Оптимизация конструкции модального фильтра при распространении сверхкоротких импульсов с двух направлений

DOI: 10.21293/1818-0442-2024-27-3-48-54

Скачать текст статьи в формате PDF

Скачать JATS xml

Аннотация: Впервые рассматривается оптимизация полоскового модального фильтра (МФ) по критерию минимизации максимальной амплитуды сверхкоротких импульсов (СКИ) при их распространении с двух направлений. Это реализовано за счет использования субмодуля анимированной динамической визуализации «DynaVis», позволяющего оценить изменение формы напряжения вдоль конкретного проводника МФ. Оптимизация выполнялась с использованием генетического алгоритма с турнирным отбором на этапе селекции. Впервые ряд оптимизируемых пара-метров МФ задавался не диапазонами, а дискретным набором значений на этапе генерации нового поколения. При оптимизации имеют место высокие временные затраты, поскольку алгоритм просчитывает значения напряжений не в одном узле, а в нескольких, по числу подсекций (в данном случае 50), на которые делится МФ при оптимизации. В результате оптимизации удалось обеспечить наименьший уровень максимального напряжения 159,8 мВ в центральной секции МФ (узел 25 из 50) при воздействии трапециевидными СКИ с ЭДС 1000 и 717 мВ в узле 22 при воздействии СКИ, соответствующих генераторам IRA II с ЭДС 5647 мВ и SINUS-160 с ЭДС 2575 мВ. Выполнена оценка полученных результатов по ряду признаков.

Ключевые слова: электромагнитная совместимость, оптимизация, сверхкороткий импульс, модальный фильтр, генетический алгоритм

Сведения о финансировании: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-29-00578, https://rscf.ru/project/24-29-00578/.

Библиография статьи:
Гордеева В. О. Оптимизация конструкции модального фильтра при распространении сверхкоротких импульсов с двух направлений / В. О. Гордеева, А. О. Белоусов // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2024. – Т. 27, № 3. – С. 48–54. DOI: 10.21293/1818-0442-2024-27-3-48-54

Авторы и правообладатели:

  • Гордеева В. О. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
  • Белоусов А. О. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)

  • 1. Гизатуллин З.М. Помехоустойчивость средств вычислительной техники внутри зданий при широкополосных электромагнитных воздействиях. – Казань: Издательво Казан. гос. техн. ун-та, 2012. – 254 с.
  • 2. Concerns on the Risk of Malaysian Civil and Defense Systems Due to Intentional Electromagnetic Interference / F. Hamamah, W.W. Ahmad, C. Gomes, M.M. Isa M. Homam // IEEE Asia-Pacific Conference on Applied Electromagnetics (APACE). – 2019. – P. 1–6. DOI: 10.1109/APACE47377.2019.9021096.
  • 3. Alnamir H. Study of Low Frequency Electromagnetic Interference Problems in Hospital Environment // 11th International Symposium on Advanced Topics in Electrical Engineering (ATEE). – 2019. – P. 1–5. DOI: 10.1109/ATEE.2019.8724736.
  • 4. New electromagnetic protection devices based on filtering / Y. Fei, H. Haoquan, L. Ruiming, L .Lutong, L. Zhipeng // IEEE 5th International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC-Beijing). – 2017. – P. 1–3. DOI: 10.1109/EMCB.2017.8260382.
  • 5. Transparent and hard TiO2/Au electromagnetic shielding antireflection coatings on aircraft canopy PMMA organic glass / G. Gao, Y. Huang, S. Zeng, K. Li, Y. Zhang, J. Zhu // Applied Surface Science. – 2024. – Vol. 658. – P. 1–10. DOI: 10.1016/j.apsusc.2024.159830.
  • 6. M’ziou N. Electromagnetic compatibility problems of indirect lightning stroke on Overhead Power Lines // Mathematics and Computers in Simulation. – 2020. – Vol. 167. – P. 429–442. DOI: 10.1016/j.matcom.2018.04.007.
  • 7. Mora N. Study and classification of potential IEMI sources / N. Mora, F. Vega, G. Lugrin, F. Rachidi, M. Rubinstein // System and assessment notes. – 8 July 2014. – No. 41. – 92 p.
  • 8. Ultra-Short Pulse Generation From Optical Parametric Oscillators With a Cavity-Length Detuning / J. Zhang, C. Ning, J. Heng, S. Yu, Z. Zhang // IEEE Photonics Technology Letters. – 2022. – Vol. 34, No 5. – P. 263–266. DOI: 10.1109/LPT.2022.3149528.
  • 9. Gaynutdinov R. Studies of Electromagnetic Disturbances in Coupling Path by Application of Intentional Ultrashort Electromagnetic Pulses / R. Gaynutdinov, S. Chermoshentsev // 2019 International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems (ICOECS). – 2019. – P. 1–4. DOI: 10.1109/ICOECS46375.2019.8949973.
  • 10. Wu Y. Research on Matrix Description of Electromagnetic Interference Between Cables / Y. Wu, X. Xu, T. Jiang // 2021 IEEE 9th International Conference on Computer Science and Network Technology (ICCSNT). – 2021. – P. 82–84. DOI: 10.1109/ICCSNT53786.2021.9615463.
  • 11. Gazizov A.T. UWB Pulse Decomposition in Simple Printed Structures / A.T. Gazizov, A.M. Zabolotsky, T.R. Gazizov // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. – 2016. – Vol. 58, No 4. – P. 1136–1142. DOI: 10.1109/TEMC.2016.2548783.
  • 12. Белоусов А.О. Оптимизация помехозащитных структур с модальным разложением / А.О. Белоусов, В.О. Гордеева. – Томск: Изд-во ТУСУРа. – 2023. – – 136 с.
  • 13. Белоусов А.О. Оптимизация модального фильтра на основе микрополосковой линии по частотным критериям / А.О. Белоусов, В.О. Гордеева, Г.Ю. Ким // Системы управления, связи и безопасности. – 2023. – № 4. – С. 219–242. DOI:10.24412/2410-9916-2023-4-219-242.
  • 14. Optical Reflection Interference Equalization for Single-Wavelength Bidirectional WDM-PON Transmission System / S. Shibita, D. Hisano, K. Maruta, Y. Nakayama, K. Mishina, A. Maruta // IEEE Photonics Journal. – 2021. – Vol. 13, No. 1. – P. 1–15. DOI: 10.1109/JPHOT.2020.3045049.
  • 15. Rapp L. Performance Impact of Signal Reflections in a Single–Fiber Bidirectional System / L. Rapp, F. Azendorf, M. Eiselt // IEEE Photonics Technology Letters. – 2021. – Vol. 33, No. 24. – P. 1411–1414. DOI: 10.1109/LPT.2021.3125524.
  • 16. Ion Electric Propulsion System Electric Breakdown Problems: Causes, Impacts and Protection Strategies / Z. Peng, Z. Li, F. Song, Y. Zhang, H. Xi, F. Liu // IEEE Access. – 2023. – Vol. 11. – P. 97340–97352. DOI: 10.1109/ACCESS.2023.3312719.
  • 17. Разработка программного обеспечения для моделирования радиоэлектронных средств с учетом электромагнитной совместимости в ТУСУР / С.П. Куксенко, Т.Р. Газизов, А.А. Квасников, А.В. Демаков, А.А. Иванов, Д.В. Клюкин, А. Алхадж Хасан, А.Е. Максимов, А.В. Осинцев // Наноиндустрия. – 2023. – Т. 16, № S9–1 (119). – С. 170–178.
  • 18. Алгоритм DFS [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://emaxx.ru/algo/dfs, свободный (дата обращения: 12.08.2024).
  • 19. Газизов Р.Р. Функции локализации и визуализации токов и напряжений в системе TALGAT / Р.Р. Газизов, Е.В. Лежнин // Современное технологии в науке и образовании – СТНО-2016: сб. тр. междунар. науч.-техн. и науч.-метод. конф.: в 4 т. / под общ. ред. О.В. Миловзорова. – Т. 1. – Рязань: Рязан. гос. радиотехн. ун-т, 2016. – С. 100–103.
Адрес редакции

  634050, г. Томск, пр. Ленина, 40, МК, каб. 310/2

  (3822) 701-582, внутр.: 1456

  journal@tusur.ru