Parabolické antény. Výběr zdroje napájení a jeho výpočet Co je parabolická anténa

Úvod

Analýza technických specifikací

1.1 Základní geometrické vlastnosti rotačního paraboloidu

1.2 Schéma a princip činnosti parabolické antény

1.4 Účinnost parabolické antény. Optimální ozařovač

1.5 Faktory způsobující pokles zisku antény

Výpočet parametrů antény

1 Výpočet geometrických rozměrů antény

2 Výpočet geometrických rozměrů ozařovače

3 Výpočet vyzařovacího diagramu krmiva

4 Výpočet rozložení amplitudy antény

5 Výpočet přibližných vyzařovacích diagramů

6 Výpočet vyzařovacích diagramů při střední frekvenci

7 Výpočet vyzařovacích diagramů s přihlédnutím ke stínu vytvářenému napájecím zdrojem

8 Odhad chyb

9 Výpočet úniku energie

Výpočet parametrů koaxiálního vlnovodu.

Vývoj konstrukce hlavních komponent antény

Úprava výpočtů vyzařovacího diagramu

Ekonomická sekce

1 Základní pojmy

2 Výpočet nákladů na zrcadlovou anténu

3 Pozitivní účinek

Sekce bezpečnosti a šetrnosti k životnímu prostředí

7.1 Charakteristika pracovních podmínek operátora počítače

7.2 Barva a odrazivost

3 Osvětlení

4 Parametry mikroklimatu

5 Hluk a vibrace

6 Elektromagnetické a ionizující záření

7.7 Pracovní doba

7.8 Zajištění elektrické bezpečnosti

9 Výpočet osvětlení

7.10 Výpočet hladiny hluku

Závěr

Bibliografie

Úvod

V této práci je navržen přívod ve formě otevřeného konce obdélníkového vlnovodu pro jednozrcadlovou anténu s danými geometrickými rozměry zrcadla a frekvenčním rozsahem. Jsou vypočítány a posouzeny hlavní parametry antény a navržen návrh hlavních komponent a úchytů navrženého napájení. Účelem práce je prostudovat možnost výpočtu směrových vlastností jednozrcadlové parabolické antény metodou složeného rozložení amplitud.

Parabolická anténa je aperturní anténa. Aperturní antény jsou antény, jejichž záření probíhá otvorem zvaným apertura.

Aperturní antény se používají především v mikrovlnném rozsahu. Krátká vlnová délka umožňuje navrhovat antény, jejichž rozměry jsou mnohem větší než vlnová délka. V důsledku toho je možné vytvořit vysoce směrové antény, které jsou relativně malé velikosti. Kromě toho je možné vytvořit antény s vyzařovacím diagramem speciálního tvaru, určeným zvláštním účelem antény.

Aperturní antény jsou hlavním typem radarové antény. Jsou také široce používány v radionavigaci, radioastronomii, v rádiových řídicích systémech pro umělé družice Země a kosmické lodě, v troposférických a radioreléových vedeních atd.

Podívejme se na zrcadlové antény podrobněji. Zrcadlové antény jsou antény, u kterých vzniká pole v aperturě jako výsledek odrazu elektromagnetické vlny od kovového povrchu speciálního reflektoru (zrcadla). Zdrojem elektromagnetické vlny je obvykle elektromagnetická anténa, v tomto případě nazývaná zrcadlový přívod nebo jednoduše přívod. Zrcadlo a zdroj jsou hlavními prvky zrcadlové antény. Povrch zrcadla dostane tvar, který zajistí vytvoření požadovaného vyzařovacího diagramu. Nejběžnější jsou zrcadla ve tvaru rotačního paraboloidu, komolého paraboloidu, parabolického válce nebo válce speciálního profilu. Zářič je umístěn v ohnisku paraboloidu nebo podél ohniskové linie válcového zrcadla. V souladu s tím musí být pro paraboloid ozařovač bodový, pro válec lineární.

Elektromagnetická vlna vyzařovaná ozařovačem po dosažení vodivého povrchu zrcadla na něm vybudí proudy, které vytvoří sekundární pole, obvykle nazývané pole odražené vlny. Aby hlavní část vyzařované elektromagnetické energie dopadla na zrcadlo, musí ozařovač vyzařovat pouze do jedné polokoule ve směru k zrcadlu a do druhé polokoule nevyzařovat. Takové zářiče se nazývají jednosměrné. Bodový zdroj napájení (například roh nebo otevřený konec vlnovodu) umístěný v ohnisku paraboloidu vytváří kulovou vlnu na povrchu zrcadla. Zrcadlo ji převede na rovinnou vlnu, to znamená, že rozbíhavý svazek paprsků se přemění na paralelní, čímž se dosáhne vytvoření ostrého vyzařovacího diagramu.

.Analýza technických specifikací

1.1Základní geometrické vlastnosti rotačního paraboloidu

Anténní zařízení podobná optickým reflektorům nebo reflektorům se v mikrovlnné oblasti rozšířila. Takové antény se skládají z primárního zdroje vln a jednoho nebo více zrcadel, která převádějí čelo vlny tohoto zdroje na danou, obvykle plochou. Než přejdeme k úvahám o mikrovlnných zrcadlových anténách, je vhodné si připomenout základní geometrické vztahy, které platí pro paraboloid rotace a parabolický válec - plochy, na jejichž základě je většina zrcadlových antén vyrobena.

Obrázek 1.1

Spojme s rotačním paraboloidem (obrázek 1.1) pravoúhlý souřadnicový systém s počátkem ve vrcholu paraboloidu (bod O) a osou OZ kombinovanou s ohniskovou osou paraboloidu (přímka OF), a polární souřadnicový systém se středem v ohnisku (bod F) a referenčním úhlem ? z přímého FO. Povrch rotačního paraboloidu v pravoúhlém souřadném systému (X, Y, Z) je popsán rovnicí:

(1.1)

a v polárním systému (str , ?) - rovnice:

(1.2)

kde f=OF je ohnisková vzdálenost paraboloidu.

Otvor nebo apertura paraboloidu je rovná plocha ohraničená hranou paraboloidu.

Poloměr této plochy Ro (viz obrázek 1.1) se bude nazývat poloměr otevření a úhel 2 ?0- nazvěme úhel otevření ( ?0- úhel mezi ohniskovou osou a přímkou ​​vedenou od ohniska k okraji paraboloidu). Pro poloměr otevření Ro a úhel otevření 2 ?0platí následující vztahy:

(1.3)

(1.4)

(1.5)

Pokud je úhel otevření 2 ?0pak se odpovídající paraboloid nazývá dlouhoohniskový, pokud je úhel otevření 2 ?0>?, pak - krátké zaostření. Pro paraboloid s dlouhým ohniskem Ro<2f, а у короткофокусного - Ro>2f

Vzpomeňte si, že úhel mezi poloměrem nakresleným pod úhlem? k ohniskové ose a normála k povrchu paraboloidu v tomto bodě je rovna?/2. Plocha pracovní plochy antény závisí na velikosti otvoru a úhlu roztoku a lze ji určit podle vzorce:

Pokud umístíte zdroj kulové vlny do ohniska paraboloidu, tak po odrazu této vlny od paraboloidu se jeho čelo zploští.

Obrázek 1.2

Parabolický válec (obrázek 1.2) je plocha popsaná rovnicí:

(1.7)

Vzdálenost od ohniskové čáry FF k ose OY se nazývá ohnisková vzdálenost a označuje se f. Pokud je souosý lineární zdroj umístěn podél linie FF, pak se čelo vlny po odrazu od parabolického válce zploští.

1.2Schéma a princip činnosti parabolické antény

Schéma parabolické antény je na obrázku (1.3). Anténa se skládá z kovového zrcadla ve formě paraboloidu rotace a přívodu umístěného v ohnisku.

Obrázek 1.3

Zastavme se nejprve u principu fungování optických parabolických zrcadel (reflektorů), které podobně jako optické čočky slouží k přeměně sférického čela zdrojového vlnění na ploché čelo. Princip činnosti parabolického zrcadla je popsán v a spočívá v tom, že divergentní paprsky vycházející ze zdroje umístěného v ohnisku zrcadla se po odrazu od jeho povrchu stávají paralelními.

Uvažujme dva libovolné paprsky – 1 a 2, vyzařované zdrojem umístěným v ohnisku a dopadající na parabolické zrcadlo (obrázek 1.3). Paprsek 1 dopadající v bodě a svírá úhel s osou a paprsek 2 dopadající na bod b svírá úhel s osou paraboloidu. Podle výše popsaných vlastností paraboloidu svírají paprsky 1 a 2 úhly s normálou k povrchu paraboloidu v bodech a a b A respektive. Protože úhel odrazu je roven úhlu dopadu, úhel odrazu paprsku 1 je roven a úhel odrazu paprsku 2 je roven . Odražený paprsek 1 tedy svírá úhel s dopadajícím paprskem 1 a tedy rovnoběžně s osou paraboloidu. Odražený paprsek 2 svírá úhel s dopadajícím paprskem 2 a je rovněž rovnoběžný s osou paraboloidu. Podobně jakýkoli paprsek vycházející ze zdroje umístěného v ohnisku se po odrazu od paraboloidu stane rovnoběžným s osou paraboloidu.

Paralelní paprsky odpovídají plochému čelu vlny. Kovová zrcadla se používají jako odrazné plochy, které poskytují téměř úplný odraz paprsků dopadajících na ně bez znatelných ztrát.

Koncept geometrické optiky, podrobně popsaný v, podle kterého každý paprsek dopadající na jakýkoli bod paraboloidu vytváří určitý odražený paprsek, je pro radioparabolická zrcadla nepřesný, protože platí, pokud je vlnová délka nekonečně malá ve srovnání s rozměry zrcadla a poloměry jeho zakřivení.

Činnost parabolické antény lze popsat následovně. Energie nasměrovaná ozařovačem k zrcadlu jej excituje, to znamená, že vybudí proudy na jeho povrchu. Každý prvek povrchu paraboloidu, obtékající proud, lze považovat za elementární zdroj vyzařující energii přes velmi široký diagram.

Pro získání úzkého vyzařovacího diagramu je nutné distribuovat energii mezi velké množství elementárních vibrátorů umístěných a buzených tak, aby v požadovaném směru byla jejich pole ve fázi. V tomto případě distribuci energie provádí ozařovač a roli elementárních vibrátorů hrají prvky excitovaného povrchu paraboloidu a rozložení proudů v prostoru je takové, že ve směru osy Z všechny prvky povrchu paraboloidu vytvářejí pole stejné fáze.

1.3Směrové vlastnosti parabolické antény

Vyzařovací diagram parabolické antény lze vypočítat z rozložení proudů na povrchu zrcadla – proudová metoda. Při znalosti rozložení proudu na povrchu zrcadla je možné určit směrové vlastnosti parabolické antény. K tomu je nutné integrovat po celé ploše zrcadla výraz pro intenzitu pole vytvořenou prvkem na povrchu zrcadla, který je považován za elementární elektrický vibrátor.

Výpočet vzoru antény pomocí této metody poskytuje poměrně přesné výsledky v rámci hlavního laloku a přilehlých postranních laloků. Významnou nevýhodou této metody je relativní složitost a těžkopádnost výpočtů.

Uvažujme rovnou plochu otvoru jako vyzařující plochu. Pokud zanedbáme proudy tekoucí na vnější povrch paraboloidu, pak můžeme intenzitu pole v libovolném bodě prostoru určit z rozložení pole na ploše apertury S. Pro přibližné určení rozložení pole na ploše apertury můžeme použít metoda geometrické optiky, podle které každý paprsek posuvu dopadající na povrchové zrcadlo odpovídá paprsku odraženému od tohoto povrchu. Pokud je zdroj umístěn v ohnisku paraboloidu, všechny paprsky odražené od povrchu antény se ukáží jako rovnoběžné (rovinná vlna), a proto hustota energie na dráze od vyzařovací plochy paraboloidu k vyzařovací ploše neklesá. změna. Na cestě od ozařovače k ​​povrchu paraboloidu se amplituda paprsků zmenšuje nepřímo úměrně vzdálenosti.

Pokud je tedy v ohnisku paraboloidu umístěn zdroj s vyzařovacím diagramem (?,?), pak rozložení pole E(?,?) v otvoru antény podle metody geometrické optiky bude určeno rovnost:

V rovnosti (1.8) jsou vynechány konstantní faktory, které nejsou pro tuto úvahu zajímavé. Otevřený vyzařovací diagram s rozložením (1.8) je určen vzorcem:

Aperturní metoda umožňuje celkem jednoduše určit směrové vlastnosti antény s jakoukoliv clonou, bez ohledu na její složitost. Tato metoda je založena na stejných volných předpokladech, na kterých je založena současná metoda. Předpoklad o šíření paprsku pole od zrcadla antény k cloně, charakteristický pouze pro aperturní metodu, vede k dalším chybám, které se zvětšují s rostoucím úhlem otevření zrcadla. Je třeba také poznamenat, že aperturní metoda neumožňuje určit polarizační charakteristiky pole antény.

1.4Účinnost parabolické antény. Optimální ozařovač

Uvažujme otevření paraboloidu jako vyzařující plochu. Pokud je rozložení pole na povrchu fázové a rovnoměrné, pak lze směrový koeficient excitovaného povrchu ve směru osy OZ určit podle vzorce:

(1.10)

kde S je plocha excitovaného povrchu.

Rozložení pole v otvoru antény nyní určíme funkcí E(M), kde M je aktuální bod povrchu. Určíme směrový koeficient této antény ve směru osy Z Pole vyzařované anténou v tomto směru je určeno rovností:

(1.11)

kde C je konstanta, která zahrnuje všechna množství, která nejsou pro tuto úvahu zajímavá; dS - povrchový prvek. U první antény, u které je rozložení pole v cloně soufázové a rovnoměrné, tzn. E(M)=Eo, máme:

(1.12)

Výkon vyzařovaný anténou s rozložením pole v cloně E(M):

(1.13)

Pro soufázové a rovnoměrné rozvody vyzařovaný výkon:

(1.14)

Směrový koeficient antény 2 je tedy určen výrazem:

(1.15)

Vzorec (1.15) lze zredukovat do následující podoby (vynecháme index „2“):

(1.16)

(1.17)

se nazývá faktor využití apertury antény.

V mnoha praktických případech lze rozložení pole v otvoru antény považovat za soufázové a osově symetrické. Poměrně často lze amplitudu pole aproximovat parabolickým rozdělením s podstavcem:

E(R ) = 1 - ?(R/R0 )2 (1.18)

Na okraji otvoru E(R 0) = 1 - ?. Tato hodnota se obvykle nazývá distribuční podstavec.

Dosazením (1.18) do (1.17) po zřejmých transformacích získáme výraz pro faktor využití apertury antény s parabolickým rozdělením:

(1.19)

Závislost koeficientu k ukazuje obrázek (1.4). A vypočteno podle vzorce (1.19), z relativní úrovně pole na okraji antény 1 - ?. Zejména je-li snížení úrovně pole na okraji antény 10 dB, aperturní koeficient ka - asi 92 %.

1.5Faktory způsobující pokles směrovosti antény

Analýza účinnosti parabolické antény, provedená v předchozím odstavci, byla založena na řadě zjednodušujících předpokladů. Předpokládala se zejména naprostá přesnost odrazné plochy, nebylo zohledněno zastínění části otvoru ozařovačem atd. Následně se budeme zabývat vlivem některých těchto faktorů na vlastnosti navržené antény.

Uveďme si ty hlavní:

Stínění otvoru pro anténu

Rušení pole antény

Precizní povrchová úprava.

2. Výpočet parametrů antény

2.1Výpočet geometrických rozměrů antény

Otvor studované antény sestává ze dvou překrývajících se rovin, které mají společný střed. V důsledku toho má anténa dvě různé ohniskové vzdálenosti a úhly clony, pro jejichž výpočet je nutné změřit průměr (D) a hloubku (H) otvoru v každé rovině.

Obrázek 2.1

Výsledky výpočtu:

D1 = 1,974 m;

D2 = 1,983 m;

H 1= H2 = 25,6 cm;

Pro výpočet ohniskových vzdáleností zavedeme kartézský souřadnicový systém, jak je znázorněno na obrázku (2.1) a použijeme rovnici povrchu
paraboloid (1.1):

V tomto případě průměr D odpovídá souřadnici X a hloubka otvoru H odpovídá souřadnici Z Dosazením naměřených rozměrů do vzorce dostaneme:

D2 = 16 fN (2,1);

f = D2 /(16N);

f1 = 95,13 cm;

f2 = 96,003 cm;

Pro výpočet úhlů otevření použijeme vzorec (1.5):

Obrázek 2.2. Nomogram pro zjištění ohniskové vzdálenosti a úhlu otevření antény.

0 = 2? = 1100

2.2Výpočet geometrických rozměrů ozařovače

V souladu se specifikacemi musí být napájení provedeno ve formě otevřeného konce obdélníkového vlnovodu. Rozměry vypočítáme na základě podmínky existence vlny hlavního typu v obdélníkovém vlnovodu H 10v celém frekvenčním rozsahu specifikovaném v úloze (484-750 MHz).

Je vhodné vzít frekvenci f jako kritickou frekvenci kr = 400 MHz a v souladu s tím proveďte potřebné výpočty.

Obrázek 2.3

Je známo, že u obdélníkového vlnovodu (obrázek 2.3) s hlavním typem vlny musí rozměry široké stěny (a) splňovat podmínku:

A< ?PROTI < а (2.3)

?kr - kritická vlnová délka.

Pojďme definovat ?kr podle vzorce:

(2.4)

Nechť 1,8a = ?kr , který splňuje podmínku (2.3). Dostaneme:

a = ? kr /1.8;

Rozměry úzké stěny vlnovodu (b) se obvykle volí z podmínky:

Délka vlnovodu - L je určena tak, že při minimální frekvenci rozsahu jedna ?PROTI . Udělejme potřebné výpočty:

Vlnová délka ve vlnovodu se určuje podle známého vzorce

(2.5)

Odtud dostáváme:

V max = 1,1 m;

V našem případě není potřeba přísná rovnost? v max = L;

Pro výběr L použijeme přibližný vzorec

L= ?0 max + (?v max /4) (2.6)

S výhradou požadovaných konstrukčních tolerancí je konečný výsledek:

2.3Výpočet vyzařovacího diagramu krmiva

V oblasti centimetrových vln se jako slabě směrové antény často používají vlnovody s otevřeným koncem. Takové antény se používají jako napáječe pro zrcadlové nebo čočkové antény a jako nezávislé zářiče.

V praxi se používají vlnovodné zářiče kruhového, obdélníkového a eliptického průřezu. Typicky se průřez vlnovodu volí tak, aby se zabránilo výskytu vyšších typů vln. Rozměry průřezu obdélníkového vlnovodu jsou zvoleny v rámci limitů 0,5?<A < ?,b <0,5?; v tomto případě se ve vlnovodu může šířit pouze hlavní typ vlny - H 10. Významnou výhodou je rovnoměrnost polarizace této vlny v celém průřezu vlnovodu. V některých případech lze pro zlepšení směrových vlastností a zejména pro zúžení vyzařovacího diagramu použít obdélníkové vlnovody se zvýšeným průřezem; V tomto případě je možné šíření několika typů vln ve vlnovodu. To si někdy vynucuje přijetí speciálních opatření k potlačení vyšších typů vln.

Při analýze směrových vlastností vlnovodu s otevřeným koncem se pro jednoduchost obvykle předpokládá, že pole na otevřeném konci vlnovodu zůstává stejné jako ve vlnovodu nekonečné délky a na vnějším povrchu nejsou žádné proudy. vlnovodu. Tento předpoklad usnadňuje určení směrových vlastností vlnovodu s otevřeným koncem. Pak vzorec pro určení vyzařovacího diagramu je:

Pro výpočet DP použijeme vzorce, které z hlediska míry aproximace úkol splňují:

(2.7)

(2.8)

Nahrazením vypočtených rozměrů stěny získáme vzorce pro výpočet vlnovodu při průměrné frekvenci (f St = 602 MHz, ?st = 0,498 m):

Vypočtené hodnoty F (?) předložit ve formě tabulky

Tabulka 2.1.

011200.940.9400.780.66600.590.44800.440.29900.370.231000.290.191200.2050.151400.110.091600.0350.03318000

Pro získání přesnějších výsledků zkonstruujeme radiační diagramy pomocí programu Advanced Grapher.

Obrázek 2.4. Vyzařovací diagram otevřeného konce obdélníkového vlnovodu o rozměrech 0,42 m x 0,21 m v rovinách E a H.

Odhadneme šířku vyzařovacího diagramu ??0v obou rovinách (šířka vzoru je určena při poloviční úrovni výkonu, tj. při F(? ) = 0.707).

Obrázek 2.5. Odhad šířky paprsku ??0v obou rovinách na poloviční výkon.

Podle vytvořených grafů jsme dostali:

??°E = 97,2°

??°N = 72°

Vypočítejme přesnější hodnoty šířky BP pomocí nomogramu z obrázku (2.6).

Obrázek 2.6. Nomogram „záření z otevřeného konce obdélníkového vlnovodu“.

2.4Výpočet rozložení amplitudy antény

zrcadlové záření parabolické antény

Pro výpočet amplitudového rozložení použijeme teoretické premisy odstavce (1.3) a zejména vzorec (1.9), který nám umožňuje najít anténu pomocí dostupných vyzařovacích diagramů zdroje. Zapišme vzorec (1.9) s ohledem na rozměry zdroje napájení a vlnovou délku, které jsme již našli (výpočet, stejně jako v předchozích odstavcích, se provádí při střední frekvenci rozsahu):

(2.9)

Stejně jako v předchozích výpočtech musíme uvažovat otvor antény jako dvě roviny, ale v tomto případě kvůli malým rozdílům v úhlech otevření ? a v souladu s tím malé rozdíly v distribucích amplitud těchto rovin, je vhodnější je aproximovat s určitou průměrnou AR. Provedeme výpočty v rámci průměrného úhlu otevření ( ?St =54,725°=0,304?), tzn.

Uveďme vypočítané hodnoty ve formě tabulky.

Tabulka 2.2.

, 0.3040.480.350.270.5830.4580.240.6550.5330.210.720.6170.180.7890.7080.150.8480.7820.120.8950.8510.090.9410.920.060.9820.9570.030.9980.988011Výsledné rozložení si vykreslíme pomocí programu Advanced Grapher

Obrázek 2.7. Amplitudové rozložení antény.

2.5Výpočet přibližných radiačních diagramů

Výpočet přibližných vyzařovacích diagramů antény je v našem případě složitým teoretickým problémem. Pro výpočet použijeme program KRUG (vyvinutý B.D. Sitnyansky, VlSU, Katedra RT a PC), jehož popis a teoretická východiska jsou uvedeny níže.

Program KRUG je navržen tak, aby vypočítal vyzařovací diagramy kruhových průběžných apertur s amplitudovým rozložením (AP), které monotónně klesá od středu roviny antény k okrajům. Výpočty v tomto programu jsou prováděny v rámci teorie apertury.

Určení vzoru parabolických antén zahrnuje výpočet integrálu přes zakřivený povrch zrcadla buzeného elektrickými proudy (proudová metoda) nebo integrálu přes plochý povrch výstupního otvoru zrcadla – aperturu (aperturní metoda). Metoda apertury je mnohem jednodušší na implementaci a často poskytuje přesnost dostatečnou pro technické výpočty. Jeho jednoduchost je způsobena tím, že ekvivalentní elektrické a magnetické proudy v aperturě jsou ve fázi a pod integrálem zůstává pouze funkce AR.

Pro otvory kulatých a obdélníkových tvarů existují AR, u kterých integrace vede ke známým funkcím a výpočet vzoru je značně zjednodušen. Tyto AP se nazývají částečné AP (PAR). Odpovídají částečným DN. Základem programu KRUG je teorém:

Pokud je normalizovaná AP(g) reprezentována jako lineární kombinace normalizované částečné AP(g i ) se svými závažími (str i ), pak DN(F(?)) je lineární kombinací odpovídajícího normalizovaného PAR(F i (?)) se stejnými váhami vynásobenými parametry dílčích AR (Mi ).

Pokud, pak

(2.10)

V následující tabulce uvádíme hlavní dílčí rozdělení a jejich parametry.

Tabulka 2.3.

ARM=S KIP=1 N=SM=0,5S KIP=0,75 N=(1/3)SM=(1/3)S KIP=0,56 N=(1/5)SDN UBL = -17,6 dB UBL = -24,6 dB UBL = -30,6 dB

ARM=(1/4)S KIP=0,44 N=(1/7)SM=(1/3)S KIP=0,67 N=(1/6)SDN UBL = -36 dB UBL = -33,6 dB

Normalizované parciální DN jsou vyjádřeny prostřednictvím Besselových funkcí prvního druhu prvních řádů J n (u) a kombinace Besselovy a Struveovy funkce nulového a prvního řádu H n (u). Zobecněný argument u se rovná polovině elektrické velikosti antény vynásobené sinem úhlu pohledu:

(2.11)

Částečné AR uvedené v tabulce umožňují poměrně přesně aproximovat rozložení amplitudy, které skutečně existuje v anténě.

Anténa specifikovaná v úloze, jak již bylo zmíněno v odstavci (2.1), má ve svém otvoru dvě překrývající se roviny, mající různé průměry a stejnou hloubku otvoru. Proto je metoda výpočtu zvolena takto:

)Pomocí programu KRUG vypočítáme vzory na průměrné frekvenci (602 MHz) pro každou rovinu zvlášť za předpokladu, že rozložení je osově symetrické.

)Po výpočtu průměrné ohniskové vzdálenosti a odpovídajícího průměru otevírací roviny vypočítáme průměrný vyzařovací diagram na stejné frekvenci.

)Vypočítejme vzor s ohledem na stín vytvořený ozařovačem.

)Pojďme odhadnout úroveň chyb způsobených pohybem ozařovače mimo ohnisko.

2.6Výpočet vyzařovacích diagramů při střední frekvenci

Počáteční data pro program budou: zvolená vlnová délka, normalizované rozdělení amplitudy (G1) získané v odstavci (2.4) a průměr roviny otevření (D).

Vypočítejme průměrnou vlnovou délku pomocí vzorce (2.4). St :

St = C/f St

St = 0,498 m

Normalizace AR (GI) se provádí vzhledem k průměru roviny (hodnoty GI se zadávají do programu při R = 0,1D, 0,2D, 0,3D, 0,4D, 0,5D).

Do následující tabulky zapíšeme počáteční údaje vypočtené pomocí grafů v odstavci (2.4).

Tabulka 2.4.

Letadlo 1 mPlane 2 mPlane EPlane HPlane EPlane H , mGI , mGI ,mGI 0.59 .680.7850.6210.7850.5020.7930.6160.7930.50.9870.480.9870.3540.9920.4770.9920.35

Naším úkolem je zadat přijatá data a vybrat váhy (str i ) pět dílčích AR aproximujících distribuci amplitudy, kterou jsme vypočítali v odstavci (2.4). Pro sestavení souhrnných tabulek vypočtených hodnot ihned provedeme výpočet pro Dcp .

Výpočet zprůměrovaného obrazce se provádí pro průměrnou ohniskovou vzdálenost, která odpovídá určité průměrné rovině clony o průměru Dcp :

fcp = 85,58 cm,

Následující vzorec (2.1): DCP = 197,9 cm.

Tabulka 2.5.

Letadlo 1 mPlane EPlane H G.I. GI0.19750.9690.19750.95250.39550.8820.39550.8310.59260.75750.59260.6790.7870.6180.7860.50410.9860.5

Programově vypočítané výsledky si uveďme ve formě souhrnné tabulky hodnot.

Tabulka 2.6.

M m mrovina EPlana HPlane EPlane HPlane EPlana H 0.5 0.4 .2 0.5 0.35 .1 .10.5 .02 0.4 .1 5,82 KIP=0,96 KND=149 UBL=0,08 -dB=22 6,2 KIP=0,93 KND=144 UBL=0,06 -dB=24,3 5,75 KIP=0,96 KND=150 UBL=0,08 -dB=22 6,38 KIP=0,91 KND=143 UBL=0,06 -dB=24,7 5,78 KIP=0,96 KND=150 UBL=0,08 -dB=22 6,17 KIP=0,93 KND=145 UBL=0,06 -dB=24,1

Sestavme si také tabulku programově získaných hodnot potřebných pro vykreslení grafů vyzařovacích diagramů antény ve třech námi uvažovaných případech.

Tabulka 2.7.

M m m m m m01111111.50.98820.98870.98810.98880.98810.988630.95330.95530.95290.95590.9530.95514.50.89720.90160.89630.9030.89670.9012 60.8230.830140.83040.83270.8220.82977.50.73430.74520.73190.74850.73280.744190.63550.65010.63240.65460.63360.648810.50.531 40.54970.52760.55520.5290.548120.42670.44830. 42230,45480.42390.446313.50.32580.35010.32080.35730.32260.3479150.22950.2560.22420.26380.2260.253616.50.14720.17480. 22180.07690.10480.07150.11260.07310.102219.50.02010.04730.01490.05470.01630.048821-0,02290.0029-0.02770.00 95-00.02650 000.015 - 0,060827-0,0746-0,0603-0,0773-0,0583-0,0773-0,06228 . 0,0393-0,034233-0,0213-0,0193-0,0223-0,0218 -0,0228- 0,020534,5-0,0056-0,0059-0,0064-0,0092-0,0069-0,007360,00840,00630,00770,00250,00363750,020,01 0.0.0.0.0.0.0.0.0.02 0.031943. 50.03810 80.02830.02510.02 750.02310.02790.024549.50.02280.02040.0220.01890.02250.0198510.016080.01520.014616

Nakreslete výsledná rozdělení.

Obrázek 2.8. Vyzařovací diagram antény pro pouzdro D=1,974 m.

Obrázek 2.9. Vyzařovací diagram antény pro pouzdro D=1,983 m.

Obrázek 2.10. Vyzařovací diagram antény pro pouzdro D=1,979 m.

7Výpočet vyzařovacích diagramů s přihlédnutím ke stínu vytvářenému napájecím zdrojem

Program KRUG také umožňuje vypočítat obrazec antény s přihlédnutím ke kulatému stínu vytvářenému posuvem. V našem případě musí být stín obdélníkového ozařovače aproximován kružnicí opsanou kolem jeho průřezu, jak je znázorněno na obrázku (2.11).

Obrázek 2.11

Vypočítané hodnoty:

Tabulka 2.8.

Letadlo EPlane H KIP=0,91 KND=141 UBL=0,15 -dB=16,3 KIP=0,88 KND=138 UBL=0,14 -dB=16,9 Tabulka 2.9.

M m0111.50.98710.987630.94920.9514.50.88830.892260.80760.81427.50.71130.72190.60420.627210.50.507915.0.0.0. .26930.2903150.16570.188316.50.07740.1006180.00250.025519.5-0.0575-0.037521-0.1023-0.042322.5-0.210.1582322.5-0.21 0,134625,5-0,154-0,142927-0,1494-0,141928,5-0,1377-0,133630-0,1252-0,125131,5-0,1083-0,1081533-0,10,0,0,0,3 66136-0,0417-0,043937,5-0,0229-0,026939-0,012 - 51-0,0097-0,013

Sestavme grafy získaných funkcí:

Obrázek 2.12. Průměrné vyzařovací diagramy antény v rovině E bez stínu a se stínem.

Obrázek 2.13. Průměrné vyzařovací diagramy antény v rovině H bez zohlednění a zohlednění stínu.

2.8Odhad chyby

Jak vidíme z předchozích odstavců, vzhledem k nepatrnému rozdílu ohniskových vzdáleností se chyby v posunutí ozařovače mimo ohnisko v obou rovinách ukazují jako nepodstatné. Proto zprůměrované obrazce, které jsme zkonstruovali, a parametry antény vypočítané pomocí programu KRUG pro D cp , lze v této fázi považovat za správné s uspokojivým stupněm přiblížení.

2.9Výpočet úniku energie

Rovina zrcadla antény specifikovaná v úloze, za účelem usnadnění
konstrukce, stejně jako snížení tlaku větru na ni (windage) není vyrobena z pevného plechu, ale ze sítě dutých trubek o průměru 16 mm. Pro charakterizaci činnosti takového zrcadla se používá koeficient prostupu T, definovaný jako poměr energie vlny přenášené za zrcadlem k energii dopadající vlny.

(v některých zdrojích se tato hodnota nazývá únik energie a označuje se písmenem ?).

Je třeba poznamenat, že intenzita pole vlny procházející za zrcadlem pro paraboloid rotace je nepřímo úměrná prvnímu stupni poměru (průměr zrcadla / vlnová délka) a pro parabolický válec - jeho druhému stupni. Proto při stejných rozměrech otevření má parabolický válec výrazně vyšší koeficient přenosu než paraboloid otáčení. U paraboloidů rotace je záření v zadním poloprostoru slabě směrováno, zatímco u parabolických válců je směrováno.

Pro určení ? je nutné změřit průměry (d) trubek a vzdálenost mezi nimi (t). Měřením těchto veličin můžeme určit hodnotu ? pomocí nomogramu z obrázku (2.14). Naměřené hodnoty a nomogram jsou uvedeny níže.

0.004

24 dB

Obrázek 2.14. Nomogram „výpočet úniku energie“.

3. Výpočet parametrů koaxiálního vlnovodu

Pro výpočet CVP nejprve zvážíme několik teoretických problémů buzení pole ve vlnovodu.

Pro jednoduchost výpočtů předpokládáme, že vnitřním vodičem koaxiálního kabelu, budícím elektromagnetické pole v rezonátoru, je elementární elektrický emitor (EER).

Odvoďme vzorce pro koeficienty buzení a napišme výrazy pro komplexní amplitudy vynuceného elektromagnetického pole vlny typu H 10, buzený v obdélníkovém vlnovodu elementárním elektrickým emitorem s proudem I 0. Zářič má délku l d a směřuje podél osy y (obrázek 3.1). Vlnovod je naplněn vzduchem.

Obrázek 3.1

Protože buzení se provádí pouze elektrickým proudem, napíšeme vzorec pro koeficienty buzení vlny typu H10 tak jako:

Vlna volného pole typu H Zapišme 10 ve tvaru:

(3.1)

(3.2)

vlnová norma typu H10 :

Pomocí výrazů (3.1) (3.2) získáme:

Elementární ozařovač umístěný v bodě se souřadnicemi x=x 1a z=z 1vyznačující se objemovou proudovou hustotou:

Využití vlastností ?-funkce, dostaneme:

(3.3)

Pomocí (3.1) (3.2) (3.3) zapisujeme výrazy pro komplexní amplitudy stimulované EMF vlny typu H 10. V tomto případě nás bude zajímat pouze pole v předním poloprostoru vlnovodu, tzn. pro z>z1

Dále se budeme zabývat řešením stejného problému za předpokladu, že vlnovod na jedné straně je zkratován vodivou rovinou (polonekonečný vlnovod). V souladu s principem zrcadlových obrazů je původní systém ekvivalentní systému znázorněnému na obrázku (3.2b).

Obrázek 3.2(a)

Obrázek 3.2 (b)

EMF ve vlnovodu při z>0 se nachází jako součet polí skutečných a fiktivních zdrojů. Koeficient buzení skutečné zdrojové vlny se určí z výrazu:

Koeficient buzení vln z fiktivního zdroje:

Výsledný vlnový koeficient typu H 10se zjistí jako součet koeficientů skutečných a fiktivních zdrojů. V důsledku provedených předpokladů najdeme komplexní amplitudy složek stimulované EMF vlny H10 :

Dále určíme výkon a odpor EI záření budícího H vlnu 10ve vlnovodu diskutovaném výše. Pojďme určit, při jakých hodnotách x 1a z 1výkon dodávaný zdrojem do vlnovodu je maximální.

Výkon záření se rovná průměrnému výkonovému toku vlny H 10přes průřez vlnovodu:

Komplexní amplitudy složek vynuceného pole pro daný systém jsou určeny výrazem:

Nahrazením nalezených hodnot komplexních amplitud vynuceného EMF získáme:

Od té doby

Velikost maximum při x 1=a/2 a z 1= (2 000 + 1) ?H10 /4 (k=0,1,2,...). Proto se při výpočtu návrhových parametrů vlnovodu volí poloha KVP ve vzdálenosti 0,25 m od zkratovací stěny vlnovodu a ve vzdálenosti 0,5a = 21 cm od úzké stěny vlnovodu. .

Radiační odolnost lze zjistit z podmínky

Podle výše získaného vzorce vytvoříme grafy následujících závislostí.

Obrázek 3.3. Závislost radiačního odporu v daném rozsahu pro vypočtené rozměry vlnovodu na vlnové délce ve volném prostoru. (Předpokládá se, že l d rovná polovině b).

Obrázek 3.4. Závislost odporu při střední frekvenci na délce vodiče budícího rezonátor.

4. Vývoj konstrukce hlavních komponent antény

Navrhneme návrh vlnovodu jako výsledek výše uvedených výpočtů. Na obrázcích (4.1) a (4.2) je varianta provedení vlnovodu.

Obrázek 4.1. Průřez vlnovodu.

Obrázek 4.2. Vzhled vlnovodu.

Instalace vlnovodu do ohniska je zajištěna držákem znázorněným na obrázcích (4.3) a (4.4). Aby byla zajištěna počáteční kalibrace antény a možnost jejího dalšího provozu, musí být vlnovod schopen pohybu podél osy záření v malých mezích (to je nezbytné pro co nejpřesnější instalaci vlnovodu v ohnisku a také umožňuje pro ovládání anténního vzoru). Pro tento účel poskytuje konstrukce vlnovodu vodiče s otvory odpovídajících průměrů a konstrukce držáku podle toho obsahuje vodicí drážky se štěrbinami vyříznutými v jejich širokých stěnách. Vlnovod je upevněn pomocí upevňovacích šroubů.

Obrázek 4.3. Příčný řez držákem vlnovodu.

Obrázek 4.4. Design držáku vlnovodu.

Pro zajištění počáteční kalibrace iluminátoru samostatně
provede se zkratovací píst znázorněný na obrázku (4.5). Po dokončení kalibrace je píst upevněn.

Obrázek 4.5. Zkratovací vlnovodný píst.

5.Úprava výpočtů vyzařovacího diagramu

V souvislosti s navrženou konstrukcí držáku vlnovodu, který má rozměry větší než otvor vlnovodu (upevnění držáku k ohnisku zajišťuje čtvercová kovová deska o straně 52 cm (obrázek 5.1)), je nutné přepočítat vzor antény s ohledem na kulatý stín vytvořený deskou. Všechny výpočty se provádějí podle metodiky navržené v odstavci (2.7).

Obrázek 5.1

Vypočítané hodnoty:

Tabulka 5.1

Letadlo EPlane H KIP=0,84 KND=130 UBL=0,22 -dB=13 KIP=0,79 KND=126 UBL=0,19 -dB=14,2 Sestavme grafy získaných funkcí:

Obrázek 5.2. Vzor antény zohledňující stín vytvořený posuvem a držákem v rovině E.

Obrázek 5.3. Vzor antény zohledňující stín vytvořený posuvem a držákem v rovině H.

6.Ekonomická sekce

1Základní pojmy

Při výpočtu ekonomické efektivnosti je nutné jasně pochopit především podstatu takových kategorií, jako jsou ekonomický efekt A ekonomická účinnost.

Ekonomický efekt je získaný (nebo očekávaný) výsledek použití určitých zdrojů (fixní aktiva, pracovní zdroje atd.), vypočítaný v peněžním vyjádření.

Ekonomická efektivnost je poměr ekonomického efektu a nákladů spojených s jeho příjmem.

Na základě podstaty ekonomické efektivnosti je pro její výpočet nutné určit (spočítat) za prvé výši nákladů, které by měly být vynaloženy na dosažení cíle, a za druhé výši ekonomického efektu, kterého bude v praxi dosaženo. z realizace získaných výsledků.

Celkové náklady se skládají z několika částí: běžné, jednorázové, provozní a související náklady.

Běžné náklady jsou náklady přímo spojené s výrobou produktů vyrobených za použití vyvíjených pracovních prostředků nebo jejich analogů.

Jednorázové náklady jsou kapitálové náklady spojené s pořízením pracovních nástrojů (přístrojů, zařízení, nářadí apod.) a navýšením pracovního kapitálu.

Provozní náklady jsou náklady, které se kumulují při provozu vyvíjeného nového zařízení (náklady na elektrickou energii, mzdy atd.).

Přidružené náklady jsou prostředky, které je třeba investovat do jiných podniků, aby bylo možné zavést vyvíjenou novou technologii.

Ekonomický efekt je vypočítán jako součet všech hodnotově pozitivních faktorů způsobených novým vývojem (snížení pracnosti, počtu, nákladů na materiál, elektřinu, zlepšení kvality výrobků atd.).

Klasické schéma procesu vývoje anténního zařízení je na obrázku 6.1. Návrh začíná analýzou technických požadavků a výběrem počáteční konfigurace obvodu.

Obrázek 6.1. Schéma procesu výzkumu antény.

Počáteční konfigurace je vybrána na základě dostupných vstupních dat a předchozích zkušeností. Pro stanovení různých parametrů tohoto obvodu se používají postupy analýzy a syntézy. Poté je vyvinut předběžný laboratorní prototyp a je měřen jeho výkon. Naměřené charakteristiky jsou porovnány se stanovenými technickými požadavky; nejsou-li splněny stanovené požadavky, je dispozice upravena. Přepracování může zahrnovat úpravu a přizpůsobení rozvržení. Poté se znovu provedou měření, jejichž výsledky se porovnají se stanovenými požadavky. Postupný proces zpřesňování, měření a porovnávání výsledků se specifikovanými požadavky se opakuje, dokud není dosaženo požadovaných výsledků. Konečná konfigurace je reprodukována během výroby prototypu.

6.2Výpočet nákladů na zrcadlovou anténu

Pro komplexní posouzení vytvářeného zařízení je nutné vzít v úvahu nejen technickou, ale i ekonomickou stránku prováděného vývoje. Ekonomická analýza umožňuje vybrat nejúčinnější možnost z několika vyvíjených návrhů, protože zahrnuje kromě posouzení technických vlastností zařízení také posouzení jeho ziskovosti, což je možná určující faktor proveditelnosti vytvoření nový produkt nebo vývoj nové techniky.

Jedním z ekonomických ukazatelů produktu je jeho velkoobchodní cena, která se zjistí po sestavení plánované kalkulace nákladů.

První kalkulační položkou jsou náklady na suroviny a základní materiál, stanovené přímou fakturou z pracovních výkresů s přihlédnutím k technologickému postupu. Výsledky výpočtu pro naše zařízení jsou uvedeny v tabulce 6.1.

Tabulka 6.1

Materiál Třída materiáluJednotka. jednotka Poptávka za jednotku Velkoobchodní cena, rub. Hliníková trubka AD1 kruh 16 mm.pm. t 80 mm 0,043070122,8 Ocelový plech 09g2s t 40 mm 0,273255878,85 Ocelový svařovací drát SV08G2S kruh 1 mm kg 0,929,926,91 Bronzový svařovací drát BrAZHN 10-4-4 kruh 1 mm kg 0,8410328 Pájecí dráty POS-61 2 mm.

Druhá položka, náklady na pomocný materiál, se počítá obdobně jako první, výsledky výpočtu jsou uvedeny v tabulce 6.2.

Tabulka 6.2

Materiál Třída materiáluJednotka. Změna Poptávka za jednotku Velkoobchodní cena Částka, rub

Náklady podle třetího článku - komponenty a polotovary jsou považovány za přímou fakturu podle pracovních výkresů. Výpočet je uveden v tabulce 6.3.

Tabulka 6.3

Jednotka značky komponent. jednotka Poptávka za jednotku Velkoobchodní cena , rub m 227,55 5 Spojka SR 75 ks 15252 Šroub Šroub M8 x 60 DIN 933 ks 10220 Matice M8 DIN 934 ks 61,69,6 Matice s přítlačnou podložkou Matice M81 DIN 6923 ks

Vypočítejme základní mzdy pracovníků podle tabulky 6.4.

Tabulka 6.4

Název Množství na výrobek ks Název technických operací Časový limit min. Sazba Hodinová tarifní sazba Výše ​​mzdy, rub.

Zbývající položky kalkulace jsou určeny pomocí následujících údajů:

Náklady na dopravu a pořízení: 5 % z ceny základního, pomocného a nakupovaného materiálu (PMZ - celkové náklady na materiál);

Palivo a energie pro technologické účely nejsou při výrobě systému zohledněny, proto nejsou na tuto položku žádné náklady.

Dodatečné mzdy: 33 % základní mzdy hlavních výrobních dělníků;

Srážky na sociální potřeby: 14 % - ze základní a doplňkové mzdy hlavních výrobních pracovníků;

Náklady na vývoj nových výrobků, zařízení a technologií - 18 % přímých mezd;

Náklady na údržbu a provoz pracovních strojů a zařízení 100 % přímých mezd;

Výdaje na obchod 60 % přímých mezd;

Režie závodu: 150 % přímých mezd;

Ostatní výrobní náklady: 1 % přímých mezd;

Nevýrobní náklady (včetně služebních cest, reklamy, prodejních nákladů): 0,2 % z výrobních nákladů;

V základním podniku je ziskovost produktu 7,8 %, zisk se tedy rovná 7,8 % celkových nákladů;

Prodejní cena včetně DPH: 118 % z velkoobchodní ceny.

Velkoobchodní cena se vypočítá podle následujícího vzorce:

Kde - poměr rentability produktu.

Tabulka 6.5

Nákladové položky Náklady na jednotku, rub. Suroviny a základní materiály 3577,06 Pomocný materiál pro technologické potřeby 81,43 Nakupované výrobky a polotovary 1781,8 Pohonné hmoty a energie pro technologické účely - Celkem PMZ 5440,29 Náklady na dopravu a obstarání 272,01 Doplňkové mzdy 253,01 Základní mzdy 253,01 Základní příspěvky 253,7 pro sociální potřeby 47 ,21 Náklady na vývoj nových výrobků, zařízení a technologie 45,64 Náklady na údržbu a provoz zařízení 253,55 Náklady na prodejnu 152,13 Náklady na dílnu celkem 6548,05 Všeobecné náklady na továrnu 380,33 Ostatní náklady na výrobu 2,54 Náklady na výrobu celkem 6930,92 Nevýrobní náklady 13,86 Celkové náklady celkem 6944,78 Velkoobchodní cena7486,47 Prodejní cena včetně DPH8834 ,03

6.3Pozitivní efekt

Jako každá inovace nebo vynález musí být metoda výpočtu zrcadlových antén použitá v této práci příznivě srovnatelná se všemi ostatními a musí být ekonomicky proveditelná. Při vývoji antén, jako poměrně složitých zařízení, je velmi důležitá rovnováha mezi cenou a souladem konečného produktu s požadovanými charakteristikami s danou přesností. Přílišná přesnost kalkulace a výroby nevyhnutelně s sebou nese zvýšení nákladů, což nemá nejlepší vliv na cenu produktu, a proto zhoršuje kvalitu spotřebitele. Nedostatečná přesnost zase negativně ovlivňuje technické parametry samotné antény, a to je z pochopitelných důvodů krajně nežádoucí. Kromě toho může přítomnost znatelných chyb ve výpočtu nejdůležitějších charakteristik antény (například jejích směrových vlastností) vyžadovat provedení konstrukčních změn zařízení v posledních fázích vytvoření, což ve skutečnosti vede k přepracování antény. Tato situace může výrazně ovlivnit ekonomickou složku projektu a posunout stavbu antény daleko za stanovený časový rámec. Jinými slovy, jakákoli odchylka od výše popsané rovnováhy vytváří negativní důsledky.

Jak bylo uvedeno dříve v odstavci (1.3), kromě metody složeného rozložení amplitudy použité v této práci existují také další metody pro výpočet směrových vlastností zrcadlových antén. Jedním z nich je současná metoda. Současná metoda poskytuje poměrně přesné výsledky v rámci hlavního laloku vyzařovacího diagramu antény a přilehlých postranních laloků. Nevýhodou metody je však její složitost a těžkopádnost. Výpočty jsou navíc založeny na dostatečně přibližném poměru proudové hustoty, což mimo jiné platí pouze pro anténní zrcadla velkých elektrických rozměrů.

Další metodou pro výpočet směrových vlastností zrcadlových antén je aperturní metoda. V praxi je široce používán spolu se současnou metodou a umožňuje zcela jednoduše určit směrové vlastnosti antény s libovolnou aperturou, bez ohledu na její složitost. Tato metoda je však založena na stejných volných předpokladech, na kterých je založena současná metoda. Předpoklad o šíření paprsku pole od zrcadla antény k cloně, charakteristický pouze pro aperturní metodu, vede k dalším chybám, které se zvětšují s rostoucím úhlem otevření zrcadla. Je třeba také poznamenat, že aperturní metoda neumožňuje určit polarizační charakteristiky pole antény.

Jak je vidět z vlastností proudových a aperturních metod uvedených výše, nejsou optimální z řady důvodů, jako je těžkopádnost matematických výpočtů a nedostatečná přesnost. Objemové výpočty se zvýšenou složitostí zvyšují již tak drahé člověkohodiny vysoce kvalifikované práce. Čas, který vývojář potřebuje k teoretickému výpočtu zrcadlové antény pomocí metody složeného rozložení amplitudy, se může pohybovat od několika hodin do jednoho celého pracovního dne, zatímco současná metoda výpočtu se všemi ostatními nevýhodami trvá přibližně dva pracovní dny. Průměrný měsíční plat vývojáře je 18 000 rublů. Při pětidenním pracovním týdnu je průměrný počet pracovních dní v měsíci 22. Průměrný denní plat vývojáře tedy bude:

Dále je nutné počítat s vícenáklady: - mzdové časové rozlišení (sociální pojištění, povinné zdravotní pojištění, penzijní fond, fond zaměstnanosti), obvykle ve výši 39 %, dále - režijní náklady v organizaci realizující projekt, zpravidla plánováno jako procento ze mzdy poplatek a činí 10 % z částky a.

Pak náklady na dva dny práce kvalifikovaného vývojáře při výpočtu směrových vlastností antény pomocí současné metody budou:

Zatímco podobná práce prováděná pomocí metody složeného rozložení amplitudy bude vyžadovat poloviční náklady:

Prodejní cena hotové antény včetně DPH vypočtená výše v odstavci (7.2) je 8 834,03 RUB. Porovnáním těchto nákladů s náklady na zaplacení specialisty můžeme dospět k závěru, že rozdíl 1251 rublů je díky výběru metody složené amplitudové distribuce namísto současné metody docela patrný.

Stojí za zmínku, že kromě výše popsaných metod existují speciální softwarové produkty, jejichž schopnosti zahrnují posouzení směrových vlastností zrcadlových antén. Programy jako: Microwave Office, Microwave Studio, HFSS jsou schopny tento technický problém vyřešit a mají řadu výhod oproti tradičním metodám. Měli byste však počítat s tím, že tyto produkty jsou placené. Jejich cena je zpravidla k dispozici pouze na vyžádání, závisí na sadě dalších funkcí a rutin vybraných zákazníkem a může dosáhnout desítek nebo dokonce stovek tisíc rublů. Navíc takové výkonné počítačem podporované konstrukční systémy vyžadují počítače s vysokým výpočetním výkonem.

Cena dobrého, moderního počítače, který je schopen provádět složité výpočty v takových programech s pohodlným výkonem a vybavený širokoformátovým monitorem pro snadné vnímání grafického rozhraní operátorem, může dosáhnout 100 tisíc rublů nebo více. Částky tohoto řádu vynaložené na výpočet směrových vlastností zrcadlové antény nejsou srovnatelné s relativně levnou a poměrně přesnou metodou složeného rozložení amplitudy.

7.Sekce bezpečnosti a šetrnosti k životnímu prostředí

S rozvojem vědeckého a technického pokroku hraje důležitou roli schopnost lidí bezpečně vykonávat své pracovní povinnosti. V tomto ohledu vznikla a rozvíjí se věda o bezpečnosti práce a lidském životě.

Životní bezpečnost (LS) je soubor opatření zaměřených na zajištění bezpečnosti člověka v životním prostředí, zachování jeho zdraví, rozvoj metod a prostředků ochrany snižováním vlivu škodlivých a nebezpečných faktorů na přijatelné hodnoty, rozvoj opatření k omezení škod při odstraňování důsledky mírových nouzových situací a války.

• detekce a studium faktorů životního prostředí, které negativně ovlivňují lidské zdraví;
• oslabení účinku těchto faktorů na bezpečné limity nebo jejich odstranění, pokud je to možné;
• likvidace následků katastrof a živelních pohrom.

Okruh praktických úkolů bezpečnosti života je dán především volbou zásad ochrany, rozvojem a racionálním využíváním prostředků ochrany člověka a přírodního prostředí před účinky umělých zdrojů a přírodních jevů, jakož i prostředků, které zajišťují pohodlný stav životního prostředí.

Ochrana zdraví pracovníků, zajištění bezpečných pracovních podmínek, eliminace nemocí z povolání a pracovních úrazů je jedním z hlavních zájmů lidské společnosti. Je třeba upozornit na potřebu širokého využívání progresivních forem vědecké organizace práce, minimalizujících manuální práci s nízkou kvalifikací a vytváření prostředí, které vylučuje nemoci z povolání a pracovní úrazy.

Pracoviště musí zajistit opatření k ochraně před možnou expozicí nebezpečným a škodlivým výrobním faktorům. Úrovně těchto faktorů by neměly překročit maximální hodnoty stanovené právními, technickými a hygienickými normami. Tyto regulační dokumenty zavazují k vytváření pracovních podmínek na pracovišti, ve kterých je vliv nebezpečných a škodlivých faktorů na pracovníky buď zcela vyloučen, nebo je v přijatelných mezích.

Tato část práce je věnována úvahám o následujících problémech:

· stanovení optimálních pracovních podmínek pro obsluhu počítače;

• výpočet osvětlení;
• výpočet hladiny hluku.

7.1Charakteristika pracovních podmínek operátora počítače

Vědeckotechnický pokrok přinesl velké změny do podmínek výrobní činnosti znalostních pracovníků. Jejich práce se stala intenzivnější, stresující a vyžaduje značné množství mentální, emocionální a fyzické energie. To vyžadovalo komplexní řešení problémů ergonomie, hygieny a organizace práce, regulace režimu práce a odpočinku.

V současné době je výpočetní technika široce využívána ve všech oblastech lidské činnosti. Při práci s počítačem je člověk vystaven řadě nebezpečných a škodlivých výrobních faktorů: elektromagnetickým polím (rozsah rádiových frekvencí: HF, UHF a mikrovlny), infračervenému a ionizujícímu záření, hluku a vibracím, statické elektřině atd.

Práce s počítačem se vyznačuje výraznou psychickou zátěží a neuroemocionální zátěží pro operátory, vysokou intenzitou zrakové práce a dosti velkým zatížením svalů paží při práci s klávesnicí počítače. Velký význam má racionální návrh a uspořádání prvků pracoviště, které je důležité pro udržení optimálního pracovního postoje lidské obsluhy.

Při práci s počítačem je nutné dodržovat správný režim práce a odpočinku. V opačném případě zaměstnanci pociťují výrazné zrakové napětí se stížnostmi na nespokojenost s prací, bolesti hlavy, podrážděnost, poruchy spánku, únavu a bolesti očí, dolní části zad, krku a paží.

7.2Barva a odrazivost

Barvení místností a nábytku by mělo pomoci vytvořit příznivé podmínky pro vizuální vnímání a dobrou náladu.

Světelné zdroje, jako jsou lampy a okna, které se odrážejí od povrchu obrazovky, výrazně zhoršují přesnost znaků a způsobují fyziologické rušení, které může mít za následek značné namáhání, zejména při dlouhodobém používání. Odrazy, včetně odrazů od sekundárních světelných zdrojů, by měly být omezeny na minimum. K ochraně před nadměrným jasem oken lze použít závěsy a obrazovky.

· okna jsou orientována na jih: stěny jsou zelenomodré nebo světle modré; podlaha - zelená;

· okna jsou orientována na sever: stěny jsou světle oranžové nebo oranžově žluté; podlaha - červeno-oranžová;

· okna jsou orientována na východ: stěny jsou žlutozelené; podlaha je zelená nebo červenooranžová;

· okna jsou orientována na západ: stěny jsou žlutozelené nebo modrozelené; podlaha je zelená nebo červenooranžová.

V místnostech, kde je počítač umístěn, je nutné zajistit následující hodnoty koeficientu odrazu: pro strop: 60...70 %, pro stěny: 40...50 %, pro podlahu: cca 30 %. Pro ostatní povrchy a pracovní nábytek: 30…40 %.

7.3 Osvětlení

Správně navržené a provedené průmyslové osvětlení zlepšuje zrakové pracovní podmínky, snižuje únavu, zvyšuje produktivitu práce, příznivě působí na pracovní prostředí, má pozitivní psychologický vliv na pracovníka, zvyšuje bezpečnost práce a snižuje úrazovost.

Nedostatečné osvětlení vede k namáhanému vidění, oslabuje pozornost a vede k předčasné únavě. Příliš jasné osvětlení způsobuje oslnění, podráždění a bolest očí. Nesprávný směr světla na pracovišti může vytvářet ostré stíny, oslnění a dezorientovat pracovníka. Všechny tyto důvody mohou vést k úrazům nebo nemocem z povolání, a proto je správný výpočet osvětlení tak důležitý.

Existují tři druhy osvětlení – přirozené, umělé a kombinované (přirozené a umělé dohromady).

Přirozené osvětlení - osvětlení prostor denním světlem pronikajícím světelnými otvory ve vnějších obvodových konstrukcích prostor. Přirozené světlo se vyznačuje tím, že se značně liší v závislosti na denní době, roční době, povaze oblasti a řadě dalších faktorů.

Umělé osvětlení se používá při práci v noci a ve dne, kdy není možné zajistit normalizované hodnoty koeficientu přirozeného osvětlení (oblačné počasí, krátká denní doba). Osvětlení, ve kterém je přirozené světlo, které je normou nedostatečné, doplňováno světlem umělým, se nazývá sdružené osvětlení.

Umělé osvětlení se dělí na pracovní, nouzové, evakuační a bezpečnostní. Pracovní osvětlení zase může být obecné nebo kombinované. Obecné - osvětlení, ve kterém jsou lampy umístěny v horní zóně místnosti rovnoměrně nebo ve vztahu k umístění zařízení. Kombinované - osvětlení, ve kterém se k obecnému přidává místní osvětlení.

Podle SNiP II-4-79 musí být v prostorách počítačových center použit kombinovaný osvětlovací systém.

Při provádění prací v kategorii vysoké zrakové přesnosti (nejmenší velikost diskriminačního objektu je 0,3...0,5 mm) by hodnota koeficientu přirozeného osvětlení (KEO) neměla být menší než 1,5 % a při provádění zraku práce s průměrnou přesností (nejmenší velikost diskriminačního objektu je 0,5 ... 1,0 mm) KEO nesmí být nižší než 1,0 %. Jako zdroje umělého osvětlení se obvykle používají zářivky typu LB nebo DRL, které se po dvojicích sdružují do svítidel, která by měla být umístěna rovnoměrně nad pracovními plochami.

Požadavky na osvětlení v místnostech, kde jsou nainstalovány počítače, jsou následující: při provádění vysoce přesné vizuální práce by celkové osvětlení mělo být 300 luxů a kombinované osvětlení by mělo být 750 luxů; podobné požadavky při provádění prací se střední přesností - 200 a 300 luxů.

Celé zorné pole musí být navíc poměrně rovnoměrně osvětleno – to je základní hygienický požadavek. Jinými slovy, stupeň osvětlení místnosti a jas obrazovky počítače by měly být přibližně stejné, protože jasné světlo v oblasti periferního vidění výrazně zvyšuje únavu očí a v důsledku toho vede k rychlé únavě.

7.4Parametry mikroklimatu

Parametry mikroklimatu se mohou měnit v širokém rozmezí, přičemž nezbytnou podmínkou pro život člověka je udržení stálé tělesné teploty díky termoregulaci, tzn. schopnost těla regulovat uvolňování tepla do prostředí. Principem regulace mikroklimatu je vytváření optimálních podmínek pro výměnu tepla mezi lidským tělem a prostředím.

Počítačová technika vytváří značné teplo, které může vést ke zvýšení teploty a snížení relativní vlhkosti v místnosti. V místnostech, kde jsou instalovány počítače, je třeba dodržovat určité parametry mikroklimatu. Sanitární normy SN-245-71 stanovují parametry mikroklimatu, které vytvářejí pohodlné podmínky. Tyto normy jsou stanoveny v závislosti na roční době, povaze pracovního procesu a povaze výrobních prostor (viz tabulka 7.1).

Objem prostor, ve kterých se nacházejí pracovníci výpočetního střediska, by neměl být menší než 19,5 m 3/osoba s přihlédnutím k maximálnímu počtu souběžných pracovníků za směnu. Normy pro přívod čerstvého vzduchu do místností, kde jsou umístěny počítače, jsou uvedeny v tabulce 7.2.

Tabulka 7.1. Parametry mikroklimatu pro místnosti, kde jsou nainstalovány počítače

Roční období Parametr mikroklima Hodnota Chladný Vnitřní teplota vzduchu Relativní vlhkost Rychlost vzduchu 22…24°C 40…60% až 0,1 m/s Teplý Vnitřní teplota vzduchu Relativní vlhkost Rychlost vzduchu 23…25°C 40…60% 0,1…0,2 slečna

Tabulka 7.2. Normy pro přívod čerstvého vzduchu do místností, kde jsou umístěny počítače

Charakteristika místnosti Objemový průtok čerstvého vzduchu přiváděného do místnosti, m 3/za osobu a hodinu Objem až 20m 3na osobu 20...40m 3na osobu Více než 40m 3na osobu Nejméně 30 Nejméně 20 Přirozená ventilace

K zajištění komfortních podmínek se používají jak organizační metody (racionální organizace práce v závislosti na roční a denní době, střídání práce a odpočinku), tak technické prostředky (větrání, klimatizace, topení).

7.5 Hluk a vibrace

Hluk zhoršuje pracovní podmínky a má škodlivý vliv na lidský organismus. Osoby pracující v podmínkách dlouhodobého vystavení hluku pociťují podrážděnost, bolesti hlavy, závratě, ztrátu paměti, zvýšenou únavu, sníženou chuť k jídlu, bolesti uší atd. Takové poruchy ve fungování řady orgánů a systémů lidského těla mohou způsobit negativní změny v emoční stav člověka až stresující. Pod vlivem hluku se snižuje koncentrace pozornosti, narušují se fyziologické funkce, objevuje se únava v důsledku zvýšených energetických nákladů a neuropsychického stresu, zhoršuje se komutace řeči. To vše snižuje výkon a produktivitu člověka, kvalitu a bezpečnost práce. Dlouhodobé vystavení intenzivnímu hluku [nad 80 dB(A)] na lidském sluchu vede k částečné nebo úplné ztrátě sluchu.

V tabulce 7.3 jsou uvedeny maximální hladiny hluku v závislosti na kategorii náročnosti a intenzity práce, které jsou bezpečné ve vztahu k udržení zdraví a výkonnosti.

Tabulka 7.3. Omezte hladiny hluku, dB, na pracovištích

Hladina hluku na pracovišti matematiků-programátorů a video operátorů by neměla překročit 50 dBA a v místnostech pro zpracování informací na počítačích - 65 dBA. Pro snížení hladiny hluku mohou být stěny a stropy místností, kde jsou instalovány počítače, obloženy materiály pohlcujícími zvuk. Úroveň vibrací v prostorách výpočetního střediska lze snížit instalací zařízení na speciální izolátory vibrací.

7.6Elektromagnetické a ionizující záření

Většina vědců se domnívá, že jak krátkodobé, tak dlouhodobé vystavení všem typům záření z obrazovky monitoru není nebezpečné pro zdraví personálu obsluhujícího počítače. Neexistují však komplexní údaje o nebezpečí vystavení se záření z monitorů pro osoby pracující s počítačem a výzkum v tomto směru pokračuje.

Přípustné hodnoty parametrů neionizujícího elektromagnetického záření z monitoru počítače jsou uvedeny v tabulce 7.4.

Maximální úroveň rentgenového záření na pracovišti operátora počítače obvykle nepřesahuje 10 µrem/h a intenzita ultrafialového a infračerveného záření z obrazovky monitoru se pohybuje v rozmezí 10...100 mW/m2. .

Tabulka 7.4. Přípustné hodnoty parametrů neionizujícího elektromagnetického záření (v souladu s SanPiN 2.2.2.542-96)

Název parametru Přípustné hodnoty Síla elektrické složky elektromagnetického pole ve vzdálenosti 50 cm od povrchu videomonitoru 10 V/m Síla magnetické složky elektromagnetického pole ve vzdálenosti 50 cm od povrchu videomonitoru 0,3 A/m Síla elektrostatického pole by neměla překročit: pro dospělé uživatele pro děti předškolních zařízení a studenty středních odborných a vysokých škol 20 kV/m 15 kV/m

Ke snížení vystavení těmto typům záření se doporučuje používat monitory se sníženou úrovní záření (MPR-II, TCO-92, TCO-99), instalovat ochranné zástěny a dodržovat regulované plány práce a odpočinku.

7.7 Pracovní doba

Jak již bylo několikrát zmíněno, při práci s osobním počítačem hraje velmi důležitou roli dodržování správného rozvrhu práce a odpočinku. V opačném případě zaměstnanci pociťují výrazné zrakové napětí se stížnostmi na nespokojenost s prací, bolesti hlavy, podrážděnost, poruchy spánku, únavu a bolesti očí, dolní části zad, krku a paží.

Tabulka 7.5 uvádí informace o regulovaných přestávkách, které je třeba při práci na počítači dělat v závislosti na délce pracovní směny, typech a kategoriích práce s VDT (video zobrazovací terminál) a PC (v souladu se SanPiN 2.2.2 542- 96 „Hygienické požadavky na zobrazovací terminály, osobní elektronické počítače a organizaci práce“).

Tabulka 7.5. Doba regulovaných přestávek při práci na počítači

Kategorie práce s VDT nebo PEVM Úroveň zátěže na pracovní směnu pro typy práce s VDT Celková doba regulovaných přestávek, min Skupina A, počet znaků Skupina B, počet znaků Skupina C, hodin Za 8hodinovou směnu Za 12 -hodinová směna I až 20 000 až 2,03070 II až 40 000 až 30 000 až 4,05090 III až 60 000 až 40 000 až 6,070120

Poznámka. Přestávky jsou uvedeny v souladu se stanovenými hygienickými pravidly a předpisy. Pokud skutečné pracovní podmínky neodpovídají požadavkům hygienických pravidel a norem, měla by být doba regulovaných přestávek zvýšena o 30 %.

V souladu se SanPiN 2.2.2 546-96 jsou všechny typy pracovních činností související s používáním počítače rozděleny do tří skupin:

· skupina A: práce na čtení informací z obrazovky VDT nebo PC s předběžným dotazem;

· skupina B: práce na zadávání informací;

· skupina B: kreativní práce v dialogu s počítačem.

Účinnost přestávek se zvyšuje v kombinaci s průmyslovou gymnastikou nebo uspořádáním speciální místnosti pro odpočinek zaměstnanců s pohodlným čalouněným nábytkem, akváriem, zelení atd.

7.8Zajištění elektrické bezpečnosti

Elektrické instalace, které zahrnují téměř všechna počítačová zařízení, představují velké potenciální nebezpečí pro člověka, protože během provozu nebo provádění údržby se člověk může dotknout živých částí. Specifická nebezpečí plynoucí z elektrických instalací:

vodiče pod proudem, skříně počítačových stojanů a další zařízení, která jsou pod napětím v důsledku poškození izolace (průrazu), nevydávají žádné signály, které by varovaly osobu před nebezpečím. K reakci člověka na elektrický proud dochází pouze tehdy, když tento proudí lidským tělem. Správná organizace údržby stávajících elektrických instalací v laboratoři, provádění oprav, instalace a preventivních prací je nesmírně důležité pro prevenci úrazů elektrickým proudem. Řádnou organizací se přitom rozumí důsledné provádění řady organizačních a technických opatření a prostředků stanovených aktuálními „Pravidly technického provozu elektroinstalace spotřebitele a bezpečnostními pravidly pro provoz elektroinstalace spotřebitele“ (PTE a PTB spotřebitelů) a „Pravidla pro instalaci elektroinstalace“ (PUE) B V závislosti na kategorii prostor je nutné přijmout určitá opatření k zajištění dostatečné elektrické bezpečnosti při provozu a opravách elektrických zařízení. V místnostech se zvýšeným nebezpečím tak musí být elektrické nářadí a přenosná svítidla vyrobena s dvojitou izolací nebo jejich napájecí napětí by nemělo přesáhnout 42 V. Práce bez odpojení napětí na živých částech a v jejich blízkosti, práce prováděné přímo na těchto částech nebo při přibližování jsou ve vzdálenosti menší, než je stanovená PEU. Tyto práce zahrnují práci na nastavení jednotlivých jednotek a bloků. Při provádění tohoto druhu prací v elektroinstalacích do 1000 V je nutné používat určitá technická a organizační opatření, jako jsou: ploty umístěné v blízkosti pracoviště a jiné živé části, kterých se lze náhodně dotknout; pracovat s dielektrickými rukavicemi nebo stát na dielektrické podložce; použití nástrojů s izolačními rukojeťmi, pokud takový nástroj neexistuje, měly by se používat dielektrické rukavice. Práce tohoto druhu musí vykonávat minimálně dva pracovníci.

V souladu s PTE a PTV podléhají spotřebitelé a pracovníci údržby elektrických instalací následujícím požadavkům:

· osobám mladším 18 let nelze připustit práci na elektroinstalacích;

· osoby by neměly mít zranění nebo nemoci, které narušují výrobní práci;

· Osoby musí po příslušném teoretickém a praktickém zaškolení složit vědomostní test a mít osvědčení pro přístup k práci v elektroinstalacích.

V laboratoři dochází nejčastěji k výbojovým proudům statické elektřiny při dotyku některého z prvků počítače. Takové výboje nepředstavují nebezpečí pro člověka, ale kromě nepříjemných pocitů mohou vést k selhání počítače. Pro snížení velikosti nábojů statické elektřiny, které vznikají v laboratoři, by měla být krytina technologických podlah vyrobena z jednovrstvého polyvinylchloridového antistatického linolea. Dalším způsobem ochrany je neutralizace náboje statické elektřiny ionizovaným plynem. Radioaktivní neutralizátory jsou široce používány v průmyslu. Obecná opatření na ochranu před statickou elektřinou v laboratoři zahrnují všeobecné a místní zvlhčování vzduchu.

7.9Výpočet osvětlení

Výpočet osvětlení pracoviště spočívá ve výběru osvětlovací soustavy, určení požadovaného počtu svítidel, jejich typu a umístění. Na základě toho vypočítáme parametry umělého osvětlení.

Umělé osvětlení se obvykle provádí pomocí dvou typů elektrických světelných zdrojů: žárovek a zářivek. Použijeme zářivky, které mají oproti žárovkám řadu významných výhod:

· z hlediska spektrálního složení světla se blíží dennímu světlu, přirozenému světlu;

· mají vyšší účinnost (1,5-2krát vyšší než účinnost žárovek);

· mají zvýšený světelný výkon (3-4krát vyšší než žárovky);

· delší životnost.

Výpočty osvětlení se provádějí pro místnost o ploše 36 m 2, jehož šířka je 6 m, délka - 6 m a výška - 3 m. Použijme metodu koeficientu využití světelného toku.

Při minimálním předmětu rozlišení 0,8 mm odpovídá charakter zrakové práce kategorii IV, průměrná přesnost. Hodnoty odrazivosti objektu a pozadí .

Kontrast objektu s pozadím:

V tomto případě je pozadí klasifikováno jako světlé ( ), kontrast je vysoký (K > 0,5), což odpovídá podkategorii vizuální práce „g“, a norma osvětlení pro obecné osvětlení je E = 200 luxů.

Výška převisu výška pracovní plochy nad podlahou = 1 m.

Vypočítejme výšku zavěšení (h):

(7.2)

, (7.3)

kde H je výška stropu.

Do této místnosti volíme svítidlo LB40-1.

Vybrané svítidlo má distribuční křivku typu D1, pro kterou je optimální poměr vzdálenosti svítidel k konstrukční výšce.

Pojďme určit vzdálenost mezi sousedními lampami ( ) a vzdálenost od vnější řady ke stěně ():

; (7.4)

; (7.5)

Pro osvětlení místnosti rozmístíme lampy do 3 řad N=3.

Hodnoty odrazivosti stropu , stěny, podlaha .

Pojďme vypočítat index místnosti:

(7.6)

kde A a B jsou délka a šířka místnosti, její poloviční plocha.

Stanovme faktor využití světelného toku (vyjádřený jako poměr světelného toku dopadajícího na konstrukční povrch k celkovému toku všech světelných zdrojů a počítá se ve zlomcích jednotky; závisí na vlastnostech světelného zdroje, velikosti pokoj, barva stěn a stropu).

S přihlédnutím A faktor využití světelného toku

Světelný tok dopadající na povrch určíme pomocí vzorce:

, (7.7)

kde F je vypočtený světelný tok Lm; E - normalizované minimální osvětlení, Lux; Z je poměr průměrného osvětlení k minimu (obvykle se rovná 1,1...1,2, nechť Z = 1,1); - bezpečnostní faktor zohledňující pokles světelného toku svítidla v důsledku znečištění svítidel během provozu (jeho hodnota závisí na typu místnosti a povaze práce v ní prováděné a v našem případě = 1,5); N je počet řad lamp.

Dosadíme všechny hodnoty do vzorce pro určení světelného toku F:

Pro osvětlení volíme zářivky typu LB65-4, jejichž světelný tok , pak v jednom řádku bude počet lamp roven:

(7.8)

7.10Výpočet hladiny hluku

Jedním z nepříznivých faktorů výrobního prostředí ve výpočetním středisku je vysoká hlučnost tiskových zařízení, klimatizačních zařízení a ventilátorů chladicích systémů v samotných počítačích.

Pro řešení otázek o potřebě a proveditelnosti snížení hluku je nutné znát hladiny hluku na pracovišti operátora.

Hladina hluku vznikající z více nekoherentních zdrojů pracujících současně je počítána na principu energetického součtu emisí z jednotlivých zdrojů:

kde L i - hladina akustického tlaku i-tého zdroje hluku; n je počet zdrojů hluku.

Získané výsledky výpočtu jsou porovnány s přípustnou hladinou hluku pro dané pracoviště. Jsou-li výsledky výpočtu vyšší než přípustná hladina hluku, jsou nutná speciální opatření ke snížení hluku. Patří mezi ně: pokrytí stěn a stropu haly materiály pohlcujícími zvuk, snížení hluku u zdroje, správné rozmístění zařízení a racionální organizace pracoviště operátora.

Hladiny akustického tlaku zdrojů hluku působících na obsluhu na jeho pracovišti jsou uvedeny v tabulce 7.6.

Tabulka 7.6. Hladiny akustického tlaku různých zdrojů.

Zdroj hluku Úroveň hluku, dBHard disk40Fan45Monitor17Klávesnice10

Obvykle je pracoviště operátora vybaveno následujícím vybavením: pevný disk v systémové jednotce, ventilátor(y) chladicích systémů PC, monitor a klávesnice.

Dosazením hodnot hladiny akustického tlaku pro každý typ zařízení do vzorce získáme:

L ?= 10 lg(10 4+104,5+101,7+101) = 46,2 dB

Získaná hodnota nepřekračuje povolenou hladinu hluku pro pracoviště operátora 65 dB (GOST 12.1.003-83).

Závěr

V práci byly vyřešeny následující úkoly:

· jsou uvažovány obecné principy teorie zrcadlových antén;

· jsou uvažovány základní vztahy používané k popisu charakteristik zrcadlových antén;

· jsou uvažovány nejběžnější metody pro posouzení směrových vlastností zrcadlových antén;

· Byla provedena studie o možnosti odhadu směrových vlastností zrcadlové antény metodou kompozitního rozložení amplitud.

Výsledkem studie bylo navržení zdroje ve formě otevřeného konce obdélníkového vlnovodu v rozsahu 484-750 MHz pro jednozrcadlovou anténu s těmito geometrickými rozměry a hlavními charakteristikami zdroje a antény jako celek byly vypočteny. Je třeba poznamenat, že teoretické výpočty provedené v projektu lze považovat za přibližně správné pouze v této fázi analýzy, protože získané výsledky obsahují řadu objektivních chyb spojených s provedenými měřeními a výpočty.

Je také nutné vzít v úvahu, že většina výpočtů vycházela z teoretických předpokladů a zohledňovala některé ideální podmínky, které nejsou v praxi realizovatelné. Přesto tato práce umožňuje v obecném případě vyhodnotit hlavní charakteristiky navržené antény a vliv určitých faktorů na její vlastnosti.

Bibliografie

1. Eisenberg, G.Z. VKV antény 1. část / G.Z. Eisenberg - M.: Komunikace, 1977. - 384 s.

Berman, Ya.I., Vlasov, V.I. Návrh vysokofrekvenčních radarových stanic / Ya.I. Berman, V.I. Vlasov - L.: Sudpromgiz, 1972. - 280 s.

Drabkin, A.L., Zuzenko, V.L., Kislov, A.G. Zařízení s anténním podavačem / A.L. Drabkin, V.L. Zuzenko, A.G. Kislov - M.: Sovětský rozhlas, 1974. - 536 s.

Zhuk, M.S., Molochkov, Yu.B. Návrh zařízení anténa-napáječ / M.S. Zhuk, Yu.B. Molochkov - M.-L.: Energie, 1966. - 648 s.

Rodionov, V.M. VHF přenosové linky a antény / V.M. Rodionov - M.: Energie, 1977. - 96 s.

Kornblit, S. Mikrovlnná optika / S. Kornblit - M.: Svyaz, 1980. - 360 s.

7. Balanis, C.A. Příručka moderní antény / C.A. Balanis // Wiley-Interscience. 2008. 1700 stran.

Elliott, R.S. Teorie a design antény / R.S. Elliott // IEEE Press - Wiley. 2010. 594 stran.

Linde, D.P. Zařízení s anténním podavačem / D.P. Linde - M.: Gosenergoizdat, 1953. - 195 s.

Bova, N.T., Reznikov G.B. Mikrovlnné antény a zařízení / N.T. Bova, G.B. Reznikov - Kyjev: Vyšší škola, 1982. - 278 s.

Voskresensky, D.I., Granovskaya, R.A., Davydova, N.S. a další Antény a mikrovlnná zařízení / D.I. Voskresensky - M.: Radio and Communications, 1981. - 432 s.

12. Fusco, V.F. Základy teorie a technik antény / V.F. Fusco // Prentice Hall. 2007. 230 stran.

Milligan, T.A. Moderní design antény Druhé vydání / T.A. Milligan // JohnWiley & Sons, Inc. 2005. 633 stran.

Dřevo, P.S. Analýza a návrh zrcadlových antén / G.B. Zvorono - M.: Rádio a spoje, 1984. - 208 s.

Drabkin, A.L., Korenberg, E.B. Antény / A.L. Drabkin - M.: Rádio a komunikace, 1992. - 144 s.

Yesyutin, L.S. Prvky anténních vlnovodů. Učebnice / L.S. Yesyutin - M.: Moskevské univerzitní nakladatelství, 1964.

Zakharyev, L.N. a další Metody měření charakteristik mikrovlnných antén / L.N. Zakharyev - M.: Radio and Communications, 1985. - 368 s.

King, R., Mimno, G., Wing, A. Přenosové vedení, antény, vlnovody / S.Ya. Turlygin - M.: Gosenergoizdat, 1948. - 359 s.

Eisenberg, G.Z. VKV antény 2. díl / G.Z. Eisenberg - M.: Komunikace, 1977.

Kocherzhevsky, G.N. Zařízení s podavačem antény / G.N. Kocherzhevsky - M.: Radio and Communications, 1989. - 352 s.

Bakhrakh, L.D., Galimov, G.K. Zrcadlové skenovací antény. Teorie a výpočetní metody / L.D. Bachrakh, G.K. Galimov - M.: Nauka, 1981. - 293 s.

Markov, G.T., Sazonov, D.M. Antény / G.T. Markov, D.M. Sazonov - M.: Energie, 1975. - 528 s.

Pistolkors, A.A. Moderní problémy anténně-vlnovodové technologie / A.A. Pistolkors - M.: Nauka, 1967. - 215 s.

Sazonov, D.M. Antény a mikrovlnná zařízení / D.M. Sazonov - M.: Vyšší škola, 1988. - 432 s.

Scott, K. Moderní metody analýzy a vývoje zrcadlových antén / K. Scott - M.: Mir, 1974. - 124 s.

26. Orfanidis, S.J. Elektromagnetické vlny a antény / S.J. Orfanidis // Rutgersova univerzita. 2002. 794 stran.

Stutzman, W.L., Thiele, G.A. Teorie a design antény. 2. vydání / W.L. Stutzman, G.A. Thiele // Wiley. 1998. 648 stran.

Dubovtsev, V.A. Životní bezpečnost / V.A. Dubovtsev - Kirov: KirPI, 1992.

Motuzko, F.Ya. Bezpečnost práce / F.Ya. Motuzko. - M.: Vyšší škola, 1989. - 336 s.

Belov, N.A. Životní bezpečnost / N.A. Belov - M.: Poznání, 2000. - 364 s.

Samgin, E.B. Osvětlení pracovišť / E.B. Samgin - M.: MIREA, 1989. - 186 s.

Knorring, G.B. Referenční kniha pro návrh elektrického osvětlení / G.B. Knorring. - L.: Energie, 1976.

Yudin, E.Ya., Borisov, L.A. Boj proti hluku při práci: Referenční kniha / E.Ya. Yudin, L.A. Borisov - M.: Strojírenství, 1985. - 400 s.

V tomto případě je zrcadlem výřez z rotačního paraboloidu nebo paraboloidu. válec,

. 2004 .

Podívejte se, co je „PARABOLICKÁ ANTENNA“ v jiných slovnících:

parabolická anténa- Reflexní anténa, jejíž odraznou plochou je sektor rotačního paraboloidu nebo parabolického válce. Anténa je buzena zdrojem umístěným v ohnisku zrcadla F1, nebo na jeho ohniskové ose (obr. P 3) ...

parabolická anténa- parabolinė antena statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: engl. parabolický reflektor anténa vok. Parabolspiegelantenne, fr rus. parabolická anténa, f pranc. anténa à réflecteur parabolique, f… Radioelektronikos terminų žodynas

Reflektorová anténa (viz Reflektorové antény), ve které se pro zaostření elektromagnetické energie v požadovaném směru používá jako reflektor například kovový nebo pokovený povrch parabolického tvaru... ...

„sýrová“ anténa- Segmentová parabolická anténa, sestávající ze zrcadla ve tvaru parabolického válce (půlválce) a posunutého vzhledem k ose posuvu. [L.M. Nevďajev. Telekomunikační technologie. Příručka anglicko-ruského vysvětlujícího slovníku. Pod…… Technická příručka překladatele

Zařízení pro vysílání a příjem rádiových vln. Vysílací anténa přeměňuje energii vysokofrekvenčních elektromagnetických kmitů soustředěných ve výstupních oscilačních obvodech rádiového vysílače na energii vyzařovaných rádiových vln. Proměna... ... Velká sovětská encyklopedie

Zařízení pro vysílání a/nebo příjem rádiových vln. Vysílací anténa přeměňuje elektromagnetickou energii generovanou rádiovým vysílačem na energii vyzařovaných rádiových vln. Vlastnost střídavého elektrického proudu protékajícího vodičem... ... Encyklopedie techniky

- (z lat. anténní stožár, dvorec) zařízení pro přís. záření a (nebo) příjem rádiových vln. A. se liší rozsahem vysílaných (přijímaných) rádiových vln (viz Rádiové frekvence), frekvenčním překryvem (frekvenčně nezávislý, širokopásmový a ... ... Velký encyklopedický polytechnický slovník

Všechny antény lze rozdělit do dvou velkých skupin: vyzařovací dráty a vyzařovací plochy. V přenosových systémech pracujících na frekvencích nad 1 GHz se jako antény používají vyzařovací plochy. Kategorie takových antén zahrnuje jednozrcadlové a dvouzrcadlové parabolické antény, které jsou široce používány v satelitních komunikačních systémech.

• 1 - parabolické zrcadlo z hliníkové slitiny;
• 2- posuv (vlnovod-roh, spirála atd.);
• 3- vlnovod;
• F - ohnisko;
• OF - ohnisková vzdálenost;
• 2j je úhel otevření paraboloidu.

U této antény je zdrojem elektromagnetických vln napájení, tzn. primární anténa, která vytváří vlnové čelo, které je blízké kulovému. Parabolický reflektor transformuje čelo vlny na ploché. Díky této transformaci se vytvoří vzor s dosti úzkým hlavním lalokem, jehož šířka je určena tzn. Čím větší je průměr zrcadla da ve srovnání s vlnovou délkou l, tím vyšší jsou směrové vlastnosti antény. Navíc vzor zrcadlové antény závisí na vzoru posuvu a tvaru paraboloidu (hloubka zrcadla). Zisk takové antény je určen: s - plochou otevření; n je koeficient využití povrchu antény. Že. G je přímo úměrné ploše paraboloidu a má maximální hodnotu při úhlech otevření 2j = 120-130°

Takové jevy způsobují zvýšení úrovně bočních laloků. Některé z těchto účinků jsou částečně redukovány:

• výběr optimálních návrhů antén:
• pomocí dvouzrcadlových antén.

Výhodou jednozrcadlové antény je její relativní jednoduchost a nízká cena.

V satelitních komunikačních stanicích se rozšířily takzvané dvouzrcadlové Cassegrainovy ​​antény (Holandsko, nar. 1672).

V tomto provedení se 1. ohnisko hyperboly F1 shoduje s ohniskem paraboloidu a ozařovač je umístěn na 2. ohnisku hyperboly F2.

Výhody dvouzrcadlové Cassegrainovy ​​antény:

• napájení je umístěno v horní části hlavního zrcadla, proto je délka vlnovodu (4) zkrácena, což znamená, že se snižují ztráty energie dodávané do napájení a také se snižuje teplota šumu antén;
• díky dvojitému odrazu elektromagnetických vln vzniká další stupeň volnosti pro vytvoření požadovaného vzoru;

těch. Úroveň bočních laloků je zvýšena, ale úroveň zadních laloků je výrazně snížena, což snižuje množství šumu přijímaného anténou od země. nedostatky:

• složitost designu;
• ztmavení paraboloidu malým zrcátkem;
• výrazná reakce malého zrcátka na posuv.

První parabolická anténa vyvinutá Heinrichem Hertzem

Parabolickou anténu vynalezl německý fyzik Heinrich Hertz v roce 1887. Hertz během svých experimentů používal válcové parabolické reflektory k jiskrovému buzení dipólových antén. Anténa měla velikost otvoru 1,2 metru na šířku a byla používána na frekvenci asi 450 MHz. Reflektor byl vyroben ze zinkového ocelového plechu. Se dvěma takovými anténami, jednou vysílací a druhou přijímací, Hertz úspěšně prokázal existenci elektromagnetických vln, které předpověděl Maxwell o 22 let dříve.

Zrcadlové antény obvykle převádějí širší vyzařovací diagram zdroje na úzký vyzařovací diagram samotné antény.

Okraj zrcadla a rovina Z tvoří plochu zvanou zrcadlová apertura. V tomto případě se poloměr R nazývá poloměr otevření a úhel 2ψ se nazývá úhel otevření zrcadla. Typ zrcadla závisí na úhlu otevření:

• pokud ψ< π/2 - зеркало называют мелким или длиннофокусным;
• pokud ψ > π/2 - hluboké nebo krátké ohnisko,
• pokud ψ = π/2 - průměr.

Ohnisko anténního napájení může být buď umístěno v ohnisku zrcadla F, nebo může být vůči němu posunuto. Pokud je ohnisko zdroje umístěno v ohnisku antény, pak se nazývá přímé ohnisko. Antény s přímým ohniskem se dodávají v různých velikostech, zatímco rotačně symetrické antény, jejichž napájení není v ohnisku zrcadla, obvykle nepřesahují průměr 1,5 m. Takové antény se často nazývají offsetové antény. Výhodou offsetové antény je vyšší zisk antény, který je dán absencí zastínění otvoru zrcadla posuvem. Reflektorem ofsetových antén je boční výřez z paraboloidu rotace. Ohnisko napájení v takových anténách je umístěno v ohniskové rovině reflektoru.

Reflektorová anténa může mít přídavné eliptické zrcadlo (dvouzrcadlové provedení Gregory) nebo přídavné hyperbolické zrcadlo (dvouzrcadlové provedení Cassegrain) s ohnisky umístěnými v ohniskové rovině antény reflektoru. V tomto případě je ozařovač umístěn v ohnisku přídavného zrcadla.

Zrcadlová anténa může mít současně několik zdrojů umístěných v ohniskové rovině antény. Každý přívod vytváří vyzařovací diagram směrovaný v požadovaném směru. Zářiče mohou pracovat v různých vlnových rozsazích ( , , ) nebo každý současně v několika rozsazích.

Umístění ohniska a ohniskové roviny zrcadla antény nezávisí na rozsahu provozních vln.

V závislosti na přiřazených úkolech a zdroji vytváří zrcadlová anténa jeden úzce směrový celkový, totální rozdílový vyzařovací diagram (pro zaměřovače) nebo současně několik vícesměrných diagramů - při použití více zdrojů.

Typy zrcadel

V technologii jsou nejrozšířenější následující typy zrcadel:

Designové vlastnosti

Zrcadlo se obvykle skládá z dielektrické základny (uhlíkové vlákno pro vesmírné antény), která je pokryta plechy, vodivou barvou a fólií. V tomto případě jsou plechy často perforované nebo vyrobené ze síťoviny, což je způsobeno snahou snížit hmotnost konstrukce a minimalizovat odolnost proti větru a srážkám. Takové nesouvislé zrcadlo však vede k následujícím důsledkům: část energie proniká zrcadlem, což vede k oslabení účinnosti antény a zvýšenému vyzařování za reflektorem. Účinnost antény s nespojitým zrcadlem se vypočítá podle vzorce T = P p r P p a d (\displaystyle T=(\frac (P_(pr))(P_(pad)))), Kde P p r (\displaystyle P_(pr)) je výkon záření za reflektorem a P p a d (\displaystyle P_(pad))- vyzařovací výkon reflektoru (dopadající vlna). Li T< 0 , 01 {\displaystyle T<0,01} , nepevné zrcadlo je považováno za dobré. Tato podmínka je obvykle splněna, když je průměr otvoru perforovaného zrcadla menší než 0 , 2 λ (\displaystyle 0,2\lambda ) a celková plocha otvoru až 0 , 5 − 0 , 6 (\displaystyle 0,5-0,6) z celé plochy zrcadla. U síťových zrcadel by průměr otvorů neměl přesáhnout 0 , 1 λ (\displaystyle 0,1\lambda) .

Ozařovač

Vyzařovací diagram parabolické antény je tvořen zdrojem. V anténě může být jeden nebo více zdrojů, v anténě se vytvoří jeden nebo více vzorů záření. To se provádí například za účelem současného příjmu signálu z několika kosmických komunikačních satelitů.

Otvor přívodů je umístěn v ohnisku parabolického reflektoru nebo v jeho ohniskové rovině, pokud je použito více přívodů v jedné anténě. Několik zdrojů vytváří několik vyzařovacích diagramů v jedné anténě, což je nutné při nasměrování jedné antény na několik komunikačních satelitů najednou.

Šířka paprsku

Parametry parabolické antény. Šířka paprsku, úroveň bočního laloku, zisk

Úhlová šířka paprsku antény a jeho vyzařovací diagram nezávisí na tom, zda anténa přijímá nebo vysílá. Šířka paprsku je určena úrovní polovičního výkonu paprsku, tedy úrovní (-3 dB) jeho maximální hodnoty. U parabolických antén je tato úroveň určena vzorcem:

θ = k λ / d (\displaystyle \theta =k\lambda /d\,),

kde K je faktor, který se mírně mění v závislosti na tvaru reflektoru a d je průměr reflektoru v metrech, šířka pole poloviční síly θ v radiánech. Pro 2metrovou satelitní anténu pracující v pásmu C (3-4 GHz pro příjem a 5-6 GHz pro vysílání) tento vzorec udává šířku vyzařovacího diagramu asi 2,6°.

Zisk antény je určen vzorcem:

G = (π k θ) 2 e A (\displaystyle G=\left((\frac (\pi k)(\theta ))\vpravo)^(2)\ e_(A))

Mezi zesílením a šířkou paprsku existuje inverzní vztah.

Parabolické antény s velkými průměry produkují velmi úzké paprsky. Nasměrování takových paprsků na komunikační satelit se stává problémem, protože místo hlavního laloku může být anténa namířena na lalok postranní.

Vyzařovací diagram antény se skládá z úzkého hlavního paprsku a bočních laloků. Kruhová polarizace v hlavním paprsku je nastavena v souladu s úlohami, úroveň polarizace v různých místech hlavního paprsku je různá, v prvních bočních lalocích se polarizace mění na opačnou, zleva - doprava, doprava - doleva.

Charakteristika zrcadlových antén

Charakteristiky parabolické antény se měří ve vzdáleném poli.

• V jednozrcadlové kruhově polarizované anténě musí mít napájení směr rotace pole opačný než je specifikovaný směr rotace pole antény.
• Reflexní antény zaměřené na pohybující se objekt mají obvykle elektrický pohon pro sledování úhlového směru za objektem.
• Měření obrazců velkých zrcadlových antén ve vzdálené zóně je spojeno s velkými obtížemi spojenými se značnými vzdálenostmi od antén k místům, kde se měří jejich signály. K měření vyzařovacích diagramů se používají šumové signály ze Slunce, komunikačních satelitů a velkých kolimátorových antén.
• Velké reflexní antény umístěné na různých místech planety Země se používají jako prvky anténních polí pro průzkum hlubokého vesmíru.

aplikace

Parabolické antény se používají jako antény s vysokým ziskem pro následující typy komunikace: radioreléová komunikace mezi blízkými městy, bezdrátové komunikační linky WAN/LAN pro přenos dat, pro satelitní komunikaci a komunikaci mezi kosmickými loděmi. Používají se také pro radioteleskopy.

Parabolické antény se také používají jako radarové antény pro řízení lodí, letadel a řízených střel. S příchodem domácích satelitních televizních přijímačů se parabolické antény staly součástí krajiny moderních měst.

Parabolická anténa se skládá z napáječe a reflektoru ve formě rotačního paraboloidu nebo jeho části.

Kdy můžete použít optickou reprezentaci dráhy paprsku. Konstrukce posuvu je taková, že vyzařuje vlny, jejichž přední tvar je blízký kulovému. Parabolický reflektor převádí kulovou přední část na plochou, která určuje úzký vzor.

Existují dva typy antén: osově symetrické a osově symetrické.

Zpětnou reakci reflektoru na přísun lze snížit odsunutím přísunu od pole odražené vlny.

Rovnice paraboly v polárním souřadnicovém systému je určena rovností

,

kde: – ohnisková vzdálenost, – úhel otevření.

Pokud je úhel otevření , anténa se nazývá long-focus, jinak - short-focus. Šířka DN:

.

Směrové vlastnosti antén se zhoršují v důsledku fázových zkreslení pole v cloně, což může být způsobeno odchylkou profilu reflektoru. Za přípustnou odchylku fáze pole v cloně se považuje

Pak je výrobní chyba profilu reflektoru rovna

.

Největší přesnost by měla být ve středu na

V případech, kdy není vyžadován vysoký ochranný účinek, je pro snížení hmotnosti a zatížení větrem povrch reflektorů perforovaný nebo mřížkový. Poměr energie prošlé reflektorem k dopadající energii se nazývá koeficient prostupu T 0.

Pro perforované povrchy:

,

kde S je plocha odrazného povrchu; S¢ je celková plocha všech otvorů v reflektoru; r je poloměr otvorů.

Průměr otvorů by neměl přesáhnout vzdálenost mezi středy otvorů .

Na obrázku je znázorněna závislost koeficientu prostupu na poměrech a pro mřížkový reflektor z obdélníkových desek o rozměrech d A t a vzdálenost mezi deskami a pro mřížkový reflektor z paralelních drátů o poloměru r.

a) z pravoúhlých drátů, b) z kulatých drátů

Výhodou parabolické antény je její relativní jednoduchost a nízká cena. Nevýhody - nízký faktor účinnosti = 30 - 48 dB (), obtížné sladění s podavačem.

Pro zlepšení směrových vlastností a zvýšení SCR na 55 - 70 dB se používají válcové clony (kapoty).

Při použití vln s ortogonální polarizací musí mít podávací trychtýř čtvercový průřez. Přirozená odolnost proti šumu osově symetrických antén v oblasti stínu je nízká - úroveň záření v oblasti Poissonova laloku je pouze o 5-10 dB nižší než úroveň izotropního záření. V tomto ohledu je velmi důležitý problém zlepšení odolnosti proti hluku v zadním poloprostoru. Zvláště akutní je to u radioreléových komunikací, kde je pro normální provoz linky nutné zajistit v celé oblasti stínu úroveň záření 20-30 dB pod izotropní.

Dosud vyvinuté metody pro redukci stínového záření se skládají ze snížení excitační úrovně okraje antény a difrakční schopnosti okraje, dodatečného zastínění difrakčního pole, kompenzace okrajových polí a rozfázování okrajových polí.

Snížení úrovně pole budícího okraj lze dosáhnout buď vytvořením speciálních rozvodů v otvoru, nebo nanesením absorbujících materiálů na pracovní plochu zrcadla, přičemž v obou případech se sníží zisk antény. Potažení vnitřního povrchu válcové digestoře absorbérem je poměrně účinné. V tomto případě je úroveň pole z antény na okraji kapoty výrazně oslabena

S dostatečně rozšířenou kapotou je tak možné zajistit širokopásmové potlačení stínového záření o 10-15 dB bez znatelného poklesu účinnosti antény.

Snížení difrakční schopnosti hrany lze dosáhnout mnoha způsoby. Jedná se například o čtvrtvlnné pasti nebo impedanční zařízení. Taková zařízení se obtížně vyrábějí a problém zcela neřeší. Dobrých výsledků lze dosáhnout pokrytím vnějšího povrchu antény absorbérem. Takže podle údajů to umožňuje snížit úroveň pole v oblasti stínu o 7-10 dB.

V některých případech je vhodné použít zaoblené hrany. Potlačení je účinné, když , kde je poloměr zaoblení (obr.).

Difrakční záření z okraje může být výrazně sníženo, pokud je přechod z kovu do volného prostoru hladký, to znamená, že obvodová oblast antény je průsvitná.

Efektivního zeslabení difrakčního pole hrany lze dosáhnout použitím kotoučových kovových sít (obr.).

Pokud je profil stínítka proveden parabolicky s ohniskem na okraj antény (viz obrázek), pak se pole od něj odražené soustředí v okolí hlavního laloku antény a jeho vliv bude zcela nepozorovatelný.

Kompenzaci difrakčních polí hrany lze provést pomocí štěrbinového rastru (viz obrázek), jeho difrakční pole na hranách A, B, C se vzájemně ve směru kompenzují.

Efektivní je použít zástěnu slotu společně se zástěnou pevného disku (viz obrázek).

Úvahu o zařízeních pro potlačení stínového záření začněme odfázováním difrakčních polí okraje pomocí tzv. zkosených krytů (viz obrázek). Vyzařovací diagram v rovině NN je obvykle horizontální; v tomto případě leží zkosení kapoty AB ve svislé rovině) lze určit anténu se zkosenou kapotou
následujícím způsobem. Označíme-li úhel mezi rovinou NN a polarizací napájecího pole (os OY), pak pro pole hlavní polarizace v zadním poloprostoru získáme.

kde 2 R- fázový rozdíl signálů odchýlených ve směru od horního a spodního bodu digestoře.

Intenzivní potlačení záření v dané rovině lze provést pomocí stínítka (nebo příruby) sestávající ze dvou polokotoučů (viz obr.), jejichž rozměry jsou voleny tak, aby difrakční pole z horní poloviny- disk jsou fázově posunuty o n vzhledem k polím z dolní poloviny disku . V rovině separace

Zvláště zajímavá jsou zařízení s plynulým rozfázováním difrakčních polí na okraji. Zejména pokud je hrana seříznuta spirálovitě (viz obrázek), pak se fáze polí ve směru mění podle zákona.

Výrazně lepších výsledků lze dosáhnout, pokud je obrazovka vyrobena ve tvaru polygonální hvězdy (viz obrázek).

KASEGRAINOVÁ ANTÉNA S DVOJITÝM ZRCADLEM (ADG)

V roce 1672 vynalezl francouzský optik Cassegrain dalekohled sestávající ze 2 zrcadel. Ohnisko je skutečným ohniskem a nachází se poblíž primárního zrcadla. Druhé ohnisko je virtuální ohnisko a nachází se v ohnisku paraboloidu. Anténa postavená podle tohoto návrhu umožňuje zkrátit mikrovlnnou dráhu a umístit hlavní část napájecí konstrukce za zrcadlo.

Zmenšení ohniskové vzdálenosti hlavního zrcátka a také malý rozptyl napájecího pole do zadní polokoule pomáhá snížit teplotu šumu.

V jednoduchém DZA se jako mezilehlé zrcadlo používá hyperbolické zrcadlo. Taková anténa se nazývá dvouzrcadlová anténa s hyperbolickým malým zrcadlem ADH. Hyperbolické zrcadlo má dvě ohniska. Anténa je vyrobena tak, že F1 se shoduje s ohniskem parabolického reflektoru a F2 s ohniskem napájení. ADH má vyšší hodnotu CPC a lepší koordinaci s podavačem. V závislosti na poměru průměrů je CIP 0,5...0,6. Obvykle se bere.

Geometrie klasické Cassegrainovy ​​antény

U dvouzrcadlové antény je možné získat lepší amplitudové rozložení pole v otvoru velkého parabolického zrcadla s prudkým poklesem pole na jeho okrajích instalací speciální příruby 3 na malé zrcadlo. Tím se dosáhne snížení intenzity bočních laloků vyzařovacího diagramu antény a zlepší se její ochranný účinek. Všechny naznačené vlastnosti dvouzrcadlové antény jsou zásadní pro provoz vesmírných komunikačních linek, proto se tyto antény často používají v kosmických komplexech.

Dvouzrcadlová anténa

Nevýhodou dvouzrcadlové antény je přítomnost zpětné reakce malého hyperbolického reflektoru na napájení a zastínění otvoru antény malým zrcátkem. Stínování apertury způsobuje zvýšení intenzity postranních laloků ve vyzařovacím diagramu antény.