Пример готовой дипломной работы по предмету: Электроника
Содержание
Введение 5
Раздел
1. Основы теории и методологии разработки антенных устройств. Обзор литературных источников 7
1.1. Общие сведения 7
1.2. Классификация антенн 7
1.3. Методы нахождения поля излучения апертурной антенны 8
1.4. Развитие поляриметрии 10
1.5. Моделирование антенн 11
Раздел
2. Анализ исходных данных 13
2.1. Исходные данные 13
2.2. Назначение антенны 13
2.3. Выбор и обоснование компоновочной схемы антенны 13
Раздел
3. Проектирование дипольного облучателя с рефлектором 15
3.1. Расчет и моделирование антенны 15
3.1.1. Основные геометрические параметры параболического зеркала 15
3.1.2. Выбор функции амплитудного распределения поля в раскрыве зеркала 16
3.1.3. Расчет размеров раскрыва 18
3.1.4. Расчет диаграммы направленности облучателя 19
3.1.5. Проектирование облучателя 21
3.1.6. Расчет реального распределения поля и ДН зеркала 22
3.1.7. Расчет основных параметров антенны 26
Раздел
4. Разработка конструкции антенны в целом 28
4.1. Расчет конструкции антенны 28
4.2. Схемно-конструкторские ограничения 30
4.3. Выбор фидерного тракта 31
4.4. Согласование фидерного тракта с нагрузкой 31
4.3. Изготовление 32
Раздел
5. Моделирование облучателя в СПАР “Microwave Studio” 35
5.1. Краткий обзор пакета CST Studio Suite 35
5.2. Краткий обзор основных модулей CST Studio Suite 35
5.3. Моделирование облучателя 36
Раздел
6. Вопросы конструктивной реализации антенны 51
6.1. Нормируемые технические параметры 51
6.2. Условия эксплуатации 53
6.2.1. Теоретические вопросы эксплуатации антенных систем 53
6.2.2. Техническое обслуживание 54
6.2.3. Монтаж, юстировка антенной системы 55
Раздел
7. Экономический раздел. Технико-экономическое обоснование 58
7.1. Обоснование целесообразности разработки 58
7.2. Расчет себестоимости разработки 60
7.2.1. Расчет затрат на заработную плату 60
7.2.2. Расчет затрат на проектирование и разработку 61
7.2.3. Затраты на изготовление опытного образца 63
Раздел
8. Раздел по охране труда и технике безопасности 69
Заключение 71
Список литературных источников 73
ПРИЛОЖЕНИЯ 80
Содержание
Выдержка из текста
Целью данной работы является разработка зеркальной параболической антенны с дипольным облучателем. Спроектировать дипольный облучатель с рефлектором, рассчитать диаграмму направленности разрабатываемой антенны; Предметом данной дипломной работы является телекоммуникационная антенная система, а объектом – зеркальная антенна с дипольным облучателем.
С развитием техники СВЧ усилителей, обладающих чрезвычайно низким уровнем шумов, оказалось, что антенна дает значительный вклад в общую шумовую температуру системы. Шумовую составляющую можно уменьшить путем тщательного проектирования антенны.
Существуют различные типы зеркальных антенн: параболические зер-кала (параболоид, усечённый параболоид и параболический цилиндр), сфери-ческие зеркала, плоские и угловые зеркала, зеркальные антенны специальной формы, двух- и многозеркальные антенны, зеркально-рупорные антенны.
Зеркальные параболические антенны по сравнению с другими типами антенн обладают хорошими электрическими характеристиками, технологичны в изготовлении и имеют сравнительно простую конструкцию. Такими недостатками являются большая длина тракта от антенны для приемопередающей антенны и его размещение в поле излучения антенны; сложность обеспечения амплитудного распределения поля в раскрыве, близкого к равномерному, с сохранением высокого значения результирующего КИП(νрез); неприемлемые в ряде случаев продольные габаритные размеры антенны и др. Поэтому на ряду с однозеркальными схемами антенн были разработаны двухзеркальные антенны, в которых перечисленные недостатки проявляются в меньшей степени либо полностью устраняются.
Классическими представителями зеркальных антенн являются параболические антенны, которые могут выполняться в виде параболоида вращения, параболического цилиндра или параболического цилиндра, ограниченного параллельными проводящими плоскостями. [1]
И, если по пpиeмo-пepeдaющeй аппаратуре и методам модуляции и дeмoдyляции сигналов в CПC имеется достаточно обширная литература, то по условиям распространения радиоволн и, особенно, по AФY большинство сведений содержится в научно-технических журналах, дающих отрывочную информацию o некоторых конкретных антеннах.Таким образом, объективно исследование параметров AФY CПC, их совершенствование, разработка оптимальных антенн современных подвижных радиолиний несомненно относятся к важнейшим проблемам сетей подвижной связи 3-го поколения.
В данном учебнике рассматриваются антенны следующих волновых диапазонов (названия диапазонов даются в соответствии с рекомендациями «Регламента радиосвязи»; в скобках указываются названия, широко распространенные в литературе по антеннофидерным устройствам): мириаметровые (сверхдлинные) волны (=10 …
10. км); километровые (длинные) волны (=1 … …
1. км); гектометровые (средние) волны (=100 … 1000 м); декаметровые (короткие) волны (=10 … 100 м); метровые волны (=1 … 10 м); дециметровые волны (=10 см … 1 м); сантиметровые волны (= 1 … 10 см); миллиметровые волны (=1 …
1. мм).
Последние четыре диапазона иногда объединяют общим названием «ультракороткие волны» (УКВ).
Первоначально был посчитан необходимый коэффициент усиления антенны для обеспечения надежной связи, который равен дБ.Вторым этапом работы был расчет характеристик облучателя параболической однозеркальной антенны, его геометрических размеров, диаграммы направленности в двух плоскостях, а также согласования с питающим фидером (прямоугольным волноводом).
Третьим этапом был расчет основных характеристик параболической антенны, таких как:
Для космической линии связи ИСЗ-Земля обычно изготавливают антенны огромных размеров с диаметрами большого зеркала до 30 м и более. При использовании тропосферных линий связи применяют антенны с меньшим диаметром раскрыва от 7 до 18 м. Область радиорелейной связи применяет антенны с более малыми диаметрами раскрыва 0,5 — 5 м.
В ускоряющих линзах происходит выравнивание фазового фронта волны, поскольку участки волновой поверхности отрезок пути проходят в теле линзы с повышенной фазовой скоростью. Длина этого участка различна для разных лучей. Чем больше отклонение луча от оси линзы, тем больший отрезок пути внутри линзы он проходит с повышенной фазовой скоростью. Из этого следует, что, профиль ускоряющей линзы должен быть вогнутым.
Так же находят применение спутниковые системы связи с формированием отдельных сотовых зон обслуживания. Для этой цели на спутниковых ретрансляторах могут быть использованы бортовые фазированные антенные решетки, зеркальные антенны с изменяемой формой рабочей поверхности и гибридные зеркальные антенны (ГЗА называют антенную систему из зеркального отражателя и многоэлементной облучающей решетки).
При установке антенн необходимо направить её максимум диаграммы направленности точно на спутник. Спутник, используемый для ретрансляции программ спутникового телевидения движется над экватором на теостационарной орбите, вследствие чего для данной точки на земной поверхности, из которой он виден, его положение на небе в течение дня не меняется. Поэтому однажды направленная на такой спутник параболическая антенна всё время остаётся направленной на него. В городах средних широт Северного полушария спутниковые антенны для спутникового телевидения направлены в южную сторону, в зависимости от спутника более или менее отклоняясь от точного направления на юг к востоку или западу. В странах Южного полушария они подобным образом направлены в северную сторону. А в тропических странах, расположенных вблизи экватора, особенно в точках на самом экваторе, такие антенны направлены вверх, в зависимости от спутника более или менее отклоняясь от зенита в восточном или западном направлении.
Рупорные антенны с двумя параллельными стенками секториальные РА, которые при возбуждении волной прямоугольного волновода имеют расширение в плоскости вектора или (соответственно, — и -секториальные РА, (рис.1, а, б).
Особенностью экспоненциального рупора (рис.1, д) с прямоугольным или круглым сечением является согласование в широкой полосе частот при правильном выборе размеров.рупорно-параболические антенны (рис.1, е).
Представителями антенн бегущей волны являются антенны с замедленной фазовой скоростью. Расчет излучения этих антенн основывается на характеристиках бегущих волн с замедленной фазовой скоростью ( ), направляемых, замедляющей структурой. Антенны тако- го вида различают, в основном, по замедляющей структуре. Существует большое разнообразие замедляющих структур, которые могут поддерживать либо волны Е, либо волны Н, либо те и другие, отличающихся конструктивным выполнением и формой поверхности. Антенны с плоскими и_цилиндрическими непрерывными замедляющими структурами называют антеннами поверхностных волн.
Список литературных источников
1. Воскресенский Д.И., Максимов В.М. Развитие антенных систем. //Изв. Вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника. — 1987. № 2. – с. 4-15.
2. Пудовкин, А.П. Основы теории антенн: учебное пособие / А.П. Пудовкин, Ю.Н. Панасюк, А.А. Иванков. – Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2011. – 92 с.
3. Драбкин А.Л. Антенно-фидерные устройства. Изд. 2-е, доп. И переработ. М.: Сов. Радио, 1974, 536 с.
4. Фрадин А.З. Антенны сверхвысоких частот. М.: Сов. Радио, 1957, 652 с.
5. Марков Г. Т., Сазонов Д. М. Антенны. Учебник для студентов радиотехнических специальностей вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1975.
6. Радиотехнические системы: учебник для студ. Высш. Учеб. Заведений / [Ю.М. Казаринов и др.]; под ред. Ю.М. Казаринова. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 592 с.
7. Крячко, А. Ф. Информационный подход к обработке сигналов поляриметрических систем / Военно-космическая академия им. А. Ф. Можайского // Известия вузов. Приборостроение. — 2003. — Т. 46, N 12. — С. 3-7
8. Хижняк Н.А. Интегральные уравнения макроскопической электродинамики. Киев: Наукова думка, 1986, 279 с.
9. Канарейкин Д.Б., Павлов Н.Ф., Птехин В.А. Поляризация радиолокационных сигналов. – М.: Сов. Радио, 1966. – 440 с.
10. Нарбут В.П., Хмель В.Ф. Поляризация излучения зеркальных антенн.- Киев. Вища школа, 1978.
11. Боровиков В.А., Кинбер Б.Е. Геометрическая теория дифракции. — М.Связь, 1978
12. Поздняк С.И., Мелитицкий В.А. Введение в статическую теорию поляризации радиоволн. . – М.: Сов. Радио, 1974. – 480 с.
13. Шишулин Д.Н. Исследование влияния вибраций на параболическую антенну в ANSYS // Надежность и качество: сб. тр. Междунар. симп. Т. 1. – Пенза: Инф.-изд. центр ПГУ, 2013. – С. 146-148.
14. Якимов А. Н. Проектирование микроволновых антенн с учетом внешних воздействий: монография / А. Н. Якимов. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004. – 206 с.
15. Абжирко Н.Н. Влияние вибраций на характеристики радиолокационных антенн/ Н. Н. Абжирко. –. М.: Сов. радио, 1974. – 168 с.
16. Талибов Н.А. Оценка влияния деформации волноводно-щелевой антенны на ее диаграмму направленности/ Н.А.Талибов, А.Н. Якимов// Надежность и качество: сб. тр. Междунар. симп. Т. 2. – Пенза: Инф.-изд. центр ПГУ, 2008. – С. 146-148.
17. Шишулин Д.Н., Якимов А. Н. Моделирование влияния вибрационных воздействий на излучение параболической антенны// Надежность и качество: сб. тр. Междунар. симп. Т. 1. – Пенза: Инф.-изд. центр ПГУ, 2012. – С. 146-148.
18. Сарсикеев Е.Ж., Ляпунов Д.Ю., Бобихов Р.С., Петрусёв А.С. ВИЗУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКИ РЕФЛЕКТОРА ПАРАБОЛИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ СВЯЗИ В ПРОГРАММНОМ ПАКЕТЕ COMSOL MULTIPHYSICS // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 3; URL: www.science-education.ru/117-13668
19. Захарьев Л.Н., Леманский А.А., Турчин В.И. и др. Методы измерения характеристик антенн СВЧ. Под редакцией Н.М.Цейтлина. — М., Радио и связь, 1985, 114 с.
20. Сканирующие антенные системы СВЧ.: Пер с англ./ Под ред. Р. Хансена. — М.: Сов. радио, 1966-1970.-Т.1-3.
21. Кюн Р. Микроволновые антенны. – М.: Судостроение, 1967.
22. Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ. – М.: Связь, 1977.- Т.1,2. – 381 с.
23. Бахрах Л. Д., Галимов Г. К. Зеркальные сканирующие антенны. – М.: Наука, 1981.
24. Расчет антенн СВЧ. Пособие к курсовому проектированию/Под ред. Д.И. Воскресенского. – М.:МАИ, 1973. – Ч.II.
25. А.И. Ардабьевский, В.Г. Воропаева, К.И. Гринева. Пособие по расчету антенн сверхвысоких частот. — М.: Оборонгиз, 1957, 71 с.
26. Цейтлин Н. М. Антенная техника и радиоастрономия. – М.: Сов. радио, 1976.
27. Гурбанязов М. А., Козлов А. Н., Тарасов Б. В. Современные проблемы построения зеркальных антенн. – А.: Ылым, 1992.
28. Справочник по учебному проектированию приемно-усилительных устройств/М.К. Белкин, В.Т. Белинский, Ю.Л. Мазор, Р.М. Терещук. – 2е изд. – К.: Высшая школа, Головное изд-во, 1988. – 472 с.
29. Семенихин А. И., Стаканов С.Н., Петренко В.В. Проектирование зеркальных антенн с помощью пакета MATHCAD// Таганрог: ТРТУ, 1998. 32 с.
30. Кочегаров И.И. Информационные технологии проектирования РЭС: учебное пособие/ И.И. Кочегаров.–Пенза: Изд. Пенз гос. ун-та, 2007.– 96 с.
31. Информационные технологии проектирования РЭС. Единое информационное пространство предприятия : учеб. пособие / В. Б. Алмаметов, В. Я. Баннов, И. И. Кочегаров. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2013. – 108 с.
32. http://www.findpatent.ru/patent/226/2262117.html
33. http://ru-patent.info/21/75-79/2179321.html
34. Вуд П. Анализ и проектирование зеркальных антенн/ Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1984.
35. Гирич С.В., Пономарев И.Н. О широкополосных свойствах антенн на основе щелевых линий передачи // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ, 1993. — № 3. – с.19-23.
36. Диняева Н.С. Конструирование механизмов антенн: учебное пособие. – М.: МАИ, 2002г. – 340с.: ил.
37. Ацюковский В.А. Начала эфиродинамического естествознания. Книга
2. Методология эфиродинамики, свойства эфира и строение вещества. – М.: Петит, 2009. – 396 с.
38. Бобков В., Званцугов Н. Системы наведения антенн ООО «Технологии Радиосвязи» // Первая миля. – 2010. — № 2. – С. 42– 45.
39. Моделирование антенн и элементов тракта: Учебно-методическое пособие для выполнения курсовых и самостоятельных работ по учебным курсам «Устройства СВЧ и антенны» и «Антенно-фидерные устройства». / Под ред. Шишакова К. В. – Ижевск : ИжГТУ, 2009. – 127 с.
40. Проектирование антенных устройств СВЧ / И.П. Заикин, А.В. Тоцкий, С.К. Абрамов, В.В. Лукин. – Учеб. пособие. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2005. – 107 с.
41. Шкуркин М.С., Малай И.М. ОСОБЕННОСТИ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АНТЕННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ// ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико технических и радиотехнических измерений»// http://www.trimcom.ru/sem-2015/osob.pdf
42. Миньков С.Л. Технико-экономическое обоснование выполнения проекта: методическое пособие / С.Л. Миньков. – Томск: ТУСУР, 2014. – 30 с.
43. Официальный сайт корпорации Comsol. URL: http://www.comsol.com
44. Danko Antolovic. Radiolocation in Ubiquitous Wireless Communication. – New York: Springer Science+Business Media, 2010. – 195 p.
45. Венцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М., «Наука», 1991.
46. Ерофеев А.А. Теория автоматического управления: Учебник для вузов. – СПб.: Политехника, 2005.
список литературы
