Метод розрахунку цільових показників електомагнітного екранування

Ю. Ф. Зіньковський; В. Г. Клименко; С. Б. Тарабаров

Таким чином, використання методу Галерюна в спектральшй обласп та BH6ip iKWiiHOMiB Чебишева в якосп базисних функцш, ли враховують ребер-ну особлив1сть поля на краях щшини, дозволили отримати ефективний алгоритм розрахунку характеристик вщкритш щшиншп лши. Розб1жюсть отри-маних чисельних результате з ексиериментальними даними тшьки в двох точках перевигцуе 2 %.

Б1БЛЮГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК

1. Gohn S. В. Slot line on a dielectric substrate // ШЕЕ Trans, on MTT.- 1969,-Vol. 17,- No. 10,- P. 768-778.

2. Mariani E. A., Heinzman Ch. P., AgriosJ. P., Cohn S. B. Slot line characteristics // ШЕЕ Trans, on MTT.-1969,- Vol. 17.-No.12.-P. 1091-1096.

3. Garg K, Gupta К. C. Expressions for wavelength and impedance of a slot line // ШЕЕ Trans, on MTT.- 1976,- Vol. 24,- No. 8,- P. 532.

4. Itoh Т., Mittra R. Dispersion characteristics of slot lines I I Electron.Lett - 1971,-Vol. 7,-No. 13,-P. 364-365.

5. KnorrJ. В., Kuchler K. Analysis of coupled slots and coplanar strips on dielectric substrate//ШЕЕ Trans, on MTT.- 1975,- Vol. 23,-No. 7,-P. 541-548.

6. Веселое Г. И., Платонов Н. И., Слесарев Е. С. Об учете особенностей электромагнитных полей в методе частичных областей // Радиотехника.- 1980 - Т. 35 - № 5,-С. 27-34.

7. Морс Ф. М., Фешбах Г. Методы теоретической физики. Т. 1- М. : Изд-во иностр. лит., 1958 - 930 с.

8. ErdelyiA. Tables oflntegral Transforms. Vol.2.-New York : McGraw-Hill, 1954.

Надайпша до редколеш 17.03.98.

УДК 621.758.002

ЗШЬКОВСЬКИЙ Ю. Ф., КЛИМЕНКО В. Г., ТАР АВАРОВ С. Б.

МЕТОД РОЗРАХУНКУ Ц1ЛБОВИХ II ОКАЖИ К1В ЕЛЕКТОМАГН1ТНОГО ЕКРАНУВАННЯ

Запропоновано чисельну дискретну модель електроматшого екранування, що до-зволяе сутгево шдвищити точтсть моделювання процесу пор1вняно з аналггичним гадходом.

Моделювання електромагштного екранування передбачае розрахунки гкшв, що екрануються, та ефекпв 1х взаемодп з металевими матерталами екрашв. Типова методика моделювання електромагштного екранування ба-

60

зуеться на використант стввцдаошення напруженостей електричних 1 маг-штних гошв, що падають на поверхню екрана 1 проникають в середовище, яке екрануеться, Процеси заломлення 1 вщбитгя пошв - основних ефекпв взаемода гашв 1 екрашв - дозволяють сформувати модель екранування у внгляд1 системи р1внянь Максвелла. Для даапазону частот до десятюв пга-герц (даапазон ДХ, СХ, КХ, УКХ радюзв'язку, метрових та дециметрових хвиль телебачення 1 т. ш.) може бути одержана аналггична модель екранування. Однак, хвильовий тдхщ в кваз1статичних { електродинам1чних режимах функцюнування екрашв дозволяе отримати лише адеал1зоваш результата розрахунку показниюв екранування (завшцеш значения коефииенпв екранування, занадго мал1 товщини екрашв 1 т. ш.), ям недостатньо для ¡нженерно! практики сшвпадають з експериментальними даними.

Цей важливий нeдoлiк може бути подоланий, яйцо моделовання процессе дифузй псшв в екрани з урахуванням вихрових струм1в виконати на ЕОМ чисельними методами [1-3]. Такий тдхщ дозволяе досл^джувати процеси на глибину до окремих локал1зованих в товщах екрашв просторових елеменпв, а також суттево гадвищити точшсть моделювання за рахунок збшьшення параметр1в дискретизацп процеав (юльюсть вщлшв, р1вшв квантування значень величин 1 т. ш ), яы фиично обмежеш лише необхадни-ми обсягами оперативно! пам'ял ЕОМ для збер1гання параметр1в багатовек-торних структур дискретних моделей жшв.

На практищ часто використовуються замкнеш екрани цилшдрично! форми з немагштних металевнх матер1ал!в (Цц = ц0), а струмопровадш еле-менти, що екрануються (котушки контур1в ВЧ), коакаально розташоваш в середию екрана. Це визначае симетричний вщносно подовжно! оа (рис. 1) характер систем, що моделюеться, \ двовим1рний характер задач моделювання. В псрер!з1 такого екрана видшимо ыльцеву нитку, яка проходить через довшьну точку <2 3 цил1ндричними координатами (г, г, ф), через яку протгаае ильцева нитка струму довжиною Ьд, радаусом Ид з центром на ос! 1.

Рис. 1

Для комплексно! величини густини струму /е в юлыц О можна записати

де Ед - напружеюсть електричного поля по пльцк. <2, наведеного вама струмами системи, ям пропкають в котушщ, що екраг/егься, 1 екрага; ре -питомий огар матер1алу екрана мльця ().

Видшимо кшьцевий елемент Р в екраш та елемен: Т в котушщ з мали-ми перер1зами ЬБР \ вщповщно. Тод1 для мльцяо екрана у вадповщно-сп з законом Юрхгофа можна записати:

2 71 ЛдЕд = -]ш(Мдр 1р ЬЛр + Мдт^т^т), (2)

де МдР, Мдт - коефгщенти взаемно! 1ндукщ1 мiж мльцем мльцями Р та Т\ Яд - радаус кшьця <2; ;>, /г - густини струму млець Р1 Т в^повщно

Щцсгавляючи (1) в (2) 1 штегруючи по перерпу екрана & а котушки одержимо ¡нтегральне р1вияння Фредгольма другого роду вдоикно неведомо! густини вихрового струму

2П Яд рд 1д + у СО ¡Мдр1р(^р = -/СО 1 МдТ1Т(Ет

Якщо конф1гурацп котушки та екрану вщом1, а також густина стр^у котушки /> = /'к Ф/Ъ (/к - значения струму в кожному витку, И7- числ> витгав котушки), то ядро Мдр интегрального р1вняння (3) I довшьний член

/д = -]<А | Мдт¡Т(К>Т (44

&

вщом1 функцн. ГЬдставляючи (4) в (3), одержимо 2пКдРд1д+ у СО I Мдр Хр (£$р=- /д.

Я

Осмльки ¡снують активю \ реактивш вносим! опори з екрана в котушку, то строго кажучи, розподшення густини струму по перерпу обмотки невь домо, поширимо дискретш мльця Р I () на всю обмотку I перетворимо (3) до вигляду

271 Рд !д +уЮ $ Мдр ¡р (1Бр = Бе, ^

де ед - стороння мльцева ЕРС для мльця Ьд. Величина ей дор1внюе нулю для вЫх млець в товпц екрана, а в обмотщ ее = б„ / IV, де е„ - ЕРС високо! частота живлення котушки.

Алгебризуючи (5) за допомогою формули Сэмпсона, одержимо систему алгебра!чних р1внянь виду

Гд1д+]т^Мдр1р=&д. (6)

5

Для симетричних за геометрию екрашв з (6) отримаемо систему алгеб-раганих р1внянь, яка в матричшй форм1 мае вигляд

щ т = [е],

де [/], [£], [е] - матриад комплексних струм1в, опор1в { наведених ЕРС кожного дискретного кшьця.

Враховуючи взаемозв'язок густин струм1в (1), струм ¡в (6) 1 напружено-стей пол1в в юльцевих елеменгах, коефвдент екранування може бути ви-значенил формулою

_ Евш _ »6вн ^ /бвн _ (ее~^1шМвт)гдз ^ Евз '2з /е3 ->Х/3^е,р)гевн

де Е2т ' 'вы' ' 7бвн ' Е2з ' 'в3' 7е3 ~ в1дпов1дно напруженосп гашв,

густини вихрочих струм1в, вихрыш струми юльцевих елеменпв, розта-шованих ввдю.ввдно симегрично на внутршшх 1 зовшппих поверхнях екраюв, Гдт , - активш опори внутршнього 1 зовшшнього юльцевих

елеменпв, /вн Цъ - внутрпння 1 зовншшя лшп периметр1в перершв екрашв.

Б1БЛЮГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК

1. Зиньковский Ю. Ф., Клименко В. Г. Расчет волновых сопротивлений излучателей помех при экранировании // Веста. Киев, политехи, ин-та. Радиотехниха-

1993,- Вып. 30,-С. 5&-61.

2. Зиньковский Ю. Ф., Клименко В. Г. Исследование эффективности и точности моделей полей при экранировании // Вести. Киев, политехн. ин-та. Радиотехника. -

1994,-Вып. 31.-С. 63-69.

3. Зиньковский Ю. Ф., Клименко В. Г. Исследование процессов диффузионного взаимодействия электромагнитных полей и экранов // Радиоэлектроника.- 1994,- № 5-6 - С. 18-24. (Изв. высш. учеб. заведений).

Надайшла до редколегй 05.05.98.

The method of calculating target indicators electromagnetic shielding

Текст научной работы на тему «Метод розрахунку цільових показників електомагнітного екранування»