Анализ характеристик и конструктивный синтез ретрансляторов для телекоммуникационных сетей, работающих от динамогенераторов, преобразующих энергию поля постоянных магнитов Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.396.61

Е.С. Огурцов, О.А. Якимова

АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК И КОНСТРУКТИВНЫЙ СИНТЕЗ РЕТРАНСЛЯТОРОВ ДЛЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ, РАБОТАЮЩИХ ОТ ДИНАМОГЕНЕРАТОРОВ, ПРЕОБРАЗУЮЩИХ ЭНЕРГИЮ ПОЛЯ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ

Исследования в области синтеза автономных пассивных и полуактивных ретрансляторов, работающих от динамогенераторов на энергии поля постоянных магнитов являются актуальными [1-5]. На рис. 1 представлена разработанная схема структурная электрическая автономного полуактивного ретранслятора, работающего от динамогенераторов на энергии поля постоянных магнитов.

Рис. 1. Автономный полуактивный ретранслятор

Решена задача рассеяния на цилиндрическом и полуцилиндрическом уголковом отражателе. Задача решена строго методом интегральных уравнений на основе леммы Лоренца. Для решения задачи используем лемму Лоренца в интегральной форме:

/{ [№ ] - [Ё2И, ] } |(]ГЁ2 + Iм,стЙ2) +/(РстЙ, - 7ГЁ,)«IV. (!)

8 V V

Для составляющей И электромагнитных волн Й - поляризации получим интегральное уравнение:

яг = щ (р) - К [Ёпи м ] - [Ёмип ]) а§+| (им (рз, Р)ум (р)-Ём (р,рх)уэ(р))а§. (2)

Б Б

Найдем аналогично интегральное уравнение для составляющей Ё2 электромагнитных волн Ё - поляризации:

ё, = Ё(р)-|([ИпЁэ]-[щЁп])а§+|(ё;(р,Р)уэ(р)-ум(р)Щ(Р,р))& (3)

Б Б

После преобразований получим рассеянные электромагнитные волны для Й - поляризации. Выделим из него нормированную диаграмму рассеяния цилиндрического отражателя:

р зш(со80 + со80о) рр ( 1)п (^п(ка) - і • 1п ■ (ка)) ео8(п(ф - ф0)ё1°д‘‘<-совв+совво'1

(СО50 + ООБ^о ) • д п=0 5=0

Ипт'(ка) - і • г, • #„<2)(ка)

(4)

Найдем аналогично нормированную диаграмму рассеяния цилиндрического отражателя для электромагнитных волн Е - поляризации :

F _ sin(cosO + cosO0) ( iyi (Jn (ka) - i • Zn ■ Jn(ka))cos(n(j-j0))ekoqd (cosO+cosOo)

E _ (cosO + cosO0) • q П^ ^e Hn(2)(ka) -i • Zn • Hn(2,’(ka) <5)

Аналогично для полуцилиндрического уголкового отражателя получим составляющую HzP рассеянного электромагнитного поля с импедансной полуци-линдрической полостью в виде:

£m ■ Jm (kr )• Jm (ka )• —^ •( Jn (ka)- iJJn (ka))

Hf _-H(-—0 (k|r +a|)+££--------------------. J (k)------------------------

n_0 m_01+ (-—o (k (r + a)) + —n. ) • Jn (ka)) • (Jn (ka) - J-Jn (ka))

J n (ka)

•cos (n ( j + jo ))) • е'Ш(“sO+“s°) (6)

В табл. 1 приведены синтезированные отражатели ретрансляторов.

Таблица 1

Полуактивный ретранслятор.

На рис. 2 приведена функциональная схема автономного полуактивного ретранслятора. Электронное управление ЭПР осуществляется с помощью СВЧ диодов, управляемых сигналами НЧ. Диоды ( п.2., рис.2 ) расположены на одной грани каждой ячейки радиолокационного отражателя (п.1, рис. 2), находящегося под прозрачным радиообтекателем (п.3, рис. 2). Сигналы управления НЧ поступают от усилителя мощности (УМНЧ) (п. 4, рис. 2). На вход УМНЧ подаются сигналы, одулированные с помощью цифрового модулятора (п. 5, рис. 2). Цифровой модулятор управляется микропроцессорным блоком управления (МБУ) (п. 8, рис. 2). МБУ обеспечивает работу устройства в ручном, полуавтоматическом программном режиме, отображаемом на мониторе (п. 9, рис. 2). В устройстве предусмотрен режим полуавтоматической работы с дистанционным управлением в инфракрасном (ИК) диапазоне с помощью ИК пульта управления на основе ИК передатчика и ИК приемника.

Система имеет управляемую ЭПР до 500 м2.

Выполнено моделирование на ЭВМ и проведена экспериментальная отработка макетов. Показана высокая точность результатов моделирования и расчетов на ЭВМ с использованием информационных технологий.

Рис. 2. Функциональная схема автономного полуактивного ретранслятора

На рис. 3 представлены результаты расчета структуры картограмм поля систем магнитов.

Рис. 3. Результаты расчета структуры картограмм поля систем магнитов

На рис. 4 представлены результаты экспериментальных исследований поля магнитных структур.

Рис. 4. Результаты экспериментальных исследований поля магнитных структ

На фото 1 представлен физический макет привода динамического устройства с использованием одного полюса магнитов. На фото 2 представлен статор

торцевого динамического генератора. На рис. 5. (а, б, в) представлен ротор торцевого динамического генератора.

Рис. 5. Ротор торцевого динамического генератора

Выводы. Представлены некоторые полученные аналитические соотношения, полученные в результате исследований. Рассчитаны рассеянные СВЧ - электромагнитные поля отражателей ретрансляторов, в том числе цилиндрических и полуцилиндрических уголковых отражателей. Изображены рассчитанные и полученные в результате физических натурных испытаний картограммы внешнего поля систем постоянных магнитов динамических генераторов. Показаны фотографии экспериментальных макетов динамических генераторов на постоянных магнитах.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Савин В.И., Ашихмин В.Л., Юханов Ю.В., Огурцов Е.С. и др. Заявка на изобретение «Устройство для измерения и калибровки диаграмм направленности светоизлучающих устройств в плоскости». Заявка № 2007119053 от 22.05.2007.

2. Огурцов Е.С., Огурцов С.Ф. «Конструкционный синтез импедансных цилиндрических уголковых отражателей». Вестник МГОУ. - № 4. - 2001 г.

3. Огурцов Е.С., Огурцов С.Ф. Тезисы доклада «Конструктивный синтез импедансных круговых отражателей ». РГУПС, 2002.

4. Огурцов Е.С., Огурцов С.Ф. Заявка на изобретение 2004129506/09 от 06.10.2004 «Электродинамическое устройство».

5. Огурцов Е.С., Огурцов С.Ф. Заявка на изобретение «Электродинамическое двухполюсное устройство» Заявка № 2007114262 от 16.04.2007.

УДК 004.658

В.А. Солодов

ТЕХНОЛОГИИ ДОСТУПА К БАЗАМ ДАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Введение. Проектирование информационной инфраструктуры энергетики является одним из приоритетных направлений в области высоких технологий,