение приводит к ухудшению основных параметров антенны (коэффициент усиления и т.п.). Из 30 основных параметров радиоэлектронного оборудования , оказыващих влияние на ЭМС, 12 параметров определяются антенной системой. Роль антенн в обеспечении ЭМС достаточно подробно освещена в литературе. Однако недостаточно проработаны вопросы системного плана, связанные с определением места антенных методов в общей стратегии обеспечения ЭМС, в соотношении зтих методов о Сигнальными, аппаратуртными, частотно-территориальными, организационными и другими. Для характеристики антенны с точки зрения ЭМС используется большое количество частных параметров (ширина главного лепестка, средний уровень боковых лепестков, уровни отдельных боковых и ваднего лепестков и т.п.), что существенно усложняет процедуру анализа и испытаний на ЭМС.
Одним из распространенных вариантов оценки избирательности радиоприемных устройств (РГО) является анализ их Биективной избирательности (ЗИ). Однако, с одной стороны, имеидиеся работы в области анализа аффективной избирательности РПУ слабо учитывают статистические особенности и многообразие условий эксплуатации РЭС хотя бы применительно к их рассредоточенным пространственным группировкам, а с другой стороны, практически отсутствушт исследования, посвященные аффективной избирательности антенн, что существенно затрудняет объективный анализ влияния различных видов неидеальности юс характеристик избирательности на ЭМС РЭС.
Повышение требований к характеристикам антенных систем приводит к услокнениш измерений, проводимых о одним образцом, и вызывает
повышение требований к точности антенных измерений. Автоматизация процесса измерений характеристик антенн позволяет значительно сократить их время и стоимость.
Все вышесказанное подчеркивает актуальность и необходимость системного анализа характеристик Эй антенн с точки зрения их роли в решении проблемы ЭМС, а также разработки практических методик обобщенной системной оценки характеристик избирательности и ЭМС антенн и разработки технических предложений по измерению характеристик избирательностиантенн, включая их эффективную избирательность.
Целью работы является системный анализ избирательных свойств различных типов линейных и апертурних антенн с точки зрения ЭМС и разработка технических предложений по измерению характеристик избирательности антенн, включая их эффективную избирательность.
Задачи работы. В диссертационной работе решаются следующие задачи:
I. Системный анализ избирательных свойств различных типов линейных и апертурних антенн и решеток применительно к рассредоточенным пространственным группировкам (ЕЕ1) F30.
?.. Анализ снижения динамического диапазона мешакщих сигналов в ИІГ РЭС за счет избирательных свойств антенн.
-
Приближенная оценка эффективной избирательности антенн.
-
Разработка технических предложений по контролю эффективной избирательности антенн.
Научная новизна работы заключается в том, что в работе впервые выполнен системный анализ характеристик избирательности антенн применительно к условиям FIB? РЭС я разработаны технические предгогеняя по контролю обобщенных характеристик Эй антенн для различных условий эксплуатации.
На ващиту выносятся следующие основные результаты:
- аналитические вьіражеїшя для расчета Q-параметра различных
типов линейных и апертурных антенн и антенных решеток;
- приближенные формулы для расчета Q-параметра антенн;
аналитические оценки снижения динамического диапазона мешающих сигналов в РПГ РЭС аа счет избирательных свойств антенн;
структурные схемы устройств измерения характеристик избирательности антенн.
Методика исследования базируется на статистической теории ЭМС, системном анализа, математическом моделировании, теории асимптотических оценок и теории антенн.
Новые практические результаты работы составляют аналитические выражения для расчета параметров эффективной избирательности различных типов антенн и антеїшьк решеток, программы для расчета ЭИ антенн в среде mathcad и на языке Си и структурные охемы устройств измерения характеристик избирательности антенн.
Практическая ценность результатов работы заключается в уменьшении сложности, трудоемкости, стоимости и повышении адекватности анализа ЭМС в РПГ РЭС и в повьшении производительности и расширении функциональных возможностей антенных измерений.
Апробация работы,-Основные научные положения и результаты диссертационной работы изложены в 11 работах. В их числе 2 отчета о IMP, 7 докладов на научно-технических конференциях и симпозиумах.
Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, заключения, списка использованных источников и трех приложений. Объем работы составляет 190 с, в том числе 131 с. машинописного текста, 82 рисунков на 46 страницах, списка использованных источников из 109 наименований на 11 с., трех приложений на 13 о.