CC BY
21
Larkin Eugene Vasilievich, doctor of technical science, professor, elarkin@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Akimenko Tatiana Alekseevna, candidate of technical science, docent, tantan72@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Larioshkin Ivan Nikolaevich, postgraduate, Ivan.dragon47@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.396.67
МОДЕЛЬ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПЛАНАРНОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ РЭС СВЧ-ДИАПАЗОНА
Н.Л. Алымов
Представлено обоснование необходимости и разработка модели объекта диагностирования, в качестве которого рассматривается 16-элементная антенная решетка, представленная в виде четырех подрешеток. Модель разработана с использованием САПР СВЧ-устройств и антенн Genesys.
Ключевые слова: классификация моделей, антенная решетка, САПР, численное моделирование, имитационные (функционально-логические) модели диагностирования.
В настоящее время при освоении СВЧ-диапазона все более широкое применение находят антенные решетки (АР). АР используются в составе РЭС как гражданского назначения при реализации концепций совершенствования ИТ-инфраструктуры ЖКХ и управления транспортом, развития и внедрения технологий "умный дом" и "умный город", так и военного назначения: систем беспроводной связи, навигационных устройств, комплексов обеспечения безопасности на различных видах техники специального назначения: средств радиомониторинга и радиоконтроля, системы радиопеленгации.
В ходе эксплуатации радиотехнических средств с АР в результате воздействия ударов и вибраций, неблагоприятных факторов внешней среды могут сказаться дефекты материалов, используемых при изготовлении элементов СВЧ-тракта РЭС [1]. В результате чего возникают неисправности трактов распределительной системы антенного устройства. Для поддержания заданного уровня надежности РЭС системе технической эксплуатации необходима своевременная и достоверная информация о техническом состоянии ее элементов в настоящее и будущее время, местах возникновения и причинах неисправностей. Оперативное получение информации данного вида вызывает существенные проблемы, так как требуется измерение, обработка и оценка большого количества параметров, характеристик телекоммуникационных комплексов и средств. Решение этих проблем возможно на основе применения научных подходов и рациональных методов для определения технического состояния. Вопросами создания и изучения таких методов, разработки специальных средств занимается - техническая диагностика.
Под технической диагностикой понимают область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объектов [2].
С целью использования математических методов анализа и оптимизации процесса получения информации о состоянии объекта и сокращения затрат на получение этой информации на этапе проектирования разрабатывается диагностическая модель объекта.
Диагностическая модель - это формализованное описание объекта, необходимое для решения задач диагностирования. Диагностическая модель может быть задана в явном или неявном виде [2].
Моделирование предполагает следующие основные этапы: формулирование цели моделирования; разработку концептуальной модели; подготовку исходных данных; выбор метода и средств моделирования; разработку модели; проверку адекватности и корректности модели; анализ результатов моделирования.
Исходные данные. Реализация алгоритма разработки диагностической модели значительно упрощается, если использовать современные системы автоматизированного проектирования СВЧ структур на электродинамическом уровне: CSTStudio, Genesys, Microwave Office, ADS, FEKO. К числу таких систем следует отнести и отечественную разработку ЭДЭМ. Все они являются достаточно дорогими коммерческими программными продуктами.
Некоторые параметры коммерческих САПР СВЧ устройств и антенн приведены в табл. 1 [3].
Таблица 1
Базовые электродинамические методы современных САПР СВЧ __устройств и антенн__
Программа Разработчик Базовый метод Решаемые задачи
HFSS ANSYS ANSYS, USA FEM в частотной области Трехмерное электродинамическое моделирование антенн и пассивных СВЧ устройств произвольной геометрии
CST Microwave Studio Computer Simulation Technology, USA FIT
FEKO EM Software & Systems -S.A. (Pty) Ltd, USA Гибридизация методом MOM, FEM, PO, GO и UTD
IE3D SSD Mentor Graphics, USA MOM в частотной области
Sonnet Sonnet Software, USA MOM
XFdtd REMCOM, USA FDTD во временной области
Genesys (Momentum) Agilent EEs of EDA, USA MOM в частотной области Моделирование планарных ЕМ структур
Advanced Design System Agilent EEs of EDA, USA MOM в частотной области Моделирование активных и пассивных ЕМ структур
Microwave Office AWR Corporation, USA
Каждая из систем проектирования СВЧ устройств позволяет, используя собственный графический редактор, создавать трехмерные модели исследуемых АР путем объединения простых трехмерных объектов: куба, сферы, конуса и др. В интегрированной среде возможно помимо геометрии исследуемых АР варьировать и другие параметры объекта моделирования: материал изготовления различных элементов, граничные условия, источники возбуждения. Для электродинамического моделирования каждый пакет реализует несколько электродинамических методов: метод моментов (МОМ), метод конечных разностей во временной области (FDTD), метод конечных разностей в частотной области (FDFD), метод физической теории дифракции, метод интегральных уравнений, метод геометрической теории дифракции, метод физической оптики.
Каждый из перечисленных методов имеет свои ограничения по габаритам анализируемых АР, вычислительной точности и требованиям к конфигурации используемой вычислительной техники. В настоящей работе, исходя из типа, характеристик и назначения анализируемой антенны и требований к вычислительным ресурсам, наиболее предпочтительным методом является метод моментов в частотной области, который реализован в САПР Genesys от Agilent EEs of EDA.
В [4-6] представлены результаты компьютерного моделирования, на основе САПР Genesys, 16-ти элементной антенной решетки (/р=3 ГГц), реализованной в виде четырех подрешеток. Топология антенной решетки, включающая в себя: излучающие элементы, питающие линии, делители мощности, модули, представлена на рис. 1.
Для разработки модели исследуемой АР использовался графический интерфейс программы. Предварительно, исходя из требуемых характеристик направленности антенны, по известным формулам [7-9,12] или, с помощью специализированных программных продуктов, например, для рассматриваемого случая использовался пакет Antenna Magus, производились расчеты линейных размеров излучателей, элементов системы возбуждения и делителей мощности АР (рис.2). Исходные данные модели пла-нарной АР: рабочая частота, количество и топология излучающих элементов, коэффициент усиления антенны и характеристики диэлектрической подложки.
Структурированные априорные данные и возможности графического редактора Genesys позволили разработать модель 16-ти элементной планарной АР, которая представляет объект диагностирования (ОД) (рис. 2).
Точность оценки состояния ОД существенно зависит от адекватности диагностической модели (ДМ) реальному объекту. Решение физических задач численными методами, как правило связано с рядом математических приближений. Иногда перевод математических формул в вычислительные алгоритмы оказывается весьма сложным. Все это приводит к необходимости иметь методы контроля вычислений, чтобы обеспечить корректность и точность полученных решений. Для этих целей [11] рекомендуется применять следующие методы проверки адекватности ДМ: принцип взаимности, закон сохранения энергии, проверку сходимости, сравнение с результатами, полученными другими методами, выполнение граничных условий и экспериментальное подтверждение.
Рис. 1. Топология диагностируемой АР
Известные методы проверки адекватности ДМ основаны на сравнении реакций ОД и ДМ на одинаковое тестовое воздействие. Поскольку наблюдаемая реакция ОД содержит случайную составляющую, то для проверки адекватности используются статистические критерии. В частности, используется метод рангового критерия. Он предполагает проверку гипотезы о совпадении детерминированной составляющей реакции объекта и ДМ на один и тот же по величине относительного смещения реакцией модели и объекта тестовый сигнал. Однако сложность этого метода связана со значительными трудностями организации и реализации практического эксперимента [11].
Косвенно, адекватность разработанной модели возможно подтвердить тем, что характеристики антенны, реализованные в САПР Genesys: рабочая частота, коэффициент усиления антенны, ширина диаграммы направленности - не превышают заданных и полученных с помощью САПР Antenna Magus данных более чем на ± 1%.
В ходе моделирования опционально задавались и варьировались параметры АР, свойства материала и условия электродинамического анализа. Следует отметить, что чем меньше ограничений по входным (устанавливаемым) параметрам, тем более адекватно модель отражает характеристики реальной антенной системы, тем более высокие требования необходимо предъявлять к быстродействию ЭВМ, так как при определенных условиях время расчета диаграммы направленности планарной АР может достигать нескольких часов.
Рис. 2. Компьютерная модель 16-ти элементной АР: а — исходные данные для разработки модели; б — изображение 3D модели
И время вычислений, и оперативная память, необходимые для моделирования увеличиваются со сложностью модели и плотностью сетки. Размер N уравнения матрицы связности равен количеству краев в сетке. Требования к времени вычисления при моделировании определялись в соответствии с выражением:
CPU time = A + B N + C N 2 + D N 3, (1)
где N - количество неизвестных; A, B, C, D - константы, независимые от N. А - это время вычисления времени моделирования. За время оценки взаимосвязи структуры ОД в ходе моделирования отвечает линейный параметр (linear term), BN. За время загрузки матрицы связности отвечает квадратичный параметр (quadratic term), и время решения матричного уравнения составляет: часть квадратичного параметра (quadratic term) (при использовании итеративного метода МОМ); кубический параметр (при использовании прямого метода МОМ).
Требования к памяти для моделирования выражаются как аддитивная совокупность:
X + Y N + Z N 2, (2)
где N - количество неизвестных; X, Y, Z - константы, независимые от N.
Для моделей средних и крупных размеров квадратичный параметр (quadratic term), который определяется вычислением матрицы связности, доминирует в общем объеме требуемой памяти ПЭВМ. Для малых структур (10-20 1) использование памяти зависит от параметров и свойств диэлектрической подложки. База данных подложки
считывается и интерполируется в процессе моделирования, что требует определенного количества памяти (до 20 % ОЗУ от установленной памяти). Алгоритмы для создания компромисса между временем и ресурсами памяти реализованы в среде моделирования Genesys.
Для представленной модели требования к точности вычислений и количеству ограничений условий электродинамического анализа определялись, в основном, возможностями ЭВМ. Полученные результаты являются достаточными, т. к. для достижения конечной цели исследования необходимы, в основном, относительные и нормированные диагностические параметры, поэтому общая погрешность абсолютных расчетов компенсируется. Кроме того, использование относительных и нормированных величин позволит использовать разработанные алгоритмы технического диагностирования на АР РЭС с иной топологией и значениями рабочей частоты.
В ходе моделирования выполняются следующие граничные условия [9]:
Ап - АП = Р 5 ,
Е1г = Е2т ,
В = в2 ,
1п 2 п ~
(3)
И1г И2г = JSN ,
где D1n (D2п) = еЕп - вектор электрического смещения (металлическая поверхность) и
второй (диэлектрик) среды распространение электрического поля; е- абсолютная диэлектрическая проницаемость первой и второй среды соответственно; Еп - значение нормальных составляющих векторов электрического поля в первой и второй среде; р5 - плотность поверхностного тока; Е1г(Е2г) - значение касательных составляющих
вектора электрического поля на границе двух сред; В1п (В2п) = //Ип - вектор магнитной индукции первой и второй среды распространения электромагнитного поля; /и - абсолютная магнитная проницаемость сред; Ип - значение нормальных составляющих векторов магнитного поля в первой и второй среде; И1г( И2г) - значение касательных составляющих вектора магнитного поля на границе двух сред; - плотность тока проводимости.
При моделировании 16-ти элементной АР в САПР Genesys 2010.5 приняты следующие допущения.
1) Определение параметров АР сводится к анализу работоспособности одного периода колебания рабочей частоты благодаря теореме Флоке [8]. Наложение периодических граничных условий в этом случае приводит к бесконечной АР. Для бесконечной АР понятие диаграммы направленности некорректно, так как оно вводится только для источников излучения с конечными размерами. ДН бесконечной решетки описывается дельта-функцией и физического смысла не имеет. Тем не менее, применение периодических граничных условий в ходе моделирования позволило использовать результаты анализа бесконечной структуры для оценки ДН конечной антенной решетки. ДН отдельного элемента АР в полярной и декартовой системе координат показана на рис. 3.
а б
Рис. 3. ДН отдельного элемента АР в системе координат: а - полярной; б - декартовой
2) Выполнение условия квазистационарности, в соответствии в которым мгновенные значения тока I практически одинаковы на всех участках линии распределения амплитуды и фазы от источника возбуждения до излучающих элементов решетки. Предполагается, что все изменения во времени происходят настолько медленно, что распространение электродинамических взаимодействий можно считать мгновенным. Условие квазистационарности выполняется, если [10]:
/ <<Л, (4)
где Л - длинна электромагнитной волны.
Результаты компьютерного моделирования. Разработанная модель диагностирования АР позволяет исследовать зависимости изменения направленных свойств антенны и параметров, характеризующих степень ее согласования с АФТ от: отказов элементов АР (излучающих элементов, делителей мощности, модулей решетки); изменения фазы сигнала возбуждения излучающих элементов; изменения параметров диэлектрической проницаемости и толщины подложки полотна АР [4-6].
Чувствительность модели при исследовании зависимости изменения параметров ДН антенной решетки от различных видов отказов, достаточна для гарантированного разделения этих параметров при определении технического состояния АР.
Однако сложность использования результатов моделирования возникает при реализации практического измерения параметров ДН АР, особенно если отсутствует возможность демонтировать АР с мачты или крыши стационарного объекта.
В связи с этим предлагается выбирать в качестве диагностического параметра тот, при измерении которого будет затрачено меньше материальных (финансовых) средств и времени.
В качестве такого комплексного диагностического параметра в работе выбран коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН). Отказы излучающей поверхности АР приводят к изменению ее входного сопротивления, и, следовательно, к рассогласованию АФТ и АР. Измерение величины рассогласования осуществляется КСВ-метром на входе антенны или на выходе передающего устройства при условии исправного фидера.
В результате исследования модели 16-ти элементной планарной АР были получены значения КСВН в полосе пропускания антенны при отказе питающей линии на различных расстояниях (в //Л) от порта до излучающих элементов. Результаты электродинамического моделирования для участка питающей линии двух модулей АР приведены в табл. 2.
Таблица2
Зависимость КСВН от расстояния до места отказа питающей линии
двух модулей АР
делитель порта
питающая линия двух модулей (1-2) (1,4х104 мм)
мм 26 30 40 50 60 70 75 80 90 100 110 120 125 130
//Л 0,26 0,30 0,40 0,49 0,59 0,69 0,74 0,79 0,89 0,99 1,09 1,19 1,24 1,28
Е (МН)
1 2940 2,044 2,172 2,701 8,511 90,57 30,234 8,921 4,822 2,844 5,433 46,91 32,486 10,01 5,491 2,547
2 2944 1,81 2,097 2,601 8,786 90,63 28,631 8,214 4,423 2,648 5,719 47,72 30,738 9,205 5,019 2,375
3 2948 1,603 2,035 2,517 9,051 90,67 27,041 7,549 4,053 2,474 6,006 48,51 28,992 8,436 4,574 2,213
4 2952 1,419 1,98 2,449 9,304 90,69 25,472 6,924 3,711 2,321 6,294 49,29 27,254 7,705 4,158 2,064
5 2956 1,258 1,93 2,397 9,544 90,68 23,928 6,336 3,394 2,19 6,582 50,05 25,533 7,014 3,771 1,932
6 2960 1,118 1,884 2,36 9,77 90,65 22,416 5,786 3,1 2,081 6,867 50,8 23,837 6,364 3,413 1,818
7 2964 1,006 1,846 2,338 9,98 90,59 20,941 5,271 2,83 1,994 7,148 51,53 22,174 5,756 3,085 1,727
8 2968 1,126 1,815 2,33 10,18 90,5 19,509 4,791 2,582 1,93 7,425 52,24 20,553 5,191 2,785 1,661
9 2972 1,256 1,795 2,336 10,35 90,39 18,124 4,346 2,356 1,889 7,696 52,93 18,981 4,668 2,514 1,621
10 2976 1,397 1,785 2,354 10,51 90,24 16,793 3,935 2,151 1,87 7,958 53,59 17,465 4,188 2,271 1,611
11 2980 1,546 1,787 2,382 10,65 90,07 15,518 3,558 1,966 1,872 8,212 54,22 16,013 3,749 2,054 1,627
12 2984 1,704 1,8 2,42 10,77 89,86 14,304 3,212 1,801 1,894 8,457 54,8 14,63 3,35 1,863 1,669
13 2988 1,869 1,823 2,466 10,87 89,61 13,154 2,897 1,655 1,934 8,69 55,35 13,322 2,99 1,697 1,731
14 2992 2,04 1,856 2,517 10,94 89,33 12,071 2,613 1,529 1,99 8,91 55,84 12,093 2,668 1,556 1,809
наклон КСВН 0,002 -0,00638 -0,003 0,047 -0,023 -0,35201 -0,12 -0,06 -0,02 0,068 0,174 -0,39624 -0,141 -0,08 -0,01
медиана КСВН 1,483 1,851 2,409 10,078 90,535 20,225 5,031 2,706 1,992 7,287 51,883 21,364 5,474 2,935 1,770
ср,знач КСВН 1,514 1,900 2,441 9,943 90,319 20,581 5,311 2,884 2,138 7,243 51,699 21,719 5,807 3,161 1,886
наклон КСВН 5 (%) 0 -420,3918 -252,15 2277 -1262 -17778,3 -6168 -3258 -916 3294 8619 -19999,5 -7194 -3889 -842
медиана КСВН 3 (%) 0 24,85666 62,462 579,8 6007 1264,25 239,4 82,53 34,37 391,5 3400 1341,05 269,2 97,98 19,39
корреляция КСВН 1,000 0,417 0,829 -0,055 -0,551 -0,043 0,030 0,058 0,418 0,063 0,038 -0,049 0,030 0,065 0,478
Для разделения полученных данных по состояниям выбраны три параметра: относительные погрешности изменения медианы, наклона и коэффициента корреляции КСВН при отказе относительно требуемого значения (нормы - характеристика КСВН антенны без отказа). Медиана характеризует степень изменения величины КСВН при различных по виду и количеству отказах. Наклон показывает смещение рабочей частоты АР. Корреляция позволяет оценивать степень искажения характеристики КСВН. График зависимости относительной погрешности изменения медианы КСВН от расстояния до места отказа в АР РЭС СВЧ диапазона приведен на рис. 4.
^ (%) Зависимость изменения 8 (%) медианы КСВН от расстояния до места отказа (1/Х)
а б в г
Рис. 4. Зависимость изменения 8(%) медианы КСВН от расстояния до места отказа (1/1) питающей линии: а — двух модулей (1-2 модуль); б — одного модуля (2 модуль); в — одного делителя (3-4 излучатель); г - одного излучателя (3 излучатель)
На рис. 4 обозначены: 8 - относительная погрешность изменения медианы КСВН, (%); I - расстояние от порта до места отказа питающей линии АР, (мм); ) - длина волны, (мм).
Представленная зависимость показывает, что ее линия тренда убывает с ростом расстояния до места отказа. Выявлены всплески рассогласования элементов АФТ при отказах на расстояниях, кратных 0,5 ), а величина максимальные значения этих всплесков уменьшаются согласно логарифмическому закону в зависимости от расстояния до места отказа в АР.
График зависимости изменения коэффициента корреляции КСВН от расстояния до места отказа в АР приведен на рис. 5.
Зависимость изменения коэффициента корреляции КСВН от расстояния до места отказа (//X.)
Рис. 5. Зависимость изменения коэффициента корреляции КСВН от расстояния
до места отказа (I/)) питающей линии
38
Анализ графика на рис. 5 показывает, что ее линия тренда зависимости возрастает с увеличением расстояния до места отказа. Выявлены максимумы отрицательной корреляции при отказах на расстояниях, кратных 0,5 Л и положительной корреляции при отказах на расстояниях, кратных п/4 Л, где п - нечетное число. Степень соответствия между данной характеристикой и характеристикой зависимости изменения 5 (%) медианы КСВН от расстояния до места отказа (//Л) питающей линии является слабокоррелированной и составляет минус 0,61.
График зависимости относительной погрешности изменения наклона характеристики КСВН от расстояния до места отказа в АР РЭС СВЧ диапазона приведен на рис. 6.
Зависимость изменения 6 (%) наклона характеристики КСВН от расстояния до места отказа (/А.)
Я Я 9 9. й 8 £ К S 8 S. 2 Я 8 8 Я Я 9 Щ. Я й Щ й S3 Щ Ж 8. 8 3 8. 5 2 В 8 Я Я й Ч 5 5 П. й й 8 S 5 й R В X S 2 Я. Я, 5. К 3 8
а б в г
Рис. 6. Зависимость изменения 8 (%) наклона характеристики КСВН от расстояния до места отказа (l/)) питающей линии: а — двух модулей (1-2 модуль); б — одного модуля (2 модуль); в — одного делителя (3-4 излучатель);
г - одного излучателя (3 излучатель)
Зависимость изменения 8 (%) наклона КСВН от места отказа (//)) показывает, что тренд этой характеристики незначительно возрастает с увеличением расстояния до места отказа. Резкое изменение наклона характеристики КСВН происходит при отказах на расстояниях кратных 0,5 ). Диапазон изменения 8 (%) наклона кривой КСВН с увеличением расстояния до места отказа уменьшается. Корреляция между данной зависимостью и зависимостью изменения 8 (%) медианы КСВН от места отказа (//)) питающей линии отсутствует и составляет минус 0,06. Этот факт способствует большей определенности при классификации выборки диагностических параметров по кассам технического состояния ОД.
Полученные результаты составляют совокупность диагностических параметров, характеризующих техническое состояние ОД. Слабая коррелированность и различные направления тренда зависимостей этих параметров от расстояния до места отказа на полотне АР позволят определить не только процент площади отказавшей излучающей поверхности, но и конкретное место отказа питающей линии АР, и причину его вызвавшую. В дальнейшем, на следующем этапе исследования, разрабатываются алгоритм и программа диагностирования планарной АР.
Заключение. Использование САПР электродинамического моделирования Antenna Magus и Genesys значительно упростили разработку модели объекта диагностирования. В настройках программных комплексов имеется возможность опционально задавать и варьировать параметры, свойства материала и условия электродинамическо-
го анализа. В результате разработанная модель диагностирования АР позволяет исследовать зависимости изменения направленных свойств антенны и параметров, характеризующих степень ее согласования с АФТ от:
отказов элементов АР: излучающих элементов, делителей мощности, модулей;
изменения значений фазы сигнала возбуждения излучающих элементов;
параметров диэлектрической проницаемости и толщины подложки полотна планарной АР.
Выявленные закономерности используются при разработке процедур диагностировании АР. Дальнейшим направлением исследований являются уточненные проверки адекватности разработанной диагностической модели на основе сравнения реакций ОД и ДМ на одинаковое тестовое воздействие, выбор (оптимизация) диагностических параметров и классификация полученных диагностических признаков, которые составят исходные данные и основу алгоритма диагностирования АР РЭС СВЧ диапазона.
Использование в качестве диагностических параметров относительных и нормированных величин позволит использовать разработанные алгоритмы технического диагностирования на АР с иной топологией и рабочей частотой. Разработка и совершенствование элементов диагностического обеспечения АР и антенно-фидерного тракта приведет к повышению показателей надежности инфотелекоммуникационной системы в целом.
Список литературы
1. Маничев А.О., Балагуровский В. А. Измерение параметров и диагностика отказов фазированной антенной решетки с использованием методов цифровой обработки. М.: Наукоемкие технологии, 2014. №4, том 15. С. 40-43 с.
2. Бочкарев С.В., Цаплин А.И. Диагностика и надежность автоматизированных систем: учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008. 485 с.
3. Банков С.Е., Курушин А.А. История САПР СВЧ (1950-2010). М., 2016. 90 с.
4. Кочетков В.А., Алымов Н.Л. Использование САПР Оепвяуя при моделировании процессов диагностирования элементов антенно-фидерного тракта и антенных решеток РЭС СВЧ диапазона. Орел: Информационные системы и технологии. 2018. № 3.
5. Кочетков В.А., Елесин М.Е., Алымов Н.Л., Черкасов А.Е. Результаты электродинамического моделирования влияния изменения фазы возбуждения излучающих элементов на диаграмму направленности планарных антенных решеток СВЧ диапазона. Орел: Информационные системы и технологии, 2018. № 4.
6. Кочетков В.А., Алымов Н.Л., Тихонов А.В., Ремизов Ю.А. Результаты исследования влияния отказов излучателей антенных решеток РЭС СВЧ диапазона на изменение параметров антенно-фидерного тракта с использованием САПР ОЕЫЕ8У8. Орел: Информационные системы и технологии, 2018. № 6.
7. Москалев Д.В. Влияние выхода из строя излучающих элементов на характеристики многогранной антенной решетки // Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники. Минск, 2011.
8. Воскресенский Д.И., Кременецкий С.Д., Гринев А.Ю., Котов Ю.В. Автоматизированное проектирование антенн и усилителей СВЧ: учебное пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1988. 240 с.
9. Пименов Ю.В., Вольман В.И., Муравцов А.Д. Под редакцией Ю.В. Пимено-ва. Техническая электродинамика: учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 2000. 536 с.
10. Сивухин Д.В. Общий курс физики: учебное пособие для вузов. Т. III. Электричество. 6-е издание. М.: Физматлит, 2015. 656 с.
11. Амитей Н., Галиндо В., By Ч. Теория и анализ фазированных антенных решеток: пер.с англ. / под ред. А.Ф. Чаплина. М.: Мир, 1974. 453 с.
12. Jiao D., Jin J.M. Time-domain finite element simulation of cavity- backed microstrip patch antennas, Microwave Opt. Tech. Lett., 2002. Vol. 32. No. 4. P. 251-254.
Алымов Николай Леонидович, сотрудник, n.a/ymov@mai/.ru, Россия, Орел, Академия Федеральной службы охраны
THE MODEL OF DIAGNOSING OF THE PLANAR ANTENNA ARRAY OF THEMICROWA VE RANGE
N.L. A/ymov
The article presents the rationale for the need and the development of a mode/ of object for diagnosis, which is considered as a 16-e/ement antenna array, presented in the form of four sub/attices. The mode/ is deve/oped using Genesys CAD for microwave devices and antennas.
Key words: c/assification of mode/s, antenna array, CAD, numerica/ mode/ing, simu-/ation (functiona/-/ogica/) mode/s of diagnosing.
A/ymov Niko/ay Leonidovich, emp/oyee, n. a/ymov@mai/. ru, Russia, Ore/, Academy of Federa/ Security Service of Russia
УДК 621.01 Б01: 10.24412/2071-6168-2021-2-41-44
ПРОМЫШЛЕННЫЕ КОМПЛЕКСЫ СРЕДСТВ РЕГУЛИРОВАНИЯ
Т. А. Акименко, Т.Р. Кузнецова
Представлен комплекс с переменной структурой КМ2201, который предназначен для построения подсистем контроля и регулирования в АСУ ТП, в том числе функционирующих в условиях помех и нестационарных параметров управляемых объектов.
Ключевые слова: промышленный робот, манипулятор, позиционный регулятор, П-регулятор, точность позиционирования, система управления.
Современные электрические средства автоматического регулирования строятся по агрегатированно-блочному принципу. Блоки образуют агрегатированный комплекс технических средств с помощью которого для конкретных технологических объектов компонуют из набора блоков автоматическую систему регулирования с заданными статическими и динамическими свойствами. Каждый блок комплекса выпускается в виде законченного изделия. Блоки вставляются в стойку, имеющую единую систему электропитания для всех блоков. При автоматизации промышленных объектов наибольшее распространение получили комплексы АКЭСР, АКЭСР-2, Каскад-2, Контур, КМ2201.
Все перечисленные комплексы имеют приблизительно одинаковую структуру и состоят из одинаковых функциональных узлов. Типичным представителем семейства промышленных регуляторов является комплекс с переменной структурой КМ2201. Указанный комплекс предназначен для построения подсистем контроля и регулирования в АСУ ТП, в том числе функционирующих в условиях помех и нестационарных параметров управляемых объектов. Комплекс выполняет следующие функции:
41
