Разработка методов и средств проектирования топологии радиопередающих телекоммуникационных систем по критерию электромагнитной безопасности

• Автор: Сподобаев, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 194 с. : ил

1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ КОМПЛЕКСОВ ИЗЛУЧАЮЩИХ

ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ТЕЛЕКОММУИКАЦИЙ

1.1. Общая характеристика излучающих технических средств телекоммуникаций.

1.2. Общая характеристика излучающих комплексов телекоммуникаций

1.3. Управляемые параметры электромагнитной безопасности комплексов технических средств при их проектировании.

1.4. Критерии оценки электромагнитной обстановки комплексов технических средств

1.5. Проектирование топологии излучающего объекта как оптимизационная задача.

1.6. Выводы.

2. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМПЛЕКСОВ

ИЗЛУЧАЮЩИХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДС ТВ

2.1. Программные комплексы электродинамического моделирования и

их сравнение.
2.2. Разработка алгоритма эвристического проектирования топологии комплексов технических средств.
2.3. Концепция создания программных средств проектирования комплексов излучающих технических средств телекоммуникаций .
2.4. Общая структура ПК АЭМО
2.5. Выводы.
3. РАЗРАБОТКА ФРАГМЕНТОВ МЕТОДИК РАСЧЕТА
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ ВБЛИЗИ АНТЕНН РАЗЛИЧНЫХ ДИАПАЗОНОВ
3.1. Численное моделирование электромагнитных полей антенн ОВЧ и УВЧ диапазонов, расположенных над поверхностью конечных размеров.
3.2. Область поверхности, существенно влияющая на распределение
тока по антенне
3.3. Разработка методики расчета полей в области заднего полупространства апертурных антенн.
3.4. Выводы.
4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЮГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМПЛЕКСОВ ИЗЛУЧАЮЩИХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДС ТВ ТЕЛЕКОММУИКАЦИЙ.
4.1. Разрабо тка информационного обеспечения I ГК АЭМО
4.1.1. Общее описание баз данных.
4.1.2. Разработка навигационных средств и содержательной части базы данных одиночных антенн.
4.1.3. Разработка навигационных средств базы данных комплексов технических средств.
4.2. Разработка структуры сервисной оболочки и автономных режимов .
4.2.1. Структура сервисной оболочки интерфейса пользователя
4.2.2. Автономные режимы ПК АЭМО.
4.3. Разработка основных режимов анализа электромагнитной
обстановки в ПК АЭМО.
4.3.1. Описание возможностей основного режима работы ПК АЭМО
4.3.2. Разработка режимов и оконных форм моделирования комплекса технических средств и доступа к базам данных
4.3.3. Разработка режимов расчета и оконных форм доступа к математическому обеспечению ПК АЭМО.
4.3.4. Обеспечение визуализации анализа электромагнитной
обстановки
4.4. Реализация ПК АЭМО.
4.4.1. Общая характеристика применяемых инструментальных средств
и технологий.
4.4.2. Реализация математического обеспечения ПК АЭМО.
4.4.3. Разработка информационного обеспечения ПК АЭМО.
4.4.4. Разработка графической подсистемы
4.5. Назначение и возможности Г1К АЭМО
4.6. Выводы.
5. ПРИМЕРЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Пример использования ПК АЭМО для анализа электромагнитной обстановки проектируемого объекта телекоммуникаций
5.2. Внедрение результатов исследований в региональные телекоммуникационные системы и компьютерные сети
5.3. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ


В первом разделе диссертации проводится систематизация источников электромагнитных полей по критерию управляемости электромагнитной обстановкой и выявляются основные характеристики, которые могут варьироваться в процессе проектирования телекоммуникационных систем. Второй раздел диссертации посвящен разработке концепции и принципов построения проблемно ориентированных программных продуктов, обеспечивающих анализ и проектирование излучающих технических комплексов телекоммуникаций. В рамках этих проблем проводится анализ и сравнение современных программных комплексов электродинамического моделирования. Материалы третьего раздела связаны с разработкой частных методик и алгоритмов, входящих в методическую базу электромагнитной безопасности и математическое обеспечение системы автоматизированного проектирования комплексов излучающих технических средств телекоммуникаций. В приближении геометрической оптики разработан алгоритм определения положения точки наблюдения относительно плоской поверхности например, крыши. Для определения границ зоны подстилающей поверхности, существенно влияющей на распределение тока по линейному симметричному вибратору с заданной погрешностью, разработана методика, основанная решении соответствующей электродинамической задачи в тонкопроволочном приближении. Разработана методика расчета полей в области заднего полупространства апертурных антенн. В четвертом разделе приведены результаты разработки программного обеспечения для проектирования комплексов излучающих технических сре д ст в тел е ко м м у ни ка ц и й. В пятом разделе приводятся примеры использования разработанных методов и средств проектирования для конкретных телекоммуникационных систем и анализируется внедрение результатов исследований. Методическое и алгоритмическое обеспечение процесса проектирования топологии излучающих объектов. Организация информационных структур храпения и интерпретации топологических объектов. Алгоритмы управления процессом поиска эффективных вариантов топологии излучающих объектов. Информационная технология проектирования топологии излучающих комплексов телекоммуникационных систем но критерию электромагнитной безопасности. Совокупность научных результатов диссертации выносится на защиту в качестве научно обоснованного решения важной задачи проектирования топологии излучающих телекоммуникационных систем, обеспечивающей электромагнитную безопасность. ПК АЭМО рекомендован к использованию в системе государственной санитарноэпидемиологической службы Российской Федерации Разрешение Совета по экспертизе программных продуктов Департамента Госсаиэпиднадзора Минздрава РФ от года. В настоящее время более 0 организаций Российской Федерации и ближнего зарубежья различных ведомств и форм собственности используют ПК АЭМО при проведении проектных работ. Рассмотрим и классифицируем технические средства телекоммуникационных систем по некоторым признакам, существенным для решения вопросов обеспечения электромагнитной безопасности при проектировании и размещении излучающих объектов, на основе подходов, изложенных в ,,. Одним из основных признаков комплекса технических средств является рабочий диапазон частот. Как правило, технические средства телекоммуникаций группируются в комплексы по признаку, связанном с условиями распространения радиоволн, которые, в свою очередь, зависят от диапазона частот. Технических средства НЧ и СЧ диапазонов. Основное назначение технических средств этих диапазонов радиовещание. Для диапазонов НЧ и СЧ характерен механизм распространения в виде поверхностных волн, то есть радиоволн, распространяющихся вдоль поверхности земли. Для обеспечения этого выбирается вертикальная относительно земли поляризация поля и используются передатчики очень большой мощности до кВт передатчики Прилив2Д и Прилив2М. Передающие антенны НЧ и СЧ диапазонов представляют собой весьма громоздкие вертикальные структуры на основе мачт, башен или проводов. Самыми распространенными антеннами являются различные модификации антеннмачт, которые в горизонтальной плоскости имеют круговую характеристику направленности АМНП антеннамачта нижнего питания, АМВП антеннамачта верхнего питания, АМШП антеннамачта шунтового питания, АРРТ антенна с регулируемым распределнием тока.