Модели, алгоритмы и комплекс программ для моделирования многопроводных линий передачи, антенн и экранов с использованием численных и аналитических методов

С увеличением числа различных радиоэлектронных средств (РЭС) и ростом их сложности возникают проблемы, обусловленные взаимными электромагнитными помехами. Поэтому проектирование современных РЭС невозможно без использования компьютерного моделирования, позволяющего оценить правильность примененных технических решений, а также учесть влияние изменения входных параметров на выходные параметры и характеристики РЭС, различные возможные дестабилизирующие воздействия при его работе и требования по электромагнитной совместимости. При этом типовыми составными частями РЭС являются многопроводные линии передачи (МПЛП), антенны и экраны. Актуальность диссертационной работы обусловлена необходимостью совершенствования математического и программного обеспечения для моделирования МПЛП, антенн и экранов. Предложена модифицированная математическая модель для вычисления погонных сопротивлений МПЛП, отличающаяся комбинированным использованием аналитических выражений и правила дифференциальной индуктивности. Предложена модифицированная математическая модель для вычисления распределения токов по поверхности антенны, отличающаяся использованием треугольной проводной сетки с тонкопроволочной аппроксимацией. Предложен численный метод формирования вычислительной сетки при моделировании антенн, отличающийся перестроением уникальных ребер совокупности треугольников, удовлетворяющих критерию Делоне, в тонкие провода. Разработана оригинальная модульная структура комплекса программ, реализующих новые алгоритмы для электродинамического и квазистатического анализа многопроводных линий передачи и антенн численным методом моментов, а также электродинамического анализа экранов аналитическими методами. Отличительной особенностью комплекса является реализация оригинального алгоритмического обеспечения и наличие модуля, обеспечивающего взаимодействие между его элементами с использованием интеграции библиотеки CGAL и измененного формата передаваемых данных. Личный вклад автора состоит в разработке математического, информационного и программного обеспечения для моделирования МПЛП, антенн и экранов. Достоверность результатов подтверждена тестированием и верификацией разработанных моделей, алгоритмов и комплекса программ, согласованностью с опубликованными данными и результатами из коммерческих систем моделирования, а также их применением на практике. Значение полученных результатов для практики подтверждается тем, что результаты разработки программного обеспечения внедрены в АО «РЕШЕТНЁВ» и ООО «НПК «ТЕСАРТ»; внедрены в учебный процесс радиотехнического факультета ТУСУРа. Диссертация выполнена на кафедре телевидения и управления (ТУ) ТУСУРа. Научный руководитель – Куксенко Сергей Петрович, д.т.н., профессор кафедры ТУ, ТУСУР. Ведущая организация – Воронежский государственный технический университет. Официальные оппоненты – Дмитренко Анатолий Григорьевич, д.ф-м.н., профессор кафедры исследования операций Национального исследовательского Томского государственного университета; Полянский Иван Сергеевич, д.ф-м.н., профессор кафедры «Системы радиосвязи» Академии Федеральной службы охраны Российской федерации.