Создание излучателя
Обзор конструкций излучателей, антенны и вибраторы. Проектировка (с использованием AutoCAD и приложений Mechanics и Technologics) блока для излучения и приёма сигналов опознавания и установки на основное антенное устройство радиолокационной станции.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.02.2017 |
| Размер файла | 96,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Расчет производится с целью определения номинальной длинны вибратора и ее отклонений. Вибратор образуется полосковым рисунком на платах субблока. Одно плечо вибратора образуется рисунком на внутренней плате. Расстояние от кромки одного плеча до кромки другого плеча определяет длину вибратора, на ее точность влияет точность изготовления рисунков плат, точность привязки базовых отверстий, на которых совмещают платы, допуски на диаметры отверстий и соединительных шпилек.
Максимальный размер замыкающего звена определяется по формуле:
U max = Аув.max - Аум.min.
Где Аув.max - максимальное значение увеличивающих размеров.
Аум.min - минимальное значение уменьшающих размеров.
U max = (283.2 + 1.59 + 1.59 + 8.7) - (9.8 + 2.84 + 164.8) = 117.64 мм.
Минимальный размер замыкающего звена определяется по формуле:
U min = Аув.min - Аум.max.
Где Аув.min - минимальное значение увеличивающих размеров.
Аум.max - максимальное значение уменьшающих размеров.
U min = (282.8 + 1.5 + 1.5 + 8.3) - (10.2 + 3 +165.2) = 115.7 мм.
В данном варианте размеры А5 и А7 - становятся уменьшающими, а размер А6 - увеличивающим.
В этом варианте номинальный размер замыкающего звена равняется:
UN = (283 + 8.5 +3) - (10 + 1.5 + 1.5 + 165) = 116.5 мм.
Что и должно было повториться.
Максимальный размер замыкающего звена равняется:
U max = (283.2 + 8.7 + 3) - (9.8 + 1.5 +1.5 + 164.8) = 117.3 мм.
Минимальный размер замыкающего звена равняется:
U min = (282.8 + 8.3 + 2.84) - (10.2 + 1.59 + 1.59 + 165.2) = 115.36 мм.
В результате расчета определили что максимальное значение длины вибратора в первом случае U max = 117.64 мм., а во втором U min = 115.36 мм.
Величина отклонения от номинала:
Максимальная величина отклонения от номинала определяется по формуле:
U max = U max - UN ;
U max = 117.64 - 116.5 = 1.14 мм.
Минимальная величина отклонения от номинала определяется по формуле:
U min = U min - UN ;
U min = 115.36 - 116.5 = - 1.14 мм.
В результате расчета определена номинальная длина вибратора и ее вероятные отклонения:
U = 116.5 +/- 1.14 мм.
Эти отклонения не превышают допустимых +/- 2 мм., заданных по техническому заданию конструирование субблока.
3.7 Расчёт надёжности
Показатели надёжности определяются с учётом следующих допущений:
Ш Постепенные отказы не учитываются, т.е. вероятность безотказной работы с учётом постепенных отказов Рпос(t)=1;
Ш Отказ любого элемента приводит к отказу всей системы в целом, т.е. все элементы соединены последовательно;
Ш Отказы элементов являются случайными и независимыми;
Ш Интенсивность отказов элементов постоянна и не зависит от времени, т.е. вероятность безотказной работы подчиняется экспоненциальному закону.
Ориентировочный расчёт производится на ранней стадии проектирования и позволяет оценить предельные показатели надёжности: максимальные, минимальные и средние. При расчётах используются справочные данные об интенсивностях отказов элементов: л
Вероятность безотказной работы определяется:
P(t)=expУNi лi
где Ni- количество элементов определённого типа.
Среднее время наработки до отказа:
T0=1/( У лi)
Средняя наработка на отказ есть математическая модель закона распределения вероятности безотказной работы.
сб =Х1 + R1 +N1
сб=(0,0546589 + 0,1408 + 1,176) 10-6 = 1,37145910-6 1/ч
Т0 = 1/ 1,37145910-6 = 729152 ч.
Рассчитаем наработку на отказ излучающей линейки.
сб = (0,003036 + 0,048 + 0.0208) 10-6 = 0,00991610-6 1/ч
Т0 = 1/ 0,00991610-6 = 100847110 ч.
Численный расчёт надёжности блока.
бл = (1,371459 + 160,009916) 10-6 = 1,53011510-6 1/ч
Т0 = 1/ 1,53011510-6 = 653546 ч.
3.8 Разработка чертежей в системе AutoCAD
AutoCAD давно известен, как прекрасное средство выполнения плоской двухмерной графики в архитектурно-строительном проектировании, разработке машиностроительных чертежей, изготовления технологических, электротехнических и сантехнических схем. Широкое применение AutoCAD получил в разработке проектной и конструкторской документации самых различных областях.
В последнее время фирмой Autodesk разработано довольно большое количество разнообразных специализированных пакетов на базе AutoCAD. Самые известные из них это Mechanical Desktop и Mechanics. Оба этих пакеты выполнены в виде дополнительных модулей полностью интегрированных в AutoCAD и используют средства моделирования и визуализации, предоставляемые этим пакетом. Подготовленные с помощью MechaniCS 2.0 чертежи по ЕСКД -- это, в дальнейшем, выход на приложение по технологической подготовке производства TechnologiCS. Использование конструкторами и технологами единой общей базы данных (а также возможность репликации баз). Передача данных о деталях из чертежа
в спецификацию и текстовые документы. Возможность создания пользователем собственных параметризованных библиотек.
Команды простановки знаков видов, разрезов, сечений, выносных элементов позволяют динамически связать обозначение с информацией в технических требованиях. Перенос вида или сечения на другой лист или в другое место формата автоматически отразится в обозначении зоны и спецификации. Это одна из важных особенностей MechaniCS 2.0 в части поддержки функций конструкторского нормоконтроля.В диалоговом окне конструктор может выбрать "стратегию" дальнейшего оформления чертежа. Если указатель "Автосортировка" будет включен, расстановка буквенных обозначений видов, разрезов, сечений будет производиться в соответствии с ГОСТ 2.316 "Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц". А именно: в первую очередь обозначаются виды, затем разрезы, сечения, базовые элементы.Простановка всех размеров в MechaniCS 2.0 осуществляется одной командой. При этом выбираемые объекты динамически подсвечиваются (по умолчанию) зеленым цветом.Для редактирования размера достаточно дважды щелкнуть по нему левой клавишей мыши. В появившемся диалоговом окне можно ввести обозначение допуска, текстовую информацию и т. д.
Щелкните по кнопке "Таблица допусков" и назначьте любой допуск из стандартного ряда. А если размер с таким допуском на чертеже уже есть? Скопируйте его свойство на другой размер свойств, выбрав пиктограмму в виде "кисточки" . При простановке размеров появилась необходимость написать в технических требованиях фразу: "1. * Размеры для справок"? Жмите на кнопку "Технические требования" b и сразу закройте эту "проблему", выбрав пункт из базы данных технических требований. А команда "Размеры" не прерывается.
Можно продолжать ставить другие размеры! Любые (радиальные, угловые, цепочки линейных или угловых размеров)! Вы занимаетесь и в диалоговом окне указываем другой тип стрелки.
Спецификации, полученные в MechaniCS 2.0, можно передать в другой модуль TechnologiCS.
Программный пакет TechnologiCS разработан для решения задач технической подготовки производства. Если у вас предприятие с дискретным характером производства -- Techno-logiCS вам необходим.
Основное назначение TechnologiCS -- автоматизация процесса подготовки производства на этапах конструкторской подготовки, проектирования технологических процессов, трудового и материального нормирования, сводных расчетов для планирования и управления производством.
4. Технологическая часть
В конструкции блока приёма и излучения сигналов опознавания применяются полосковые элементы (распределитель мощности и шестнадцать излучающих линеек).
Настоящий типовой технологический процесс - ТТП распространяется на изготовление полосковых печатных плат химическим методом на материалах ФАФ-ЧД, ФАФ-ЧДСКЛ, стеклотекстолит фольгированный.
1. Общие указания:
1. материалы, используемые для изготовления полосковых плат, должны соответствовать требованиям технических условий на них;
2. применяемое оборудование, оснастка должны соответствовать паспортам, чертежам, находиться в исправном состоянии и своевременно подвергаться ремонту;
3. все химические операции выполнять в резиновых перчатках ГОСТ 20010-74 типII, при необходимости использовать индивидуальные средства защиты. В качестве спецодежды использовать халат х/б ГОСТ11621-73, фартук ГОСТ 11621-73.
2. Технические требования:
1. полосковые платы должны быть сконструированы в соответствии с требованиями ОСТ 4ГО.710.001.;
2. полосковые платы должны быть изготовлены в соответствии с настоящим типовым технологическим процессом, разработанным в соответствии с требованиями ОСТ 4ГО.054.008.;
3. готовые платы должны удовлетворять требованиям конструкторской документации и ОСТ 4.710.000-78.;
4. применяемые для изготовления полосковых плат растворы должны быть приготовлены в соответствии с технологической инструкцией “Приготовление растворов”.
3. Требования к режущему инструменту и режимы механической обработки.
1. для сверления отверстий применять твёрдосплавные свёрла ГОСТ 22094-76. Допускать применять спиральные свёрла из быстрорежущей стали ГОСТ 2034-80.
2. свёрла должны иметь острозаточенные кромки, завалы и выкрашивания на режущих кромках не допускается.
3. биение сверла, закреплённого в цанге станка не должна быть более 0,02 мм.
4. шероховатость заточенных задних поверхностей свёрл должна соответствовать ГОСТ 2789-73.
5. заточку свёрл производить по ТТП “Технологический процесс ручной заточки малоразмерных свёрл от 0,7 до 5мм из стали Р18 для сверловки и зенковки отверстий.”
6. диаметр сверла должен быть на 0,05-0,1 мм больше номинального размера отверстия по чертежу в связи с упругостью материала.
7. для повышения качества обробатываемой поверхности отверстий и стойкости инструмента производить двойную заточку по задней поверхности сверла. Ребра, образующееся от пересечения двух задних плоскостей, должна проходить через центр сверла с точностью до 0,05мм.
8. сверление отверстий в платах быстрорежущими свёрлами производить при реимах:
- скорость резания 25-30 м/мин,
- подача 0,10-0,15 мм/об.
9. для фрезирования контура плат, пазов, выемок, глухих отверстий и окон в платах следует применять цилиндрические фрезы ГОСТ 2721-69, торцевые фрезы ГОСТ 24360-80, концевые фрезы ГОСТ 20539-75, шпоночные фрезы ГОСТ 6396-78, оснащенные пластинами из твёрдого сплава марок ВК6, ВК8, ВК6М, а так же специальные твердосплавные фрезы. Для небольших партий плат можно применять фрезы из быстрорежущей стали ГОСТ 3752-71.
10. фрезы должны иметь острозаточенные кромки.
Ш Упаковка и хранение полосковых плат.
1. полосковые платы с технологическим паспортом упаковываются в полиэтиленовый пакет. В случае отсутствия лакокрасочного покрытия в чертеже на плату, пакет должен быть заварен.
2. полосковые платы должны храниться в горизонтальном положении в таре, исключающей повреждение плат, при температуре от 10 до 350С, влажности 6515% и отсутствия агрессивных паров. Срок хранения не более шести месяцев с последующим продлением срока хранения после проверки по ОСТ4.710.000-78, раздел 2.
3. для лучшей сохранности полосковых плат, не имеющих лакокрасочного покрытия, до установки их в полосковые узлы допускается консервировать полосковые платы. Консервацию выполнять по ТТП ЕФ.01200.00016.
Ш Схема
Технологического процесса изготовления полосковых плат негативным фотохимическим методом.
5. Экономическая целесообразность разрабатываемого устройства
При проектировании и изготовлении образца блока приёма и излучения сигналов опознавания всегда важно знать, какой ценой достигнут той или иной результат. Проще всего изготовить и разработать РЭА, для которой не установлены экономические ограничения.
Как показывает практика, экономически целесообразная РЭА - это хорошо разработанная, оптимальная для заданных условий производства и эксплуатации РЭА.
Экономичность конструкции ,блока определяется затратами на её разработку, производство и эксплуатацию.
Необходимость ограничения затрат на разработку, производство и эксплуатацию блока является не самоцелью, а рациональным использованием времени, труда и материальных средств. Для всей РЭА большое значение имеют затраты на разработку, подготовку производства и изготовление опытного образца. Решающим здесь является время. Оно должно быть минимальным так как с течением времени РЭА морально устаревает, то есть к моменту изготовления РЭА теряет свои ценные качества, как аппаратура специального назначения.
Задача конструктора состоит в том, чтобы функциональные требования к РЭА оптимальным образом согласовались с её экономическими характеристиками.
СМЕТА ЗАТРАТ НА НИР.
Целью планирования себестоимости проведения НИР является экономически обоснованное определение величины затрат на ее выполнение. В плановую себестоимость НИР включаются все затраты, связанные с ее выполнением, независимо от источника их финансирования. Определение затрат на НИР производится путем составления калькуляции плановой себестоимости. Она является основным документом, на основании которого осуществляется планирование и учет затрат на выполнение НИР. Расходы на проведение НИР определяются по следующим статьям:
заработная плата инженеров и производственных рабочих;
покупные и вспомогательные изделия;
основные и вспомогательные материалы;
расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;
накладные расходы;
отчисления на социальные нужды;
Рассчитаем фонд основной заработной платы с учётом поясного коэффициента (25%) и премии (30%):
ЗПОСН = 18368 + 55% = 28470 руб.
Дополнительная заработная плата составляет 15% от основной:
ЗПДОП = 28470 15% = 4270,56 руб.
Общая заработная плата:
ЗПОБЩ = ЗПОСН + ЗПДОП = 28470 + 4270,56 = 32740,56 руб.
Накладные расходы включают в себя общие и лабораторные расходы и составляют 150% от общей заработной платы:
Накладные расходы = ЗПОБЩ 150% = 49110,84 руб.
Единый социальный налог составляет 35,6% от общей заработной платы:
ЕСН = ЗПОБЩ 35,6% = 11786,6 руб.
Себестоимость опытного образца.
Проведём расчёт стоимости опытного образца в производственных условиях. При составлении плановой калькуляции должна быть определена величина прямых и косвенных расходов на производство единицы продукции, учитывая, что в производстве кроме основных материалов используются и вспомогательные, стоимость которых учесть трудно.
В конструкторских разработках себестоимость опытного образца рекомендуется определять по следующим калькуляционным статьям:
· Затраты на основные и вспомогательные изделия;
· Покупные комплектующие изделия;
· Основная заработная плата;
· Дополнительная заработная плата;
· Отчисления на соц. нужды;
· Общецеховые расходы;
· Внепроизводственные расходы;
Вывод: в результате проделанной работы была просчитана стоимость блока приёма и излучения сигналов опознавания. Полная стоимость блока равна 750435,8рублей.
Экономическая эффективность блока.
В основном, экономичность блока, по сравнению с аналогами, определяется уменьшенным энергопотреблением за счет уменьшения на 50-55% потерь, уменьшения веса конструкции, использование полосковых элементов. Кроме того, уменьшаются эксплуатационные расходы за счет повышения срока службы.
Результаты расчета экономической эффективности проведенного по формуле :
Э = С1 - С2 - Е · К
К = 549769,8 - затраты на разработку
Е = 0,15- коэффициент экономии
С1 = 1023267,47 - себестоимость аналога
С2 = 750435,8 - себестоимость опытного образца
Э = 1023267,47 - 750435,8 - 0,15 · 549769,8 = 190366,2 руб.
Как видно из расчёта, использование опытного образца блока экономически выгодно по сравнению с аналогами существующими до сих пор. Столь заметная разница в стоимостях, заключается в том, что использование полосковых элементов позволило значительно уменьшить габариты и массу данного блока, так же увеличить надёжность и срок службы данной РЭА .
6. Раздел охраны труда
Описание источника излучения СВЧ поля
В дипломном проекте рассматривается разработка конструкции блока приема и излучения сигналов опознавания СВЧ диапазона. Блок работает в диапазоне СВЧ, поэтому выполнен в интегральном исполнении, что характерно для устройств, работающих при сверхвысоких частотах. Таким образом, каждый полосковый элемент работает как своеобразная антенна, излучающая в окружающее пространство электромагнитные волны высокой частоты. В результате этого обслуживающий устройство персонал (настройщик) находится под влиянием электромагнитного поля СВЧ, которое неблагоприятно воздействует на организм в целом.
Рассматриваемый в дипломном проекте балансный смеситель имеет следующие основные характеристики:
Частота входного сигнала fc, ГГц 1,02;
Частота выходного сигнала fвых, ГГц 1,09;
Максимальная входная мощность сигнала Р, Вт 0.25.
Коэффициент передачи G, не менее 0.8.
В результате анализа и последующей оптимизации параметров элементов был найден оптимальный коэффициент передачи устройства, равный 0.8. В худшем случае, когда коэффициент передачи в силу расстройки параметров элементов и других дестабилизирующих факторов уменьшит свое значение, например, до G = 0.3, устройство будет рассеивать мощность
Ррас = Р - Р 0.3 = 0.175 Вт.
При такой рассеиваемой устройством мощности, плотность потока мощности, излучаемого в окружающее пространство (в данном случае в воздух) на минимальном расстоянии r = 0.1 м, при котором работает настройщик, например, с устройством измерения коэффициента стоячей волны, составит
I0 = = 1.115 Вт/м2.
Воздействие электромагнитных полей СВЧ на организм человека
Широкое внедрение радиоэлектроники в народное хозяйство позволяют значительно улучшить условия труда, снизить трудоемкость работ, добиться высокой экономичности процессов производства. Однако электромагнитные излучения радиочастотных установок, воздействуя на организм человека в дозах, превышающих допустимые, могут явиться причиной профессиональных заболеваний. В результате возможны изменения нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной и других систем организма человека [8].
Действие электромагнитных полей на организм человека проявляется в функциональном расстройстве центральной нервной системы; субъективные ощущения при этом -- повышенная утомляемость, головные боли и т. п. Первичным проявлением действия электромагнитной энергии является нагрев, который может привести к изменениям и даже к повреждениям тканей и органов. Механизм поглощения энергии достаточно сложен. Возможны также перегрев организма, изменение частоты пульса, сосудистых реакций. Поля сверхвысоких частот могут оказывать воздействие на глаза, приводящее к возникновению катаракты (помутнению хрусталика). Многократные повторные облучения малой интенсивности могут приводить к стойким функциональным расстройствам центральной нервной системы. Степень биологического воздействия электромагнитных полей на организм человека зависит от частоты колебаний, напряженности и интенсивности поля, длительности его воздействия. Биологическое воздействие полей разных диапазонов неодинаково. Изменения, возникающие в организме под воздействием электромагнитных полей, чаще всего обратимы.
В результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступают преждевременная утомляемость, сонливость или нарушение сна, появляются частые головные боли, наступает расстройство нервной системы и др. При систематическом облучении наблюдаются стойкие нервно-психические заболевания, изменение кровяного давления, замедление пульса, трофические явления (выпадение волос, ломкость ногтей и т. п.) [9].
Производство измерений параметров электромагнитного поля СВЧ на разработанном устройстве. Применяемые приборы
Для определения интенсивности электромагнитных полей, воздействующих на обслуживающий персонал, замеры проводят в зоне нахождения персонала по высоте от уровня пола (земли) до 2 м через 0,5 м. Для определения характера распространения и интенсивности полей в цехе, на участке, в кабине, помещении (лаборатории и др.) должны быть проведены измерения в точках пересечения координатной сетки со стороной в 1 м. Измерения проводят (при максимальной мощности установки).
Исследования электромагнитных полей на рабочих местах должны проводиться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.002--84, ГОСТ 12.1.006--84 по методике, утвержденной Минздравом РФ.
В технике ультравысоких и сверхвысоких частот измерение мощности является одним из основных видов измерений. В передающих, приемных и измерительных устройствах диапазона СВЧ приходится производить измерения мощности в широком интервале -- от 10-16 до 107 Вт. Особенности конструкции радиотехнических устройств диапазона СВЧ и принципиальное отличие методов измерения мощностей различных уровней в пределах упомянутого интервала обусловили большую номенклатуру измерителей
мощности, разных по способу измерения и пределам измеряемой мощности.
Измеритель интенсивности электромагнитного излучения (П3-30)
Назначение
Прибор П3-30 обеспечивает изотропное измерение интенсивности электромагнитного излучения для контроля норм по электромагнитной безопасности в соответствии с ГОСТ 27859-89, ГОСТ 12.1.006-84, ГН 2.1.8./2.2.4.019-90 и СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96. Предназначен для изучения воздействия электромагнитного поля, как на человека, так и на окружающую среду.
Область применения
Контроль норм по электромагнитной безопасности
Особенности усреднение результатов измерения текущих значений ППЭ и напряженности электромагнитного поля за истекшие 6 мин; выбор максимальных значений результатов измерения текущих значений ППЭ и напряженности электромагнитного поля за истекшие 6 мин;
хранение в памяти процессора с возможностью вывода на персональную ЭВМ типа РС средних и максимальных значений напряженности электромагнитного поля с дискретностью усреднения 6 мин зарегистрированных в течение 3,46 сут работы (всего 832 средних и 832 максимальных значений);
измерение экспозиции облучения (значений квадрата напряженности электромагнитного поля или ППЭ, умноженных на время измерения);
ввод допустимых значений напряженности электромагнитного поля, ППЭ и экспозиции;
визуальное оповещение пользователя при достижении предельно допустимых значений;
Цифровая индикация:
напряженности электрического поля;
энергетической экспозиции напряженности электрического поля;
плотности потока энергии;
энергетической экспозиции плотности потока энергии;
Измеритель состоит из антенны-преобразователя (1) напряженности переменного электрического поля в постоянное напряжение и измерительного блока (2), осуществляющего аналого-цифровое преобразование, цифровую обработку сигнала и вывод результатов измерения на экран жидкокристаллического индикатора, а так же на персональную ЭВМ (3). Структура измерителя поясняется схемой, представленной на рисунке.
Антенна измерителя имеет три дипольно-детекторные микросборки, которые образуют взаимно-ортогональную структуру. Антенна вносится в измеряемое поле электромагнитной волны с вектором распространения К. Положение прибора и ручки антенны параллельно вектору магнитного поля Н, как показано на рисунке, соответствует минимальной (основной) погрешности измерения.
Измеритель обеспечивает измерения средних значений напряженности и ППЭ в диапазоне частот электромагнитных излучений от 0.03 до 40 ГГц. В устройстве измерительном проведена прошивка частотных характеристик антенны - преобразователя таким образом, что при установке частоты контролируемого электромагнитного излучения автоматически происходит коррекция неравномерности частотной характеристики антенны-преобразователя.. Измерители плотности потока энергии электромагнитного поля П3 18А, П3 19А, П3- 24
Назначение. Предназначены для измерения средних значений плотности потока энергии электромагнитного поля в широком диапазоне частот. Используются для оценки степени биологической опасности СВЧ излучений в режимах непрерывной генерации и импульсной модуляции в свободном пространстве и ограниченных объемах вблизи мощных источников излучения.
Применение. Аккредитованные испытательные лаборатории ЦГСЭН, производственные лаборатории в энергетике. Организации, осуществляющие аттестацию рабочих мест.
Приборы для контроля электрических и магнитных полей.
Измеритель напряженности электромагнитного поля B E метр;
Универсальный измеритель уровней электростатических полей СТ-01;
Измеритель напряженности электрического и магнитного поля ИПМ-101;
Измеритель напряженности электрического и магнитного поля П3-50;
Измеритель напряженности электростатического поля ЭСПИ-301;
Комплект приборов для измерения электромагнитных излучений "ЦИКЛОН-04";
Комплект приборов для измерения электромагнитных излучений "ЦИКЛОН-05"
Нормирование электромагнитных полей
Согласно ГОСТ 12.1.006--84, нормируемыми параметрами в диапазоне частот 60 кГц -- 300 МГц являются напряженности Е и Н электромагнитного поля. На рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, профессионально связанного с воздействием электромагнитного поля, предельно допустимая напряженность этого поля в течение всего рабочего дня не должна превышать нормативных значений.
Нормирование ЭМИ радиочастотного диапазона проводится по ГОСТ 12.1.006-84 и санитарным правилам и нормам САН ПиН 2.2.4/2.1.8.055-96. В основу гигиенического нормирования положен принцип действующей дозы, учитывающий энергетическую нагрузку.
В диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц интенсивность ЭМИ характеризуется плотностью потока энергии (ППЭ): энергетическая нагрузка представляет собой произведение плотности потока энергии поля на время его воздействия
ЭНППЭ = ППЭ*T.
Предельно допустимые значения ППЭ электромагнитного поля
где k - коэффициент ослабления биологической эффективности, равный: 1 - для всех случаев воздействия, исключая облучения от вращающихся и сканирующих антенн, 10 - для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн. - предельно допустимая энергетическая нагрузка равная 2 Вт*ч/м2; время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, ч.
Во всех случаях максимальное значение не должно превышать 10 Вт/м2.
В соответствии с ГОСТ 12.1.006-84 предельно допустимое значение ППЭ электромагнитного поля определяется из выражения . Т.к. в конструкции разрабатываемого устройства нет вращающихся и сканирующих антенн, то k = 1. Время пребывания в зоне облучения за рабочую смену примем 8 ч. Тогда
Вт/м2
Как видно из расчета, 1,115 Вт/м2 - большая доза излучения для длительной работы, намного превышающая значение , поэтому для длительной работы с этим устройством необходимо применить защиту.
Безопасное расстояние, на котором может работать настройщик без негативного воздействия ЭМ поля на организм, составит таким образом величину
= 0.3 м.
но рабочему иногда будет трудно выдержать такое расстояние в силу специфики настройки прибора. Таким образом, опасная зона облучения электромагнитным полем СВЧ находится в радиусе 0.3 м от прибора.
Выбор и обоснование технических средств защиты
Основные меры защиты от воздействия электромагнитных излучений: уменьшение излучения непосредственно у источника (достигается увеличением расстояния между источником направленного действия и рабочим местом, уменьшением мощности излучения генератора); рациональное размещение СВЧ и УВЧ установок; дистанционный контроль и управление передатчиками в экранированном помещении (для визуального наблюдения за передатчиками оборудуются смотровые окна, защищенные металлической сеткой); экранирование источников излучения и рабочих мест (применение отражающих заземленных экранов в виде листа или сетки из металла, обладающего высокой электропроводностью -- алюминия, меди, латуни, стали); организационные меры (проведение дозиметрического контроля интенсивности электромагнитных излучений -- не реже одного раза в 6 месяцев; медосмотр -- не реже одного раза в год; дополнительный отпуск, сокращенный рабочий день, допуск лиц не моложе 18 лет и не имеющих заболеваний центральной нервной системы, сердца, глаз); применение средств индивидуальной защиты (спецодежда, защитные очки и др.) [9].
Экранирование -- наиболее эффективный способ защиты. Электромагнитное поле ослабляется экраном вследствие создания в толще его поля противоположного направления. Степень ослабления электромагнитного поля зависит от глубины проникновения высокочастотного тока в толщу экрана. Чем больше магнитная проницаемость экрана и выше частота экранируемого поля, тем меньше глубина проникновения и необходимая толщина экрана. Экранируют либо источник излучений, либо рабочее место. Экраны бывают отражающие и поглощающие.
Разработанный опытный образец блока в целях уменьшения влияния различных электромагнитных наводок на параметры устройства предполагает наличие алюминиевого каркаса, накрытого радиопрозрачным колпаком из стеклопластика. Т.к. диаграмма направленности довольно узка, и сигналы излучения и приёма направлены вверх, то обслуживающий персонал не попадает в зону облучения. Каркас служит для защиты обслуживающего персонала от негативного влияния высокочастотного поля в горизонтальном радиусе. Каркас выполнен из стали, толщина стенок составляет 2 мм. При такой толщине стенок ослабление излучаемой мощности составляет
дБ,
где f=1,09 ГГц - частота, на которой происходит основное преобразование и рассеивание мощности, =410-7 Гн/м - удельная
магнитная проницаемость алюминия, =3.54107 1/Омм - удельная проводимость алюминия, t =510-3 м.
В результате такого экранирования ослабление плотности потока мощности составляет -30 дБ. За пределами каркаса с толщиной стенки равной 5 мм плотность потока мощности практически равна нулю, поэтому согласно ГОСТ 12.1.006--84 работать с прибором можно в течение всего рабочего дня.
Вывод
В разделе «Охраны труда» дипломного проекта была дана характеристика разработанного опытного образца блока приёма и излучения сигналов опознавания как источника излучения электромагнитного поля СВЧ, определено вредное воздействие электромагнитного излучения на организм человека, дана методика измерения плотности потока мощности с помощью прибора ПО-1, разработаны средства защиты от излучения, за счет которых разработанное устройство соответствует требованиям ГОСТ 12.1.006--84.
В результате проделанной работы разработана конструкция блока приёма и излучения сигналов опознавания. Рассчитаны надёжность, прочность, электромагнитная совместимость и размерная цепь.
Выбраны материалы и технология изготовления полосковых печатных плат.
Выбран тип корпуса и способ герметизации, обеспечивающий ремонтопригодность готового изделия.
В итоге проанализируя вышеизложенное, можно сделать вывод, что техническое задание выполнено полностью.
Литература
1. Бельян Р.Х. и д.р. Краткий справочник конструктора РЭА- М.: Советское радио, 1972г.
2. Варламов Р.Г. Справочник конструктора РЭА- М.: Советское радио,1980г.
3. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств /Под ред. В. И. Вольмана. - М.: Радио и связь 1982г.
4. Сканирующие антенные системы СВЧ /Пер. с английского под ред. Г.Т.Маркова.-М.:Сов. Радио.1971г.
5. Вендик О.Г. Антенны с немеханическим движением луча - М.: сов. Радио,1965г.
6. Котов Е.П. и д.р. Полосковые платы и узлы. Проектирование и изготовление.-М.: Сов. Радио.1979г.
7. Антенны и устройства СВЧ./под ред. Проф.Д.И.Воскресенского.-М.:Сов.Радио,1972г.
8. Крылов В.А., Юченкова Т.В. Защита от эл/магн излучений,- М. Сов. радио, 1972 г.
9. Мишин В.А. СВЧ и безопасность человека- М., Сов. радио, 1974 г.
10. Беляев Н.М.Сопротивление материалов -М.,1959 г.
11. Справочник конструктора машиностроителя т.1 /В.И. Анурьев - М. Машиностроение 1979 г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Антенно-фидерное устройство для излучения и приёма радиоволн как неотъемлемая часть любой радиотехнической системы. Применение многоэлементных решёток излучателей с электрически управляемыми диаграммами направленности для острой направленности антенны.
реферат [230,2 K], добавлен 17.03.2011Обоснование, выбор и расчет тактико-технических характеристик самолетной радиолокационной станции. Определение параметров излучения и максимальной дальности действия. Оценка параметров цели. Описание обобщённой структурной схемы радиолокационной станции.
курсовая работа [277,9 K], добавлен 23.11.2010Обзор портативных акустических излучателей. Обзор методик измерения параметров головок громкоговорителей. Разработка макета и моделирование конструкции портативного акустического излучателя. Исследование характеристик и режимов работы излучателя.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 08.07.2017Отличия активной радиолокации от пассивной. Выбор и расчет основных параметров и схемы построения антенного устройства. Основные методы образования радиолокационных сигналов. Разработка линейной решетки излучателей, системы распределения мощности.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 18.11.2017Общая характеристика антенны типа "широкополосная зигзагообразная", рассмотрение схематичного изображения. Антенна как устройство для излучения и приёма радиоволн, знакомство с неотъемлемыми составными частями современных радиотехнических средств.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 26.10.2014Описание и область применения излучателя. Вертикальная антенная решетка из пяти излучателей Вивальди. Расчет диаграммы направленности приближенным методом. Система возбуждения излучателей на трех частотах и цифрового управления. Синтез антенной системы.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 05.01.2013Антенны как устройства, предназначенные для излучения и приема радиоволн, принцип их действия, внутреннее устройство и элементы. Проектирование двухэлементной антенны с двумя вертикальными активными полуволновыми вибраторами для заданной частоты.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 26.12.2013Радиолокация как область радиотехники, обеспечивающая радиолокационное наблюдение различных объектов. Назначение, технические данные, состав и работа РЛС 9S35М1 по структурной схеме. Источники радиолокационной информации. Преимущества импульсного режима.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 12.06.2009Определение основных параметров радиолокационной станции, ее оптимизация по минимуму излучаемой мощности и коэффициенту шума УВЧ приемника в диапазоне длин волн. Выбор и обоснование активного элемента передатчика. Разработка функциональной схемы станции.
курсовая работа [511,3 K], добавлен 11.10.2013Понятие и основные достоинства радиорелейных линий. Сравнительная характеристика и выбор типа антенны, изучение ее конструкции. Расчет высоты установки антенны над поверхностью Земли. Определение диаграммы направленности и расчет параметров рупора.
курсовая работа [439,3 K], добавлен 21.04.2011Устройство функционально-диагностического контроля системы управления лучом радиолокационной станции (РЛС) боевого режима с фазированной антенной решеткой. Принципы построения системы функционального контроля РЛС. Принципиальная схема электронного ключа.
дипломная работа [815,8 K], добавлен 14.09.2011Параметры излучателей фазированных антенных решеток. Излучатели электромагнитных волн. Система излучателей с электрически управляемым фазовым распределением. Конструктивная схема вибраторного излучателя. Проходной бинарный и дискретный фазовращатели.
контрольная работа [625,9 K], добавлен 20.10.2012Расчет требуемого отношения сигнал-шум на выходе радиолокационной станции. Определение значения множителя Земли и дальности прямой видимости цели. Расчет значения коэффициента подавления мешающих отражений. Действие станции на фоне пассивных помех.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 22.11.2013Разработка проекта импульсного приёмника радиолокационной станции (РЛС) дециметрового диапазона. Классификация радиолокации, параметры качества приема. Расчёт параметров узлов схемы структурной приёмника. Определение полосы пропускания приёмника.
дипломная работа [377,6 K], добавлен 21.05.2009Расчет диаграммы направленности одиночного излучателя, амплитудного распределения и числа элементов ФАР. Предельно допустимая мощность в излучателе, его анализ на пробой. Коэффициент усиления и оценка широкополосности антенны. Конструкция излучателя.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 28.11.2010Средства воздушного нападения. Обоснование необходимости модернизации канала формирования импульсов запуска блока Т-17М радиолокационной станции за счет применения новой элементной базы. Разработка структурной и функциональной схемы системы синхронизации.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 14.05.2012Определение коэффициентов усиления двойной рамочной антенны. Анализ системы из двух излучателей, обладающей однонаправленным излучением. Улучшение горизонтальной диаграммы направленности. Ввод коаксиального кабеля снизу в вертикальную трубу каркаса.
курсовая работа [822,1 K], добавлен 13.10.2017Описание аэродромных обзорных радиолокаторов. Выбор длины волны крылатых ракет. Определение периода следования зондирующего импульса. Расчет параметров обзора, энергетического баланса. Создание схемы некогерентной одноканальной радиолокационной станции.
курсовая работа [736,9 K], добавлен 09.08.2015Выбор и обоснование структурной схемы приёмника, определение ее параметров. Эквивалентные параметры антенны. Структура радиотракта, обеспечение необходимого усиления трактом ВЧ и НЧ. Расчёт усилителя промежуточной частоты. Окончательная структурная схема.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 06.07.2010Линейная решетка с цилиндрической спиральной антенной в качестве излучателя. Применение антенных решеток для обеспечения качественной работы антенны. Проектирование сканирующей в вертикальной плоскости антенной решетки. Расчет одиночного излучателя.
курсовая работа [394,2 K], добавлен 28.11.2010
