Моделирование распространения сверхкоротких импульсов в многопроводных линиях передачи для решения задач проектирования радиоэлектронной аппаратуры с учётом электромагнитной совместимости

Непрерывно растущая сложность современной радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) привела к обострению проблемы обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС), так что надлежащее проектирование РЭА стало невозможным без её тщательного моделирования. Но оно часто требует высоких вычислительных затрат и поэтому должно непрерывно совершенствоваться. В проекте впервые предлагается рассмотреть новую конструкцию поперечного сечения шины электропитания, отличающуюся выполнением в форме спирали, что позволяет использовать обратную сторону проводника для уменьшения индуктивности и волнового сопротивления, вплоть до двух раз, при той же площади поперечного сечения. Также впервые предлагается получить важные аналитические соотношения для амплитуд импульсов, на которые раскладывается воздействующий сверхкороткий импульс (СКИ) в меандровой линии, что открывает возможность эффективного синтеза оптимальных структур защитных меандров. Кроме того, впервые предлагается разработать ряд имитационных математических моделей для анализа характеристик и оптимизации параметров модальных фильтров (МФ) с полым пассивным проводником и тонким пассивным проводником. Важно, что это будет сделано на основе квазистатического подхода, который реализован на основе математических моделей, реализованных полностью в отечественном программном продукте, разработанном исполнителями проекта. Наконец, при исследовании чувствительности характеристик полосковых линий, впервые предполагается выяснить границы областей допустимых значений параметров линии, соответствующих минимальной чувствительности её характеристик, при допустимых искажениях импульсного сигнала, и выполнить анализ полученных данных, позволяющий сделать выводы о возможностях нулевой чувствительности характеристик линий.Ожидаемые результаты проекта:1. Математические модели для анализа и оптимизации спиральной шины электропитания, её прототип с оптимальными параметрами, обеспечивающими уменьшенное волновое сопротивление, и заявка на получение патента на изобретение.2. Новые аналитические математические модели, позволяющие эффективное вычисление временного отклика защитных меандровых линий на воздействие СКИ, прототип линии с оптимальными параметрами и заявка на получение патента на изобретение.3. Имитационные математические модели распространения СКИ в МФ с полым пассивным проводником и тонким пассивным проводником из фольги, прототипы таких фильтров с оптимальными параметрами, обеспечивающими меньшую массу, и две заявки на получение патента на изобретение.4. Математические модели для анализа и минимизации чувствительности характеристик полосковых линий передачи с заземленными полигонами, прототип линии, обеспечивающий минимальную чувствительность погонной задержки к изменению параметров и заявка на получение патента на изобретение.Значимость исследования:1. Представление результатов уникального комплекса выполненных работ из различных областей ЭМС, показательное и полезное для знакомства потенциальных исследователей с актуальными задачами и путями их решения.2. Создание эффективной цепи передачи опыта по моделированию задач ЭМС: наставник-аспирант-магистрант.3. Создание патентоспособных устройств для обеспечения ЭМС с основами их автоматизированного проектирования полностью в отечественном программном продукте.