Для зеркальных СВЧ антенн, используемых в телекоммуникационных системах, одним из основных показателей является диапазон рабочих частот. При сравнении с аналогом должны выполняться следующие условия [42]: смежный профиль; соответствие требованиям технического задания проекта; доступность для сравнения с разрабатываемым в рамках диплома антенным блоком. В нашем случае они выполняются. Значит можно приступить к оценке конкурентоспособности. Для оценки эксплуатационно-технического уровня (ЭТУ) разрабатываемого устройства используем индекс ЭТУ, при этом для учета значимости отдельных параметров применяется методика балльно-индексного оценивания. (7.1)Где — комплексный показатель качества продукта по группе показателей; n- число рассматриваемых показателей; Вj- коэффициент весомости j-го показателя в долях единицы, назначаемый в соответствии с потребностями организации заказчика программного продукта; Xj- экспертная оценка j-го показателя качества по выбранной шкале оценивания. В таблице 7.1 представлены результаты расчета балльно-индексным методом по пятибалльной шкале оценивания. Таблица 7.1 — Расчет показателя качества балльно-индексным методом.
Показатели качества.
Коэффициент весомости ВjПроект.
АналогXjXjУдобство использования0.
1430.
4220.28Соответствие современным требованиям0.
140.
440.4Эффективность по мощности0.
0540.
240.2Надежность 0.
1340.
5230.39Эффективная площадь антенны0.
140.
430.3Простота ТО и управления0.
0630.
1830.18Обобщенный показатель качества Отношение двух найденных индексов называют коэффициентом технического уровня Аk: (7.2)Так как коэффициент больше 1, то разработка антенны с технической точки зрения оправдана. Расчет себестоимости разработки.
Расчет затрат на заработную плату.
Для разработки было задействовано два человека: руководитель проекта и исполнитель (студент-выпускник).Руководитель выполняет постановку задачи, следит за ходом работы и дает необходимые консультации при разработке системы. Исполнитель отвечает за расчет и проектирование в соответствии с техническим заданием. В таблице 7.2 представлен комплекс работ по разработке антенного устройства в рамках данной дипломной работы. Таблица 7.2 — Комплекс работ по разработке.
Содержание работ.
Исполнители Длительность, днизагрузкадни%Исследование и обоснование разработки.
Постановка задачи.
Руководительисполнитель31 333 100.
Сбор исходных данных.
Руководительисполнитель31 333 100.
Поиск аналогов и обзор литературных источников.
Обзор литературных источников.
Руководительисполнитель140 140 100.
Обоснование актуальности задачи.
Руководительисполнитель21 250 100.
Расчет основных параметров антенны.
Разработка структурной схемы.
Руководительисполнитель7 070 100.
Расчет антенны.
Руководительисполнитель7 070 100.
Конструкторско-эксплуатационный этап.
Описание конструкции.
Руководительисполнитель7 070 100.
Условия эксплуатации.
Руководительисполнитель3 030 100.
Разработка компоновочной схемы.
Руководительисполнитель3 030 100.
Сборка облучателя.
Руководительисполнитель3 030 100.
Сборка антенны в целом.
Руководительисполнитель3 030 100.
Оформление рабочей документации.
Проведение расчетов ТЭОРуководительисполнитель3 030 100.
Оформление пояснительной записки.
Руководительисполнитель140 140 100.
Оформление графического материала.
Руководительисполнитель3 030 100.
Итого Руководительисполнитель753 754 100.
Расчет затрат на проектирование и разработку.
Суммарные затраты на проектирование и разработку и определяются по формуле: (7.3)Где m- количество работников, участвующих в разработке проекта;
Зoi- затраты на основную заработную плату работника i-й категории, руб.;Wd- коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату в долях к основной заработной плате (Wd= 0,4);Wс- коэффициент, учитывающий отчисления на социальныенужды, в долях к сумме основной и дополнительной заработнойплаты разработчиков, Wc=0,302;Wн- коэффициент, учитывающий накладные расходы организации, в долях к основной заработной плате разработчиков (WН = 0,6); СM- затраты на материалы; Мв- затраты на использование машинного времени. Затраты на основную заработную плату работника i-й категории: (7.4)где Зднi- среднедневная заработная плата работника i-й категории, руб./дн.;ti- количество дней, отработанных работником i-й категории. Затраты времени на разработку по каждому исполнителю принимаются, исходя из его загрузки по календарному графику выполнения работ (см. таблицу 7.3).Расчет основной заработной платы приведен в таблице 7.3 из расчета, что в месяце в среднем 21 рабочий день. Таблица 7.3 — Основная заработная плата разработчиков.
Должность Должностной оклад, руб.
Средняя дневная ставка, руб.
Затраты времени на разработку, человеко-дней.
ОЗП, руб.
Руководительисполнитель24 0002 5001 142.
86 119.
43 753 428.
57 8 928.
57Итого 12 357.
14Ввиду того, что расчет и проектирование антенны, а также оформление сопроводительной документации производится с помощью личного компьютера и ПО исполнителя, затраты на использование машинного времени Мв не будем учитывать. Материалы, приобретенные в процессе выполнения работы, и их стоимость приведены в таблице 7.
4.Таблица 7.4 — Затраты на материалы.
МатериалыЕдиница измерения.
Кол-во.
Цена, руб/ед.Сумма, руб.
Блокнот Шт.12 020.
Компакт-диск CD-RWШт.23 570.
Тонер для лазерного принтера.
Шт.110 001 000.
Бумага офиснаяпачка1 150 150.
Итого 1240.
Таким образом, капитальные вложения на проектирование равны:
Затраты на изготовление опытного образца.
Себестоимость проектируемойантенны в серийном производстве СНТ определимукрупненно — по удельному весу в структуре себестоимости статьи «Покупные изделия». Этот метод укрупнённого расчёта основан на том, что удельный вес данной статьи затрат аналога и проектируемого изделия в известных пределах остаётся неизменным [20]. Стоимость материалов и покупных комплектующих изделий СКИзанесены в таблицу 7.5 и 7.
6.Таблица 7.5 — Материалы на разработку зеркальной антенныи изготовление опытного образца.
НаименованиеКоличество.
Цена, р. за ед.Цена, р. СКИКабель радиочастотный РК 50−2-211м6060.
Стеклотекстолит СТэФ-0.7−10.3кг1 317 395.
Припой ПОС-610.
05 кг30 015.
Клей эпоксидный универсальный марки ЭДП0.01 кг2002.
Итого:
472Таблица 7.6 — Покупные изделия на разработку зеркальной антенны и изготовление опытного образца.
НаименованиеКоличество.
Цена, р. за ед.Цена, р. СКИВинты М2.5×816 580.
Гайки М2.5×816 348.
Винты М2.5×816 580.
Разъем высокочастотный СР50−428-ФВ2 100 200.
Разъем высокочастотный СР50−639-ФР2 100 200.
Чип-резистор С2−21−0.062 Вт 51 Ом2 415 360.
Чип-резистор С2−21−0.062 Вт 51 Ом2 415 360.
Кольца ферритовые М600НМ1 К10×4×32 010 200.
Итого:
Учтем заработную плату рабочих, занятых при изготовлении опытного образца (Таблица 7.7).Таблица 7.7 — Затраты на заработную плату рабочих, занятых при изготовлении опытного образца.
Стадия (этап)Трудоёмкость стадии, чел.-часов, Исполнители.
Средняя часовая ставка.
Заработная плата, Зi, руб. Заработная плата с учётом премий, Зоснi, руб.
должностьчисленность.
Анализ условий проектирования10Начальник сектора, ведущий инженер1 117 517 502 100.
Согласование ТЗ20Ведущий инженер, начальник сектора1 117 535 004 200.
Согласование ТЗ с заказчиком10Начальник сектора118 018 002 160.
Технико-экономическое обоснование изделия30Начальник сектора118 054 006 480.
Разработка общей структурно-конструктивной схемы изделия100Ведущий инженер, старший инженер111 601 600 019 200.
Моделирование функциональной работы апертурной антенны40Ведущий инженер, старший инженер1 116 064 007 680.
Выполнение расчётной части110Старший инженер, инженер121 351 485 017 820.
Разработка конструкции изделия80Ведущий инженер, старший инженер, инженер, чертёжник21 111 351 080 012 960.
Разработка чертежей общего вида изделия и его составных частей35Ведущий инженер, старший инженер, инженер, чертёжник211 213 547 255 670.
Разработка и изготовление макета апертурной антенны65Старший инженер, инженер, монтажник112 117,57637,59 165.
Выбор технологии изготовления устройства30Старший инженер, инженер1 113 540 504 860.
Разработка устройства контроля и испытания изделия35Старший инженер, инженер1 113 547 255 670.
Сборка, монтаж и наладка апертурной антенны100Старший инженер, инженер121 301 300 015 600.
Итого94 637,5113565.
Себестоимость проектируемой зеркальной антенны будет определяться по формуле, (7.5)Где — удельный вес стоимости покупных комплектующих в себестоимости изделия в %.Затраты на комплектующие составили: = 2000 руб., что составляет 35% от себестоимости антенны. Поэтому себестоимость проектируемой техники будет: руб. Раздел 8. Раздел по охране труда и технике безопасности.
Антенна излучает электромагнитные волны радиочастот, которые могут быть очень вредными, в частности для глаз, поэтому запрещается смотреть на апертуру антенны во время работы с близкого расстояния, а также подвергать себя облучению на малых расстояниях. Чтобы защитить персонал от микроволнового излучения, необходимо применять экранирование. В соответствии с требованиями по охране труда, к работе с антенным блоком допускается только квалифицированный персонал. К персоналу обслуживающему антенное устройство предъявляются следующие общие требования : — лица не моложе 18 лет, имеющие высшее инженерно-техническоеобразование или профессиональное среднее образование и стаж работы в качестве вспомогательного персонала не менее 5 лет, закрепленные за данным оборудованием приказом по предприятию;
— лица не имеющие, по заключению медкомиссии, противопоказаний к выполнению работ в действующих электроустановках до 1000 В;
— прошедшие специальное обучение, инструктаж, стажировку и проверку знаний (с выдачей удостоверения и присвоением соответствующей группы по электробезопасности) по вопросам охраны труда, ПТЭ и ПТБ электроустановок и противопожарного минимума. Работники, выполняющие работы по техническому обслуживанию и ремонту антенного блока должны быть обеспечены спецодеждой и другими средствами индивидуальной защиты в соответствии с утвержденными нормами. Перед началом работ, необходимо выключить питание, и вывесить табличку «Не включать! Работают люди!» во избежание включения питания в процессе проведения работ. Кроме того, специалист, допущенный к обслуживанию антенного блока, обязан принять меры по предотвращению возможного риска получить удар вращающейся антенной и подвергнуться опасности облучения. Во избежание травм в результате падения, персонал, обслуживающий оборудование обязан надевать каску и страховочный пояс. Если внутрь оборудования попала вода или пошел дым или показалось пламя, необходимо немедленно отключить питание. Использование поврежденного оборудования может привести к пожару или электрическому шоку. Нельзя работать с оборудованием мокрыми руками, т.к. можно получить электрический шок. Нельзя снимать с оборудования наклейки с предупреждениями. Если наклейка повреждена, ее необходимо заменить.
Заключение
.
Квалифицированный специалист, работающий в области телекоммуникационных технологий, обязан, в процессе обучения усвоить основы теории антенн, их характеристики и параметры, что продемонстрировано в результате подготовки данной дипломной работы. В результате подготовки дипломной работы были показаны навыки и умения в области поиска информации, расчета и обоснованного выбора основных характеристик антенного устройства, а также конструкторско-эксплуатационного и технико-экономического обоснования разрабатываемой антенны. В заключение следует отметить высокий технический уровень современных разработок в области техники и технологии антенн и СВЧ устройств. Однако можно сказать, что в настоящее время техника антенн и устройств СВЧ достигла определенного уровня зрелости. Из последних научных данных можно сделать вывод, что развитие ее не идет по пути создания принципиально новых типов антенн и элементов тракта, а в основном по пути улучшения электрических характеристик, совершенствования конструкций и технологии производства и расширения областей применения, в частности в результате освоения диапазона миллиметровых и субмиллиметровых волн. Поэтому усиливается научно-технический уровень знаний и разработок в области техники и технологии антенн и СВЧ устройств, но в тоже время уточняются стандарты и ужесточаются требования к качеству изделий. В последнее время в процесс проектирования антенн активно внедряются различные системы САПР, которые существенно повысили уровень квалификационных знаний инженеров. Такие пакеты, как HFSS, CST, MWO, ADS, FEKO и др. являются незаменимым средством инженерного образования. Несмотря на высокую стоимость упомянутых программ, они значительно ускоряют процесс проектирования и конструирования, а также повышают результативность инженерных расчетов, поэтому затраты на программное обеспечение оправданны и окупаемы. Список литературных источников.
Воскресенский Д.И., Максимов В. М. Развитие антенных систем. // Изв. Вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника.
— 1987. № 2. — с. 4−15.Пудовкин, А. П. Основы теории антенн: учебное пособие / А. П. Пудовкин, Ю. Н. Панасюк, А. А. Иванков. — Тамбов: Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2011. -.
92 с. Драбкин А. Л. Антенно-фидерные устройства. Изд. 2-е, доп. И переработ. М.: Сов. Радио, 1974, 536 с. Фрадин А. З. Антенны сверхвысоких частот. М.: Сов.
Радио, 1957, 652 с. Марков Г. Т., Сазонов Д. М. Антенны.
Учебник для студентов радиотехнических специальностей вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1975.
Радиотехнические системы: учебник для студ. Высш. Учеб. Заведений / [Ю.М. Казаринов и др.]; под ред. Ю. М. Казаринова. — М.: Издательский центр «Академия», 2008.
— 592 с. Крячко, А. Ф. Информационный подход к обработке сигналов поляриметрических систем / Военно-космическая академия им. А. Ф.
Можайского // Известия вузов. Приборостроение. — 2003. — Т.
46, N 12. — С. 3−7Хижняк Н. А. Интегральные уравнения макроскопической электродинамики. Киев: Наукова думка, 1986, 279 с. Канарейкин Д. Б., Павлов Н. Ф., Птехин В. А. Поляризация радиолокационных сигналов.
— М.: Сов. Радио, 1966. — 440 с. Нарбут В. П., Хмель В. Ф. Поляризация излучения зеркальных антенн.
Киев. Вища школа, 1978.
Боровиков В.А., Кинбер Б. Е. Геометрическая теория дифракции. — М. Связь, 1978.
Поздняк С.И., Мелитицкий В. А.
Введение
в статическую теорию поляризации радиоволн.. — М.: Сов. Радио, 1974. — 480 с. Шишулин Д. Н. Исследование влияния вибраций на параболическую антенну в ANSYS // Надежность и качество: сб. тр. Междунар.
симп. Т. 1. — Пенза: Инф.-изд.
центр ПГУ, 2013. — С.
146−148. Якимов А. Н. Проектирование микроволновых антенн с учетом внешних воздействий: монография / А. Н. Якимов. — Пенза: Изд-во Пенз.
гос. ун-та, 2004. — 206 с.
Абжирко Н. Н. Влияние вибраций на характеристики радиолокационных антенн/ Н. Н. Абжирко. -.
М.: Сов. радио, 1974. — 168 с. Талибов Н. А. Оценка влияния деформации волноводно-щелевой антенны на ее диаграмму направленности/ Н. А. Талибов, А.Н. Якимов// Надежность и качество: сб.
тр. Междунар. симп. Т. 2. -.
Пенза: Инф.-изд. центр ПГУ, 2008. — С. 146−148. Шишулин Д. Н., Якимов А.
Н.Моделирование влияния вибрационных воздействий на излучение параболической антенны//Надежность и качество: сб. тр. Междунар. симп. Т. 1. -.
Пенза: Инф.-изд. центр ПГУ, 2012. — С. 146−148.Сарсикеев Е. Ж., Ляпунов Д. Ю., Бобихов Р. С., Петрусёв А. С. ВИЗУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКИ РЕФЛЕКТОРА ПАРАБОЛИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ СВЯЗИ В ПРОГРАММНОМ ПАКЕТЕ COMSOL MULTIPHYSICS // Современные проблемы науки и образования.
— 2014. — № 3; URL: www. science-education.ru/117−13 668.
Захарьев Л.Н., Леманский А. А., Турчин В. И. и др. Методы измерения характеристик антенн СВЧ. Под редакцией Н. М. Цейтлина. ;
М., Радио и связь, 1985, 114 с. Сканирующие антенные системы СВЧ.: Пер с англ./ Под ред. Р. Хансена. — М.: Сов. радио, 1966;1970.-Т.1−3.Кюн Р. Микроволновые антенны. — М.: Судостроение, 1967.
Айзенберг Г. З., Ямпольский В. Г., Терешин О. Н. Антенны УКВ. — М.: Связь, 1977. Т.1,2. — 381 с. Бахрах Л. Д., Галимов Г. К. Зеркальные сканирующие антенны. — М.: Наука, 1981.
Расчет антенн СВЧ. Пособие к курсовому проектированию/Под ред. Д. И. Воскресенского. -.
М.:МАИ, 1973. — Ч.II. А. И. Ардабьевский, В. Г. Воропаева, К. И. Гринева. Пособие по расчету антенн сверхвысоких частот. — М.: Оборонгиз, 1957, 71 с. Цейтлин Н.
М. Антенная техника и радиоастрономия. — М.: Сов. радио, 1976.
Гурбанязов М. А., Козлов А. Н., Тарасов Б. В. Современные проблемы построения зеркальных антенн. — А.: Ылым, 1992.
Справочник по учебному проектированию приемно-усилительных устройств/М.К. Белкин, В. Т. Белинский, Ю. Л. Мазор, Р. М. Терещук. — 2е изд. — К.: Высшая школа, Головное изд-во, 1988.
— 472 с. Семенихин А. И., Стаканов С. Н., Петренко В. В. Проектирование зеркальных антенн с помощью пакета MATHCAD// Таганрог: ТРТУ, 1998. 32 с. Кочегаров И. И. Информационные технологии проектирования РЭС: учебное пособие/ И. И. Кочегаров.-Пенза: Изд. Пензгос. ун-та, 2007.-96 с. Информационные технологии проектирования РЭС.
Единое информационное пространство предприятия: учеб.
пособие / В. Б. Алмаметов, В. Я. Баннов, И. И.
Кочегаров. — Пенза: Изд-во ПГУ, 2013. — 108 с.
http://www.findpatent.ru/patent/226/2 262 117.html.
http://ru-patent.info/21/75−79/2 179 321.htmlВуд П. Анализ и проектирование зеркальных антенн/ Пер. с англ. — М.: Радио и связь, 1984.
Гирич С.В., Пономарев И. Н. О широкополосных свойствах антенн на основе щелевых линий передачи // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ, 1993. — № 3. — с.19−23.Диняева Н. С. Конструирование механизмов антенн: учебное пособие. — М.: МАИ, 2002 г. — 340с.: ил. Ацюковский В. А. Начала эфиродинамического естествознания. Книга 2.
Методология эфиродинамики, свойства эфира и строение вещества. — М.: Петит, 2009. — 396 с. Бобков В., Званцугов Н. Системы наведения антенн ООО «Технологии Радиосвязи» // Первая миля. — 2010.
— № 2. — С. 42−45.Моделирование антенн и элементов тракта: Учебно-методическое пособие для выполнения курсовых и самостоятельных работ по учебным курсам «Устройства СВЧ и антенны» и «Антенно-фидерные устройства». / Под ред. Шишакова К.
В. — Ижевск: ИжГТУ, 2009. — 127 с. Проектирование антенных устройств СВЧ / И. П. Заикин, А. В. Тоцкий, С. К. Абрамов, В. В. Лукин. — Учеб.
пособие. — Харьков: Нац. аэрокосм.
ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2005. — 107 с. Шкуркин М. С., Малай И.М.ОСОБЕННОСТИ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АНТЕННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ//ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико технических и радиотехнических измерений"//.
http://www.trimcom.ru/sem-2015/osob.pdfМиньков С.Л.Технико-экономическое обоснование выполнения проекта: методическое пособие / С. Л. Миньков. — Томск: ТУСУР, 2014. — 30 с. Официальный сайт корпорации Comsol. URL:
http://www.comsol.com DankoAntolovic. Radiolocation in Ubiquitous Wireless Communication. — New York: Springer Science+Business Media, 2010. — 195 p. Венцель Е. С., Овчаров Л. А. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М., «Наука», 1991.
Ерофеев А. А. Теория автоматического управления: Учебник для вузов. — СПб.: Политехника, 2005.ПРИЛОЖЕНИЯ.
