Описание применения

Программа, имеющая название вз_сопрот. mcd, проводит расчет взаимного сопротивления между двумя излучателями при различном угловом положении и расстоянии между ними. Программа применяется для того, чтобы исследовать как взаимная связь изменяется с расстоянием. Выходными данными программы являются:

· график активной части взаимного сопротивления между излучателям в зависимости от расстояния d между ними;

· график реактивной части взаимного сопротивления между излучателям в зависимости от расстояния d между ними;

Входные данные задаются пользователем вручную в тексте программы, состав входных данных представлен в разделе 3.5.4.

Методика испытаний

Объектом испытаний является файл с именем вз_сопрот. mcd. Во время испытаний следует проверить прохождение контрольного примера при решении задачи с различными входными параметрами. Испытания следует проводить на той же вычислительной установке, на которой планируется эксплуатация программы.

Для проведения испытаний нужно иметь:

· установленный математический пакет Mathcad 2001 или его более поздние версии;

· файл с именем вз_сопрот. mcd;

· значения входных данных, приводимых ниже;

· таблицу тестовых результатов.

В качестве тестовой задачи выступает расчет зависимости взаимного сопротивления между квадратными параллельными излучателями от расстояния между ними при разных материалах подложки. Общие исходные данные следующие:

· f₀=1680 МГц;

· d₁=3 мм, d₂=1 мм;

· ε₁=1, ε₃=1, μ₁=1, μ₂=1, μ₃=1;

· α=90˚ (параллельные излучатели);

· d_0λmin=0,2,

· d_0λmax=1,2,

· N_d0=6.

В качестве подлжки используются материалы с ε₂=1; ε₂=2,6; ε₂=5. Для каждого из них был выбран резонансный размер посредством программы рез_размер. mcd :

4) ε₂=1, a_0λ=b_0λ =0,463

5) ε₂=2,6, a_0λ=b_0λ =0,424

6) ε₂=5, a_0λ=b_0λ =0,405

Результаты расчета для каждого диэлектрика представлены на рис.4.1 и в табл. 4.1.

Руководство пользователя

Программа вз_сопрот. mcd является автономной программой пакета и может быть использована независимо от других программ пакета. Программа позволяет исследовать взаимную связь между излучателям при различном расстоянии и угловом положении.

Программа разработана в рамках математического пакета для инженерных расчетов Mathcad 2001 Professional. Требования к ресурсам вычислительной техники представлены в разделе 3.2.3 данной дипломной работы.

Для выполнения программы необходимо:

1. Загрузить математический пакет Mathcad 2001;

2. Открыть файл с именем вз_сопрот, имеющий расширение mcd;

3. В разделе Исходные данные для расчета ввести числовые значения нижеуказанных параметров, указывая размерность для абсолютных величин:

· f₀ – частота для расчетов;

· a_0λ, b_0λ – ширина и длина одиночного излучателя;

· d₁, d₂ – толщина слоев диэлектрической подложки;

· ε₁, ε₂, ε₃, μ₁, μ₂, μ₃ – диэлектрическая и магнитная проницаемость слоев;

· α – параллельные излучатели;

· d_0λmin – минимальное относительное расстояние между излучателями,

· d_0λmax – максимальное относительное расстояние между излучателями,

· N_d0 – количество точек для расчета.

4. Для начала вычислений нужно нажать клавишу F9, если в установках не указано автоматическое вычисление. Ошибки, которые могут возникнуть на этом этапе – это пустое поле одной из входных величин или же неверно указанная (или вовсе неуказанная) размерность величины. Признаком начала вычислений служит мигающая лампочка курсора. Время вычислений незначительно (до 2–3 мин.);

5. По окончании расчетов (признаком окончания является возвращение обычной стрелки курсора) должны быть построены графики, выведены числовые значения, которые могут быть скопированы и через буфер обмена экспортированы в другие пакеты (например Word). Поскольку для построения графиков используется интерполяция расчетных точек, может возникнуть ситуация, когда интерполированный график выходит за границы физической реализуемости параметров. Для устранения этого явления рекомендуется увеличить количество расчетных точек в заданном интервале.

Описание программы

Программа вз_сопрот. mcd явлется автономной программой пакета и может быть использована независимо от других программ пакета. Программа позволяет исследовать взаимную связь между излучателям при различном расстоянии и угловом положении.

Алгоритм расчета взаимного сопротивления основан на процедуре (2.8) и совпадает с алгоритмом, который используется в программе ФАР_вз_связь. mcd и подробно рассмотрен в разделе 3.2.4 данной дипломной работы.

Для увеличения быстродействия в программе проводится интерполяция расчетных точек полиномом второй степени, которая осуществляется с помощью встроенной функции математического пакета.

Результаты расчетов

Взаимное сопротивление

Разработанный пакет программ позволяет исследовать различные зависимости характеристик ФАР от параметров решетки и излучателя. Рассмотрим некоторые из них.

С помощью программы вз_сопрот. mcd, был проведен расчет взаимного сопротивления между двумя излучателями, имеющими структуру как на рис. 2.1 и 2.2, при различных материалах подложки (ε=1; ε= 2,6; ε=5). Результаты расчета модуля взаимного сопротивления для открытой структуры (рис. 2.1) представлены в табл.4.1 и на рис.4.1.

Таблица 4.1

Рис. 4.1 Зависимость модуля взаимного сопртивления от относительного расстояния между параллельными излучателями (открытая структура)

Рис. 4.2 Зависимость модуля взаимного сопртивления от относительного расстояния между параллельными излучателями (закрытая структура)

Как видно из графиков, взаимное сопротивление с увеличением расстояния убывает и в пределе стремится к нулю, это полностью подтверждает все теоретические положения. Анализируя влияние диэлектрика, для открытой структуры можно сделать вывод, что с ростом величины ε взаимная связь проявляется меньше на малых расстояниях при d/λ<0,4. При d/λ>0,4 различие в величинах диэлектрической проницаемости подложки проявляется меньше. Для закрытой структуры различие в величинах диэлектрической проницаемости подложки практически не проявляется даже при малых расстояниях.

Рис. 4.3 Зависимость активной части взаимного сопротивления от расстояния

Рис. 4.3 Зависимость реактивной части взаимного сопротивления от расстояния