Совершенствование моделирования и обеспечения электромагнитной совместимости бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов

• Автор: Салов, Василий Константинович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Обзор актуальных задач ЭМС

1.1 Уменьшение времени моделирования задач ЭМС

1.2 Учёт частотной зависимости диэлектрической проницаемости материалов печатных плат

1.3 Совершенствование ЭМС элементов РЭА

1.4 Цель работы и формулировка задач исследования

2 Уменьшение времени моделирования задач ЭМС

2.1 Уменьшение времени решения СЛАУ

2.1.1 Решение СЛАУ с использованием блочного Ш-разложения

2.1.1.1 Многократное вычисление ёмкостной матрицы с частично изменяющейся матрицей СЛАУ
2.1.1.2 Аналогичное вычисление с учетом потерь в диэлектриках
2.1.1.3 Вычисление временного отклика связанных линий передачи
с учётом частотной зависимости диэлектрической проницаемости подложки
2.1.2 Решение СЛАУ итерационным методом с предобусловливанием
2.1.2.1 Выбор оптимального допуска обнуления при однократном решении СЛАУ
2.1.2.2 Исследование сходимости многократного решения СЛАУ
с однократно вычисленным предобусловливателем
2.1.3 Использование аппаратных средств для ускорения решения СЛАУ
2.2 Адаптивный итерационный выбор оптимальной сегментации границ проводников и диэлектриков в задачах электростатики
2.3 Геометрическое моделирование поперечного сечения многопроводных структур печатных плат с помощью макрокоманд
2.3.1 Построение границ прямоугольных проводников
2.3.2 Построение границ кривыми Безье
2.4 Основные результаты главы
3 Моделирование частотной зависимости диэлектрической проницаемости материалов печатных плат
3.1 Важность корректного учёта частотной зависимости диэлектрической проницаемости материалов при моделировании задач ЭМС
3.2 Определение значений диэлектрической проницаемости подложки печатной платы резонаторным методом
3.2.1 Описание методики
3.2.2 Алгоритм вычисления диэлектрической проницаемости
из коэффициента отражения резонатора
3.2.3 Результаты измерений, вычисления и аппроксимации
3.3 Основные результаты главы
4 Совершенствование ЭМС элементов бортовой РЭА
4.1 Методика предварительного анализа ЭМС унифицированных электронных модулей
4.1.1 Общие положения методики
4.1.2 Структура методики
4.1.3 Апробация методики на реальных унифицированных электронных модулях
4.2 Исследование микрополосковой линии с боковыми заземлёнными проводниками
4.2.1 Моделирование волнового сопротивления и погонной задержки
4.2.2 Микрополосковая линия со стабильной задержкой
4.3 Оценка электрофизических параметров трасс печатной платы
4.4 Разработка программы для расчёта линий передачи с контролируемым импедансом
4.5 Оценка перекрестных наводок в печатных платах через вычисление коэффициентов связи
4.5.1 Двухпроводная линия
4.5.2 Четырехпроводная линия
4.6 Моделирование соединителей

4.6.1 Тип БВ-
4.6.2 Тип ЭВ-
4.6.3 Тип СНП-
4.7 Основные результаты главы
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы
Приложение

отрезков миогопроводных тиши передачи. Это следует из того, что ускорение достигается именно па этапе вычисления емкостной матрицы. Кроме того, отметим, что ускорение (даже без загрубления сегментации) сильно зависит от конкретной структуры поперечного сечения многопроводной линии передачи, в частности от специфики её диэлектрического заполнения (числа диэлектриков, протяженности диэлектрических границ и начальной их сегментации). Наконец, валено отметить, что специфика диэлектрического заполнения может давать различные ошибки вычислений отклика при загрублении сегментации, что требует контроля этой ошибки.
2.1.2 Решение СЛАУ итерационным методом с предобусловливанием
В этом разделе рассмотрено решение СЛАУ 8ст=у итерационным методом ЕЙСС81аЬ. Приведены результаты вычислительных экспериментов по исследованию сходимости многократного решения СЛАУ с однократно вычисленным предобусловливателем.
2.1.2.1 Выбор оптимального допуска обнуления при однократном решении СЛАУ
В данном разделе [32] описано исследование зависимости времени решения СЛАУ методом ВЮС81аЬ с предобусловливанием и предфильтрацией от допуска обнуления т для матриц, полученных методом моментов для задачи электростатического анализа двумерных конфигураций проводников и диэлектриков.
Рассмотрены две тестовые конфигурации. Первая содержит два проводника над идеально проводящей плоскостью в вакууме (далее два проводника без диэлектрика, рис. 2.3, а), а вторая - два проводника на слое диэлектрика над идеально проводящей плоскостью (два проводника с диэлектриком, рис. 2.3, б). За счёт изменения числа сегментов на границах проводников и диэлектриков для каждой конфигурации сформированы матрицы разных размеров: для первой -N=2420, 4848 и 6400; для второй - N=2400, 4800 и 6000.