[go: up one dir, main page]

RU2368939C2 - Method for installation of structural elements of digital radio electronic means - Google Patents

Method for installation of structural elements of digital radio electronic means Download PDF

Info

Publication number
RU2368939C2
RU2368939C2 RU2006121271/09A RU2006121271A RU2368939C2 RU 2368939 C2 RU2368939 C2 RU 2368939C2 RU 2006121271/09 A RU2006121271/09 A RU 2006121271/09A RU 2006121271 A RU2006121271 A RU 2006121271A RU 2368939 C2 RU2368939 C2 RU 2368939C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
modules
structural elements
radio electronic
electronic means
digital radio
Prior art date
Application number
RU2006121271/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006121271A (en
Inventor
Сергей Анатольевич Скачков (RU)
Сергей Анатольевич Скачков
Олег Александрович Данилов (RU)
Олег Александрович Данилов
Анатолий Семенович Ребров (RU)
Анатолий Семенович Ребров
Алексей Васильевич Клюев (RU)
Алексей Васильевич Клюев
Юрий Иванович Есин (RU)
Юрий Иванович Есин
Original Assignee
Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации filed Critical Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации
Priority to RU2006121271/09A priority Critical patent/RU2368939C2/en
Publication of RU2006121271A publication Critical patent/RU2006121271A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2368939C2 publication Critical patent/RU2368939C2/en

Links

Landscapes

  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention is related to the field of equipment design, in particular to algorithms of modules installation sequence in digital radio electronic means. In process of operation of radio electronic means (REM) their serviceability may be deteriorated by effect of electromagnetic fields (EMF). Besides REM themselves and their components may be sources of EMF radiated into external space, which may affect operation of surrounding equipment and components of instruments. Method currently available can not minimise mutual effect of structural elements inside developed device, which may result in reduction of device noise immunity at high and ultrahigh frequencies. Technical result of invention is achieved by the fact that in design of electronic units of digital radio electronic means electromagnet radiation is taken into account, which is created by structural elements (modules) of these units, in the form of particular index of electromagnet interaction between modules, which is produced by measurement of electromagnet radiation spectrum produced by structural elements (modules) of units. Modules in device are installed serially, besides, for another installation from multiple uninstalled modules the one is selected, with which function
Figure 00000004
is maximised, where F1i is particular index of i module connection to other modules, F2i is index of heat mode quality, F3i is particular index of electromagnet radiation between modules, R1, R2, R3 are weight coefficients.
EFFECT: higher noise immunity of digital radio electronic facilities.

Description

Изобретение относится к области конструирования аппаратуры, а в частности к алгоритмам последовательности размещения модулей в цифровых радиоэлектронных средствах.The invention relates to the field of equipment design, and in particular to algorithms for the sequence of placement of modules in digital electronic equipment.

При эксплуатации радиоэлектронных средств (РЭС) вследствие воздействия электромагнитных полей (ЭМП) возможно нарушение их работоспособности. Кроме того, сами РЭС и их составляющие могут являться источниками ЭМП, излучаемых во внешнее пространство, что может влиять на работу окружающего оборудования и составных частей приборов. Лучший способ решить проблему помехозащищенности, исключить с самого начала конструирования устройства причины, порождающие помехи.During the operation of electronic equipment (RES) due to exposure to electromagnetic fields (EMF) may violate their performance. In addition, the RES themselves and their components can be sources of electromagnetic fields emitted into the external space, which can affect the operation of the surrounding equipment and component parts of the devices. The best way to solve the problem of noise immunity, to exclude from the very beginning of the design of the device the causes that cause interference.

Известен способ размещения конструктивных элементов цифровых радиоэлектронных средств (ЦРЭС), использующий перестановки, заключающийся в направленной оптимизации размещения модулей при выполнении критерия минимизации суммарной длины всех связей между элементами [1].There is a method of placement of structural elements of digital radio electronic means (CRES), using permutations, which consists in directional optimization of the placement of the modules when fulfilling the criterion of minimizing the total length of all bonds between the elements [1].

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

во-первых, критерий минимизации суммарной длины всех соединений не всегда позволяет создать конструкцию, близкую к оптимальной, ибо он только косвенно учитывает связанность модулей между собой, в результате возможно решение, при котором связанные модули могут быть разнесены на большие расстояния, а пространство между ними может быть занято соединениями между другими модулями;firstly, the criterion of minimizing the total length of all connections does not always allow creating a design close to optimal, because it only indirectly takes into account the interconnection of the modules with each other, as a result, a solution is possible in which the connected modules can be spaced apart over large distances, and the space between them may be occupied by connections between other modules;

во-вторых, для реализации заложенного в данном способе алгоритма необходима первоначальная расстановка модулей, неудовлетворительное качество которой может значительно ухудшить окончательный результат размещения модулей в устройстве;secondly, for the implementation of the algorithm laid down in this method, an initial arrangement of modules is necessary, the unsatisfactory quality of which can significantly worsen the final result of placing the modules in the device;

в-третьих, способ не позволяет минимизировать взаимное электромагнитное воздействие модулей внутри разрабатываемого устройства, что может привести к потере работоспособности устройства на высоких и сверхвысоких частотах.thirdly, the method does not allow to minimize the mutual electromagnetic effect of the modules inside the device being developed, which can lead to a loss of operability of the device at high and ultrahigh frequencies.

Наиболее близким к предполагаемому техническому решению является способ последовательного размещения модулей, использующий следующие критерии оптимизации: минимум длины самой длинной связи, максимум числа связей между модулями, находящимися в соседних позициях [1]. Способ реализуют в два этапа. Сначала определяют оптимальные расстояния между любым i-м и j-м модулями с учетом необходимых ограничений. Далее для очередного размещения из множества неразмещенных модулей выбирают тот, при котором максимизируется функция Closest to the proposed technical solution is a method of sequentially placing modules using the following optimization criteria: the minimum length of the longest bond, the maximum number of bonds between modules located in adjacent positions [1]. The method is implemented in two stages. First, the optimal distances between any i-th and j-th modules are determined taking into account the necessary restrictions. Next, for the next placement, from the set of unplaced modules, choose the one at which the function is maximized

F=F1iR1·F2iR2, где F1i, F2i - соответственно частные показатели количества связей i-го модуля с другими модулями и качества теплового режима; R1, R2 - весовые коэффициенты [1].F = F 1i R1 · F 2i R2 , where F 1i , F 2i are respectively particular indicators of the number of connections of the i-th module with other modules and the quality of the thermal regime; R1, R2 - weighting coefficients [1].

Недостатком данного способа является то, что способ не позволяет минимизировать взаимное электромагнитное воздействие модулей внутри разрабатываемого устройства, что может привести к снижению помехозащищенности устройства на высоких и сверхвысоких частотах.The disadvantage of this method is that the method does not allow to minimize the mutual electromagnetic effects of the modules inside the device being developed, which can lead to a decrease in the noise immunity of the device at high and ultrahigh frequencies.

Технический результат предполагаемого изобретения - повышение помехозащищенности цифровых радиоэлектронных средств.The technical result of the proposed invention is to increase the noise immunity of digital electronic equipment.

Технический результат достигается тем, что при конструировании электронных блоков цифровых радиоэлектронных средств измеряют и учитывают электромагнитное излучение, производимое конструктивными элементами (модулями) этих блоков, в виде частного показателя электромагнитного взаимодействия между модулями. В основу способа положен алгоритм последовательного размещения модулей, суть которого заключается в следующем.The technical result is achieved by the fact that in the design of electronic blocks of digital electronic equipment, electromagnetic radiation is measured and taken into account, produced by the structural elements (modules) of these blocks, in the form of a particular indicator of the electromagnetic interaction between the modules. The method is based on an algorithm for sequential placement of modules, the essence of which is as follows.

В начале все модули упорядочивают по общему признаку. Для этого определяют оптимальные расстояния между любыми i-м и j-м модулями по критерию минимум длины самой длинной связи. Рассчитывают частный показатель качества связи (F1i). Определяют спектр электромагнитного излучения, производимого модулями. Рассчитывают F3i - частный показатель электромагнитного взаимодействия между модулями по формуле:At the beginning, all modules are ordered by a common attribute. For this, the optimal distances between any i-th and j-th modules are determined by the criterion of the minimum length of the longest connection. Calculate the private indicator of the quality of communication (F 1i ). The spectrum of electromagnetic radiation produced by the modules is determined. Calculate F 3i - a particular indicator of the electromagnetic interaction between the modules according to the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Aki, Аkj - частотные составляющие спектров для i-го и j-го модулей. Определяют мощность теплового излучения модулей и рассчитывают F2i - частный показатель качества теплового режима.where A ki , A kj are the frequency components of the spectra for the i-th and j-th modules. The thermal radiation power of the modules is determined and F 2i is calculated - a particular indicator of the quality of the thermal regime.

Далее в установленной очередности для каждого из модулей определяют начальную позицию. Причем для очередного размещения из множества неразмещенных модулей выбирают тот, при котором максимизириуется функция:Further, in the established order for each of the modules, the initial position is determined. Moreover, for the next placement of the set of unplaced modules, choose the one at which the function is maximized:

F=F1iR1·F2iR2·F3iR3,F = F 1i R1 · F 2i R2 · F 3i R3 ,

где R1, R2, R3 - весовые коэффициенты.where R1, R2, R3 are weights.

Затем процесс повторяют до тех пор, пока не будет получено размещение всех модулей.Then the process is repeated until the placement of all modules is obtained.

В результате такого размещения модулей в устройстве их электромагнитное взаимодействие уменьшится, что повысит помехозащищенность устройства от внутренних электромагнитных помех. Обусловлено это тем, что конструктивные элементы ЦРЭС размещаются с учетом их взаимного электромагнитного влияния.As a result of such placement of the modules in the device, their electromagnetic interaction will decrease, which will increase the noise immunity of the device from internal electromagnetic interference. This is due to the fact that the structural elements of the central distribution center are placed taking into account their mutual electromagnetic influence.

Способ был проверен при размещении модулей демонстрационного электронного блока БД-1. Введение в целевую функцию частного показателя, характеризующего электромагнитное взаимодействие между модулями (F3i), позволило снизить уровень внутренних помех, наводимых от излучения проводников соседних модулей, в 1,3 раза.The method was tested when placing the modules of the demonstration electronic unit BD-1. The introduction of a particular indicator characterizing the electromagnetic interaction between the modules (F 3i ) into the objective function made it possible to reduce the level of internal noise induced by radiation from the conductors of neighboring modules by 1.3 times.

Предложенный способ размещения конструктивных элементов цифровых радиоэлектронных средств позволяет минимизировать взаимное электромагнитное воздействие конструктивных элементов (модулей) внутри разрабатываемого устройства, что повышает помехозащищенность цифровых радиоэлектронных средств.The proposed method for the placement of structural elements of digital electronic means allows you to minimize the mutual electromagnetic effect of structural elements (modules) inside the device being developed, which increases the noise immunity of digital electronic means.

Источники информацииInformation sources

1. Преснухин Л.Н., Шахнов В.А. Конструирование электронных вычислительных машин и систем. - М.: Высш. шк., 1986, с.249, 251-258.1. Presnukhin L.N., Shakhnov V.A. Design of electronic computers and systems. - M .: Higher. school., 1986, p. 249, 251-258.

Claims (1)

Способ размещения конструктивных элементов цифровых радиоэлектронных средств, основанный на том, что модули в цифровом устройстве размещают последовательно, согласно критерия минимума самой длинной связи, с учетом показателя теплового режима, отличающийся тем, что перед размещением модулей в цифровых устройствах определяют спектр электромагнитного излучения, производимого модулями, рассчитывают частный показатель электромагнитного взаимодействия между модулями по формуле:
Figure 00000002
,
где Aki, Akj - частотные составляющие спектров для i-го и j-го модулей, определяют мощность теплового излучения модулей и рассчитывают частный показатель теплового режима F2i, далее в установленной очередности для каждого из модулей определяют начальную позицию, причем для очередного размещения из множества неразмещенных модулей выбирают тот, при котором максимизируется функция:
Figure 00000003
,
где F1i - частный показатель связи i-го модуля с другими модулями,
F2i - показатель качества теплового режима,
F3i - частный показатель электромагнитного взаимодействия между модулями,
R1, R2, R3 - весовые коэффициенты.
A method of placing structural elements of digital electronic electronic devices, based on the fact that the modules in the digital device are placed sequentially, according to the criterion of the minimum of the longest connection, taking into account the thermal regime, characterized in that before placing the modules in digital devices, the spectrum of electromagnetic radiation produced by the modules is determined , calculate the partial indicator of the electromagnetic interaction between the modules according to the formula:
Figure 00000002
,
where A ki , A kj are the frequency components of the spectra for the i-th and j-th modules, determine the thermal radiation power of the modules and calculate the partial indicator of the thermal regime F 2i , then in the established order for each of the modules determine the initial position, and for the next placement from the set of unplaced modules, choose the one at which the function is maximized:
Figure 00000003
,
where F 1i is a particular indicator of the connection of the i-th module with other modules,
F 2i - an indicator of the quality of the thermal regime,
F 3i is a particular indicator of the electromagnetic interaction between the modules,
R1, R2, R3 - weighting factors.
RU2006121271/09A 2006-06-15 2006-06-15 Method for installation of structural elements of digital radio electronic means RU2368939C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121271/09A RU2368939C2 (en) 2006-06-15 2006-06-15 Method for installation of structural elements of digital radio electronic means

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121271/09A RU2368939C2 (en) 2006-06-15 2006-06-15 Method for installation of structural elements of digital radio electronic means

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006121271A RU2006121271A (en) 2008-01-10
RU2368939C2 true RU2368939C2 (en) 2009-09-27

Family

ID=39019550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006121271/09A RU2368939C2 (en) 2006-06-15 2006-06-15 Method for installation of structural elements of digital radio electronic means

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2368939C2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU10039U1 (en) * 1998-08-24 1999-05-16 Научно-исследовательский институт телевидения FUNCTIONAL UNIT FOR ELECTRONIC EQUIPMENT
RU2004105879A (en) * 2003-02-28 2005-08-10 Майкрософт Корпорейшн (Us) METHOD AND SYSTEM FOR TRANSFORMING HIERARCHICAL DATA STRUCTURE BASED ON SCHEME IN PLANE DATA STRUCTURE

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU10039U1 (en) * 1998-08-24 1999-05-16 Научно-исследовательский институт телевидения FUNCTIONAL UNIT FOR ELECTRONIC EQUIPMENT
RU2004105879A (en) * 2003-02-28 2005-08-10 Майкрософт Корпорейшн (Us) METHOD AND SYSTEM FOR TRANSFORMING HIERARCHICAL DATA STRUCTURE BASED ON SCHEME IN PLANE DATA STRUCTURE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПРЕСНУХИН Л.Н., ШАХНОВ В.А. Конструирование электронных вычислительных машин и систем. - М.: Высшая школа, 1986, с.249, 251-258. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006121271A (en) 2008-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2015315218B2 (en) Guided surface wave transmission of multiple frequencies in a lossy media
CN1324323C (en) Accurately positioning method and device for underground layered power cable defect position
CN105785225B (en) Method for compensating receiving end signal time delay estimation error
Berenger Long range propagation of lightning pulses using the FDTD method
RU2368939C2 (en) Method for installation of structural elements of digital radio electronic means
Zitouna et al. Time domain inverse method based on the near field technique to solve electromagnetic interference problems: application to an AC/DC flyback converter
Kabiri et al. Design of a controllable delay line
Graber et al. How scattering parameters can benefit the development of all-electric ships
Pei et al. Field‐Line‐Circuit Coupling Based Method for Predicting Radiated Electromagnetic Emission of IGBT‐PMSM Drive System
Van Leersum et al. Cable crosstalk and separation rules in complex installations
Osabe et al. Consideration to terminating condition of mains cable for radiated emission measurement caused by different disturbance sources
Schelkunoff Forty years ago: Maxwell's theory invades engineering-and grows with it
Parfenov et al. The method for evaluating the probability of failures of digital devices under the influence of short electromagnetic pulses
Huo et al. Sampling Strategy Selection for EMC Simulation Surrogate Model in Uncertainty Analysis and Electromagnetic Optimization Design
CN109884470A (en) Precision Cable Test System
Akinnuoye Long-term effects of thermal variation on the performance of balanced twisted pair cabling
Thalmeier et al. EMC studies for the vertex detector of the Belle II experiment
Joshi et al. Generation and propagation of EMI waves in power electronic circuits
Rubinstein et al. Discussion on the assessment and mitigation of radiation from PLC networks
Wang et al. Study of signal integrity and radiated emission of single ended and differential high speed digital signals crossing a slot
Hayashi et al. Influence of PCB and attached line of hardware on electromagnetic (EM) information leakage
Zhang et al. Radiated Emission Modeling of a Wireless Power Transfer System
JP6417671B2 (en) Electronic device, noise suppression system, and noise suppression method
Li et al. Prediction of radiated emissions from cables with multiple connections to a metal plane
Wong et al. Radiated emissions and signal integrity of printed circuit board microstrips

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090409