Введение 14
2 Литературно-патентный обзор 16
2.1 Обзор современных методов и систем обнаружения БПЛА 16
2.2 Обзор датчиков магнитного поля и средств их измерения 22
2.3 Патентный поиск устройств обнаружения БПЛА 31
3 Описание экспериментальной установки и макетирование приемного блока
43
3.1 Индукционные датчики и инструментальный усилитель 43
3.2 Электродвигатель БПЛА 43
3.3 Разработка структурных и принципиальных схем 44
3.4 Построение математических моделей индукционного датчика и кольца
Гельмгольца 54
4 Конструкторская часть 62
4.1 Проектирование печатных плат 62
4.2 Проектирование конструкции изделия 66
4.3 Расчеты надежности 71
5 Технологическая часть 74
5.1 Выбор и обоснование технологии изготовления печатных плат 74
6 Технико-экономическое обоснование разработки 77
7 Сборка и тестирование приемного блока 79
7.1 Сборка и тестирование индукционного датчика 79
7.2 Сборка и тестирование дифференциального усилителя 88
7.3 Намотка укороченного цилиндрического чувствительного элемента .... 91
7.4 Сравнительный анализ чувствительных элементов индукционного
датчика 92
8 Заключение 95
Списки используемых источников
На сегодняшний день рынок беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) существенно возрастает с каждым днем. Малогабаритные беспилотные аппараты используются для: аэрофотосъемки, исследования местности, геодезических взысканий, мониторинга объектов и т.д. В военных же целях БПЛА используются: для разведки, ведения радиоэлектронной борьбы, служат ретранслятором радиосигналов, выполняют роль целеуказателя для наведения артиллерийских снарядов, могут быть начинены взрывающимся веществом. В руках злоумышленников БПЛА представляет весьма серьезную проблему для жизни людей и стратегических важных объектов. Угроза представляется в несанкционированном разведывательном доступе к определенным объектам, в диверсионных целях, транспортировке запрещенных предметов. Одним из примеров использований БПЛА в террористических целях, можно привести обстрел авиабазы Хмеймим в Сирий.
Большинство беспилотных летательных аппаратов, используемых в гражданской сфере деятельности, осуществляют работу с помощью электродвигателей. Электродвигатель посредством своей работы выделяет электромагнитное излучение, обнаружить которое целесообразней индукционным датчиком. Первое исследование по возможности обнаружения БПЛА по признакам электромагнитного излучения описано в работе [1]. В статье [2] исследовался подход обнаружения БПЛА по признакам их собственного электромагнитного излучения, определена связь параметров и режимов работы двигателей БПЛА и зарегистрированными спектральными составляющими. В [2] был использован чувствительный элемент с цилиндрическим каркасом. В [3] был смоделирован входной аналоговый тракт и конструкция индукционного датчика. В работе [4] проведена оценка чувствительности индукционного датчика со ступенчатой формой чувствительного элемента. В статье [5] проведено сравнение трех конструкций чувствительных элементов индукционного датчика.
Актуальность темы исследования: прогресс микроэлектроники позволил создать малогаборитные беспилотные летательные аппараты работающие на электродвигателях. БПЛА может использоваться в разных сферах деятельности человека, от простой съемки местности до доставки запрещенных веществ или шпионажа и т.д. Современные методы обнаружения делятся на три группы: оптические, радиолокационные, акустические. На рынке нет полезных моделей и устройств, которые могли бы зарегистрировать БПЛА по его собственному электромагнитному излучению.
Практическая значимость результатов состоит в том, что разработанный приемный блок может быть использован для совершенствования существующих систем и методов обнаружения БПЛА.
Цель выпускной квалификационной работы: разработка приемного блока для устройства обнаружения БПЛА по признаку собственного электромагнитного излучения.
В ходе выпускной квалификационной работы был разработан и изготовлен макет приемного блока для устройства обнаружения БПЛА по признаку собственного электромагнитного излучения. Были проведены испытания макета, которые показали, что данная разработка удовлетворяет требованиям ТЗ и подходит для решения поставленной задачи. Так же был разработан комплект конструкторской документации.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
