Публикации автора

Исследуется влияние формы поперечного сечения шины электропитания (ШЭП) на её электрические и массогабаритные параметры с целью определения оптимальной формы для минимизации электромагнитных помех. Рассмотрены варианты поперечных сечений ШЭП на основе несимметричной и симметричной, а также экранированных линий передачи (ЛП). Моделировалось влияние размеров проводников и относительной диэлектрической проницаемости изолятора на погонные индуктивность ( L ), ёмкость ( C ) и волновое сопротивление ( Zв ) ШЭП. Оценены уменьшение L и рост C за счёт роста отношения ширины проводников к их толщине, а также изолятора с более высокой диэлектрической проницаемостью и меньшей толщиной. Показана предпочтительность ШЭП в виде экранированной линии передачи с прямоугольным центральным проводником.

Устройства на основе линий передачи (ЛП) часто используют в качестве альтернативы безэховым и реверберационным камерам при оценке эффективности экранирования материалов и кабелей, а также уровней электромагнитной эмиссии и восприимчивости небольших радиоэлектронных средств (РЭС) в области электромагнитной совместимости (ЭМС). Одними из конструктивно сложных устройств на основе ЛП являются ТЕМ-камеры. Они представляют собой замкнутую систему сложной геометрической формы конструкции из металла, в которой распространяются поперечные электромагнитные волны, создающие электромагнитное поле с параметрами, регламентированными стандартами для проведения испытаний на ЭМС. Создание подобных устройств на основе ЛП с заданными параметрами и характеристиками зачастую вызывает трудности. Разработанная в данной работе методика позволила на этапе проектирования за счёт комбинирования нескольких видов компьютерного моделирования и вычисления учесть технологические процессы изготовления сложной формы конструкции волноводов из металла. Методика детально описана на примере создания классической симметричной ТЕМ-камеры для испытания объектов РЭС на ЭМС размером до 20×100×100 мм при | S 11| ≤ -21,2 дБ в диапазоне частот до 2 ГГц. Она апробирована при создании устройств на основе ЛП: полосковая линия, малогабаритная ТЕМ-камера и коаксиальная камера с диапазонами рабочих частот до 3, 5 и 12 ГГц соответственно.

Выполнен сравнительный анализ производительности отечественных и зарубежных МК с ядром Cortex-M3. Представлены оценки быстродействия и эффективности выполнения операций отечественных МК К1986ВЕ92QI, К1986ВЕ91Т и их зарубежных аналогов STM32F103C8, STM32F100RBT6. Разработаны тестовые программы для измерения быстродействия при выполнении арифметических операций с целыми числами и числами с плавающей точкой. Проведен сравнительный анализ скорости обращения к портам ввода/вывода с помощью библиотек CMSIS, SPL «Миландр» и «STMicroelectronics». Представлен программный код тестов вычисления числа п и чисел ряда Фибоначчи. Разработаны тесты и представлены результаты расчета числа из ряда Фибоначчи рекурсивным вызовом функции и линейным алгоритмом расчета в цикле.

Определение электрофизических свойств материалов актуально для многих областей жизнедеятельности человека. Совершенствуются методы, подходы и устройства, использование которых позволяет оценить электрофизические свойства жидкостей в зависимости от разных параметров. В работе представлен анализ электрических параметров жидкостей с различным химическим составом в коаксиальной камере в широком диапазоне частот при изменении температуры. Анализ выполнен на основе измеренных векторным анализатором цепей S-параметров жидкостей в диапазоне частот до 12 ГГц, размещенных внутри коаксиальной камеры, температура которых задавалась камерой «тепло-холод» в диапазоне от 0 до 50 °C. Выявление изменения частотных зависимостей S-параметров жидкостей с разным химическим составом в зависимости от температуры с использованием коаксиальной камеры позволило выявить их характерные особенности, возникающие на определенных частотах. Применен метод главных компонент для исследования влияния температуры жидкостей на изменение их электрофизических параметров, позволивший выявить связь между химическим составом жидкостей и представлением их в пространстве главных компонент.

Актуальность. Обеспечение надежной и бесперебойной радиосвязи критически важно при изменении климатических условий ее эксплуатации. Совместное воздействие температуры и влажности воздуха может привести к изменению электрических характеристик приемопередающих устройств и тем самым нарушить канал связи. В сложных климатических условиях эксплуатации, за счет постоянного изменения температуры на поверхности входящих в состав печатных плат (ПП) может образовываться конденсат, влияющий на работоспособность всего устройства. В этой связи электрические характеристики изменяются, что необходимо учитывать при проектировании критичной радиоэлектронной аппаратуры. Следовательно, целесообразна оценка климатических воздействий на линии передачи, расположенные на печатных платах в широком диапазоне частот, что требует разработки новых моделей и методик.

Цель работы: оценить влияние температуры тонкой пленки воды на поверхности микрополосковой линии передачи (МЛП) на ее частотные зависимости S-параметров с помощью методов конечных элементов и лабораторных экспериментов.

Результаты. Представлена методика учета воздействия температуры и влажности окружающей среды на электрические характеристики МЛП, позволяющая оценить изменение S-параметров линии в широких диапазонах частот, температур и влажности воздуха, а также химического состава окружающей среды. Измерены S-параметры воды в контейнере, размещенном внутри коаксиальной камеры, в диапазонах частот и температур от 10 МГц до 12 ГГц и от ‒50 до 100 ℃, соответственно. Используя представленную модель, вычислены частотные зависимости электропроводности воды при разных температурах. Показано, что при положительной температуре электропроводность может достигать 6,5 См/м, а при отрицательной –1,3 См/м. Разработанная методика позволяет оценить влияние различной электропроводности воды на S-параметры МЛП. Показано влияние толщины слоя воды и льда на S-параметры МЛП. Выявлено, что модели, описывающие электропроводность воды, оказывают отличное влияние на электрические параметры линии передачи.

Новизна: представлена методика учета влияния температуры и влажности окружающей среды на S-параметры линии передачи, отличающаяся использованием модели электропроводности воды на основе вносимых потерь, вычисленных из измеренных S-параметров коаксиальной камеры с водой в контейнере при изменении ее температуры.

Практическая значимость представленной модели и методики позволяет оценить S-параметры линии в широких диапазонах частот, температур и влажности воздуха, а также химического состава окружающей среды.