![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Математическое моделирование высокочастотных радиоцепей на основе направленный графов |
Оригинальную версию Содержание Введение 1. Основные понятия и определения 2. Топологическое представление радиоцепи 3. Расчет цепей на основе направленных графов Список используемой литературы Список обозначений МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫСОКОЧАСТОНЫХ РАДИОЦЕПЕЙ НА ОСНОВЕ НАПРАВЛЕННЫХ ГРАФОВ Введение В статье рассматриваются некоторые вопросы применения теории графов для расчета высокочастотных радиоцепей, описываемых матрицей рассеяния: составление графа цепи из нескольких 2 - полюсников, различные способы преобразования и примеры расчета. 1. Основные понятия и определения Для расчетов радиоцепей большое распространение получили методы матричной алгебры. Однако эти методы применительно к анализу сложных цепей приводят к чрезвычайно трудоемким расчетам, затрудняют установление зависимостей между отдельными параметрами и представление исходной цепи в виде комплекса простых структур. Эти недостатки в значительной степени устраняются применением метода направленных графов , сущность которого заключается в том, что матричные уравнения, описывающие систему, могут быть заменены соединениями элементарных графов, преобразования которых соответствуют матричным преобразованиям, но выполняются значительно проще. Преимущество этого метода также в том, что математическое описание задачи с помощью направленных графов естественным образом вытекает из физического строения системы и не требует записи исходных матричных уравнений. Направленный граф служит топологической формой представления уравнений системы относительно выбранных переменных, т.е. топологической моделью системы. Рассмотрение топологических моделей высокочастотных цепей начнем с основных понятий теории графов. Необходимость этого вытекает из отсутствия единой терминологии и устранения возможности неправильного толкования отдельных терминов. Графом - называется система точек и связывающих их линий. Каждая точка - узел графа; линия, связывающая две точки, - ветвь. Направленный граф - граф, в котором все ветви имеют направление, ненаправленный - если ветви направления не имеют. Направленному графу однозначно соответствует система линейных алгебраических уравнений, в которых узлы графа - переменные, а ветви - коэффициенты. Например системе уравнений Узлы, имеющие только выходящие ветви - источники; узлы, имеющие только входящие ветви - стоки. На рис.1. источники - и , сток - . Путь - непрерывная последовательность ветвей, вдоль которой каждый узел встречается не более одного раза. Если путь начинается и кончается в одной и той же точке, то он образует контур. Если контур образован одной ветвью, то это - элементарный контур. Дерево - совокупность соединенных ветвей, касающихся всех узлов, но не образующих ни одного контура. Каждая ветвь характеризуется величиной, называемой передачей ветви. Например, ветвь, соединяющая и , имеет передачу b. Величина пути - произведение передач ветвей пути k. Величина дерева - произведение передач ветвей этого дерева. Определитель графа - сумма величин различных деревьев, содержащихся в данном графе. И, наконец, передача - сумма величин возможных путей между двумя узлами и .
в основе правил преобразования направленных графов потока сигналов лежит следующее утверждение - на величину сигнала в узде непосредственно влияют только входящие ветви; наличие выходных ветвей, если они не образуют элементарных контуров, на величину сигнала в узле не влияют. Преобразования графов соответствуют преобразованиям, совершаемым с системой алгебраических уравнений, или, в более общем смысле, преобразованиям матрицы этой системы. Преобразования могут преследовать две цели - либо изменение структуры графа для более удобного (в каком-то смысле) установления зависимостей между величинами, либо для нахождения передачи между двумя узлами. 2.Топологическое представление радиоцепи В теории электрорадио цепей существует несколько способов математического представления структуры цепи с помощью графов. Представления на основе токов и напряжений в качестве узловых переменных приводит к структурам графа, совпадающим с физической структурой электронной цепи. Радиотехнические цепи высоких и сверхвысоких частот также могут представлены на основе полных токов и напряжений с использованием параметров матриц проводимостей и сопротивлений. Однако наибольший интерес для цепей с распределенными постоянными имеет представление на основе падающих и отраженных волн , т.е. составляющих полных либо тока, либо, что чаще, напряжения. Если этот интерес определился ясным физическим смыслом и удобством параметров представления ( параметров матрицы рассеяния ), то с использованием графов сюда следует добавит другой важный фактор - совпадение физической структуры графа. Построение топологической модели сложной схемы начнем с простейшей - четырехполюсник, включенный между генератором и нагрузкой (рис. 2.). если - есть падающие и рассеиваемые волны на граничных сечениях четырехполюсника и - соответствующие волны в сечениях генератора и нагрузки, то имеют место следующие две системы уравнений, связывающих эти величины: Соответствующие графы этих систем приведены на рис.3 а, б. Как видно на рис.3,а граф четырехполюсника, представленного, матрицей рассеяния , совпадает с физической структурой системы и поэтому имеет простую интерпретацию. С точки зрения теории графов, граф Т - матрицы получается из графа S - матрицы путем инверсии пути . В некоторых случаях такая инверсия упрощает расчет цепи, т.к. устраняет нежелательные контуры. Примером может служить последовательное соединение четырехполюсников, коэффициент передачи которых проще рассчитывается на основе Т - матрицы. Тем не менее, учитывая известные преимущества S - матрицы, ограничим рассмотрение соответствуемыми ей графами. Связь между падающими и прошедшими волнами для шестиполюсника описывается следующей системой алгебраических уравнений: Этой системе уравнений соответствует граф, приведенный на рис. 4. Анализируя этот граф, нетрудно установить некоторые закономерности его построения, на основании которых можно построить любой 2х - полюсник, не записывая соответствующую систему уравнений. Действительно: 1) все а - источники, b - стоки; 2) из каждого узла а идут ветви к каждому узлу b ; 3) передача ветвей есть коэффициент матрицы рассеяния ; 4) узлы а так же, как и b ,непосредственной связи между собой не имеют.
Располагая а и b попарно ( по полюсам ) и а напротив b, получаем граф, структура которого совпадает с физической структурой распространения волн в рассматриваемом многополюснике. Если шестиполюсник нагружен отражающими нагрузками с коэффициентами отражения то все узлы становятся зависимыми. Фактически это означает, что стоки b имеют утечку энергии за счет отражения. Генератор - источник энергии включается в любой а - узел, а индикатор - в b - узел. Рассмотрим несколько примеров построения графов измерительных систем. На рис.5, а приведен граф рефлектометра - двух последовательно соединенных направленных ответвителей, из которых один, ближний к нагрузке, настроен на выделение отраженной волны, а второй падающей. Сигналы , поступающие на вход индикаторных устройств, являются очень сложными функциями всех параметров системы, в том числе измеряемого параметра . Знание этих функций позволяет наиболее правильно выбрать способ уменьшения влияния остаточных параметров и оценить остаточные погрешности. На рис.5, б приведен граф идеального рефлектометра, в котором остаточные параметры отсутствуют. На рис.6 показан граф измерительной линии, в котором x и y - независимые переменные, связанные соотношением х у = co s , а , - входные матрицы и матрица элементов связи, на рис.7 приведен граф резонансного измерителя параметров четырехполюсников с малыми потерями, где х и у - независимые переменные. Графы сложных устройств и их отдельных частей могут быть составлены на основании блок - схем этих устройств. Например, на рис. 8 дана блок - схема высокочастотной части гетеродинного измерителя ослабления и фазы коэффициента передачи с использованием направленных ответвителей для смещения сигналов. Граф этой схемы ( рис. 9 ) составлен на основе соединения графов четырехполюсников и шестиполюсников.
РУСЬ, ТУРЦИЯ, КИТАЙ, ЕВРОПА, ЕГИПЕТ. НОВАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ХРОНОЛОГИЯ ДРЕВНОСТИ. На основе математического анализа средневековых хроник предлагается новый взгляд на роль и место Руси в средневековом мире. По новому освещается история "монгольского" завоевания Европы. ЛИТЕРАТУРА 1. Агафий. О царствовании Юстиниана. - М.-Л., Изд-во АН СССР, 1953. 2. Азаревич Д.И. История византийского права. - Ярославль, 1876-1877. 3. Александрия. Роман об Александре Македонском по русской летописи XV века. М.-Л., Наука, 1966. 4. Алфавитная синтагма Матфея Властаря. Пер. с греч. свящ. Николая Ильинского, преподавателя Таврической Духовной Семинарии. Симферополь, 1892. 5. Альберти Л.Б. (Сборник статей.) - М., Наука, 1977. 6. Амальрик А.С., Монгайт А.Л. Что такое археология. - М., Просвещение, 1963. 7. Амусин И.Д. Рукописи Мертвого моря. - М., Наука, 1960. 8. Амфитеатров А. Собрание сочинений в 8 тт., т.4. - СПб, Просвещение, 1911. 9. Анастасов Л. Новое направление науки? Осторожно! - "Техника и наука", 1983, N 8. - С.28-30. 10. Анна Комнина. Алексиада. - М., Наука, 1965. 11. Анна Комнина
1. Математическое моделирование высокочастотных радиоцепей на основе направленный графов
2. Математическое моделирование биосинтеза продуктов метаболизма
3. Математическое моделирование прыжка с трамплина
4. Математическое моделирование биологических форм
5. Математическое моделирование
9. Экономико-математическое моделирование. Коммерческие банки. Анализ деятельности с точки зрения ЭММ
10. Математическое моделирование как философская проблема
11. Математическое моделирование в экономике
12. Математическое моделирование потребностей регионов в педагогических кадрах
13. Математическое моделирование в медицине
14. Математическое моделирование и оптимизация элементов тепловой схемы энерготехнологического блока
15. Математическое моделирование в физике XIX века
17. Математическое моделирование технологического процесса изготовления ТТЛ-инвертора
18. Математическое моделирование окружающей среды
19. Экономико-математическое моделирование процессов инвестиционно-строительной деятельности
20. Компьютерное математическое моделирование в экономике
21. Математическое моделирование лизинга в условиях инфляции
25. Математическое моделирование в экономике
26. Математическое моделирование
27. Математическое моделирование естествознания
29. Математическое моделирование и оптимизация системы массового обслуживания
30. Математическое моделирование технических объектов
31. Использование схем экономико-математического моделирования пенсионных выплат
32. Математическое моделирование производственной деятельности
33. Математическое моделирование услуг Интернет
34. Математическое моделирование роста доходности страховой компании
35. Математическое моделирование в управлении
36. Математическое моделирование лизинговых операций
37. Применение математического моделирования в экономике
42. Экономико-математические методы моделирования в землеустройстве
44. Обучение решению математических задач с помощью графов
45. Обучение гимнастическим упражнениям на основе их моделирования
46. Моделирование состава жидких фармформ на основе азотсодержащих органических трииодидов
48. Организационное моделирование на основе онтологий: от бизнеса к государству
49. Математическая основа учёта объёма древесины
50. Основи комп’ютерної графіки
51. Математические основы теории систем
52. Основы моделирования технологических систем
53. Математические основы теории систем
57. Психолого-педагогические основы математического мышления
58. Основы IDEF0-моделирования
59. Современные направления развития композитов на основе полимеров
60. Штукатурные работы с основами охраны труда
61. Экологические основы устойчивости растений
62. Альбом схем по основам теории радиоэлектронной борьбы
63. Философские основы кибернетики и методология ее применения в военном деле
64. Гамма – каротаж. Физические основы метода
65. Основные направления государственного регулирования финансовых отношений в РФ
67. Межбанковские отношения на основе использования высоких технологий интербанковских телекоммуникаций
68. Правовые основы валютного регулирования и валютного контроля в Российской Федерации
69. Финансовые и правовые основы полного товарищества
73. Основы конституционного строя Великобритании
74. Правовые основы государственной службы в зарубежных странах
75. Основы Конституционно-правового статуса субъектов РФ
76. Правовые основы взаимоотношений представительного и исполнительного органов местного самоуправления
77. Конституция – основной закон государства. Основы конституционного строя
78. Конституционно – правовые основы религиозного и религиоведческого образования в РФ
79. ООН: история создания и основные направления деятельности
81. Финансовые основы местного самоуправления по законопроекту комиссии Козака
82. Основы местного самоуправления
83. Организационные основы проведения налоговых проверок
84. Основы делопроизводства (Контрольная)
85. Нормативно - правовая основа социального обеспечения военнослужащих
90. Лингвистические основы обучения произношению английского языка в каракалпакской школе
91. Режиссура "Кадр - основа аудиовизуального языка"
92. Конспект учебника Мамонтова "Основы культурологии"(М., Изд. РОУ, 1996)
93. И.А. Ильин. Основы христианской культуры
94. Природа зла в человеке (на основе произведений писателей XIX века)
95. Антивоенная и антиколониальная направленность романа Г.Грина «Тихий американец»
96. Министр просвещения граф С. С. Уваров. Самодержавие, Православие, Народность
97. Раскол православия. Никонианство, как духовная основа прозападных преобразований в России
98. Имитационное моделирование компьютерных сетей
99. Информационные технологии в экономике. Основы сетевых информационных технологий
100. Построение локальной компьютерной сети масштаба малого предприятия на основе сетевой ОС Linux