Мобильная логопериодическая антенна
|
Введение 13
1 Анализ технического задания 14
2 Назначение и принцип работы антенны ЛПА 16
3 Обзор научно – технической литературы 19
4 Разработка конструкции изделия 25
4.1 Обоснование конструкции антенны ЛПА. Выбор основных материалов 25
4.2 Расчет конструкции мобильной логопериодической антенны 30
4.3 Расчет на прочность при воздействии воздушного потока со скоростью 50 м/с 35
4.3.1 Конструкция антенны 35
4.3.2 Исходные данные для расчета 37
4.3.3 Расчет ветровых нагрузок 37
4.3.4 Расчет антенны на стойкость при воздействии воздушного потока со скорость 50 м/с 41
4.4 Построение диаграммы направленности мобильной логопериодической антенны 45
4.4.1 Закономерности излучения полуволнового вибратора 48
4.4.2 Зависимость направленности горизонтальных антенн от окружающих предметов 50
4.4.3 Зависимость направленности вертикальных антенн от окружающих предметов 55
4.4.4 Усиление и коэффициент направленности 57
4.4.5 Расчет и анализ диаграммы направленности по средствам программы MMANA-GAL 60
4.5 Расчет коэффициента стоячей волны 67
4.6 Расчет на прочность несущих конструкций мобильной логопериодической антенны 70
4.7 Расчеты на срез и смятие 74
5 Разработка технологии изготовления мобильной логопериодической антенны 84
5.1 Анализ технологичности конструкции 84
5.2 Качественная оценка технологичности 88
5.3 Количественная оценка технологичности 91
6 Организационно экономическая часть 96
6.1 Определение трудоемкости ОКР 96
6.2 Распределение трудоемкости ОКР по исполнителям 98
6.3 Определение договорной цены ОКР 99
6.4 Выбор и обоснование товара-конкурента 100
6.5 Анализ технической прогрессивности новой конструкции 102
6.6 Анализ изменений функциональных возможностей новой конструкции 103
6.7 Анализ соответствия новой РЭА нормативам 105
6.8 Образование цены товара-конкурента 105
6.9 Расчет годовых издержек потребителя РЭА в условиях эксплуатации 106
6.10 Расчет полезного эффекта новой конструкции в эксплуатации 107
6.11 Образование цены нового товара 108
6.12 Образование цены потребления и установление коммерческой конкурентоспособности 110
6.13 Обоснование конкурентоспособности нового товара 110
6.14 Выводы по результатам технико-экономического анализа 111
7 Безопасность жизнедеятельности и экологичность 113
7.1 Безопасность производственной среды 113
7.1.1 Анализ опасных и вредных факторов 113
7.1.2 Влияние электромагнитного излучения 114
7.1.3 Опасность поражения электрическим током 114
7.1.4 Влияние неблагоприятных климатических условий 115
7.1.5 Уровень шума на рабочем месте 115
7.2 Меры защиты от опасных и вредных факторов 116
7.2.1 Защита от электромагнитных излучений 117
7.2.2 Освещение 119
7.2.3 Шум 121
7.2.4 Микроклимат 122
7.2.5 Оценка электробезопасности 124
7.3 Расчет защитного зануления 124
7.4 Экологичность проекта 127
7.5 Чрезвычайные ситуации 128
7.5.1 Оценка пожаробезопасности 128
7.5.2 Средства пожарной защиты и план эвакуации 129
Заключение 131
Список использованных источников 132
1 Анализ технического задания 14
2 Назначение и принцип работы антенны ЛПА 16
3 Обзор научно – технической литературы 19
4 Разработка конструкции изделия 25
4.1 Обоснование конструкции антенны ЛПА. Выбор основных материалов 25
4.2 Расчет конструкции мобильной логопериодической антенны 30
4.3 Расчет на прочность при воздействии воздушного потока со скоростью 50 м/с 35
4.3.1 Конструкция антенны 35
4.3.2 Исходные данные для расчета 37
4.3.3 Расчет ветровых нагрузок 37
4.3.4 Расчет антенны на стойкость при воздействии воздушного потока со скорость 50 м/с 41
4.4 Построение диаграммы направленности мобильной логопериодической антенны 45
4.4.1 Закономерности излучения полуволнового вибратора 48
4.4.2 Зависимость направленности горизонтальных антенн от окружающих предметов 50
4.4.3 Зависимость направленности вертикальных антенн от окружающих предметов 55
4.4.4 Усиление и коэффициент направленности 57
4.4.5 Расчет и анализ диаграммы направленности по средствам программы MMANA-GAL 60
4.5 Расчет коэффициента стоячей волны 67
4.6 Расчет на прочность несущих конструкций мобильной логопериодической антенны 70
4.7 Расчеты на срез и смятие 74
5 Разработка технологии изготовления мобильной логопериодической антенны 84
5.1 Анализ технологичности конструкции 84
5.2 Качественная оценка технологичности 88
5.3 Количественная оценка технологичности 91
6 Организационно экономическая часть 96
6.1 Определение трудоемкости ОКР 96
6.2 Распределение трудоемкости ОКР по исполнителям 98
6.3 Определение договорной цены ОКР 99
6.4 Выбор и обоснование товара-конкурента 100
6.5 Анализ технической прогрессивности новой конструкции 102
6.6 Анализ изменений функциональных возможностей новой конструкции 103
6.7 Анализ соответствия новой РЭА нормативам 105
6.8 Образование цены товара-конкурента 105
6.9 Расчет годовых издержек потребителя РЭА в условиях эксплуатации 106
6.10 Расчет полезного эффекта новой конструкции в эксплуатации 107
6.11 Образование цены нового товара 108
6.12 Образование цены потребления и установление коммерческой конкурентоспособности 110
6.13 Обоснование конкурентоспособности нового товара 110
6.14 Выводы по результатам технико-экономического анализа 111
7 Безопасность жизнедеятельности и экологичность 113
7.1 Безопасность производственной среды 113
7.1.1 Анализ опасных и вредных факторов 113
7.1.2 Влияние электромагнитного излучения 114
7.1.3 Опасность поражения электрическим током 114
7.1.4 Влияние неблагоприятных климатических условий 115
7.1.5 Уровень шума на рабочем месте 115
7.2 Меры защиты от опасных и вредных факторов 116
7.2.1 Защита от электромагнитных излучений 117
7.2.2 Освещение 119
7.2.3 Шум 121
7.2.4 Микроклимат 122
7.2.5 Оценка электробезопасности 124
7.3 Расчет защитного зануления 124
7.4 Экологичность проекта 127
7.5 Чрезвычайные ситуации 128
7.5.1 Оценка пожаробезопасности 128
7.5.2 Средства пожарной защиты и план эвакуации 129
Заключение 131
Список использованных источников 132
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка 125 с., 40 рисунков, 22 таблицы, 19 источников, 2 приложения.
Ключевые слова: логопериодическая антенна, данные, диапазон частот, мобильная, диаграмма направленности, конструкция, изделие, ветроустойчивая, техническое задание, опытно – конструкторские работы.
Объект разработки – мобильная логопериодическая антенна.
Цель работы – разработка изделия, которое является технологичным и конкурентоспособным, а так же разработка комплекта конструкторской документации.
Полученные результаты и их новизна – разработана и реализована мобильная логопериодическая антенна с диапазоном рабочих частот 30 – 80 МГц и КСВ 1,3.
Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики – простая конструкция может быть реализована в производстве на любом радиотехническом предприятии с использованием недефицитных материалов.
Степень внедрения – опытно-конструкторские расчеты.
Область применения – прием и передача радиоволн в КВ диапазоне.
Введение
В настоящее время логопериодические антенны находят разнообразное применение и широко используются в коммерческом вещании. Они успешно работают в коротковолновых диапазонах, где меняющиеся условия распространения волн требуют быстрой смены частоты передачи. ЛПА применяются для радио контроля, слежения за спутниками и ракетами в радиоастрономии, при решении специальных задач в военной технике.
Направленные свойства большинства антенн изменяются при изменении длины волны принимаемого сигнала. У узкополосных антенн резко падает коэффициент усиления, а у широкополосных его изменение носит монотонный характер. Один из типов антенн с неизменной формой диаграммы направленности в широком диапазоне частот - антенны с логарифмической периодичностью структуры ЛПА. Эти антенны отличаются широким диапазоном: отношение максимальной длины волны принимаемого сигнала к минимальной превосходит десять. Во всем диапазоне обеспечивается хорошее согласование антенны с фидером, а коэффициент усиления практически остается постоянным.
На данный момент наиболее близким аналогом по данной теме является логопериодическая антенна DLP-11L фирмы Titanex.
В связи с широким диапазоном рабочих частот разрабатываемого изделия, антенна приобретает большие габариты. В отличии от аналога, в конструкцию прототипа вводится механизм развертывания – свертывания. Данный механизм позволяет за время 10 минут привести антенну в рабочее состояние, либо в транспортное. Поскольку антенна согласно технического задания, должна работать в составе мобильных радиотехнических комплексов связи, то основной целью разработки является снижение массы изделия и уменьшение времени перевода антенны в рабочее положение.
Пояснительная записка 125 с., 40 рисунков, 22 таблицы, 19 источников, 2 приложения.
Ключевые слова: логопериодическая антенна, данные, диапазон частот, мобильная, диаграмма направленности, конструкция, изделие, ветроустойчивая, техническое задание, опытно – конструкторские работы.
Объект разработки – мобильная логопериодическая антенна.
Цель работы – разработка изделия, которое является технологичным и конкурентоспособным, а так же разработка комплекта конструкторской документации.
Полученные результаты и их новизна – разработана и реализована мобильная логопериодическая антенна с диапазоном рабочих частот 30 – 80 МГц и КСВ 1,3.
Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики – простая конструкция может быть реализована в производстве на любом радиотехническом предприятии с использованием недефицитных материалов.
Степень внедрения – опытно-конструкторские расчеты.
Область применения – прием и передача радиоволн в КВ диапазоне.
Введение
В настоящее время логопериодические антенны находят разнообразное применение и широко используются в коммерческом вещании. Они успешно работают в коротковолновых диапазонах, где меняющиеся условия распространения волн требуют быстрой смены частоты передачи. ЛПА применяются для радио контроля, слежения за спутниками и ракетами в радиоастрономии, при решении специальных задач в военной технике.
Направленные свойства большинства антенн изменяются при изменении длины волны принимаемого сигнала. У узкополосных антенн резко падает коэффициент усиления, а у широкополосных его изменение носит монотонный характер. Один из типов антенн с неизменной формой диаграммы направленности в широком диапазоне частот - антенны с логарифмической периодичностью структуры ЛПА. Эти антенны отличаются широким диапазоном: отношение максимальной длины волны принимаемого сигнала к минимальной превосходит десять. Во всем диапазоне обеспечивается хорошее согласование антенны с фидером, а коэффициент усиления практически остается постоянным.
На данный момент наиболее близким аналогом по данной теме является логопериодическая антенна DLP-11L фирмы Titanex.
В связи с широким диапазоном рабочих частот разрабатываемого изделия, антенна приобретает большие габариты. В отличии от аналога, в конструкцию прототипа вводится механизм развертывания – свертывания. Данный механизм позволяет за время 10 минут привести антенну в рабочее состояние, либо в транспортное. Поскольку антенна согласно технического задания, должна работать в составе мобильных радиотехнических комплексов связи, то основной целью разработки является снижение массы изделия и уменьшение времени перевода антенны в рабочее положение.
В ходе выполнения дипломного проекта спроектировано и разработана мобильная логопериодическая антенна.
Проведен ряд исследований, результаты которых позволяют дать оценку существующим и проектируемым аналогам, а также выбрать наиболее дешевый и технологичный вариант построения собственного изделия и его функциональных узлов, разработан комплект конструкторской документации, проведены конструктивные расчеты, показывающие обоснованность конструкторских решений.
Задачи поставленные в ТЗ достигнуты. Следует отметить, что данное изделие было разработано с применением методов ТРИЗ, и специализированного алгоритма решения изобретательских задач АРИЗ-85б (метод замены жестких связей объектов системы на гибкие).
В результате выполнения организационно-экономической части определена договорная цена данной разработки, проведен технико-экономический анализ и обоснование рыночной новизны данного изделия.
Выявлены и проанализированы опасные и вредные факторы, влияющие на человека и экологию, определены пути по уменьшению этих факторов и их опасного влияния.
Проведен ряд исследований, результаты которых позволяют дать оценку существующим и проектируемым аналогам, а также выбрать наиболее дешевый и технологичный вариант построения собственного изделия и его функциональных узлов, разработан комплект конструкторской документации, проведены конструктивные расчеты, показывающие обоснованность конструкторских решений.
Задачи поставленные в ТЗ достигнуты. Следует отметить, что данное изделие было разработано с применением методов ТРИЗ, и специализированного алгоритма решения изобретательских задач АРИЗ-85б (метод замены жестких связей объектов системы на гибкие).
В результате выполнения организационно-экономической части определена договорная цена данной разработки, проведен технико-экономический анализ и обоснование рыночной новизны данного изделия.
Выявлены и проанализированы опасные и вредные факторы, влияющие на человека и экологию, определены пути по уменьшению этих факторов и их опасного влияния.