НазадВверхВперед
Дисциплина: "Техническая электродинамика и устройства СВЧ" 
Раздел: "Методы анализа параметров импедансных сеток в частотной и временной областях"  
Тема: "Особенности задания граничных условий в методе импедансных сеток"

 
Особенности задания граничных условий в методе импедансных сеток 
 
a)                                                                          б) 

 

  в)                                                                   г) 

Рис. 4.7.1. Схема описания наклонных металлических границ
 Дополнительная погрешность вычислений связана с неточным описанием границ, особенно если в конструкцию введены ребра и штыри, имеющие толщину менее D. Рис. 4.7.1 иллюстрирует алгоритм, позволяющий повысить точность описания наклонных металлических границ (примерно до D/16). Линии с волновым сопротивлением  , замкнутые на расстоянии   (   на рис. 4.7.1,a) нужно заменить линиями с волновым сопротивлением   и длиной   (рис. 4.7.1,г) и, соответственно, сохранить периодичность суммирования импульсов тока на клеммах всех кубиков с тактом  . При этом величина D может быть несколько увеличена и, соответственно, исследуемый объем V также может быть увеличен. 

Другая возможность повышения точности описания границ показана на
рис. 4.7.2. Вблизи границы (пунктирная линия на рис. 4.7.2,a) вводятся кубики с уменьшением размера в 2, 4, 8 и т.д. раз. Четыре грани кубиков размером 
D/2 стыкуются с гранью кубика D (рис. 10). Между клеммами кубиков с размерами ребер D/2,  имеющими номера 1, 2, 3, 4, и клеммами кубика с номером 5 вводится проволочный последовательно-параллельный объединитель клемм, как это показано на рис. 4.7.2,б. Матрица [S] подобного объединителя определяется с помощью выражения (4.7.1). Если в системе кубиков, регулярной по оси Z (рис. 4.7.2,a), распространяется плоская однородная волна вдоль оси X, то в системе не возникает отражений. Если плоская волна распространяется вдоль оси Y (или Z), то в сечении стыка кубиков по оси X возникает волна рассогласования с амплитудой  , направленная в область малых кубиков. При   это эквивалентно незначительным отражениям с уровнем - 40 дБ. 

  
а)                                       б) 
Рис. 4.7.2. Схема повышения точности учета влияния границ 
  
. (4.7.1) 
В сетках вида рис. 4.7.2,a временной интервал t должен выбираться таким, чтобы соответствовал времени прохождения волны по кубику, имеющему минимальные размеры (t/4 для рис. 10,a). При этом в кубиках, имеющих размеры ребер D/4D/2 и D, амплитуды 12 волн запоминаются через временные интервалы t/4t/2 и tсоответственно. Если общее число малых (нониусных) кубиков мало по сравнению с числом больших кубиков, то уточнение границ по схеме, изображенной на рис. 4.7.2,a, приведет к незначительному увеличения требуемого объема оперативной памяти ЭВМ. 
Для увеличения мощности вычислительных процедур, разрабатываемых на основе потоковых сеток, может использоваться многопроцессорный алгоритм. Объем устройства делится на несколько областей, каждая из которых анализируется с общим тактом t отдельным процессором с отдельной шиной данных (это позволяет увеличить либо общее число кубиков N, либо быстродействие). Предполагается, что новые версии временных программ будут разрабатываться с достижением максимальных значений N до 30Ч106 . Объем устройства V может достигать 1000l3. 
 
НазадВверхВперед