Использование адаптивной перекрестной аппроксимации и блочного итерационного решения последовательности матричных уравнений при многовариантном анализе многопроводных линий передачи методом моментов

Статья в журнале

Постановка задачи: с ростом сложности радиоэлектронных средств их разработка и совершенствование становятся невозможными без применения инструментов автоматизированного проектирования. Многопроводные линии передачи широко используются в качестве элементов радиоэлектронных средств и требуют тщательного проектирования для учета требований по целостности сигналов и питания, а также электромагнитной совместимости в целом. Из-за сложности структуры многопроводных линий передачи их проектирование при помощи аналитических методов затруднительно, поэтому часто используют квазистатическое приближение и численные методы, например, метод моментов. Случайные вариации геометрических параметров многопроводных линий передачи и поиск их оптимальных значений заставляют многократно вычислять параметры линии, что приводит к дополнительному росту суммарных вычислительных затрат. Таким образом, актуальной задачей является уменьшение вычислительных затрат на многовариантный анализ многопроводных линий передачи. Целью работы является оценка эффективности использования адаптивной перекрестной аппроксимации и блочного итерационного решения последовательности матричных уравнений применительно к многовариантному анализу многопроводных линий передачи. Используемые методы: метод моментов, блочный итерационный стабилизированный метод бисопряженных градиентов (Bl-BiCGStab), метод адаптивной перекрестной аппроксимации. Новизна: предложен метод многовариантного анализа многопроводных линий передачи, отличающийся совместным использованием адаптивной перекрестной аппроксимации и блочного итерационного решения последовательности матричных уравнений. Результат: на примере четырех многопроводных линий передачи с числом проводников от 2 до 4 для их многовариантного (до 100 на параметр) анализа при варьировании 1–5 геометрических параметров, как в узких, так и в широких пределах, исследовано использование блочного итерационного решения последовательности матричных уравнений, показавшее уменьшение требуемого времени решения в среднем в 1,3 раза. Также на примере двух многопроводных линий передачи исследовано совместное использование адаптивной перекрестной аппроксимации и блочного итерационного решения последовательности матричных уравнений, показавшее уменьшение объема требуемой машинной памяти до 3,6 раза при увеличении требуемого времени решения до 2,6 раза. Все результаты получены при отклонении относительно метода Гаусса не более 1%. Практическая значимость: применительно к многовариантному анализу многопроводных линий передачи выявлены возможности уменьшения требуемых машинных памяти и времени за счет использования методов адаптивной перекрестной аппроксимации и Bl-BiCGStab. Так, адаптивная перекрестная аппроксимация является эффективным средством выполнения расчетов при необходимости использования частой сегментации и ограниченном объеме имеющейся машинной памяти.

Журнал:

• Системы управления, связи и безопасности
• Корпорация Интел Групп (Санкт-Петербург)

Библиографическая запись: Максимов, А. Е. Использование адаптивной перекрестной аппроксимации и блочного итерационного решения последовательности матричных уравнений при многовариантном анализе многопроводных линий передачи методом моментов [Электронный ресурс] / А. Е. Максимов // Системы управления, связи и безопасности. – 2023. – № 3 – С. 197-226. – DOI: 10.24412/2410-9916-2023-3-197-226

Индексируется в:

• РИНЦ ( https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=duswaz )
• ВАК ( https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=duswaz )