Удосконалена методика розв'язання задачі аналізу ребристо-стержневої структури

Abstract

Представлено вдосконалену методику для аналізу електродинамічних характеристик імпедансної ребристо-стержневої структури, яка базується на методі наведених електрорушійних сил. Під час виконання дослідження використано модель ребристо-стержневої структури, у якій циліндричні металеві радіальні неоднорідності замінено системою циліндрично розташованих елементарних випромінювачів – диполів. Розглянуто варіанти взаємного розміщення диполів у тривимірній системі ребристо-стержневої структури та відповідні варіанти математичних співвідношень для розрахунку дійсної і уявної частини взаємного імпедансу. Для автоматизації процесу розв'язання задачі аналізу ребристо-стержневої структури на підставі запропонованих рішень розроблено програмне забезпечення з використанням мови програмування Python. Виконано розрахунок матриці струмів і напруги тривимірної системи диполів, що моделює досліджувану ребристо-стержневу структуру. Досліджено вплив розмірності матриці струмів і напруги моделі ребристо-стержневої структури на результат розрахунку нормованої за амплітудою діаграми спрямованості у площині вектора напруженості електричного поля. Виявлено, що отримані результати розрахунку розподілу напруженості електричного поля в дальній зоні близькі до відомих, отриманих теоретичним шляхом на підставі розрахунку матриці власних і взаємних імпедансів методом наведених електрорушійних сил та підтверджених експериментально. Використання запропонованої методики дало змогу істотно зменшити тривалість розрахунку матриці власних і взаємних імпедансів. Досліджено, що у разі збільшення розмірності матриці струмів і напруги, зменшується рівень бокових пелюсток на нормованій за амплітудою діаграмі спрямованості, а рівень основної пелюстки прямує до нормалі відносно головної осі ребристо-стержневої структури. Надано практичні рекомендації щодо застосування запропонованої методики розрахунку системи рівнянь знаходження дійсних і комплексних значень власних і взаємних імпедансів тривимірної системи випромінювачів у моделі ребристо-стержневої структури, а також з урахуванням внутрішнього імпедансу джерела живлення випромінювачів.

Keywords

• імпедансна структура
• моделювання електродинамічних характеристик
• взаємний імпеданс
• діаграма спрямованості