Details

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи: выполнен анализ теоретических основ дифракции электромагнитных волн на проводниках. Были выполнены аналитические расчёты. Использовались методы классической электродинамики, аналитические и приближённые методы расчёта. В результате работы получены зависимости, позволяющие количественно оценить снижение тока в проводнике при использовании одного и нескольких ферритовых колец. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании кабельных и радиотехнических систем для повышения их электромагнитной совместимости и снижения уровня паразитных переотражений. В процессе выполнения работы использовались информационные технологии и программное обеспечение: MS Office (Word, Excel) для расчётов и обработки данных, графический анализ частотных характеристик, электронные образовательные ресурсы и научные базы данных для поиска и анализа литературы, а также средства численного моделирования электромагнитных процессов.

To achieve this goal, the following tasks were solved in this work: an analysis of the theoretical foundations of electromagnetic wave diffraction by conductors was performed. Analytical calculations were performed using classical electrodynamics methods, analytical and approximate calculation methods. As a result of this work, relationships were obtained that allow for a quantitative assessment of the current reduction in a conductor when using one or more ferrite rings. The obtained results can be used in the design of cable and radio engineering systems to improve their electromagnetic compatibility and reduce the level of parasitic reflections. Information technology and software were used during this work: MS Office (Word, Excel) for calculations and data processing, graphical analysis of frequency responses, electronic educational resources and scientific databases for literature search and analysis, as well as numerical simulation tools for electromagnetic processes.

• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН С ПРОВОДНИКАМИ И ФЕРРИТОВЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
  • 1.1. Дифракция и переотражения электромагнитных волн от проводников
    • 1.1.1. Физическая природа дифракции на проводниках
    • 1.1.2. Классическая модель дифракции на цилиндрическом проводнике
    • 1.1.3. Математическая постановка задачи и интегральный подход
    • 1.1.4. Тонкопроводниковое приближение
    • 1.1.5. Зависимость рассеяния от электрического размера проводника
    • 1.1.6. Связь с задачей снижения дифракции
  • 1.2. Физические свойства и электромагнитные характеристики ферритовых материалов
    • 1.2.1. Классификация и материал: MnZn, NiZn и нанокристаллические материалы
    • 1.2.2. Комплексная магнитная проницаемость и потери: почему феррит “гасит” ВЧ токи
    • 1.2.3. Эквивалентная схема, параметры выбора и факторы, влияющие на эффективность феррита
  • 1.3. Принципы уменьшения дифракции с использованием ферритовых колец
    • 1.3.1. Кабель и проводник как источник вторичного излучения: постановка проблемы
    • 1.3.2. Ферритовые кольца как средство подавления наведённых токов
    • 1.3.3. Частотные характеристики ферритовых колец и эффективность подавления дифракции
    • 1.3.4. Системы ферритовых колец и переход к расчётной модели
  • 1.4. Выводы по главе 1
• ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ФЕРРИТОВЫХ КОЛЕЦ НА ТОК В ПРОВОДЕ
  • 2.1. Постановка задачи и исходные параметры модели
    • 2.1.1. Физическая модель системы «проводник – ферритовое кольцо»
    • 2.1.2. Основные допущения и ограничения модели
    • 2.1.3. Исходные параметры модели и обозначения
  • 2.2. Математическое описание взаимодействия тока и ферритового кольца
    • 2.2.1. Тонкий вибратор кругового сечения
    • 2.2.2. Дифракция на цилиндре
    • 2.2.3. Ферритовые кольца
    • 2.2.4. Принцип эквивалентности
    • 2.2.5. Система координат
    • 2.2.6. Расчеты
  • 2.3. Анализ полученных зависимостей и формул, определяющих эквивалентную индуктивность и ЭДС
    • 2.3.1. Магнитное поле тока в проводнике и магнитный поток в ферритовом кольце
    • 2.3.2. Индуцированная электродвижущая сила и противодействие изменению тока
    • 2.3.3. Эквивалентная индуктивность и импеданс ферритового кольца
    • 2.3.4. Влияние параметров ферритового кольца на эквивалентную индуктивность и импеданс
    • 2.3.5. Влияние постоянной составляющей тока и нелинейных эффектов (DC bias)
    • 2.3.6. Частотные свойства и роль потерь
    • 2.3.7. Интерпретация результатов с точки зрения снижения дифракции
  • 2.4. Выводы по главе 2
• ГЛАВА 3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СНИЖЕНИЯ ДИФРАКЦИИ
  • 3.1. Методика моделирования и расчётов (на основе FDTD, MoM или аналогичных методов)
    • 3.1.1. Постановка вычислительной задачи и исходные параметры
    • 3.1.2. Используемые методы моделирования и расчётов
    • 3.1.3. Критерии оценки эффективности снижения дифракции
  • 3.2. Сравнение результатов для различных конфигураций ферритовых колец
    • 3.2.1. Влияние материала ферритового кольца на эффективность снижения дифракции
    • 3.2.2. Влияние геометрии и конфигурации установки ферритовых колец
    • 3.2.3. Итоговое сравнение конфигураций и диапазонов эффективного подавления
  • 3.3. Практические рекомендации по выбору, монтажу и применению ферритовых элементов
    • 3.3.1. Рекомендации по выбору материала ферритового кольца
    • 3.3.2. Рекомендации по геометрии установки и числу витков
    • 3.3.3. Рекомендации с учётом параметров нагрузки и рабочих условий
    • 3.3.4. Обобщение рекомендаций и область их применимости
  • 3.4. Выводы по главе 3
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ