CC BY
39
Используя введенные сценарии, диалоговая программная система позволяет строить всю область Парето-оптимальных (кв^иоптимальных) решений для бик-ритериальной задачи с критериями, оценивающими как сроки завершения выпол-, , расписания. Проведенный вычислительный эксперимент позволяет сделать вывод
о целесообразности предложенного подхода.
ЛИТЕРАТУРА
1. Прилуцкий М.Х. Многокритериальное распределение однородного ресурса в иерархических системах // Автоматика и телемеханика. 1996. №2. С.24-29.
2. Прилуцкий М.Х., Кумагина Е.А. Задача упорядочения работ как задача о назначениях // Вестник Нижегородского государственного университета. Математическое моделирование и оптимальное управление. Нижний Новгород: Изд-во ННГУ, 1999. Вып. 21. С.270-275.
УДК 658.512
С.Н. Сорокин, МЛ. Олейник
ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ АНТЕНН БАЗОВЫХ И ПОДВИЖНЫХ СТАНЦИЙ ТРАНКИНГОВОЙ СВЯЗИ
В настоящее время растет интерес к системам транкинговой связи. Они просты в эксплуатации, надежны и допускают использование сверхточного кодирования для построения систем с повышенной защищенностью от несанкционирован-. -редающая антенна базовой станции. При ее проектировании приходится решать : , получить заданную диаграмму направленности (ДН) как в горизонтальной, так и в . , , применяемые к ДН антенны в вертикальной плоскости, связаны с необходимостью повышения КПД системы и уменьшения мощности передатчика. Отличительной особенностью таких систем связи является то, что для обеспечения скрытности связи нельзя пользоваться остронаправленными антеннами.
Это происходит по следующим причинам: при маневрировании в городских условиях сложно постоянно держать приемо-передающую антенну абонента направленной на базовую станцию; остронаправленная антенна в диапазоне длин , , -, , ,
абонента к базовой станции может распространяться не прямолинейно. В связи с вышеизложенным в качестве антенн мобильных станций используют наиболее простые конструкции антенн - несимметричные вибраторные антенны, экраном в которых служит корпус абонентской станции.
Для базовых станций в качестве приемо-передающих антенн приходится использовать антенные решетки, составленные из симметричных вибраторов, между которыми в линию питания включены перестраиваемые или фиксированные фа-
зовращатели. Они применяются для обеспечения требуемой ДН в вертикальной плоскости. При использовании управляемых фазовращателей появляется возможность подстраивать форму ДН антенны в вертикальной плоскости.
Обычно антенна базовой станции выбирается таким образом, чтобы в горизонтальной плоскости антенна не обладала направленными свойствами. Однако при построении систем связи на ограниченном участке поверхности, форма которой существенно отличается от круговой, приходится для увеличения КПД системы использовать пространственные АР, позволяющие обеспечить антенне задан. -тами АР по вертикали, но и по горизонтали.
,
, , -ся в том, что ширина спектра кодированного сигнала, как правило, оказывается , . учитывать алгоритм работы системы связи. Так, в системах транкинговой связи осуществляется автоматический поиск свободного канала в выделенном частотном диапазоне. Ширина достижимого рабочего диапазона несимметричных вибраторных антенн может оказаться в этом случае недостаточно большой, то есть при излучении разные участки спектра будут переданы с искажениями амплитуды. Для устранения этого недостатка необходимо вводить в системы связи специальные корректирующие цепи, позволяющие исправить искажения спектра сигнала, возникающие за счет использования штыревых антенн.
Основной сложностью при расчете параметров корректирующих цепей является определение частотных характеристик антенн мобильных станций. Она связана с тем, что для расчета частотных свойств таких антенн нельзя использовать синусоидальный закон распределения тока по плечу вибратора, так как для таких антенн не выполняются условия: а/1 << 1,1 >> X, где: а - диаметр плеча вибратора;
I - длина плеча вибратора, X - рабочая длина волны.
Рассмотрим задачу определения АЧХ антенны мобильной станции в следую.
Пусть в свободном пространстве V расположена несимметричная вибраторная антенна, представляющая собой штыревой вибратор длиной I и диаметром а,
расположенный перпендикулярно к идеально проводящему бесконечному экрану. В разрыв между вибратором и экраном включен сторонний ,
частотой ^ (рис. 1). Необходимо найти частотную зависимость закона распределения тока по вибра-.
Для решения поставленной задачи от физической модели антенны перейдем к ее математической модели. Учтем, что идеально проводящий . , что распределение тока по плечу несимметричного вибратора будет таким же, как и распределе-
ние тока по плечу симметричного вибратора конечной толщины а с длиной плеча 1,
( . 2).
Формулами, полученными для расчета ДН ма,
можно будет пользоваться для расчета ДН физической модели подвижной антенны в верхнем полупро-.
отличаться от синусоидального даже при незначительной электрической толщине вибратора. Искомое распределение объёмной плотности электрического тока может быть найдено из решения интегрального уравнения, полученного из леммы Лоренца /1/:
Ь/2 ,-/,77 _ „-*кКш0
Рис.2
где G = е ІiiRpq|Rpq, Крд —расстояние от точки интегрирования до точки ,
Е0 - комплексная амплитуда возбуждающего источника напряжения, расположенного в центре вибратора,
Ш - волновое сопротивление свободного пространства,
К=2пХ, X- рабочая длина волны,
^р<1 о - расстояние от точки расположения вспомогательного источника до
,
Ь - длина вибратора, а - радиус вибратора.
Однако в таком случае в ядро интегрального уравнения входит вторая произ-, /2/.
,
имеет быстроосциллирующий характер. Для решения подобного уравнения используется метод моментов. В качестве базисных функций используются косинусоидальные функции полной области
N _ ,
3\(г') = ^ J;, С08[(2п — 1)].
п =1 Ь
Количество гармоник N выбирается, исходя из требуемой точности представления тока на вибраторе. Расчёты показывают, что для получения удовлетворительной точности представления тока на полуволновом вибраторе приходится 20 50 .
число гармоник объясняется наличием второй производной от функции Грина в ядре интегрального уравнения. Использование в качестве базисных функций кусочно-постоянных или кусочно-непрерывных функций приводит к необходимости
разбивать вибратор на большое число интервалов. Так, для получения удовлетворительной сходимости решения интегрального уравнения оказывается необходи-100 . -ход не представляется целесообразным, поскольку для реальных антенн он приводит к необходимости решать системы линейных алгебраических уравнений ( ) .
Для уменьшения количества гармоник тока можно от полученного интегрального уравнения перейти к уравнению Мея. При этом размер матрицы СЛАУ может быть существенно уменьшен. Но такой переход может быть использован только для расчёта распределения тока по одиночному вибратору.
Решая полученное интегральное уравнение относительно распределения объемной плотности электрического тока при различных частотах возбуждающего , , , . Спектр сигнала может быть найден по известному частотному плану используемого стандарта связи и можно использовать его для синтеза корректирующего уст.
, .
Алгоритм расчета параметров корректирующей цепи показан на рис.3.
Использование частотно-
корректирующих цепей в передатчике позволяет существенным образом улучшить качество принимаемого сигнала. Это объясняется тем, что предварительная коррекция передаваемого сигнала позволяет поднять уровень высокочастотной части спектра и увеличить отношение сигнал/шум на входе приемника.
При проектировании антенны базовой станции предложенный алгоритм приходится усложнять. Это усложнение бывает двух видов. В первом случае поставленная задача решается применением линейной вертикальной антенной решетки, позволяющей сформировать заданную ДН антенны в вертикальной плоскости. Во втором случае требования к ДН антенны предъявляются как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Для решения задачи в этом случае может быть использована пространственная антенная решетка, что существенно усложняет конструкцию антенны.
Приведенные выше формулы могут быть использованы для моделирования процессов излучения как в одиночной антенне, так и в линейной решетке вибра-. , и элементы такой АР можно считать невзаимодействующими. При переходе к про-
Рис.Э
странственной АР необходимо учитывать, что вибраторы решетки взаимодействуют между собой, что существенным образом может изменить амплитуды токов на вибраторах. Если при этом толщина вибратора мала по сравнению с длиной волны, то для определения характеристик излучения базовых станций можно воспользо-
/3/.
интегральных уравнений относительно объемной плотности тока на вибраторах АР. Получив закон распределения токов по элементам АР, можно рассчитать характеристики направленности и частотные характеристики разрабатываемой АР. Если ее направленные свойства будут удовлетворять техническим требованиям, то для обеспечения нормальной работы базовой станции может быть применен алго-,
. -
ры проектируемой АР.
ЛИТЕРАТУРА
1. Драбкин Л.Л.,Зузенко ВЛ. Антенно-фидерные устройства. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Сов. радио, 1961. 815с.
2. Вычислительные методы в электродинамике. Под ред. Р. Митры. М.: Мир, 1977. 485с.
3. Айзенберг Г.З.,Ямпольский В.Г.,Терёшин ОМ. Антенны УКВ. М.: Связь, 1977. 760с.
УДК 658. 512. 2. 011. 56
. . , . .
АЛГОРИТМ ФОРМИРОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИНТЕЗА СТЕКЛОВИДНЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ ДЛЯ МАГНИТНЫХ
ГОЛОВОК
При появлении новых разработок в области конструирования современных устройств магнитной записи, при непрерывном изменении технологических норм и увеличения функциональной сложности этих устройств, возникают серьезные проблемы, связанные с их автоматизированным проектированием. Поэтому становится необходимым реализация формирования математической модели свойств стекловидных диэлектриков от их состава для применения в подсистеме автоматизированного проектирования магнитных головок (МГ).
Предлагается эвристический алгоритм формирования математической модели свойств неорганических стекловидных диэлектриков от их состава для применения в подсистеме автоматизированного проектирования магнитных головок.
Разработка алгоритма проводилась на примере получения прочного спая - ( ). Использование легкоплавких стекловидных диэлектриков для соединения отдельных дорожек магнитопроводов в блок МГ дает реальную возможность практического изготовления высокоэффективной ММГ, сохраняющей свою работоспособность в широком диапазоне температурных и механических воздействий. Для соединения отдельных дорожек магнитопроводов в блок МГ требуется разработка стекловидного диэлектрика, отвечающего следующему комплексу требований [1]:
