Расчет волновых сопротивлений излучателей помех при экранировании Текст научной статьи по специальности «Физика»

плавных функций взвешивания, но и функций с составляющей sine(х), обеспечивающих прямоугольность АЧХ.

Список использованной литературы

1. Орлов В.С.,Бондарепко B.C. Фильтры на поверхностных акустических волнах. М.:, 1984. 272 с. 2. Бауск Е.В., Долгушев II. В. Селективное удаление штырей в широкополосных преобразователях ПАВ // Радиотехника и электроника. 1986. T.3I, №4. С.1673—1675. 3. Данилов Ф.Л., Иванов II.Г., Лисин A.B. Разработка фильтров с взвешенными удалением электродов преобразователями//Тр. Моск. энергетич. ин-та, 1982. №2. С.92—101. 4. Hartmann С.S., Weighting interdigital surface wave transducers by selective withdrawal of electrodes 11 I'roc. IEEE Ultrason. Symp. 1973. P.423—426. 5. Slobodnik A.J., SzaboJr. T.L., Ixiker K. R. Miniature surface- acoustic wave filters 11 Proc. of the IEEE. 1979, V.67. №1. P.147—166.

Поступила в редколлегию 19. 02. 92

УДК 621.758.002

Ю. Ф.ЗИНЬКОВСКИЙ, д-р. техн. наук, пр<х!>., В.Г. КЛИМЕНКО., канд. техн. наук.доц.

РАСЧЕТ ВОЛНОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ ПОМЕХ ПРИ ЭКРАНИРОВАНИИ

Для повышения практической значимости выполняемых при экранировании расчетов предложена не содержащая упрощающих допущений методика определения волновых сопротивлений,основанная на отыскании ближних полей электрических и магнитных излучателей в зависимости от характеристичских постоянных сред их расположения.

Наиболее известными методами расчета целевых показателей экранирования являются электродинамический и волновой. В основу электродинамического метода положен классический аппарат уравнений Максвелла,применяемый для моделирования процессов в средах излучения и распространения полей (при допущении однородности и изотропности их свойств), а также в экранах. Волновой метод основан на рассмотрении явлений и процессов взаимодействия падающих, отраженных и преломленных волн на границах резко неоднородных сред распространения полей и металлических материалов экранов посредством традиционного аппарата моделирования волн (законов Снеллиуса, коэффициентов Френеля и др.).

Для любой модели экранирования (сплошного, электромагнитного, магнитостатического, электростатического) важными факторами, определяющими показатели экранирования, являются степени несоответствия волновых сопротивлений экранируемых источников и характеристических сопротивлений металлических материалов экранов Z3.

© Ю. Ф. Зиньковский, В. Г. Клименко, 1993

Для расчета волновых сопротивлений ¿5 = иг» = отыскиваются поля в средах расположения вибраторов в соответствии с выражениями 111

Ев = ^(1 + ¡к г - к2г2)и\п0,

Ев

АлрОЕъГ

Нф

+jkr) sinö

4л г

для электрических вибраторов и

Ег =

1ыкгг1

(1 +]'kr) sinö,

(1) (2)

(3)

Не =

+Jk,

k2r2) sinö

(4)

для магнитных, где Ее, Н9\ Е9, Не — меридиальные и азимутальные составляющие векторов напряженностей полей электрических и магнитных вибраторов соответственно; /3 и /м — амплитуды гармонических токов; / и го — длина и радиус кольцевого витка электрического и магнитного вибраторов соответственно; к = 1л/X = ш\1цаеа— коэффициент распространения в среде с характеристическими постоянными £а, Иа\ г — текущая линейная, <р и в — угловые координаты сферической системы координат, X — длина волны.

Преобразуем приведенные выражения,умножая числитель и зна-

менатель в формулах (1) на гъ,

1л

, Г, (2)

на г2,

, г2, /; (4) — на . Тогда получим

1л

; (3> — на

¿0=

2л г

+ J

1лг

3-1

sind,

. ли

2л?

+

sind

для электрических вибраторов и

р — _—-Ье-

А3

2л г ]\bir

2п

sind,

(5)

(6)

(7) 59

Нв =

2л/м5

Л

2лт

2л г

- ]

2лт

8Н10

(8)

для магнитных вибраторов, где 5 — площадь кольцевой рамки.

Необходимо отметить, что выражения (5) — (8) дают в общем (по структурам и степеням многочленов) совпадение с известными [3 ]. Модули комплексных волновых сопротивлений

для электри 1сских вибраторов и

\гЧ\ = № х

¿а

1

(Я/2яг)

(Х/Ътг)2- (А/2лг)4 + (Х/2лг)6

(Х/2лг)

ю

[(Д/2лт)2- (А/2лт)4 + (А/глгг)6]"1

(10)

для магнитных вибраторов.

В технической электродинамике при решении ряда прикладных задач радиосвязи, телевидения и других отраслей [21 сложный характер основных соотношений полей (5)—(8) упрощается введением возможных инженерных допущений при условном разбиении пространства на две зоны: ближнюю и дальнюю. В ближней зоне (г < < А/(2л:)) в (5)—(8) могут быть приняты незначимыми первые степени одночленов по сравнению с квадратными и кубическими, а в дальней зоне (г >> Л/(2л)) — квадратные и кубические по сравнению с первыми, тогда для волновых сопротивлений получаем

\Х1\ = 12^1

= г0 = №

е„

(волновое сопротивление свободного пространства 20 = 377 Ом).

Однако при решении задач экранирования вводимые упрощающие допущения в ближних полях (при существующих габаритах аппаратуры проблема экранирования РЭС — это проблема ближних полей) дают очень простые приближенные выражения для волновых сопро-- 2оЯ м , ' _ 2лт 2лг

тивлений (I ¿51 = и I ¿" I = ) ^ '> ПРИ использовании кото-

рых могут быть получены идеализированные значения целевых показателей экранирования, например, завышенные численные значения коэффициентов экранирования либо исчезающе малые расчетные толщины экранов и др.

Например, для электрических вибраторов в ближней зоне при расчете по упрощенным моделям будет справедливым сильный характер неравенства (¿5 > > ¿э) при оценке степени несоответствия волновых сопротивлений. При таком допущении поле практически полностью отражается от поверхности экрана в соответствии с коэффициентом отражения Френеля Ко = (¿э - ¿^/(¿э + ~ -1. При полном отражении поле в экранируемом пространстве отсутствует (Е«э = 0), а

Е

коэффициент экранирования/^ = 20/^—* °° при минимальной тол-

.С0Э

щине экрана с/э -* 0 (идеализированный результат расчета по критериям практики).

Выполняя расчет по уточненному выражению (10), можно найти максимальную погрешность упрощенной модели (в точке г 1А 11л = = 1,8) — около 1000% (или более одного порядка) в сторону увеличения по отношению к точной модели. Это свидетельствует о меньшей степени несоответствия волновых сопротивлений фактическим и требует ослабить неравенство в виде ¿5 > гэ. При этом в соответствии с коэффициентом преломления Френеля Кщ, = 2¿Э/(2Э + ¿5) произойдет значительное преломление волны в толщу экрана, а затем — в экранируемое пространство (Ееэ * 0). В результате будет определено конечное значение коэффициента экранирования /3? и, соответственно, значительно повышена точность расчета.

Таким образом, расчет волновых сопротивлений при экранировании в соответствии с (9),(10) повышает практическую ценность получаемых результатов, поскольку он выполняется по уточненным моделям полей, свободным от упрощающих допущений.

Список использованной литературы

1. Федоров Н.И. Основы электродинамики. М., 1965.327с. 2. Вольман И.И.,Пименов Ю.В. Техническая электродинамика.М., 1971.488с. 3.Варне Дж.Электронное конст-руирование:методы борьбы с помехами.,1990.237с. 4.Полонский Я. Конструирование электромагнитных экранов для РЭА. М., 1979.215 с.

Поступила в редколлегию 18. 05. 92