Помощь студентам в учебе
Методика разводки радиочастотных кабелей диаграммообразующей схемы
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 9
1 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ ОБЗОР 11
1.1 Кабельные отсеки 11
1.2 Программные инструменты для разводки кабелей 11
1.3 Технологии защиты соединений кабеля и соединителя 14
2 АНАЛИЗ КОММЕРЧЕСКИ ДОСТУПНЫХ КАБЕЛЬНЫХ СБОРОК . 16
2.1 Радиочастотные кабели диаметром от 2 до 5 мм 16
2.2 Соединители радиочастотные коаксиальные 18
2.3 Технологии заделки кабелей в соединители 19
2.4 Технологии маркировки кабельных сборок 21
3. РАЗВОДКА РАДИОЧАСТОТНЫХ КАБЕЛЕЙ И КОМПОНОВКА
ФИДЕРНОГО ТРАКТА 24
3.1. Диаграммообразующая схема 24
3.2. Компоновка антенного отсека 24
3.3. Разводка радиочастотных кабелей 25
3.4. Рекомендации по компоновке кабельного отсека 25
3.5. Расчет потерь в фидерном тракте 26
4 ИССЛЕДОВАНИЕ КАБЕЛЬНЫХ СБОРОК 30
4.1. Сравнение паспортных характеристик 30
4.1.1. Радиочастотных кабелей диаметром от 2 до 5 мм 35
4.1.2. Радиочастотных соединителей 37
4.2. Расчет характеристик кабельных сборок 38
4.2.1. Фазовая длина 38
4.2.2. Величина ослабления коэффициента передачи 39
4.2.3. Погонная емкость 40
4.2.4. Допустимая мощность 40
4.3. Анализ внешних воздействий на кабельную сборку 41
4.3.1. Воздействие тепла и холода 41
4.3.2. Воздействие вибрации 42
4.4. Измерение характеристик кабельных сборок до и после
термоциклирования 42
4.4.1. Величина коэффициента стоячей волны 42
4.4.2. Величина ослабления коэффициента передачи 43
4.5. Статистическая обработка данных эксперимента 43
4.6. Документация на кабельную сборку 45
4.6.1. Протокол измерений 46
4.6.2. Этикетка 47
4.6.3. Схема отсчета длин кабельных сборок 48
4.6.4. Оборудование рекомендуемое для проведения заделки
кабелей в соединители 48
4.6.5. Оборудование рекомендуемое для проведения измерений
кабельных сборок 50
4.7. Рекомендации по выбору кабеля и соединителя 55
4.7.1. Допуска на изготавливаемые делители мощности, направленные ответвители и ВЧ кабели (S параметры устройств),
исходя из допустимых искажений 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 59
ПРИЛОЖЕНИЕ А 62
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 63
ПРИЛОЖЕНИЕ В 64
ВВЕДЕНИЕ 9
1 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ ОБЗОР 11
1.1 Кабельные отсеки 11
1.2 Программные инструменты для разводки кабелей 11
1.3 Технологии защиты соединений кабеля и соединителя 14
2 АНАЛИЗ КОММЕРЧЕСКИ ДОСТУПНЫХ КАБЕЛЬНЫХ СБОРОК . 16
2.1 Радиочастотные кабели диаметром от 2 до 5 мм 16
2.2 Соединители радиочастотные коаксиальные 18
2.3 Технологии заделки кабелей в соединители 19
2.4 Технологии маркировки кабельных сборок 21
3. РАЗВОДКА РАДИОЧАСТОТНЫХ КАБЕЛЕЙ И КОМПОНОВКА
ФИДЕРНОГО ТРАКТА 24
3.1. Диаграммообразующая схема 24
3.2. Компоновка антенного отсека 24
3.3. Разводка радиочастотных кабелей 25
3.4. Рекомендации по компоновке кабельного отсека 25
3.5. Расчет потерь в фидерном тракте 26
4 ИССЛЕДОВАНИЕ КАБЕЛЬНЫХ СБОРОК 30
4.1. Сравнение паспортных характеристик 30
4.1.1. Радиочастотных кабелей диаметром от 2 до 5 мм 35
4.1.2. Радиочастотных соединителей 37
4.2. Расчет характеристик кабельных сборок 38
4.2.1. Фазовая длина 38
4.2.2. Величина ослабления коэффициента передачи 39
4.2.3. Погонная емкость 40
4.2.4. Допустимая мощность 40
4.3. Анализ внешних воздействий на кабельную сборку 41
4.3.1. Воздействие тепла и холода 41
4.3.2. Воздействие вибрации 42
4.4. Измерение характеристик кабельных сборок до и после
термоциклирования 42
4.4.1. Величина коэффициента стоячей волны 42
4.4.2. Величина ослабления коэффициента передачи 43
4.5. Статистическая обработка данных эксперимента 43
4.6. Документация на кабельную сборку 45
4.6.1. Протокол измерений 46
4.6.2. Этикетка 47
4.6.3. Схема отсчета длин кабельных сборок 48
4.6.4. Оборудование рекомендуемое для проведения заделки
кабелей в соединители 48
4.6.5. Оборудование рекомендуемое для проведения измерений
кабельных сборок 50
4.7. Рекомендации по выбору кабеля и соединителя 55
4.7.1. Допуска на изготавливаемые делители мощности, направленные ответвители и ВЧ кабели (S параметры устройств),
исходя из допустимых искажений 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 59
ПРИЛОЖЕНИЕ А 62
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 63
ПРИЛОЖЕНИЕ В 64
В настоящее время наблюдается широкое распространение различных видов систем связи, вещательных сетей, компьютерных сетей и прочих областей техники. Многие из них связаны с работой с радиочастотными сигналами. В связи с этим существует необходимость передачи такого сигнала не только по воздуху, но и по проводам. Для выполнения этой функции были сконструированы радиочастотные кабели. Именно такая разновидность кабелей предназначена для соединения различных радиоустройств и радиочастотных установок.
Радиочастотные кабели подразделяются на 3 категории:
1. Радиочастотный коаксиальный кабель;
2. Радиочастотный кабель с внутренним проводником:
3. Радиочастотный кабель симметричный или из двух коаксиальных пар.
При конструировании диаграммо образующих антенн используются коаксиальные кабели. Основными их параметрами являются длина кабеля и радиус изгиба. В связи с тем, что во время настройки антенны после производства инженеру приходится вручную прокладывать и контролировать процесс монтажа, существует необходимость проводить тесты и осуществлять сборку изделия в компьютерных моделях.
В связи с массовым распространением радиочастотных кабелей, необходимо учитывать ряд особенностей, связанных с их прокладкой, расчетом параметров, выбора длины и прочих моментах.
Главными параметрами таких кабелей является их длина и радиус изгиба. При проектировании устройств, в том числе и антенных комплексов, эти два параметра оказывают наибольшее влияние на конструкцию конечного комплекса. В связи с этим они требуют повышенного внимания при проектировании.
Современные системы моделирования позволяют учитывать параметры кабелей и осуществлять сборки с учетом заявленных параметров. Это позволяет сократить время на разработку устройств, и ускорить процесс введения изделия в эксплуатацию. Таким образом, повышается эффективность производства, и уменьшаются траты на отдельные узлы и компоненты комплексов.
Тем не менее, несмотря на быстрорастущие возможности программ, остается необходимость в разработке методики разводки кабелей. Это связано с тем, что увеличение количества разрабатываемых устройств, приводит к повышенному количеству не стандартизированных кабельных систем. Такой подход усложняет последующий ремонт и модернизацию изделий. Кроме того, общая методика способна ускорить процесс освоения новых сотрудников, либо выпускников вузов на рабочих местах. Это позволит повышать качество работы сотрудников и увеличит их эффективность на производстве.
Помимо стандартизации процессов проектирования кабельных систем, в процессе проектирования необходимо применение современных средств автоматизированного проектирования (далее САПР). Использование САПР позволяет существенно сократить время, потраченное на проектирование устройства, формирование требуемой документации и выпуск изделия в серию. Помимо указанных преимуществ, современные средства САПР позволяют производить тестирование на механические и тепловые нагрузки.
Результатом работы должен быть проект методики разводки радиочастотных кабелей с указанием рекомендаций по выбору программного обеспечения, выделение основных этапов проектирования, а также рекомендации по подготовке и проведению процесса разработки.
Радиочастотные кабели подразделяются на 3 категории:
1. Радиочастотный коаксиальный кабель;
2. Радиочастотный кабель с внутренним проводником:
3. Радиочастотный кабель симметричный или из двух коаксиальных пар.
При конструировании диаграммо образующих антенн используются коаксиальные кабели. Основными их параметрами являются длина кабеля и радиус изгиба. В связи с тем, что во время настройки антенны после производства инженеру приходится вручную прокладывать и контролировать процесс монтажа, существует необходимость проводить тесты и осуществлять сборку изделия в компьютерных моделях.
В связи с массовым распространением радиочастотных кабелей, необходимо учитывать ряд особенностей, связанных с их прокладкой, расчетом параметров, выбора длины и прочих моментах.
Главными параметрами таких кабелей является их длина и радиус изгиба. При проектировании устройств, в том числе и антенных комплексов, эти два параметра оказывают наибольшее влияние на конструкцию конечного комплекса. В связи с этим они требуют повышенного внимания при проектировании.
Современные системы моделирования позволяют учитывать параметры кабелей и осуществлять сборки с учетом заявленных параметров. Это позволяет сократить время на разработку устройств, и ускорить процесс введения изделия в эксплуатацию. Таким образом, повышается эффективность производства, и уменьшаются траты на отдельные узлы и компоненты комплексов.
Тем не менее, несмотря на быстрорастущие возможности программ, остается необходимость в разработке методики разводки кабелей. Это связано с тем, что увеличение количества разрабатываемых устройств, приводит к повышенному количеству не стандартизированных кабельных систем. Такой подход усложняет последующий ремонт и модернизацию изделий. Кроме того, общая методика способна ускорить процесс освоения новых сотрудников, либо выпускников вузов на рабочих местах. Это позволит повышать качество работы сотрудников и увеличит их эффективность на производстве.
Помимо стандартизации процессов проектирования кабельных систем, в процессе проектирования необходимо применение современных средств автоматизированного проектирования (далее САПР). Использование САПР позволяет существенно сократить время, потраченное на проектирование устройства, формирование требуемой документации и выпуск изделия в серию. Помимо указанных преимуществ, современные средства САПР позволяют производить тестирование на механические и тепловые нагрузки.
Результатом работы должен быть проект методики разводки радиочастотных кабелей с указанием рекомендаций по выбору программного обеспечения, выделение основных этапов проектирования, а также рекомендации по подготовке и проведению процесса разработки.
В ходе разработки проекта методики по разводке диаграмме образующей схемы выполнено изучение программ ВоНсЖог!^ и Autodesk Invent о г. При помощи этих программ подготовлена финальная документация, которая используется инженерами при разработке и вводе в эксплуатацию новых изделий.
Результатом работы является:
1. Определено понятие кабеля, соединителя и кабельной сборки;
2. Изучено влияние термоциклирования на характеристики и параметры кабельных сборок;
3. Изучены современные устройства и программные средства проектирования антенных устройств, устройств передачи и приема информации;
4. Рассмотрены способы формирования конструкторской документации с использованием современных программных средств;
5. Рассмотрены современные методы тестирования изделий на этапе проектирования изделий в виде цифровых моделей;
6. Изучены современные методы сборки кабелей и соединителей в кабельные сборки;
7. Изучены современные методы измерения параметров кабельных сборок в период тестирования, настройки и ввода изделия в эксплуатацию;
8. Разработана методика разводки ВЧ кабелей в изделии.
В процессе выполнения работы выделены следующие требования, предъявляемые к САПР при проектировании:
1. Возможность осуществления контроля за радиусом изгиба и
физической длины кабеля;
2. Возможность изменение длины кабеля в процессе разработки изделия. Данная операция является необходимой в связи с формированием групп кабелей одинаковой длины. Это позволяет сократить количество кабельных сборок различной длины в конечном устройстве. Как следствие, сокращается время на изготовление устройства;
добавляться в конструкторскую документацию;
4. С целью улучшения качества контроля за процессом моделирования, САПР должен иметь возможность редактирования отдельных элементов в составе сборки. Это позволяет отслеживать параметры кабелей как в составе готового изделия, так и как отдельную сборочную единицу;
5. Возможность осуществлять тестирование элементов и всей сборке в среде разработки цифровой модели изделия.
Кроме того, в процессе выполнения работы выделены основные требования, предъявляемые к модулю, используемому для разводки кабелей в устройстве. Перечислим эти требования:
1. Модуль должен иметь возможность учитывать минимальный радиус изгиба кабеля;
2. Модуль должен иметь возможность учитывать длину кабеля;
3. Модуль должен иметь встроенные библиотеки элементов (соединители, кабели, элементы крепежа). Кроме того, должна быть функция работы с библиотеками: редактирование уже имеющихся и создание новых.
В ходе выполнения работы улучшены навыки работы со средствами автоматизированного проектирования. Данный навык является минимально необходимым в условиях современной инженерной деятельности. Кроме того, были отработаны навыки работы с программами расчета вспомогательных значений и характеристик, которые были использованы для изучения влияния различных параметров, таких как низки температуры, высокие температуры, различного вида нагрузки, на кабельные сборки.
Выполненная работа является актуальным решением, которое
существенным образом способно ускорить процесс ввода изделий в эксплуатацию. Это достигается путем сокращения временных затрат на проектирование и тестирование на этапе разработки, а также увеличение продуктивности труда на этапе ввода в эксплуатацию конечного изделия.
Результатом работы является:
1. Определено понятие кабеля, соединителя и кабельной сборки;
2. Изучено влияние термоциклирования на характеристики и параметры кабельных сборок;
3. Изучены современные устройства и программные средства проектирования антенных устройств, устройств передачи и приема информации;
4. Рассмотрены способы формирования конструкторской документации с использованием современных программных средств;
5. Рассмотрены современные методы тестирования изделий на этапе проектирования изделий в виде цифровых моделей;
6. Изучены современные методы сборки кабелей и соединителей в кабельные сборки;
7. Изучены современные методы измерения параметров кабельных сборок в период тестирования, настройки и ввода изделия в эксплуатацию;
8. Разработана методика разводки ВЧ кабелей в изделии.
В процессе выполнения работы выделены следующие требования, предъявляемые к САПР при проектировании:
1. Возможность осуществления контроля за радиусом изгиба и
физической длины кабеля;
2. Возможность изменение длины кабеля в процессе разработки изделия. Данная операция является необходимой в связи с формированием групп кабелей одинаковой длины. Это позволяет сократить количество кабельных сборок различной длины в конечном устройстве. Как следствие, сокращается время на изготовление устройства;
добавляться в конструкторскую документацию;
4. С целью улучшения качества контроля за процессом моделирования, САПР должен иметь возможность редактирования отдельных элементов в составе сборки. Это позволяет отслеживать параметры кабелей как в составе готового изделия, так и как отдельную сборочную единицу;
5. Возможность осуществлять тестирование элементов и всей сборке в среде разработки цифровой модели изделия.
Кроме того, в процессе выполнения работы выделены основные требования, предъявляемые к модулю, используемому для разводки кабелей в устройстве. Перечислим эти требования:
1. Модуль должен иметь возможность учитывать минимальный радиус изгиба кабеля;
2. Модуль должен иметь возможность учитывать длину кабеля;
3. Модуль должен иметь встроенные библиотеки элементов (соединители, кабели, элементы крепежа). Кроме того, должна быть функция работы с библиотеками: редактирование уже имеющихся и создание новых.
В ходе выполнения работы улучшены навыки работы со средствами автоматизированного проектирования. Данный навык является минимально необходимым в условиях современной инженерной деятельности. Кроме того, были отработаны навыки работы с программами расчета вспомогательных значений и характеристик, которые были использованы для изучения влияния различных параметров, таких как низки температуры, высокие температуры, различного вида нагрузки, на кабельные сборки.
Выполненная работа является актуальным решением, которое
существенным образом способно ускорить процесс ввода изделий в эксплуатацию. Это достигается путем сокращения временных затрат на проектирование и тестирование на этапе разработки, а также увеличение продуктивности труда на этапе ввода в эксплуатацию конечного изделия.
