Моделирование эксперимента по определению комплексной диэлектрической проницаемости на СВЧ в условиях интенсивного нагрева

• Автор: Чипчин, Никита Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. НАТУРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ РАДИОВОЛНОВЫХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ РАДИОПРОЗРАЧНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОГО НАГРЕВА
1.1. Электродинамические и радиотехнические параметры диэлектрических материалов и конструкции в диапазоне свч

1.2. Влияние условий эксплуатации на свойства диэлектрических свч конструкций

1.3. Применение натурных экспериментов для прогнозирования поведения диэлектрических конструкций в условиях эксплуатации
1.4. Моделирование поведения радиотехнических изделий, содержащих диэлектрические материалы, при изменении условий эксплуатации

1.5. Постановка задач исследования Выводы

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ЗОНДИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ ЧЕРЕЗ СЛОЙ ДИЭЛЕКТРИКА
2.1. Особенности моделирования процесса натурных радиоволновых измерений параметров диэлектриков при нагреве

2.2. Прохождение электромагнитной волны через однородный диэлектрический слой

2.3. Прохождение электромагнитной волны через систему неоднородных диэлектрических слов
2.4. Экстраполяционная модель метода обработки результатов измерений параметров диэлектриков при
высокотемпературном нестационарном нагреве Выводы
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТОДОВ
ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИКОВ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ НЕСТАЦИОНАРНОМ НАГРЕВЕ
3.1. Спектральное представление температурных зависимостей параметров диэлектриков
3.2. Спектральная модель процесса обработки результатов измерения еТ и 5, выбор функционального уравнения
3.3. Решение функциональных уравнений методами оптимизации
3.4. Оценка применимости различных функционалов в спектральном методе моделирования

4. МАШИННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ
4.1. Формирование библиотеки входных данных для алгоритмов обработки результатов измерения параметров диэлектриков
4.2. Разработка алгоритма и программы обработки исходных данных
4.3. Разработка алгоритма и программы восстановления спектральным методом зависимости т при нагреве
4.4. Тестирование, применение и анализ программы Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
0 3
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Последние годы характеризуются интенсивным развитием техники сверхвысоких частот и дальнейшим внедрением ее в космическую и военную технику. СВЧ устройств во многом предопределяются свойствами выбранных материалов. В радиотехнических системах и устройствах при взаимодействии с электромагнитным нолем диэлектрические материалы несут определенную функциональную нагрузку. Например, антенные обтекатели или укрытия предназначены для защиты антенных устройств радиолокационных станций от воздействия окружающей среды или внешнего электромагнитного излучения во время работы системы, поэтому к ним предъявляются жсткие радиотехнические требования. Взаимодействие конструкционных материалов с полем, как правило, не должно влиять на работу системы 4. В обширной группе СВЧ материалов особое место занимают твердые диэлектрики, которые являются одновременно и конструкционными материалами, выполняющими роль механического носителя конструкции, и СВЧ материалами, работающими в электромагнитных полях. Почти всегда наиболее жесткие требования к радиотехническим параметрам диэлектриков предъявляются в связи с особыми условиями их эксплуатации. В частности, следует отметить высокие требования к стабильности параметров и характеристик диэлектриков, испытывающих температурные воздействия. Свойства большинства известных СВЧ диэлектриков заметно зависят от температуры, что в итоге изменяет эксплуатационные характеристики радиотехнического устройства в целом
Наиболее характерным случаем взаимодействия диэлектрического материала, работающего в полях СВЧ, с высокотемпературной средой является взаимодействие стенки антенного обтекателя летательного аппарата со встречным аэродинамическим потоком. Это сопровождается резким повышением температуры и соответственно изменением параметров антенной системы . Для описания свойств диэлектриков на СВЧ принято использовать электрические и радиотехнические параметры и характеристики 8,. Под электрическими параметрами понимаются такие, которыми обладает сам диэлектрик как вещество. Основными электрическими параметрами являются относительная диэлектрическая проницаемость с и тангенс угла диэлектрических потерь З. Приведнные параметры удобно использовать для описания свойств однородных материалов. Ле 4 с1Хъ 1. Лв, 1. Ав длина волны в диэлектрике. Если же определяются параметры неоднородного материала, то это позволяет перейти к эффективным значениям еЭфф и дЭфф, описывающих условнооднородный диэлектрик . Диэлектрическая проницаемость вещества может быть функцией многих возмущающих факторов, в число которых входят параметры окружающей среды, состояние вещества материала, технология изготовления материала. В общем случае диэлектрическая проницаемость зависит от выбранного участка области материала, в котором проводится измерение. Диэлектрические материалы имеют условную классификацию табл. В первый класс входят материалы с малым значением е и д. Таблица 1. Второй класс состоит из материалов с высокой е и малым . Такие материалы используются при изготовлении высокодобротных резонаторов. Материалы третьего и четвртого классов имеют большое значение д9 полому применяются там, где необходимо получить большое поглощение радиоволн, например, в защитных покрытиях радиотехнических систем ,,. Свойства диэлектриков имеют большое значение при производстве различных радиотехнических изделий. Диэлектрики с большим коэффициентом прохождения используются для изготовления антенных обтекателей в антенных системах большинства радиотехнических систем. Требования к свойствам обтекателей зависят от места и способа их применения. Поэтому принято различать обтекатели самолтов, ракет, летательных и стационарных космических аппаратов. Более детальная классификация делит обтекатели по типу бортовой аппаратуры, по рабочему диапазону радиоволн и рабочей полосе частот, по форме, типу и структуре материала, по тактикотехническим характеристикам. Поскольку к обтекателям предъявляются не только радиотехнические требования, но и аэродинамические, температурные и механические, и все они взаимосвязаны, то изготовление обтекателей представляет трудомкую задачу ,,.