Рассеяние коротких импульсов на импедансной поверхности
Радиолокация с использованием сигналов без несущей. Решение двумерной и трехмерной задач рассеяния для импедансного рефлектора сверхширокополосного видеоимпульса. Исследование частотных свойств реальных ребристых структур. Ожидаемый экономический эффект.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.10.2011 |
| Размер файла | 563,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
DРП - экономия от повышения производительности труда пользователя.
5.2 Состав эксплуатационных расходов
В эксплуатационные расходы входят:
содержание информационных работников;
содержание персонала по обслуживанию комплекса технических средств (КТС);
расходы на функционирование программ или пакета программ; - расходы на содержание зданий (лабораторий); - накладные расходы; - прочие расходы.
5.2.1 Расходы на содержание персонала
Расходы по различным видам работающих определяются по формуле
(5.3)
где ni - численность персонала i - вида;
zi - среднегодовая заработная плата работника i - го вида;
аc - процент отчислений на социальное страхование, пенсионный фонд и фонд стабилизации (обычно аc = 38.5%);
ап - средний процент премий за год.
Так как в качестве персонала, до внедрения и после, достаточно одного человека, обслуживающего комплекс технических средств, и одного человека - оператора, то i=1,2. Среднегодовая заработная плата работника - оператора z1=12000 р. Среднегодовая заработная плата работника - обслуживающего комплекс технических средств z2=6000 р. В обоих случаях ап=25%.
Следовательно имеем следующие расходы на содержание персонала до и после внедрения:
5.2.2 Расходы на функционирование программы
Они складываются из затрат на машинное время и затрат на эксплуатационные принадлежности (дискеты и др.)
В общем случае расходы на машинное время состоят из расходов за процессорное время (при работе с объектным или абсолютным модулем) и расходов за дисплейное время. Формула для расчетов имеет вид:
(5.4)
где СП и СД - соответственно стоимость 1 часа процессорного и дисплейного времени; tП и tД, - необходимое для решения задачи процессорное и дисплейное время соответственно (час).
Стоимость процессорного времени равна: СП=6 р.
Стоимость дисплейного времени равна: СД=4 р.
До внедрения программного продукта работник затрачивал: tП= tД=1440 ч, в год, так как использовал не специализированные программы.
После внедрения программного продукта работник затрачивает: tП= tД=240 ч.
Расходы на эксплуатационные принадлежности определяются прямым счетом по оптовым или свободным ценам.
Расходы на эксплуатационные принадлежности и в том и в другом случае равны (до и после внедрения) и составляют:
Расходы на перенос результатов в твердую копию (бумага, эксплутационные расходы печатающего устройства):
СТ= 500+850=1350 р.
Расходы на перенос результатов в виде информационной копии на диске (20 дискет) СИ=200 р.
Следовательно расходы на функционирование программы, до внедрения программного продукта равны:
Расходы на функционирование программы, после внедрения программного продукта равны:
5.2.3 Расходы на содержание зданий
Определяются из условия, что в среднем они составляют 100 - 140 руб. за 1 кв. м в год [28].
В нашем случае расходы на содержание с внедрением программного продукта не изменились (занимаемая площадь не изменилась и равна 5 кв. м. по цене 120 р. за один квадратный метр) и равны:
5.2.4 Накладные расходы
Накладные расходы согласно [29] составляют 80% - 120% от заработной платы персонала занятого эксплуатацией программ.
В нашем случае накладные расходы (так как эксплуатацией программы занят один человек) равны:
Прочие расходы согласно [29] составляют 1% - 3% от суммы всех эксплуатационных расходов.
Следовательно можно подсчитать эксплуатационных расходов с учетом прочих расходов (коэффициент 1.02) до внедрения программного продукта и после:
5.3 Расчет экономии от увеличения производительности труда пользователя
Если пользователь при выполнении работы j - го вида с использованием программы (пакета программ) экономит DТj часов, то повышение производительности труда рj (в процентах) определяется по формуле:
pj = (DТj/ (ti - DТj)) /100 (5.5)
где ti - время, которое планировалось пользователю для выполнения работы j-го вида до внедрения разработанных программ (час).
При использовании формулы (5.5) следует иметь в виду, что DТj, и ti, должны быть определены в среднем за год.
Экономия, связанная с повышением производительности труда DPП пользователя определяется по формуле:
(5.6)
где ZП - среднегодовая заработная плата пользователя.
Если программы используют пользователи различных категорий, то расчеты по формулам (5.5, 5.6) следует выполнить отдельно по каждой к-ой категории. При этом DPП будет равно:
,
где DPП - экономия, полученная от повышения производительности труда пользователей к-ой категории.
В нашем случае программу используют пользователи одной категории, следовательно используем формулу (5.6). Так как программа узкоспециализированная, следовательно выполняется только один вид работ. Время, затраченное на этот вид работы, до внедрения равно 1440 часов за год, а после внедрения 240 часов за год.
Следовательно имеем следующее повышение производительности труда:
Следовательно экономия, связанная с повышением производительности труда равна (среднегодовая зарплата пользователя оговорена выше и равна 12 000 р.):
Теперь все данные для расчета годовой экономии получены и мы ее рассчитаем:
5.4 Расчет затрат на этапе проектирования
Под проектированием будем понимать совокупность работ, которые необходимо выполнить, чтобы спроектировать систему или часть системы (например, система автоматизированного проектирования, операционная система и т.п.), или решить поставленную задачу.
Для расчета затрат на этапе проектирования необходимо определить продолжительность каждой работы начиная с составления технического задания (ТЗ) и до оформления документации включительно. Продолжительность работ определяется либо по нормативам (при этом пользуется специальными справочниками), либо рассчитывают их по экспертным оценкам по формуле:
t0 = (3tmin+2tmax) /5, (5.7)
где t0 - ожидаемая длительность работы;
tmin и tmax - соответственно наименьшая и наибольшая по мнению эксперта длительность работы.
Все расчеты удобно сводить в таблицу (табл.5.1).
Капитальные затраты на этапе проектирования рассчитываются формуле:
КП = ZП + МП + НП, (5.8)
где ZП - заработная плата проектировщика задачи на всем этапе проектирования ТП;
МП - затраты за использование ЭВМ на этапе проектирования;
НП - накладные расходы на этапе проектирования.
Таблица 5.1
Ожидаемые длительности работ на этапе проектирования
|
Наименование работы |
Длительность работы, дн. |
|||
|
минимальная |
максимальная |
Ожидаемая |
||
|
1. Разработка ТЗ |
2 |
4 |
3 |
|
|
2. Анализ ТЗ и работа с источниками |
5 |
10 |
7 |
|
|
3. Разработка алгоритма |
3 |
12 |
6 |
|
|
4. Программирование задачи |
2 |
5 |
3 |
|
|
5. Отладка программного продукта |
10 |
20 |
14 |
|
|
6. Тестирование продукта по опубликованным результатам |
2 |
5 |
3 |
|
|
7. Отладка программы с учетом результатов тестирования |
10 |
20 |
14 |
|
|
8. Оформление пояснительной записки |
17 |
20 |
19 |
|
|
ВСЕГО |
51 |
86 |
69 |
Одним из основных видов затрат на этапе проектирования является заработная плата проектировщика (разработчика задачи) которая рассчитывается по формуле:
ZП = zДТП (1 + ас /100) (1 + ап /100), (5.9)
где zД - дневная заработная плата разработчика задачи на этапе проектирования; ас - процент отчислений на социальные нужды (ас = 38.5%);ап - процент премий (ап = 25%). В нашем случае заработная плата (за один месяц) разработчику программного продукта равна ZM=2000 р. Следовательно дневную заработную плату можно вычислить по формуле:
Следовательно заработная плата проектировщика равна:
При расчете МП следует учитывать время на подготовку исходных текстов программ, их отладку и решение контрольного примера.
В нашем случае, исходя из табличных данных, беря за основу восьми - часовой рабочий день, получаем, что необходимое машинное время равно
Определим затраты на использование ЭВМ на этапе проектирования по уже известной формуле:
Накладные расходы НП определяются согласно рассмотренной выше методике, следовательно
5.5 Уточнение капитальных затрат на проектирование
Определение цены продукта. Расчет трудоемкости разработки программного продукта.
В качестве методики расчета трудоемкости разработки программного продукта (ПП) лежит подход, предложенный в [30]. В качестве основного фактора определяющего трудоемкость и длительность разработки ПП будем принимать размер исходного текста программы (программ) (ИТП):
Обозначим: G - трудоемкость разработки ПП, чел. - мес. Т' - длительность разработки ПП, месяц.
Согласно [30] G и Т' определяются по формулам:
где n - количество тысяч строк ИТП.
В нашем случае количество строк n равно 1500, следовательно:
Определение трудоемкости t по этапам работ, связанных с разработкой ПП выполним по данным таблицы 5.2 [30].
Таблица 5.2
|
Распределение трудоемкости в процентах |
||||
|
Наименование этапа разработки ПП |
Размер ПП, n |
|||
|
0<n<2 |
2<n<8 |
8<n<32 |
||
|
1. Формулирование и анализ требований |
6 |
6 |
6 |
|
|
2, Проектирование ПП (разработка алгоритмов) |
16 |
16 |
16 |
|
|
3. Программирование |
||||
|
3.1 исходный текст и его автономная отладка |
26 |
25 |
24 |
|
|
3.2 отладка процедур |
42 |
40 |
38 |
|
|
4. Отладка контрольного примера (моделирование и т.п.) |
16 |
19 |
22 |
Для календарного планирования работ следует работы выполняемые согласно пп.2 - 4 табл.5.2, скорректировать так, чтобы их удельный вес соответствовал данным табл.5.3 Если в результате корректировки работы табл.5.1 по продолжительности увеличиваются, то у разработчика появляется своеобразный резерв, который можно использовать для доведения ПП до требуемого (рыночного) уровня.
Таблица 5.3
Продолжительность этапов работ, в процентах
|
Наименование этапа разработки ПП |
Размер ПП, n |
|||
|
0<n<2 |
2<n<8 |
8<n<32 |
||
|
1. Формулирование и анализ требований |
10 |
10 |
10 |
|
|
2. Проектирование ПП (разработка алгоритмов) |
19 |
19 |
19 |
|
|
3. Программирование |
||||
|
3.1 Исходный. текст и его автономная отладка |
21 |
19 |
17 |
|
|
3.2 Отладка процедур |
42 |
40 |
38 |
|
|
4. Отладка контрольного примера, моделирование и т.п. |
18 |
22 |
26 |
В нашем случае после корректировки получается следующий график распределения времени на создание программного продукта:
Таблица 5.4
Продолжительность этапов работы
|
Наименование работы |
По табл.5.2,% |
Длительность работы, дн. |
||
|
По табл.4.1 |
Скорректиро-ванная |
|||
|
1. Разработка ТЗ |
3 |
3 |
3 |
|
|
2. Анализ ТЗ и работа с источниками |
7 |
7 |
7 |
|
|
3. Разработка алгоритма |
19 |
6 |
19 |
|
|
4. Программирование задачи |
21 |
3 |
21 |
|
|
5. Отладка программного продукта |
35 |
14 |
35 |
|
|
6. Тестирование продукта по опубликованным результатам |
7 |
3 |
7 |
|
|
7. Отладка программы с учетом результатов тестирования |
18 |
14 |
18 |
|
|
8. Оформление пояснительной записки |
------- |
19 |
19 |
|
|
ВСЕГО |
100 |
69 |
129 |
После корректировки длительностей работ следует по формуле (5.9) рассчитать новое значение заработной платы Z' за период Т'.
Затем по формуле аналогичной (5.8) определяем суммарные затраты на разработку ПП по формуле:
К'= Z'+М'+ Н',
где Z' - заработная плата (за период Т');
М' - затраты на машинное время (за период Т');
Н' - накладные расходы (за период Т')
Цена ПП определяется по формуле:
S = К' (1+ р/100),
где р - прибыль, получаемая разработчиком ПП, %.
Рекомендуется значение р брать из интервала (15-30). Предельное значение р Ј 50%. Выбираем прибыль из рекомендуемого предела значений p=30%, тогда получаем следующую цену программного продукта:
5.6 Ожидаемый экономический эффект
Ожидаемый экономический эффект определяется по формуле:
,
где ЕН - нормативный коэффициент (Ен=0.45)
Следовательно:
6. Безопасность и экологичность работы
6.1 Анализ условий труда в лаборатории
Лаборатория, в которой проводятся экспериментальные исследования характеристик импедансной структуры, имеет следующие размеры: длинна - 10 м, ширина - 6 м, высота - 3.5 м. Таким образом площадь лаборатории составляет 60 м2, а объем 210 м3.
В лаборатории работает 10 человек, т.е. на одного работающего приходится 6 м2 площади и 21 м3 объема. Это отвечает требованиям СН 245-71, по которым на одного человека должно приходится не менее 4.5 м2 площади и 15 м3 свободного пространства. В лаборатории отсутствуют источники вредных паров и газов. Согласно ГОСТ 12.1.003-76 допустимый уровень звука на рабочих местах в лаборатории для проведения экспериментальных работ равен 60 дБ. В данной лаборатории источников шума и вибрации нет. Отопление в лаборатории центральное. В качестве теплоносителей используются батареи площадью не менее 1.4 м3 каждая, что достаточно для поддерживания нормального температурного режима в холодный и переходный периоды. В лаборатории находится большое количество энергопотребителей, которые запитываются от сети переменного тока с напряжением 220 В. Лаборатория имеет защитное заземление. Все приборы заземлены, что соответствует требованиям ПЭУ.
Основным вредным фактором при работе в лаборатории является электромагнитное поле диапазона СВЧ. Поэтому необходимо соблюдение мер защиты при работе с СВЧ аппаратурой. Для уменьшения воздействия СВЧ поля на человека применяется радиопоглощающие покрытие на стенах лаборатории типа “Бамбук”, а также генераторы малой мощности.
6.2 Оценка тяжести труда
Определим степень тяжести труда инженера, работающего в лаборатории СВЧ - диапазона. Для этого составим таблицу 6.1.
Таблица 6.1.1
Оценка тяжести труда
|
Наименование фактора |
Величина фактора |
Длительность воздействия |
|||
|
в абс. выра-жении |
в баллах |
мин |
доли единицы |
||
|
А. Санитарно-гигиенические факторы Эффективно-эквивалентная температура воздуха на рабочем месте: а) теплый период года, оС б) холодный период года, оС Электромагнитные поля радиочастот-ные, Вт/м2 Б Психофизиологические факторы Длительность сосредоточенного на-блюдения в ? от времени смены |
+21.22 +20.22 до 0.1 30 |
2 1 2 2 |
480 480 480 480 |
1 1 1 1 |
Таблица.6.1.2
|
Наименование фактора |
Величина фактора |
Длительность воздействия |
|||
|
в абс. выражении |
в баллах |
мин |
доли единицы |
||
|
Нервно-эмоциональная нагрузка как внешний фактор (ГОСТ 12.0.003-74) Рабочее место, рабочая поза и перемещение в пространстве Разряд зрительных работ (точность), размер объекта Число важных объектов наблюдения Монотонность действия: число приемов в операции |
Благоприятный психологический климат Свободная, корпус и конечности в удобном положении До 1 мм, малая До 5 10 - 6 |
1 2 2 2 2 |
480 480 480 |
1 1 1 |
Таблица.6.1.3
|
Наименование фактора |
Величина фактора |
Длительность воздействия |
|||
|
в абсолютном выражении |
в баллах |
мин |
доли единицы |
||
|
Интеллектуальная нагрузка Режим труда и отдыха |
Решение простых альтернативных задач Обоснованный, без функциональной музыки и производственной гимнастики |
2 2 |
6.3 Расчет освещения
Для создания благоприятных условий важное значение имеет рациональное освещение. Считаем, что в лаборатории выполняются работы средней степени точности с малым контрастом различения объекта с фоном, причем фон темный. Тогда по СНиП П - 4 - 79 освещенность рабочей поверхности при общем искусственном освещении должна составлять 300 лк.
Рассчитаем, какую освещенность рабочей поверхности дает естественное освещение. Для такого расчета необходимо рассмотреть план лаборатории. План приведен на рис.6.1 Расчет производится для рабочего места выделенного заштрихованной областью, а также для каждого окна отдельно, согласно их нумерации. Для расчета необходимы такие данные как ширина и высота окна (b,a), а также расстояние от нижнего угла окна в перпендикуляре плоскости окна и в сторону (p,l), и яркость окна (B).
При расчете освещенности рабочего места за счет естественного освещения будем пользоваться следующей формулой [31]:
, (6.1)
где B - яркость текущего окна;
l - проекция вектора пути от ближнего края окна до рабочего места на плоскость окна;
p - проекция вектора пути от ближнего края окна до рабочего места на плоскость, перпендикулярную плоскости окна;
a - высота окна;
b - ширина окна.
Зададимся следующими параметрами [32]:
для первого окна:
B=300 кд/м2, l=0 м, p=2 м, a=2 м, b=1.5 м;
для второго окна:
B=300 кд/м2, l=4 м, p=2 м, a=2 м, b=1.5 м;
для третьего окна:
B=200 кд/м2, l=0 м, p=2 м, a=2 м, b=1 м;
для четвертого окна:
B=200 кд/м2, l=2 м, p=2 м, a=2 м, b=1 м;
Теперь можно вычислить освещенность рабочего места за счет каждого окна:
,
где Е1, Е2, Е3, Е4 - вычисляются по формуле (6.1) со своими параметрами.
Тогда получим:
Следовательно необходимо искусственное освещение, причем такое, чтобы создавало на рабочей поверхности дополнительную освещенность:
.
Полагаем, что средняя высота рабочих поверхностей от пола hр=0.8 м, высота подвесов светильников над полом Hc=3.2 м. Освещенность будем определять методом коэффициента использования. Световой поток F лампы каждого светильника определим по формуле [33]:
, (6.2)
где Емин - минимально допустимая освещенность, лк;
К - коэффициент запаса;
S - площадь помещения, м2;
Z - коэффициент неравномерности освещения (в большинстве случаев он равен 1.1ё1.2);
N - число светильников;
h - коэффициент использования светового потока.
Определение числа светильников производится путем размещения их по освещаемому помещению, в нашем случае N=4 (два ряда по два светильника).
Для определения коэффициента использования светового патока h необходимо знать такие величины как rст, rпот, i (rст, rпот - коэффициенты отражения стен и потолка соответственно, i - индекс помещения). Из [33] определяем rст=0.5, rпот=0.7. Величина i определяется по формуле из [33]:
, (6.3)
где А и В - соответственно длинна и ширина комнаты:
S - площадь комнаты.
Подставим в формулу (6.3) численные значения:
.
Из (33) коэффициент запаса выбираем К=1.5, а также по таблице в (32) определяем h=0.57.
В лаборатории используются светильники с люминесцентными лампами общего назначения типа ОД.
Световой поток, вычисляемый по формуле (6.2), следовательно будет равен:
Так как в лаборатории используются, в каждом светильнике, по две лампы ЛБ65 мощностью 65 Вт, а они создают световой поток 4650 лм каждая, то есть, один светильник создает поток 9300 лм, то дополнительного искусственного освещения достаточно
6.4 Воздействие электромагнитных полей на человека
Системы, генерирующие, передающие и использующие электромагнитную энергию для технологических процессов, создают в окружающей среде электромагнитные поля. Среди производственных факторов, ухудшающих условия труда, электромагнитное излучение занимает значительное место. Следствием их неблагоприятного воздействия на человека могут быть не только временное недомогание, с частичным снижением работоспособности, но и серьезные заболевания. Электрические свойства живых тканей при воздействии на них электромагнитных полей имеют сильно выраженную частотную зависимость.
Рассмотрим далее действия электромагнитного поля СВЧ - диапазона, так как в лаборатории, где проводились экспериментальные исследования, используются СВЧ генераторы.
При систематическом воздействии СВЧ излучения, превышающего допустимые значения, могут возникать нарушения в организме человека, выражающиеся в нарушении нервной и сердечно - сосудистой системы, могут наблюдаться изменения состава крови. При этом поглощаемая тканями энергия превращается в тепловую. Тепловая энергия, выделяющаяся в тканях человека, увеличивает общее тепловыделение человека. Наиболее чувствительными к воздействию СВЧ излучения являются органы со слабо выраженными процессами терморегуляции: мозг, глаза, почки, мочевой пузырь, кишечник, семенники.
Пороговая интенсивность СВЧ излучения для 3-х сантиметрового диапазона составляет 5.10 нВб/см2. При увеличении интенсивности поля выше порогового значения организм не справляется с отводами тепла и температура тела повышается, что приносит вред здоровью.
6.5 Защита от СВЧ излучения
Все средства и методы защиты условно можно разделить на три группы: организационные, инженерно - технические и лечебно - профилактические.
Организационные мероприятия предусматривают: оптимальное взаимное расположение облучающих и облучаемых объектов, разработку режима труда и отдыха, создание санитарных - защитных зон вокруг антенн различного назначения.
В основу инженерно - технической защиты положены следующие принципы: электро - герметизация элементов схем, блоков, узлов установки, защита рабочего места от облучения или удаления его на безопасное расстояние от источника излучения; применение индивидуальных средств защиты.
В основу лечебно - профилактических мероприятий положены следующие требования: медицинский осмотр один раз в год, при наличии симптомов заболевания от облучения - немедленное амбулаторное и стационарное обследование и лечение, различные льготы.
Сплошные металлические экраны обеспечивают надежное экранирование при любых интенсивностях СВЧ излучения.
Произведем расчет толщины металлического экрана, обеспечивающего ослабление a=40 дБ на частоте f=9.3 ГГц. В качестве материала экрана возьмем алюминий со следующими параметрами: Гн/м, См/м.
Определим толщину d металлического экрана по формуле [33]:
. (6.5)
Подставляя в формулу (6.5) числовые значения, получим:
.
Для дополнительного ослабления поля можно на металлический лист наклеить радиопоглощающий материал.
В лаборатории СВЧ измерений с целью ослабления отраженного от стен поля используется радиопоглощающий материал типа “Бамбук”.
6.6 Пожарная безопасность
Здание, где находится лаборатория, выполнено из кирпича и железобетона. Покрытие полов деревянное. Согласно СНиП П - 90 - 81 помещение относится к третьей степени огнестойкости. С точки зрения пожарной безопасности помещение относится к помещениям категории Д. Источником пожара может стать нарушение изоляции электросети, а так как водой тушить электросети и электроустановки, находящиеся под напряжением категорически воспрещается, в лаборатории находятся порошковые огнетушители ОП - 1У. Большое значение на пожарную безопасность оказывает конструкция систему отопления. Центральное отопление, которое применяется в лаборатории, является наиболее безопасным.
Одним из ключевых моментов техники пожаротушения является быстрая и безопасная эвакуация людей.
Время эвакуации определяется по формуле:
,
где l - длинна пути;
n - скорость движения людского потока.
Плотность людского потока Д при выходе из лаборатории определим по следующей формуле:
,
где N - число людей на данном участке;
f - средняя площадь горизонтальной проекции человека (f=0.1м2);
l - длинна пути;
d - ширина пути.
Для лаборатории, где l=10 м, d=1 м:
.
Исходя из средней скорости эвакуации nл=1.5 м/с, можно вычислить время эвакуации из лаборатории:
В коридоре рабочие лаборатории присоединяются к людскому потоку других лабораторий, аудиторий и кабинетов. Будем считать, что число эвакуируемых здесь составляет 40 человек, а расстояние до основного выхода lr=35 м, при ширине коридора dк=3.5 м. В результате получим, что плотность людского патока в коридоре равна:
Из [33] определяем скорость людского потока в коридоре nк=1.83 м/с и определим время эвакуации:
На эвакуацию документов отводим две минуты, и тогда общее время эвакуации не будет превышать три минуты.
6.7 Охрана окружающей среды
С каждым годом растет число источников электромагнитного поля. С целью уменьшения или исключения воздействия СВЧ поля на людей применяются организационно - технические, санитарно - гигиенические и другие мероприятия. Наиболее рациональным подходом является вынос объектов за границу жилой зоны. Применяются активные и пассивные меры защиты населения от вредного облучения. Активными мерами являются: уменьшение мощности генераторов, изменение конструкции антенн с целью достижения такой диаграммы направленности, чтобы, по мере возможности, населенные пункты попадали в ее нули. Пассивные меры - применение инженерно - строительных конструкций, градостроительные и планировочные мероприятия, позволяющие уменьшить интенсивность поля. Озеленение территории позволяет уменьшить интенсивность СВЧ излучения (около 25дБ).
Для защиты обслуживающего персонала от СВЧ излучения в лаборатории используются малошумящие генераторы СВЧ, установленные блоки из радиопоглощающего материала типа “Бамбук”, применяются защитные экраны.
При проведении эксперимента для уменьшения воздействия СВЧ излучения на окружающую среду применяется ряд мер. Приемную антенну располагают в углу лаборатории, тем самым добиваясь максимального затухания не попадавшего в приемную антенну.
Рассчитаем плотность потока мощности СВЧ излучения.
Плотность потока мощности в свободном пространстве связана с напряженностями электрического и магнитного полей следующим соотношением:
.
На практике удобнее использовать другой формулой:
,
где Р - мощность, излучаемая передающей антенной;
G - коэффициент усиления антенна;
R - расстояние между передающей антенной и точкой измерения.
Коэффициент усиления антенны определяется следующим выражением:
,
где S - площадь раскрыва антенны;
l - длинна волны;
К - коэффициент использования поверхности раскрыва.
Площадь раскрыва синтезированной антенны равна 56 см2, следовательно:
,
.
В расчетах принято К=0.56, R=3 м, l=3.2 см, P=4 мВт.
Согласно ГОСТ 12.1.006 - 84 при такой плотности потока мощности, равной 22 мВт/м2, обслуживающий персонал может работать с экспериментальной установкой в течении всего рабочего дня без применения средств индивидуальной защиты.
Таким образом, проведение эксперимента вредного воздействия на окружающую среду не оказывает.
В рассмотренном разделе проанализированы условия труда в лаборатории. В результате выяснено, что рабочих, занятых на работах с вредными условиями труда, пользующихся дополнительными отпусками и сокращенным рабочим днем, нет. Выполнен расчет плотности потока мощности и определено, что плотность потока мощности лежит в допустимых пределах. Показано, что проведение эксперимента вредного воздействия на окружающую среду не оказывает.
Заключение
В данной работе была рассмотрена задача рассеяния ЭВМ отражателями на основе импедансных структур.
Непосредственно перед решением поставленной задачи был проведен обзор литературы и определены статьи, которые соприкасаются с рассматриваемой проблемой.
Для импедансного рефлектора в двухмерной постановке была решена, с помощью леммы Лоренца, задача рассеяния ЭМВ в виде субнаносекундного видеоимпульса.
Так как для анализа временных характеристик отраженного поля полученные формулы непригодны, из - за больших затрат времени при расчете на ЭВМ, был выбран другой путь решения поставленной задачи.
Необходимо было воспользоваться запаздывающими электродинамическими потенциалами, но так как при решении двумерной задачи методом запаздывающего потенциала возникают некоторые трудности связанные с представлением функции Грина во временной области, то необходимо переходить к решению задачи в трехмерном пространстве.
В трехмерной постановке с помощью полученных в работе [21] зависимостей коэффициента отражения и распределения поверхностного импеданса в зависимости от заданного угла максимального отражения получены формулы, с помощью которых были построены временные диаграммы отраженных сигналов, а также различные диаграммы рассеяния.
Для сравнения в работе также приведены временные и спектральные диаграммы отраженных сигналов, в обратном направлении, для металлической структуры, а также структуры с радиопоглощающим покрытием. Полученные результаты говорят о том, что импедансный рефлектор по своим рассеивающим свойствам, при нормальном падении зондирующего видеоимпульса, намного эффективнее, в секторе углов ?15°, по сравнению с металлическим рефлектором. В секторе углов ?3° отражающая способность импедансной структуры на 7ё8 дБ меньше чем у эквивалентной по геометрическим размерам поверхности с выбранным нами радиопоглощающим покрытием [20].
При анализе бистатаических диаграмм рассеяния выяснилось, что импедансная структура в некотором секторе углов (в частности при заданном q0=45° этот сектор равен q=25°ё90°) значительно превосходит, по уровню отраженного поля, металлический рефлектор. Это объясняется тем, что при выборе функции распределения поверхностного импеданса были коэффициенты использованы, полученные при решении обратной задачи рассеяния [18], которая решалась для монохроматической волны.
Однако в целом результаты работы говорят о том, что импедансная структура является более предпочтительной для управления рассеяным полем объекта при воздействии на него видеоимпульсов наносекундной длительности.
На следующем этапе была решена задача возбуждения канавочной структуры в строгой постановке, с учетом взаимного влияния каждой канавки. Это проводилось с целью оценки погрешностей методов, которые использовались для получения характеристик рассеяния во втором разделе.
При решении задачи в строгой постановки были получены такие результаты, как:
Распределение касательных составляющих поля по импедансной структуре;
Зависимость эквивалентного импеданса канавки от местоположения ее в решетке таких же канавок.
Частотные зависимости коэффициента отражения в обратном направлении;
Диаграммы рассеяния исследуемых структур при нормальном падении монохроматической волны.
Все эти результаты были получены при различном отношении ширины канавки к ширине металлической кромки.
Алгоритм определения временных, частотных характеристик отраженных сигналов, а также диаграмм рассеяния различного рода структур реализован на языке FORTRAN.
Экономическое обоснование подтверждает возможность получения экономического эффекта при использовании разработанного программного продукта для расчета характеристик рассеяния ребристых структур.
Раздел безопасности и экологичности показывает безопасность здоровья людей при обслуживании антенны.
Список литературы
1. Саблин В.Н., Шапошников В.И. Вопросы создания и применения РЛС нового поколения // Радиотехника (Москва). - 1995. - №111-С.50-53.
2. Military Technology, 1989, №5.
3. Осипов М.Л. Сверхширокополосная радиолокация // Радиотехника (Москва). - 1995. - №3-С.3-6.
4. Wiltse, J. C., Jr (1978).millimeter waves-they are alive and healthy. Microwave J.21, №8, 16-18.
5. Хармут Х.Ф. Несинусоидальные волны в радиолокации и связи/Пер. с англ. под ред.А.П. Мальцева // М., “Радио и связь”. - 1985. - 376С.
6. Scott W. B. UWB Radar Has Potential lo Detect Steach Aircraft., - Aviation Week and Space Technology, 1989, December №4.
7. Васильев П.П. Пикосекундная оптоэлектроника. - Квантовая электроника, 1990, т.17 №3.
8. Астанин Л.Ю., Костылев А.А. Основы сверхширокополосных радиолокационных измерений. - М.: Радио и связь, 1989.
9. Microwave J., 1981, v.24, №2.
10. Lutz C. R., DefonzoA. P. - Appl. Phys. Letl., 1989, v.54, №22.
11. Microwave J., 1988, v.31, №3.
12. Бункин Б.В., Кашин В.А. Особенности, проблемы и перспективы субнаносекундных видеоимпульсных РЛС // Радиотехника (Москва). - 1995. - №4-5. - С.128-133.
13. Калинин 10.11., Кононов А.Ф., Костылев А.А., Левченко В.Н. Сверхширокополосные методы и средства контроля радиолокационной заметности объектов // - Зарубежная радиоэлектроника, 1994, №6.
14. Aermpace and Electronik Magasine Volume Five, Number Eleven, Dec.7, 1990.
15. Yukhanov Yu. V. Analysis and synthesis of impedance plane. // In 1998 International Conference on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory. MMET 98, Conference Proceedings Kharkov, Ukraine June 2-5 1998 vol.1 c 118 - 120, c 130 - 132.
16. Буров С.В., Пугачев О.И. Особенности радиоэлектронного подавления РЛС с несинусоидальными сигналами // Проблемы радиоэлектронной борьбы. - Моск. гос. ин-т радиотехн., электрон. и автомат. - М., 1994. - С.26-32.
17. Пирумов В.С., Алексеев А.Г., Айзикович Б.В. Новые радиопоглощающие материалы и покрытия // Зарубежная радиоэлектроника. - М., 1994. №4-5. С.2-7.
18. Ю.В. Юханов. Рассеяние ЭМВ на импедансной плоскости, Таганрог, ТРТУ “ Рассеяние ЭМВ ”? 1997 №10, с.115-119
19. Л.Г. Содин. Импульсное излучение антенны. Радиотехника и Электроника. 1998? том 43? № 2? с 166 - 174?
20. A? И. Палий. Радиоэлектронная борьба. Военное издательство министерства обороны. Москва 1974, с 197 - 206.
21. Юханов Ю.В. Характеристики излучения и рассеяния зеркальной антенны с импедансным рефлектором // Радиотехника 1994, № 11. - С.49-52.
22. Юханов Ю.В., Кошкидько В.Г. Рассеяние электромагнитных волн на микрополосковой импедансной нагрузке // Рассеяние электромагнитных волн. Таганрог: Изд-во ТРТИ, 1985. Вып.5. С.17.
23. Левинсон И.Б., Фридберг П.Ш. // РЭ. 1965. Т.10. №1. С.260.
24. Цалиев Т.А., Черенков В.С. Возбуждение одиночной канавки и эквивалентный поверхностный импеданс ребристых структур // РЭ. 1985. Т.30. №9. С.1689.
25. Справочник по специальным функциям // Под ред. М.А. Абрамовица, М. Стиган. М.: Наука. 1979.832 с.
26. Интегралы и ряды // Сост.А.П. Прудников, Ю.А. Брычков, О.И. Маричев. М.: Наука. 1981.752 с.
27. Кошкидько В.Г., Петров Б.М., Юханов Ю.В. Эквивалентный поверхностный импеданс пассивных импедансных нагрузок на основе отверстия в экране, нагруженного двумерной полостью // РЭ. 1997. Т.42. №6. С.652.
28. Шевелев В.Г. и др. Методические указания по дипломному проектированию. №527. Таганрог ТРТИ, 1981 год. - 44с.
29. Эффективность разработки и внедрение АСНТИ. - М: ВИНИТИ, 1984. - 118с.
30. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов. - /под ред., Веклемишова В.К. - М: Высшая школа, 1991. - 176с.
31. Кнорринг Г.М. Светотехнические расчеты в установках искусственного освещения. М.: Энергия. 1973.
32. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. М.: Энергоатомиздат. 1985.
33. Вирозуб Г.Е., Робрюк Н.Н. Методическая разработка по охране труда // Исследование условий труда на рабочем месте. Ч.2. Нормативная документация для выполнения исследований и примеры решения задач. Таганрог ТРТИ. 1987.50с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Анализ существующих решений обратной задачи рассеяния сложными объектами. Дискретное представление протяженной поверхности. Рассеяние электромагнитных волн радиолокационными целями. Феноменологическая модель рассеяния волн протяженной поверхностью.
курсовая работа [5,7 M], добавлен 16.08.2015Открытие эффекта комбинационного рассеяния света (эффект Рамана). Применение в волоконно-оптических линиях связи оптических усилителей, использующих нелинейные явления в оптоволокне (эффект рассеяния). Схема применения, виды и особенности устройства.
реферат [1,2 M], добавлен 29.12.2013Феноменологическая модель рассеяния электромагнитных волн протяженной поверхностью. Дискретное представление и динамическая импульсная характеристика отражения поверхности. Анализ простого импульсного и оптимально согласованного с поверхностью сигналов.
курсовая работа [5,1 M], добавлен 16.08.2015Изучение схемотехники и функционирования биквадратурного генератора прямоугольных импульсов. Вычисление значения частот на выходах микросхемы. Определение назначения резисторов. Применение генератора при создании синхронных фильтров частотных сигналов.
лабораторная работа [310,0 K], добавлен 18.06.2015Изучение свойств спектрального анализа периодических сигналов в системе компьютерного моделирования. Проведение научных исследований и использование измерительных приборов. Изучение последовательности импульсов при прохождении через интегрирующую RC-цепь.
лабораторная работа [2,8 M], добавлен 31.01.2015Характеристика систем спутниковой связи. Принципы квадратурной амплитудной модуляции. Факторы, влияющие на помехоустойчивость передачи сигналов с М-КАМ. Исследование помехоустойчивости приема сигналов 16-КАМ. Применение визуального симулятора AWR VSS.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 28.12.2014Исследование частотных свойств фильтра. Особенности уровня боковых лепестков, шумовых полос, максимальных потерь преобразования окна Кайзера-Бесселя при заданных параметрах. Исследование энергетических и вероятностных свойств многоканального фильтра.
контрольная работа [485,2 K], добавлен 06.03.2011Теоретические основы радиолокации. Формирование многочастотного сигнала. Многочастотная радиолокация целей. Способы обработки многочастотных сигналов. Помехозащищенность многочастотных РЛС. Преимущество радиолокационных средств по сравнению с оптическими.
реферат [840,1 K], добавлен 30.03.2011Анализ алгоритма функционирования системы накопления радара некогерентного рассеяния. Предложение о введении дополнительного канала обработки. Описание работы принципиальной схемы. Технология сборки амплитудного накопителя. Себестоимость и цена изделия.
дипломная работа [941,1 K], добавлен 05.07.2012Основное требование безискаженной передачи сигналов: функция группового времени задержки должна быть частотно независимой величиной. Физические свойства усилителей, фильтров и проводных линий. Причины возникновения амплитудных и фазо-частотных искажений.
реферат [619,9 K], добавлен 24.06.2009
