Разработка формирователя помеховых сигналов широкого применения

15,25

14,0-14,5

0,75-1,25

12

7,5-8,0

11

нет сигнала

15,25

14,0-14,5

0,75-1,25

13

8,0-8,5

11,25

нет сигнала

15,25

14,0-14,5

0,75-1,25

14

8,5-9,0

11,5

нет сигнала

15,25

14,0-14,5

0,75-1,25

15

9,0-9,5

11,75

нет сигнала

15,25

14,0-14,5

0,75-1,25

16

9,5-10,0

12

нет сигнала

15,25

14,0-14,5

0,75-1,25

17

10,0-10,5

8,25

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

18

10,5-11,0

8,5

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

19

11,0-11,5

8,75

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

20

11,5-12,0

9

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

21

12,0-12,5

9,25

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

22

12,5-13,0

9,5

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

23

13,0-13,5

9,75

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

24

13,5-14,0

10

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

25

14,0-14,5

10,25

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

26

14,5-15,0

10,5

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

27

15,0-15,5

10,75

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

28

15,5-16,0

11

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

29

16,0-16,5

11,25

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

30

16,5-17,0

11,5

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

31

17,0-17,5

11,75

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

32

17,5-18,0

12

7,25

нет сигнала

6,0-6,5

0,75-1,25

Отметим что чем выше частота, тем больше диссипативные потери в тракте и СВЧ сигнал, проходящий через разные пути тракта, имеет разные ослабления, следовательно, существует необходимость выравнивания АЧХ на выходе приемного тракта. Эта проблема решается за счет логарифмического усилителя, стоящего на выходе приемного тракта в преобразователе частоты, особенностью которого является то, что выходное напряжение пропорционально логарифму входного напряжения. Логарифмический усилитель построен на основе операционного усилителя и усилителя, управляемого напряжением. Операционный усилитель включен в цепь обратной связи для подстройки управляемого усилителя. Для более точной настройки в модуле УЛ-Ц стоит подстроечный резистор. Выходная мощность должна быть не менее -10 dBm, что составляет порядка 0,1 мВт.

Полученный сигнал поступает на плату ППУК-Ц. Эта плата имеет разъем, который позволяет соединить модуль Ц301 и объединительную плату формирователя помех. Через объединительную плату (кросс - плата) сигнал на промежуточной частоте поступает в модуль ЦРЧП (модуль 302), где происходит обработка сигнала, запись параметров (частота, длительность и период повторения импульсов, мощность и т.д.). По окончанию обработки модуль 302, управляемый центральным процессором в самолетной САП, передает сигнал наделенный помеховой составляющей обратно на плату ППУК-Ц через кросс - плату. ЦП процессор станции помех подстраивает работу модуля цифровой радиочастотной памяти, который в свою очередь формирует код управления для ПЛИС EP1C3T100I7 (Altera), стоящего на плате ППУК-Ц.

ПЛИС дешифрирует этот код и выдает управляющие сигналы на узлы входящие в состав модуля Ц301, а именно модули УА, КУМ2Ф-1, К3Ф3, К1Ц, К2Ц, ГЧ1 и ГЧ2. Таким образом, путем подачи кодовой информации с определенными логическими уровнями мы видим постоянную подстройку узлов входящих в модуль Ц301. Также на плате ППУК-Ц стоит множество стабилизаторов напряжения для выравнивания уровня входных напряжений, которые поступают с модуля вторичных источников питания (ВИП). Для питания модулей, входящих в состав преобразователя частоты, помимо 5В необходимы напряжения номиналами 3В, -5В, 9В, и -12В. Все указанные напряжения мы получаем путем DC-DC (direct current - постоянный ток) преобразователей TSM0505S из напряжения +5В.

Модульный DC-DC преобразователь 1 Вт TSM0505S ф. Traco power, Швейцария с характеристиками: входное напряжение 5В, выходное напряжение 5 В с гальванической развязкой, максимальный выходной ток 200 мА, рабочая частота преобразования 300кГц. Имеют встроенные ЭМИ-фильтры, минимальные габариты и массу. Предназначены для поверхностного монтажа на печатные платы, имеют небольшой вертикальный размер, не требуют дополнительных внешних элементов, радиаторов и системы охлаждения. Отечественные аналоги типа МДМ фирмы «Александер Электрик» имеют в 2,5 раза больший объем и массу, более низкий КПД (до 80%), более высокий уровень пульсаций выходного напряжения (до 1%) и в 2,5 раза более высокую стоимость. Больший размер по высоте увеличит толщину модулей, что приведет к невозможности размещения нужного количества модулей в блоке заданного размера. При значительном числе преобразователей, используемых в аппаратуре, это приводит к невыполнению требований ТЗ к массогабаритным характеристикам.

Поясним подробнее работу модулей ГЧ1 и ГЧ2:

В каждом модуле генератора частоты установлена одна и та же плата генерации частоты (ПГЧ), аналогичная плате ПГЧ в модуле Ц303. ПГЧ в модуле ГЧ1 формирует СВЧ сигнал с частотой 3,625 ГГц, а ПГЧ в модуле ГЧ2 формирует сигнал с частотой 3,8125 ГГц.

Для управления ПГЧ используется ППУК-Ц. На плату ППУК-Ц поступает код с ЦРЧП, в котором содержится информация о номере частотного поддиапазона. Данный код дешифрируется в программируемой логической интегральной микросхеме EP1C3T100I7 (Altera) на плате ППУК-Ц и в результате на выходе ПЛИС получается 5-битный код, который через НЧ разъем отечественного производства КС7Р поступает на модули ГЧ1 и ГЧ2.

Так как программа, для выбора частоты генерации заложенная в ПЛИСах синтезатора и конвертера одинаковая, то первый бит кода отвечает за выбор модуля. Поскольку необходимо сформировать только одну из двух частот, то условно второй бит выбора частоты называется битом выбора нижнего и верхнего уровня (HI/LO). Оставшиеся три бита кода отвечают за выбор одной из двух плат ПГЧ, при этом два бита всегда имеют один логический уровень.

Каждая плата ПГЧ формирует свою выходную частоту при помощи цифрового метода с точностью до 0,0001 ГГц. Столь точное значение частоты необходимо для когерентности входного и выходного сигналов. Значение этой частоты определяется с помощью цифровой микросхемы ADF4350 (Analog Devices), которая представляет собой систему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Помимо системы ФАПЧ плата ПГЧ имеет микроконтроллер, который управляет этой системой. Таким образом, пятибитный код, поступающий с ПЛИС, подается на микроконтроллер PIC18F14K50-E/SS (Microchip).

Микроконтроллер со встроенным тактовым генератором и супервизором напряжения питания PIC18F14K50-E/SS ф. MicroChip, США с характеристиками напряжение питания от +2,7 до 5 В, быстродействие более 1 MIPS, объем ПЗУ команд 1 Кбайт, ОЗУ данных-72 байт, корпус SOIC-14.

Ближайший функциональный аналог 1886ВЕ2У, разработанный ЗАО «ПКК Миландр» г. Зеленоград, АЕЯР.431200.459ТУ, имеет 64 - выводной корпус (тип корпуса Н18.64-1В), занимающий площадь на печатной плате в 4 раза больше, чем PIC18F14K50-E/SS в корпусе SOIC-14. Основные причины, затрудняющие использование контроллера 1886ВЕ2У - это значение напряжения питания 4,5 … 5,5 В, что не позволяет непосредственно без преобразователя уровней подключать его к управляемым 3,3-вольтовым схемам, и отсутствие встроенного тактового генератора, что требует дополнительных внешних элементов. Кроме того, ЗАО «ПКК Миландр» не подтвердило возможность поставки этих микросхем в заданные сроки.

Микроконтроллер преобразует данный код в трехбитный, который в свою очередь подается на микросхему ФАПЧ. Этот код, записывается в регистры, которые управляет счетчиками n и m. Как было сказано ранее, система ФАПЧ строится на основе встроенного эталонного опорного генератора управляемого напряжением. Сигнал с ГУН поступает на счетчик n, где происходит преобразование частоты и затем приходит на фазовый детектор (ФД), а на другой вход ФД подается сигнал с отечественного кварцевого генератора ГК108-П-15ГР-3-10М (ОАО «Лит-Фонон») с частотой 10МГц, который также проходит через счетчик m. Задачей ФД является выполнение условия

Путем подбора n и m модуль ЦРЧП подстраивает счетчики, так чтобы на выходе ФД разность фаз сигналов была равна нулю. При этом ГУН имеет собственную подстройку от ФД по цепи обратной связи. Если это условие выполняется, то управляющее напряжение на выходе ФД подается на ГУН, который формирует указанную частоту для дальнейшей работы. Если во время работы происходит срыв частоты, то по цепи обратной связи на микроконтроллер отправляется команда для перезагрузки ФАПЧ.

На выходе ПГЧ в каждом модуле стоят умножители частоты на 2 и на 4 для модулей ГЧ1 и ГЧ2 соответственно, а затем делители мощности. Волновое сопротивление микрополосковой линии (МПЛ) составляет 50 Ом. Поскольку чем выше требуется частота, тем больше потери на умножителе, то в связи с этим в понижающем и повышающем конвертере (К1Ц и К2Ц) стоят дополнительные усилители для выравнивания АЧХ.

Таким образом, достоинством предложенной структурной схемы является то, что с ее помощью осуществляется преобразование входного сигнала в промежуточную частоту и обратно, из промежуточной в выходную. При этом решается задача подавления зеркального канала. На основании функциональной схемы была разработана схема электрическая принципиальная, представленная на рисунке 18.



Рис. 18 Схема электрическая принципиальная преобразователя частоты

Разработанное устройство полностью отвечает все электрическим требованиям, предъявляемым к нему.

Все электрорадиоизделия, используемые в преобразователе частоты, выбраны в соответствии с принятым на предприятии ФГУП «ЦНИРТИ им. ак. А.И. Берга» документом - «Номенклатура ЭРИ» от 2005 года.



5. Расчет полосно - пропускающего фильтра (ППФ) на встречных стержнях

ППФ СВЧ представляет собой цепочку каскадов включенных резонаторов (контуров, звеньев). Связь между соседними резонаторами четвертьволновая (связь посредством четвертьволнового отрезка регулярной линии).

Фильтры встречногребневые (на встречных стержнях с короткозамкнутыми входным и выходным стержнями) в отличие от всех других печатных фильтров отличаются самыми малыми габаритами, т.к. в них полезно используется вся площадь платы.

Другим немаловажным преимуществом этого типа является то, что паразитные полосы пропускания расположены далеко от основной полосы, а именно в области частот и т.д. [12], [19],[20].

В технике СВЧ наибольшее распространение получили фильтры трех типов:

· ППФ из одинаковых звеньев (контуров, резонаторов);

· ППФ с максимально плоской характеристикой

· ППФ с чебышевской характеристикой

Так как среди всех типов фильтров при одинаковом, максимально допустимом затухании в полосе пропускания , одинаковом числе резонаторов n, и прочих равных условиях у чебышевских фильтров крутизна ската скатов частотной характеристики максимальная, то целесообразно применять именно этот тип фильтров.

Также частотная характеристика затухания у чебышевских фильтров равномерна в полосе пропускание, т.е. выбросы затухания во всей длине пропускания одинаковы и не превышают заданной величины.

цифровой сигнал станция помеха



5.1 Расчет электрических и геометрических характеристик фильтра

Исходные данные

- Входное и выходное волновые сопротивления Ом;

- граничные частоты, полосы пропускания:

,

- граничные частоты полос заграждения фильтра

,

- минимально - допустимое вносимое затухание в полосах заграждения не менее ;

- Средняя частота полосы частот

- Максимально - допустимое вносимое затухание в полосе пропускания ;

- В качестве материала подложки (в соответствии с принятым на предприятии стандартом) выбираем поликор со следующими характеристиками: диэлектрическая проницаемость среды , толщина подложки h=1мм и толщина металлизации микрополосковой линии t=0,13мм;

Частотная характеристика ППФ с чебышевской характеристикой описывается полиномом Чебышева I рода и приведена на (рис. 5.1).



Рис. 5.1 Частотная характеристика фильтра Чебышева I^го рода

Рассчитываемый фильтр на встречных стержнях с короткозамкнутыми линиями на концах имеет структуру, показанную на (рис. 5.2). Как видно из рисунка, фильтр состоит из 7 полосковых резонаторов, расположенных между параллельными заземленными пластинами и работающих на волне типа ТЕМ. Поскольку фильтр на встречных стержнях получается из фильтра на параллельно связанных контурах путем сгиба полуволнового резонатора пополам, следовательно, длина каждого резонатора равна на средней частоте в полосе пропускания.

Рис. 5.2 ППФ в полосе 6 - 6,5 ГГц

Связь осуществляется посредством краевых полей между соседними элементами. Изменение толщины подложки вызывает соответствующее изменение эффективной диэлектрической проницаемости среды МПЛ и следовательно длины волны в линии, скорость распространения и волновое сопротивление. Длина волны в передающей линии определяется соотношением .

Коэффициент прямоугольности

1. Интерполируя между кривыми (рис. 11), находим для

2. Откуда при h=1 мм значение эквивалентной ширины полоски =0,96 мм.

Рис. 5.3 Зависимость волнового сопротивления от относительной ширины проводника

По известны величинам и h определяем геометрическую ширину полоски W [мм] СВЧ тракта по формуле

где - эквивалентная ширина полоски [мм], - расширение полоски [мм].

По графику (рис. 5.4) , при известном соотношении определим относительное расширение полоски

Рис. 5.4. График зависимости относительного расширения полоски от её относительной ширины

отсюда получаем величину

мм

Окончательно определим геометрическую ширину полоски

мм

3. По графику рис. 13, интерполируя между представленными на нем кривыми, для и 6 находим относительную скорость распространения волны в МПЛ



Рис. 5.5 Зависимость относительной скорости от относительной ширины проводника

4. Определим эффективную диэлектрическую проницаемость без учета дисперсии из соотношения

5. Вычислим вспомогательные величины

Значение

6. Находим длину волны в МПЛ



Отсюда следует что длина резонатора

7. Определим погонное затухание в МПЛ с учетом потерь только в проводниках

8. По графику (рис. 5.6) находим значение нормированной добротности

Рис. 5.6 Зависимость нормированного значения добротности от относительной ширины проводника



9. Определим число резонаторов из формулы, выражающей зависимость затухания от частоты и числа резонаторов,

Где Получаем,

Вычисленное n округляется до ближайшего большего целого числа, то есть число резонаторов получается равным n=7.

10. По числу резонаторов определяется n+2 вспомогательных коэффициента g_0, g₁, g_{2 ….} g_n-1 по формулам

Где , ,6,7 таким образом

, , , , ,

,

Оставшиеся коэффициенты определяются по формуле



Где , таким образом

, , , , , , ,

В результате получаем

, , , , ,

Проведем проверку полученных коэффициентов по соотношению

Где при нечетном n

Таким образом,

Определим промежуточные вспомогательные величины по формулам

11. По найденным коэффициентам связи найдем из справочных данных методических указаний (изд. ФГУП «ЦНИРТИ им. ак. А.И. Берга», 1970 г.) величины зазоров S между резонаторами

,,

12. По номограмме из вышеуказанных методических указаний определяем величины относительных взаимных емкостей

13. По найденным значения взаимных емкостей вычислим волновые сопротивления резонаторов

5.2 Моделирование фильтра

В данном дипломном проекте было проведено моделирование фильтра в программе Filter Solutions (рис. 5.7). Стоит отметить, что данная программа не учитывает диссипативные потери и проводит расчет в виде идеальной модели. В окне Filter Type выберем тип фильтра Chebyshev 1. Класс фильтра в окне Filter Class поставим метку на Band Pass - полосовой фильтр. Зададим порядок фильтра в окне Order. А так же зададим среднюю, максимальную и минимальную полосы и масштаб частот.

Рис. 5.7 Расчетная программа Filter Solutions

Модель рассчитываемого полосно - пропускающего фильтра, представленная на (рис. 5.8), представляет собой линию в сечение которой включены четвертьволновые короткозамкнутые шлейфы. Вход и выход линии нагружены на 50 Ом.

Рис. 5.8 Модель разрабатываемого фильтра

Все рассчитываемые резонаторы имеют одинаковые геометрические, но не электрические характеристики. В связи с этим поясним распределение токов и напряжений на резонаторе, показанных на (рис. 5.9). Как видно из эпюр со стороны короткого замыкания волновое сопротивление равно нулю, а со стороны линии бесконечности. Т.к. между резонаторами имеется реактивная связь (индуктивно - емкостная), то путем перемещения одного вдоль другого (т.е. параллельно) при заданном зазоре мы меняем коэффициент связи между ними. Чем меньше зазор, тем больше связь и шире полоса пропускания.

Минимально допустимый зазор определяется технологичностью выполнения данного фильтра на заводе изготовителя.

Рис. 5.9 Эпюры тока и напряжения четвертьволнового резонатора

Как видно из расчетов электрических и геометрических параметров фильтра, волновое сопротивление фильтра ниже, чем волновое сопротивление подводимой линии, т.к. ширина резонатора больше чем ширина МПЛ питающей линии. Это обусловлено реализуемостью данного фильтра при изготовлении, во избежание больших отклонений размеров от расчетных.

Коэффициент включения трансформатора в линию определяет величину КСВ (коэффициент стоячей волны). Путем перемещения трансформаторов вдоль первого и последнего резонаторов мы согласуем тракт прохождения СВЧ сигнала. Типовые реактивные связи показаны на (рис. 5.10).



Рис. 5.10 Сечение МПЛ

Результатом расчетов и моделирования является амплитудно - частотная характеристика, показанная на (рис. 5.11). Как видно из графика АЧХ, минимальное затухание в полосах заграждения составляет 65 дБ, что полностью соответствует требованиям, предъявляемым к рассчитываемому фильтру. Затухание в полосе пропускания не превышает 1 дБ.

Рис. 5.11 Амплитудно - частотная характеристика фильтра 6 - 6,5 ГГц

цифровой сигнал станция помеха



6. Макетирование и испытание макета

6.1 Макетирование

После изготовления ППФ были проведены измерения зависимости ослабления от частоты. Измерения проводились на макете представленном на рис. 6.1. В состав макета входят: управляющий компьютер; генератор сигналов; полосно-пропускающий фильтр; анализатор спектра.

Рисунок 6.1

Подача сигнала на фильтр производится через высокочастотный (ВЧ) кабель. Сигнал с выхода фильтра поступает на анализатор спектра также через ВЧ кабель.

На управляющем компьютере есть тестовая программа, которая по GPIB шине управляет генератором сигналов и анализатором спектра.

В программе устанавливаются диапазон, в котором будет подаваться сигнал, шаг и амплитуда. После запуска программа автоматически подает сигнал с генератора сигналов на вход фильтра в заданном диапазоне частот и фиксирует амплитуду сигнала на выходе фильтра на соответствующих частотах. Обмен данными между компьютером и измерительными приборами происходит через GPIВ шину. В тестовой программе потери высокочастотных кабелей учитываются. Результат измерений выдается в виде таблицы зависимостей амплитуды сигнала от частоты. По данным таблицы строится АЧХ фильтра.

6.2 Испытание макета

Испытаниям подвергается макет ППФ (6-6.5ГГц) типа «встречно гребневой с парам: График измерения на соответствующих частотах представлен в табл.6.1 и на рис. 6.2. Табл.6.1.

f [ГГц]	5,75	5,775	5,8	5,825	5,85	5,875	5,9	5,925	5,95	5,975	6
A [дБ/мВт]	30	26,5	23	19,5	16	12,5	9	5,5	2	1	0,2
f [ГГц]	6,025	6,05	6,075	6,1	6,125	6,15	6,175	6,2	6,225	6,25	6,275
A [дБ]	0,15	0,13	0,175	0,15	0,19	0,14	0,18	0,2	0,15	0,12	0,13
f [ГГц]	6,3	6,325	6,35	6,375	6,4	6,425	6,45	6,475	6,5	6,525	6,55
A [дБ]	0,17	0,19	0,18	0,14	0,15	0,16	0,13	0,15	0,2	1	3,5
f [ГГц]	6,575	6,6	6,625	6,65	6,675	6,7	6,725	6,75
A [дБ]	7	10,5	13,5	17	20,5	23,5	27	30



Рисунок 6.2



7. Конструкторско - технологическая часть

7.1 Разработка ТЗ на проектирование модуля УЛ-Ц (усилитель логарифмический)

Наименование и область применения

Наименование изделия - усилитель логарифмический (модуль УЛ-Ц).

Модуль УЛ-Ц, входящий в состав модуля Ц301, предназначен для усиления сигналов в приемном тракте пропорционально логарифму входного напряжения в диапазоне частот 2-18 ГГц.

Основание для разработки

Основанием для разработки является задание по подготовке дипломного проекта.

Цель и задачи разработки

Целью разработки является создание конструкторско-технологической документации на стадии технического проектирования.

Основными задачами проектирования являются разработка конструкции модуля УЛ-Ц с учётом минимизации себестоимости и обеспечения безопасных условий функционирования и изготовления.

Источники разработки

При разработке использовались данные по функциональным аналогам и посадочные места при установке модуля УЛ-Ц в модуль Ц301.

Технические (тактико-технические) требования

Состав изделия и требования к его конструкции.

- Модуль УЛ-Ц должен быть выполнен в виде отдельной функционально законченной единицы;

- Модуль должен обеспечивать допуск к печатной плате с обеих сторон.

- Конструкция модуля должна допускать стыковку с основанием (пластиной) модуля Ц301.

- Размеры изделия не более 80x40x20 мм.

- Масса модуля УЛ-Ц должна быть не более 150 г.

Показатели назначения

- электропитание модуля осуществляется от источников постоянного тока напряжением +5В±0,25В;

- потребляемая мощность не более 2 Вт;

- Диапазон частот - (2 - 18) ГГц;

- Чувствительность модуля до -20 dBm;

Требования надёжности.

Время наработки на отказ должно составлять не менее 7000 часов.

Условия эксплуатации.

Модуль УЛ-Ц предназначен для установки в модуль Ц301, который в свою очередь устанавливается в блок внутрифюзеляжно в носовой части самолета.

К модулю предъявляются следующие условия эксплуатации:

- Температура эксплуатации: -55…+70С;

- влажность воздуха не более 98% при температуре не выше +35С;

- Атмосферное давление: 5.5…101,08 кПа;

- Величина вибрационной перегрузки n= 12

- Верхняя граница частотного диапазона вибрации при механических воздействиях на модуль f₀ =1000 Гц

Дополнительные требования.

Изделие должно быть разработано с применением отечественных радиоэлементов, предназначенных для монтажа на поверхности. Допускается применение радиоэлементов для традиционного монтажа и зарубежных аналогов. Обеспечить защиту конструкции от воздействия внешних факторов.



7.2 Схемотехническая отработка конструкции

Принципиальная схема модуля УЛ-Ц представлена на рисунке 30.

Рис. 30 - Принципиальная схема модуля УЛ-Ц

Данное устройство относится к классу самолетной радиоаппаратуры, что существенно усложняет требования в его разработке.

Проведенные при разработке документации исследования по выбору элементной базы и поиску необходимой конструкции были направлены на размещение модуля УЛ-Ц в ограниченных габаритах согласно требованиям технического задания.

Ограниченные габаритные размеры модуля УЛ-Ц наложили жесткие требования к прочности, конфигурации, весовым характеристикам, устанавливаемым в него электрорадиоизделиям и комплектующим.

Конструкторско-технологический анализ элементной базы.

Целью анализа является установления соответствия между показателями элементной базы изделия и требованиями, предъявляемыми в ТЗ к изделию.

Задачами анализа является:

1) Выбор радиоэлементов;

2) Анализ работоспособности элементов в условиях применения изделия;

3) Расчет ожидаемых массогабаритных показателей изделия на выбранных элементах;

4) Анализ конструктивной и технологической совместимости;

Выбор радиоэлементов

В изделии модуль УЛ-Ц и его составных частях электрорадиоизделия иностранного производства применены для обеспечения тактико-технических требований и габаритно - массовых характеристик, заданных в техническом задании.

Для ускорения и упрощения монтажа предпочтительно было использовать РЭ поверхностного монтажа, что было по возможности сделано.

В изделии модуль УЛ-Ц применены следующие ЭРИ:

Результаты решения задачи 1) представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Эксплуатационные характеристики и типы монтажа РЭ

№	Тип РЭ	Типоразмер	Обозначение	Тип монтажа	Темп-й диап-н,0С
1	Конденсаторы керамические	0402	С	Поверхностный	-55 +125 0С
2		0603
3		0805
4	Фильтр	КРПГ	Z	Объёмный	-60…+155 0С
5	Конденсатор танталовый	case A	С	Поверхностный	-55 +85 0С
6	Микросхема	SOIC	DA, DD	Поверхностный	-55…+85 0С
7	Индуктивность	0603	L	Поверхностный	-55…+125 0С
8	Резисторы	0603	R	Поверхностный	-55…+155 0С
9		var-G
10	Соединитель		X	Объёмный	-60…+100 0С

В военной промышленности для аппаратуры СВЧ диапазона используется MIL Standart (военный стандарт), который налагает некоторые требования на используемые элементы. Так одно из требований - требование по диапазону температур: от - 55… + 80 °C. Исходя из данных таблицы, все элементы, входящие в состав устройства, удовлетворяют этому требованию.

Анализ работоспособности элементов в условиях применения изделия

Как видно из таблицы, диапазон рабочих температур модуля УЛ-Ц согласно ТЗ (-50 ⁰С… +70 ⁰С) лежит внутри температурного диапазона эксплуатации любого радиоэлемента. Следовательно, выбранные радиоэлементы работоспособны в условиях эксплуатации данного модуля .

Расчет ожидаемых массогабаритных показателей изделия на выбранных элементах

Для решения третьей задачи в таблице 5 приведены массогабаритные показатели изделия.

Таблица 5 - Массогабаритные параметры радиоэлементов

№	Тип РЭ	Наименование	Обозначение	Кол-во	m, гр (1го РЭ)	Sуст, мм2 (1го РЭ)	hуст, мм (1го РЭ)	Vуст, мм3 (1го РЭ)
1	Конденсаторы	GRM1555C1H101K	C	6	0,0008	0,5	0,3	0,15
2		GRM1555C1H561J		10	0,0008	0,5	0,3	0,15
3		GRM1885C2A102K		2	0,002	1,28	0,8	1,024
4		GRM188R71H104K		10	0,002	1,28	0,8	1,024
5		GRM2165C1H472K		1	0,004	2,5	0,85	2,125
6		Е1-100 КРПГ		3	1,7	12,56	13	163,28
7		B45016A1066M178		3	0,8	5,12	1,6	8,192
8	Микросхемы	AD8003ACPZ	DA	1	1,5	16	1	16
9		AD8318ACPZ		2	1,5	16	1	16
10		ADL5330ACPZ		1	1,5	16	1	16
11		ERA3SM		1	3	28,26	5	141,3
12		GP2S1+		2	0,2	9	0,9	8,1
13	Индуктивность	LQW18AN47NJ00D	L	1	0,002	1,28	0,8	1,024
14	Резисторы	CR0603-FW-27R0 E LF	R	2	0,002	1,28	0,8	1,024
15		CR0603-FW-33R0 E LF		1	0,002	1,28	0,8	1,024
16		CR0603-FW-43R0 E LF		1	0,002	1,28	0,8	1,024
17		CR0603-FX-49R9 E LF		2	0,002	1,28	0,8	1,024
18		CR0603-FX-4320 E LF		4	0,002	1,28	0,8	1,024
19		CR0603-FX-4302 E LF		1	0,002	1,28	0,8	1,024
20		CR0603-FW-4990 E LF		2	0,002	1,28	0,8	1,024
21		CR0603- JW-103 E LF		1	0,002	1,28	0,8	1,024
22		CR0603-JW-331 E LF		2	0,002	1,28	0,8	1,024
23		3314G-1-102E		1	2	20,25	2,55	51,637
24	Соединители	КС7Р ЭР5.282.633-01	X	1	1,5	10	15	150
25		Переход СРГ-50-751 ФВ		2	1,5	28,26	6	370,2

По результатам анализа данных таблицы 5 найдём:

1) Суммарную массу радиоэлементов, устанавливаемых на плате:

m_?ЭП = 18,97 г;

2) Суммарную установочную площадь радиоэлементов, устанавливаемых на плате:

S_?ЭП = 231,17 мм²;

3) Суммарный установочный объём радиоэлементов:

V_?ЭП =1712,17 мм³;

4) Суммарную массу радиоэлементов, устанавливаемых на корпусе:

m_?ЭК = 4,5 г;

5) Суммарную массу радиоэлементов, устанавливаемых в модуле УЛ-Ц

m_?УЛ-Ц 23,47 г;

Анализируя данные таблицы 5, можно обратить внимание, что из общего массогабаритного ряда выделяются только соединители: колодка КС7Р и СВЧ переход СРГ-50-751 ФВ массой, установочной площадью и объемом. Остальных радиоэлементов, выпадающих из массогабаритного ряда, не наблюдается, следовательно, радиоэлементы конструктивно совместимы. Также можно заметить, что применение отечественной элементной базы в ряде случаев не позволяет в полной мере по весу, габаритам, быстродействию, электрическим параметрам реализовать требования технического задания на разработку.



7.3 Разработка конструкции модуля УЛ-Ц

Выбор материала для изготовления печатной платы

Для организации внутренней структуры изделия должен быть выбран основной материал для изготовления печатной платы. При выборе материалов воспользуемся комплексной оценкой качества по группе параметров для сравниваемых материалов [1],[2]. Комплексная оценка производится по формуле

где n - число параметров, по которым производится сравнение, ц_i - весовой коэффициент, б_i^* - нормированный дифференциальный показатель.

В качестве материала для изготовления коммутационного основания можно взять СВЧ ламинат Rogers 4350B, стеклотекстолит FR-4 и Поликор ВК-96. Сравнение этих материалов проведем по четырем показателям (диэлектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь, плотность и удельное объемное электрическое сопротивление), которые приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Параметры материалов для изготовления ПП

Материал	е	tgд	0, г/см3	Rv, МОмсм
Поликор ВК-96	9,6	0,004	3,96	107
Стеклотекстолит FR-4	4,8	0,018	2,47	59
Ламинат Rogers 4350B	3,48	0,0027	2,1	1,210

На основании метода экспертных оценок проведем выравнивание дифференциальных параметров к тенденции повышения качества. Для повышения качества ПП, необходимо обеспечить как можно меньшую величину указанных параметров: диэлектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь и плотность, т. к. с ростом данных параметров увеличиваются паразитные связи между проводниками на ПП, потери в диэлектрике и масса изделия. Заменим эти параметры обратной величиной. Удельное объемное электрическое сопротивление заменять не нужно, т.к. при его увеличении повышается электрическая прочность ПП. Полученные показатели приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Параметры материалов с тенденцией на повышение качества

Материал	е	tgд	0, г/см3	Rv, МОмсм
Поликор ВК-96	0,1	250	0,25	107
Стеклотекстолит FR-4	0,2	55	0,4	59
Ламинат Rogers 4350B	0,28	370	0,47	1,210

Введем безразмерные весовые коэффициенты исходя из условия: У цi=1. Выбор произведем, основываясь на данных условий эксплуатации в ТЗ. Первостепенное значение будут иметь массогабаритные и прочностные характеристики. Исходя из этого, выберем коэффициенты: е - 0,35, tgд - 0,15, ₀ - 0,35, R_v - 0,15.

Проведем нормирование по формуле

б_i*= б_i/ б_{i max}

Полученные данные занесем в таблицу 8.

Таблица 8 - Нормированные параметры материалов для изготовления ПП

Материал	е	tgд	0, г/см3	Rv, МОмсм
Поликор ВК-96	0,35	0,67	0,53	0,0008
Стеклотекстолит FR-4	0,71	0,14	0,85	0,4
Ламинат Rogers 4350B	1	1	1	1
ц	0,35	0,15	0,35	0,15

Рассчитаем значения комплексных показателей по формуле

Q= У цi · б_i*

Q₁ = 0,35 • 0,35 + 0,67 • 0,15 + 0,53 • 0,35 + 0,0008 • 0,15 = 0,4

Q₂ = 0,71 • 0,35 + 0,14 • 0,15 + 0,85 • 0,35 + 0,4 • 0,15 = 0,6

Q₃ = 1 • 0,35 + 1 • 0,15 + 1 • 0,35 + 1 • 0,15 = 1

Т.к. Q₃ > Q₂ > Q₁, поэтому предпочтение в выборе материала для печатной платы целесообразно отдавать ламинату Rogers 4350B.

Определение размеров печатной платы модуля УЛ-Ц

В состав модуля входят одна функциональная ячейка (ФЯ), на которой размещены все ЭРЭ. Площадь печатной платы, необходимую для одностороннего размещения радиоэлементов находят по формуле

где q_s = 2,5 - коэффициент дезинтеграции по площади, S_?ЭП = 2,97 см² - суммарная установочная площадь элементов, размещаемых на плате модуля УЛ-Ц. Отсюда получаем

S_ПП = = 2,5 • 2,31 = 5,7 см²

Выбор типоразмера платы определяется условием

где L_x, L_y - линейные размеры платы.

Исходя из значения S_ПП, выберем примерные значения размеров сторон печатной платы L_x = 47 мм, L_y = 23 мм.

Проверим выполнение условия

Условие выполняется, значит, выбранные значения сторон печатной платы подходят для нашего изделии.

Выбор материала для изготовления корпуса

В качестве материала для изготовления корпуса можно выбрать алюминий или сталь. Сравнение этих материалов проведем по трем показателям, которые приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Параметры материалов для изготовления корпуса

Материал		0, г/см3	Прочность, МПа
Алюминиевый сплав Д16А ГОСТ 4784-97	180	2,76	480
Сталь 20 ГОСТ 1050-88	45	7,82	560
Алюминиевый сплав Д1 ГОСТ 4784-97	162	2,8	410
Алюминиевый сплав В95 ГОСТ 4784-97	173	2,85	450

На основании метода экспертных оценок проведем выравнивание дифференциальных параметров к тенденции повышения качества.

Для повышения качества корпуса, необходимо обеспечить как можно меньшую величину плотности, т. к. с ростом данного параметра увеличивается масса корпуса.

Заменим этот параметр обратной величиной.

Теплопроводность и прочность заменять не надо, т.к. при их увеличении улучшается отвод тепла и повышается механическая прочность корпуса. Полученные показатели приведены в таблице 10.



Таблица 10 Параметры материалов для корпуса с тенденцией на повышение качества:

Материал		0, г/см3	Прочность, МПа
Алюминиевый сплав Д16А ГОСТ 4784-97	180	0,362	480
Сталь 20 ГОСТ 1050-88	45	0,12	560
Алюминиевый сплав Д1 ГОСТ 4784-97	162	0,357	410
Алюминиевый сплав В95 ГОСТ 4784-97	173	0,35	450

Введем безразмерные весовые коэффициенты исходя из условия: У цi=1. Выбор произведем, основываясь на данных условий эксплуатации в ТЗ. Первостепенное значение будут иметь массогабаритные и тепловые характеристики. Исходя из этого, выберем коэффициенты: - 0,6; m₀ - 0,3; прочность - 0,10.

Проведем нормирование по формуле: б_i*= (б_{i max} -б_i)/ б_{i max}. Полученные данные занесем в таблицу 11.

Таблица 11 Нормированные параметры материалов для изготовления корпуса

Материал		0, г/см3	Прочность, МПа
Алюминиевый сплав Д16А ГОСТ 4784-97	1	1	0,85
Сталь 20 ГОСТ 1050-88	0,25	0,33	1
Алюминиевый сплав Д1 ГОСТ 4784-97	0,9	0,98	0,73
Алюминиевый сплав В95 ГОСТ 4784-97	0,96	0,96	0,8
ц	0,6	0,3	0,1

Рассчитаем значения комплексных показателей по формуле

Q= У цi · б_i*

Q₁ = 1 • 0,6 + 1 • 0,3 + 0,85 • 0,1 = 0,985

Q₂ = 0,25 • 0,6 + 0,33 • 0,3 + 1 • 0,1 = 0,349

Q₃ = 0,9 • 0,6 + 0,98 • 0,3 + 0,73 • 0,1 = 0,907

Q₄ = 0,96 • 0,6 + 0,96 • 0,3 + 0,8 • 0,1 = 0,944

Т.к. Q₁ > Q₄> Q₃> Q₂ , поэтому предпочтение в выборе материала для корпуса отдаём алюминиевому сплаву Д16А ГОСТ 4784-97.

Расчет габаритных размеров модуля УЛ-Ц

На основании размещается печатная плата размером 47х23 мм. Возьмём расстояние от печатной платы до стенок корпуса 1,5 мм вдоль оси Х и 1 мм вдоль оси Y, толщина корпуса 4 мм. Учтем, что переход СРГ-50-751 ФВ впаивается в корпус и выступает на 7,59 мм за его пределы с обеих сторон. С учётом этих параметров найдём длину корпуса:

А габаритный размер по длине всего модуля УЛ-Ц будет равен

Рассчитаем ширину корпуса

Для расчета габаритного размера по ширине необходимо учесть Вводы ТС3.575.337 и Лепесток 2-0,8-2,5-7-Л63-07, выступающие на 4,5 мм за корпус, тогда получаем

Высоту корпуса возьмём такой, чтобы в корпус вмещалась печатная плата и СВЧ разъемы СРГ-50-751 ФВ на противоположных стенках. Поскольку толщина ПП составляет 1, а высота самым высокого элемента на плате также равна 1 мм, то целесообразней рассчитывать высоту корпуса исходя из размера СВЧ разъема. Диаметр СРГ-50-751 равен 6 мм, следовательно, оставим запас по 3 мм над и под СВЧ разъемом. Толщина крышки равна 1,5 мм, но при этом необходимо учесть что в модуле УЛ-Ц предусмотрен двусторонний доступ к плате, следовательно крышки в модуле две. Отсюда найдём высоту корпуса

Соответственно габаритный размер по высоте всего модуля УЛ-Ц будет равен

В итоге получаем размер корпуса 58х32х12 мм, а габаритный размер модуля 73,18х36,5х15. Доделаем исходный корпус для конкретного устройства. Сделаем отверстия в корпусе для разъемов. Чертежи корпуса и крышки прилагаются.

Описание конструкции модуля Ц301, модуля УЛ-Ц и блока формирователя

Модуль Ц301 представляет собой функционально законченную сборочную единицу, состоящую из входящих в модуль узлов. Конструкция модуля состоит из двух пластин (оснований), закрепленных на некотором расстоянии между собой опорными стойками. На этих пластинах закрепляются узлы, входящие в данный модуль в частности разрабатываемый модуль УЛ-Ц.

Конструкция модуля УЛ-Ц представляет собой корпус из алюминиевого сплава Д16, в котором жестко закреплена функциональная единица. Функциональная единица представляет собой печатную плату (ламинат Rogers 4350B) с расположенными на ней СВЧ элементами. Передача электромагнитной энергии между элементами происходит за счет микрополосковых линий (МПЛ) нагруженных на волновое сопротивление Плата будет устанавливаться в рамку и пропаиваться по земляной пластине подложки. В качестве материала, выбранного для изготовления рамки под плату выбран титан, так как коэффициент теплового расширения этого металла совпадает с материалом, из которого сделана плата - ламинат Rogers 4350B, что позволяет в одинаковой степени как плате, так и рамке расширяться или сжиматься при смене температурного диапазона. Крепеж к корпусу осуществляется с помощью винтов М2-6x4.32.ЛС59-1.133 ГОСТ 1491-80 и шайб А2.32.ЛС59-1.136 ГОСТ 10450-78 на специальные ушки внутри корпуса. Соединение модуля УЛ-Ц с другими устройствами будет осуществляться через герметичные СВЧ и НЧ соединители. В качестве СВЧ соединителя выбран соединитель радиочастотный герметичный (розетка) СРГ-50-71-751ФВ ВРО.364.049ТУ. Волновое сопротивление соединителя 50 Ом, вид изоляции фторопласт, исполнение всеклиматическое, соединение резьбовое. С одной стороны ввод соединяют с МПЛ при помощи золотой перемычки с компенсационной петлёй для предотвращения трещин и разрывов. С другой стороны к соединителю прикручивают кабель (вилка) ЭР3.640.332-01.

Высота функциональной ячейки обусловлена самым высоким элементом - микросхема AD8318 и составляет 1 мм. Изготавливается комбинированный методом по первому классу точности, ширина краевых полей 5 мм. Радиоэлементы на печатной плате размещаются с одной стороны поверхностным монтажом. Элементы с объёмным монтажом устанавливаются на корпусе и соединяются с печатной платой посредством проволочной перемычки ММ-0,3 0,07 мм², для чего предусмотрены металлизированные отверстия диаметром 6 мм.

Остальные модуль, входящие в состав модуля Ц301, а именно модули УА, К3Ф3, КУМ2Ф-1, К1Ц, К2Ц, ГЧ1, ГЧ2 конструктивно выполнены по аналогии модулю УЛ-Ц описанному выше. Конструкция модуля Ц301 накладывает жесткие требования на конструкцию всего блока формирователя помех.

Выбор типа конструкции и компоновочного решения блока обуславливается объектом установки РЭС, видом и интенсивностью воздействия внешних дестабилизирующих факторов. В свою очередь тип конструкции в значительной степени определяет свойства внутренней структуры блока.

Существуют три основных метода конструирования: топологический, метод проектирования моноконструкций и базовый метод конструирования.

Анализ методов конструирования показал, что наилучшие показатели дает базовый метод конструирования. Этот метод конструирования и его разновидности (функционально-модульный, функционально-узловой, функционально-блочный) основан на принципе агрегатирования, функциональной и размерной взаимозаменяемости, схемной и конструкторской унификации. Базовый метод является основным при конструировании современной аппаратуры, он имеет много преимуществ по сравнению с другими методами, и в частности с методом моноконструкций.

Перечислим некоторые из этих преимуществ. На этапе разработки позволяет вести работу над многими узлами и блоками одновременно, что сокращает сроки проведения разработок. На этапе производства: это упрощение монтажа, сборки, снижение требований к квалификации рабочих, снижает стоимость аппаратуры и т.д. Поэтому этот метод будет использоваться в качестве основного метода при разработке блока формирователя.

Для выбора типа конструкции рассмотрим основные типы применяемых типов конструкций блоков: разъемная, кассетная (веерная) и книжная.

Особенностью разъемных конструкций блоков является использование для организации внутриблочных электрических соединений, на которых размещаются розетки соединителей. Разъёмная конструкция имеет малую плотность упаковки узлов, что снижает надежность и ухудшает массогабаритные показатели блока, но при этом данная конструкция обладает следующими достоинствами:

- данная конструкция обеспечивает высокую ремонтопригодность, т.к. позволяет быстро менять вышедшую из строя функциональную ячейку

- позволяет применять объединительную плату, что сокращает объёмный монтаж

- позволяет производить наладку и настройку всех функциональных узлов параллельно, что значительно сокращает затраты времени на эти операции.

В кассетной конструкции две функциональных ячейки объединяются в кассету. При выполнении ремонтных и профилактических работ кассеты, вращаясь вокруг оси, проходящей через один из узлов, раскрываются и допускают проверку во включенном состоянии. Внутриблочные электрические соединения организуются с помощью проволочных жгутов, трудоемкость изготовления которых и определяет основной недостаток данного вида конструкции.

В книжной конструкции блоков функциональные ячейки с помощью шарнирных соединений объединяются в пакет, раскрывающийся в виде книги. Различают конструкции блоков с вертикальной и горизонтальной осями раскрытия. В блоках, выполненных на корпусных интегральных микросхемах, несущим элементом конструкции служит каркас, на продольных осях которого закрепляется кросс-плата. Конструкции книжного типа находят применение в аппаратуре, размещаемой на ракетах, космических объектах и в изделиях, требующих предельной минимизации массогабаритных характеристик изделия.

На разрабатываемом нами изделии применен новый современный метод конструктива - «Евромеханика». Этот метод представляет собой модульный конструктив, предназначенный для размещения стандартных плат, кассет и конструкций, унифицированных по высоте, ширине и глубине. Для удобства пользования в стандарте «Евромеханика» приняты несколько опорных и рекомендуемых для повторения величин высоты, ширины и глубины. Конструктив является международным стандартом, учитывающим тот факт, что в раму «Евромеханика» могут встраиваться изделия различных производителей. Для обеспечения совместимости все габариты несущих конструкций имеют необходимые допуски, позволяющие учитывать отклонения размеров при производстве и сборке конструктивов «Евромеханика» и печатных плат для них.

Конструктив -- совокупность отдельных элементов системы, составляющих вместе единую целостную механическую конструкцию, которая может подвергаться изменениям и дополнениям без механической обработки отдельных конструктивных элементов.

Определяющими параметрами при выборе конструкции устройства являются:

габаритные размеры преобразователя частоты (модуль Ц301), в который устанавливается данное устройство;

характер и конструкция элементов электрической схемы, составляющих устройство;

обеспечение требуемых электрических характеристик;

условия эксплуатации;

Конструктивно рассматриваемый блок представляет собой прибор, устанавливаемый в систему несущих конструкций, для работы совместно с другими блоками.

Для разъёмной компоновки блока характерно объединение функциональных узлов, выполненных на печатных платах со стандартными разъёмами. В этом случае в блоке каркасного типа имеется общая трассировка через объединительную плату с ответными частями соединителей, в которые вставлены узлы. Эти узлы крепятся за счет винтов на клиновых замках (рис.31).



Рис.31 Клиновой замок

После установки управляющей платы, выполненной из стеклотекстолита, полость на дне корпуса заполняется до уровня поверхности клеем - герметиком «Эластосил 137-180 марки Б» ТУ 6-02-1214-81. После отверждения должно быть контурное сплошное обволакивание деталей клеем - герметиком, который можно удалить в случае ремонта или замены платы.

Компоновка блока показана на рис.32, для которого объемы и будут определяться по формулам:

В блоках РЭА, как правило, выполняются следующие условия:

L > H; L > B; H ? B

L,B,H - длина, ширина и высота блока; - часть блока, занимаемая элементами внутриблочного соединителя (коммутации); - объем занимаемый одной ФЯ (модуль Ц301); - объем занимаемый коммутационными элементами.



Рис. 32 Компоновочная схема блока

Расчет массы модуля УЛ-Ц

Рассчитаем суммарный объем стенок корпуса модуля УЛ-Ц

мм³

Для расчета массы корпуса необходимо знать плотность алюминиевого сплава г/см³, следовательно массу самого корпуса мы найдем по нижеприведенной формуле

Также необходимо найти массу печатной платы, но для этого необходимо знать её объем

см³

Поскольку материал пластины, т.е. печатной платы является Rogers 4350B, то плотность с = 2,2 г/см³. Отсюда получаем:

Масса печатной платы равна

г

Учтем также массу винтов, шайб, массу пайки, массу лака и массу эмали: масса винта , а масса шайбы , ,

В итоге получаем суммарную массу модуля УЛ-Ц

Рис. 35 Модуль преобразователя частоты (модуль Ц301)

7.4 Выводы по конструкторско - технологической части

Была проведена разработка технического задания. В результате были определены технические характеристики будущего модуля УЛ-Ц.

Произведена схемотехническая отработка конструкции. Конструкторско-технологический анализ элементной базы показал, что температурный диапазон эксплуатации модуля УЛ-Ц -55 …+70 °C лежит внутри температурного диапазона эксплуатации всех радиоэлементов. Все элементы конструктивно и технологически совместимы.

Были рассчитаны массогабаритные характеристики модуля УЛ-Ц. Площадь коммутационного основания составляет S_К = 18,56 см ², объём конструкции равен V_К = 40,06 см ³, масса конструкции равна m_К =113 г.

Также была произведена разработка конструкции: выбор материалов был произведён по комплексному показателю качества. В качестве материала для коммутационного основания был взят Rogers 4350B, а для изготовления корпуса была взят алюминиевый сплав Д16А ГОСТ 4784-97. Габаритные размеры ПП при этом составили 47х23х1 мм, а габаритный размер всего модуля 73,18х36,5х15 мм.



8. Экономический раздел дипломного проекта

Введение

Разработка инновационных технологий конструирования радиоэлектронных средств (РЭС), а также способов обеспечения надежности и ремонтопригодности являются важнейшими задачами, позволяющими создавать конкурентоспособные изделия, обеспечивающие должный уровень обороноспособности страны и народного хозяйства.

Особое место среди задач конструирования и обеспечения надежности РЭС занимают задачи выбора оптимальных элементов и компонентов конструкций по совокупности показателей качества (ПК). Сегодня разработчикам доступны тысячи однотипных изделий одного функционального назначения и, несмотря на введение ограничительных нормалей, выбор оптимальных компонентов часто приходится осуществлять по десяткам характеристик, что делает проблему трудно разрешимой без привлечения средств и методов САПР. Таким образом, задачи выбора при конструировании РЭС особенно актуализируются. Важными являются также проблемы обеспечения оптимальных замен при ремонтах радиоаппаратуры (выбор аналога по прототипу) и назначения оптимальной очередности ремонтов РЭС. Их решение требует создания теоретических основ, методов и инструментальных средств, способных обеспечить максимальную надежность и эффективность процесса разработки РЭС.

В дипломном проекте разработано устройство преобразования частоты, блока цифровой обработки сигнала в составе станции активных помех. Чтобы выполнялась избирательность по зеркальному каналу, устройство построено по схеме супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты.



1. Бизнес-план

Бизнес-план - документ, содержащий обоснование действий, которые необходимо осуществить для реализации какого-либо коммерческого проекта или создания нового предприятия. В данной работе используется следующая структура бизнес-плана:

1. Описание продукции;

2. Анализ рынка сбыта;

3. Конкуренция

4. Маркетинг

1.1 Описание продукта

В дипломном проекте разработано устройство преобразования частоты блока цифровой обработки сигнала в составе станции активных помех. Основным назначение устройства является функция преобразования полосы частот (??=500 МГц) условного канала из диапазона частот входного СВЧ сигнала 2-18 ГГц в полосу рабочих частот ЦРЧП (1ГГц±250МГц). Модуль состоит из входного и выходного конвертеров. Чтобы обеспечить избирательность по зеркальному каналу была выбрана схема супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты с возможностью перестройки частоты первого гетеродина. В качестве первого гетеродина выступает устройства синтеза сетки частот (модуль Ц303) в диапазоне 8,25-12 ГГц. Перенос на вторую промежуточную частоту (ПЧ2) осуществляется за счет двух опорных гетеродинов с фиксированными частотами: ГЧ1 - 7,25 ГГц и ГЧ2 - 15,25 ГГц. Двойное преобразование частоты было выбрано исходя из соображений быстродействия для самолетной САП.

В противном случае если сделать перестраиваемый гетеродин во всем диапазоне частот 2-18 ГГЦ, то требуется больше времени на поиск и формирование нужной частоты и ухудшается избирательность приемника.

1.2 Анализ рынка сбыта.

Рынок подобного оборудования в России при этом, в основном, является закрытой, секретной, оборонной областью и финансируется целиком Государственным бюджетом. Вся продукция также реализовывается только на нужды Государства.

Потребность отрасли в проектируемом модуле Ц301 определяется ориентировочно в зависимости от того, в какой сфере (производственной, непроизводственной), на каких объектах (наземных, ЛА) будет применяться проектируемое РЭС, а также от численности заменяемого парка устройств, перспектив развития потребности в новых модулях, с учетом ее производительности, долговечности, надежности, ремонтопригодности и т.д.

1.3 Анализ конкурентоспособности продукта

Устройство является частью системы, разрабатываемой по заказу государственного заказчика, представляющим интересы военного ведомства. В связи с этим, конкуренция отсутствует.

Создание конкурентоспособных РЭС является сложным и многогранным процессом, требующим выполнения множества важных условий. Для достижения успеха на рынке исключительно большое значение имеют следующие условия:

1. Эффективная реализация процесса: маркетинговые исследования, проектирование, производство и сбыт изделий.

2. Использование такой организации проведения проектных процедур, при которой основополагающие технические и экономические решения могут быть приняты на начальных этапах проектирования во избежание серьезных ошибок стратегического характера, трудно исправляемых или неисправляемых на последующих этапах проектирования, связанных с большими финансовыми и временными затратами.

1.4 Маркетинг

Маркетинг представляет собой специфическую деятельность в сфере рынка, направленную на продвижение товаров и услуг от производителя к потребителю, систему организации деятельности предприятия, основанную на всестороннем изучении рынка с целью удовлетворения конкретных потребителей и, таким образом, максимизацию прибыли.