Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Приборы и методы контроля и определения состава веществ

Диссертационная работа:

Баринов Михаил Анатольевич. Приборы и методы эксплуатационного контроля параметров радиопрозрачных укрытий антенн СВЧ систем связи : Дис. ... канд. техн. наук : 05.11.13 : Ульяновск, 2004 136 c. РГБ ОД, 61:05-5/121

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Список основных сокращений 4

ВВЕДЕНИЕ 5

Раздел 1. АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ СРЕДСТВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДИЭЛЕКТРИКОВ. 11

1.1. Постановка задачи 11

1.2. Влияние климатических и эксплуатационных факторов на формирование радиотехнических характеристик стеклопластиковых радиопрозрачных укрытий 14

1.3. Возможности средств эксплуатационного и производственного контроля изделий из стеклопластиков. 19

1.4. Радиоволновые методы измерений параметров диэлектрических материалов. 22

1.5. Выводы и постановка задач исследований 27

Раздел 2. АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОЛЕЙ АНТЕНН-ДАТЧИКОВ СИССЛЕДУЕМЫМИ МАТЕРИАЛАМИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ПАРАМЕТРОВ РПУ МЕТОДОМ РАДИОВОЛНОВОГО КОНТРОЛЯ. 30

2.1. Постановка задачи 30

2.2. Анализ полей зондирующих электромагнитных волн в зоне взаимодействия с ОК при оперативном методе контроля 31

2.3. Влияние неоднородности композиционного материала панелей и элементов конструкции РПУ на результаты радиоволнового контроля. 57

2.4. Основные результаты и выводы 63

Раздел 3. МЕТОДИКА КОНТРОЛЯ ЗАТУХАНИЯ РАДИОВОЛН И УГЛОВОЙ ОШИБКИ, ВНОСИМЫХ РПУ 64

3.1. Радиоволновый контроль крупногабаритных радиопрозрачных панелей 64

3.2 Методика измерений РТХ РПУ в условиях эксплуатации по данным локального контроля 70

3.3. Методика эксплуатационного контроля для произвольных углов облучения РПУ. 76

3.4. Организация мероприятий эксплуатационного радиоволнового контроля 83

3.5. Основные результаты и выводы 87

Раздел 4. АППАРАТУРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНРІЧЕСКИХ СРЕДСТВ РАДИОВОЛНОВОГО ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ 88

4.1. Антенные системы для средств радиоволнового контроля. 88

4.2. Выбор схемы СВЧ генератора при аппаратурной реализации эксплуатационного радиоволнового контроля РПУ. 94

4.3. Прибор для оперативного контроля затухания в панелях крупногабаритных радиопрозрачных укрытий. 104

4.4. Методика использования прибора 111

4.5. Погрешности измерений, возникающие при применении технических средств радиоволнового контроля. 115

4.6. Основные результаты и выводы 120

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 121

ЛИТЕРАТУРА 123

ПРИЛОЖЕНИЕ

Акты внедрения методики измерений радиотехнических измерений характеристик диэлектрических панелей по данным локального контроля в учебный процесс и производство 135 

Введение к работе:

В настоящее время в войсках активно применяются РПУ антенн СВЧ во многих частях специального назначения (ПВО, космической связи, на аэродромах). Назначение РПУ — защита антенных устройств систем связи диапазона СВЧ и радиолокационных станций от воздействия внешней среды. Из известных радиосистем, работающих с РПУ можно отметить следующие: «Кристалл», «Подснежник», «Куб — Контур», «Тамань - МС».

Параметры диэлектрических материалов, из которых изготавливаются радиопрозрачные укрытия антенн СВЧ, в значительной мере определяют функциональные возможности укрываемых ими антенных систем. Исследование и контроль данных параметров в процессе эксплуатации системы «антенна - РПУ» являются важными задачами, решение которых позволит отслеживать изначально заданные свойства всего объекта. Особое внимание следует уделять исследованию поведения диэлектриков при внешних воздействиях. Агрессивное внешнее воздействие на диэлектрические материалы может существенно изменить важнейшие характеристики системы «антенна-РПУ», вплоть до вывода её из строя.

В мирное время основными внешними факторами, влияющими на целостность и заданную диэлектрическую проницаемость стеклопластиковых панелей РПУ, являются факторы климатические, в военное добавляются поражающие факторы ядерного взрыва. Воздействуя на поверхность РПУ, они постепенно, частично или полностью (в зависимости от интенсивности влияния) разрушают ее, способствуют расслоению стеклопластика, ухудшению механической прочности, затеканию воды и изменяют диэлектрические свойства панелей. Если, к тому же, данное РПУ имело заводской брак, например, «непроклей», то неблагоприятные для радиопрозрачного укрытия воздействия внешних факторов усиливаются.

Существующие методы эксплуатационного контроля и обслуживания крупногабаритных РПУ часто сводятся лишь к внешнему осмотру объекта. Произвести полную оценку состояния РПУ, сделать вывод о возможности его дальнейшей эксплуатации, можно лишь переместив РПУ в условия измерительного полигона, что затруднительно исходя из экономических и временных соображений, т.к. это требует демонтажа всего изделия и транспортировки его к месту измерений.

Методы контроля и принципы построения контрольно-измерительной аппаратуры, существующие в настоящее время, не удовлетворяют необходимым требованиям и обычно ориентированы на лабораторные условия. Поэтому разработка методик контроля, принципов построения контрольно-измерительной аппаратуры, применительно к организации оперативного эксплуатационного контроля радиопрозрачных укрытий антенн СВЧ является актуальной.

В настоящей работе рассматривается решение задачи построения оперативного метода контроля РТХ РПУ применительно к условиям эксплуатации крупногабаритных РПУ, изготавливаемых из композиционных материалов.

Целью работы является повышение надежности функционирования систем СВЧ связи, антенны которых работают под радиопрозрачными укрытиями, за счет организации оперативного периодического контроля технического состояния радиопрозрачных укрытий в процессе эксплуатации объекта связи.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие основные проблемные задачи:

• Анализ электродинамических процессов взаимодействия между антенной-датчиком и укрытием, расположенным в ближней зоне излучения.

• Анализ возможных путей измерения параметров радиопрозрачных укрытий в условиях эксплуатации антенных систем СВЧ связи.

• Разработка метода оперативного контроля качества радиопрозрачных укрытий путем интегрированной оценки данных локального контроля.

• Анализ погрешностей измерения параметров радиопрозрачных укрытий антенн СВЧ связи, возникающих за счет переотражений между антенной-датчиком и укрытием.

• Разработка рекомендаций по построению технических средств оперативного контроля качества РПУ антенн систем связи с учетом эксплуатационных факторов.

Для достижения цели исследований применялись следующие методы исследований: методы теории измерений, численные методы, теория антенн, методы электродинамики СВЧ, теория графов, классические разделы математического анализа.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

• Предложена новая физическая модель процесса контроля технического состояния радиопрозрачных укрытий антенн СВЧ, отличающаяся тем, что параметры РПУ для дальней зоны излучения определяются по результатам их измерения в локальных областях ближней зоны.

• Разработан новый метод оперативного контроля радиотехнических характеристик РПУ на основе применения радиоволновых методов измерения, позволяющий выполнять все виды периодического технического контроля РПУ во всей полосе частот группового тракта системы связи, что повышает надежность ее функционирования.

• Выполнен анализ погрешностей измерений параметров РПУ в ближней зоне при локальном контроле, на основе чего разработаны рекомендации по уменьшению случайных и методических погрешностей измерений.

• Разработана измерительная аппаратура для выборочного контроля затухания электромагнитных волн в стенке радиопрозрачного укрытия, позволяющая организовать периодический эксплуатационный контроль.

Практическая значимость.

На основании полученной методики и расчётных формул разработана реализующая их структурная схема установки радиоволнового метода с достаточной точностью измерения диэлектрической проницаемости. Разработаны рекомендации по построению технических средств оперативного контроля параметров РПУ и прибор для измерения радиотехнических характеристик РПУ в процессе его эксплуатации.

Результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, используются на производстве в ОАО «Механический завод» и в учебном процессе и научных исследованиях на кафедре «Техническое обеспечение связи и АСУ» Военного университета связи (филиал г. Ульяновск).

Положения, выносимые на защиту:

• Результаты анализа электродинамических процессов взаимодействия между антенной-датчиком и укрытием, расположенным в ближней зоне излучения.

• Результаты анализа возможных путей измерения параметров радиопрозрачных укрытий в условиях эксплуатации антенных систем СВЧ связи.

• Метод оперативного контроля качества радиопрозрачных укрытий путем интегрированной оценки данных локального контроля.

• Результаты анализа погрешностей измерения параметров радиопрозрачных укрытий антенн СВЧ связи, возникающих за счет переотражений между антенной-датчиком и укрытием.

• Рекомендации по построению технических средств оперативного контроля качества РПУ антенн систем связи с учетом эксплуатационных факторов

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на следующих конференциях: всероссийская конференция «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических сиетем» (г. Ульяновск, 2001г.), IX Международной НТК «Оптические, радиоволновые и тепловые методы контроля качества материалов, промышленных изделий и окружающей среды» (Ульяновск, 2004), школа-семинар УлГТУ и ИРЭ РАН «Актуальные проблемы физической и функциональной электроники» (г. Ульяновск, 2002 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, из них 5 статей и тезисы 7 докладов.

Объём диссертации и её структура. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх разделов, заключения, списка литературы из 103 наименований и 2-х приложений. Общий объём работы - 134 страницы, 34 рисунка и 1 таблица.

В первом разделе диссертации выполнен обзор общих характеристик диэлектриков, подробно рассмотрено влияние внешних факторов на техническое состояние стеклопластиковых радиопрозрачных укрытий (РПУ). Представлены возможности средств эксплуатационного и производственного контроля изделий из стеклопластиков. Для реализации измерений параметров РПУ в процессе его эксплуатации наиболее приемлемыми по простоте осуществления и информативности из всех, описанных в литературе радиоволновых методов, выбраны методы измерений параметров диэлектриков по коэффициенту отражения ("измерение на отражение") и методы измерений диэлектриков по коэффициенту прохождения ("измерение на просвет").

Во втором разделе проанализированы поля зондирующих электромагнитных волн радиоволновых антенн - датчиков, что дало возможность определить области их применения, определить теоретически величины методических погрешностей, возникающих при выполнении контроля в зоне Френеля и предложить конструкции с уменьшенными методическими погрешностями измерений. Выполнена качественная оценка влияния неоднородности композиционного материала панели РПУ на величину погрешности радиоволнового контроля, что дало возможность выявить и учесть систематическую ошибку, зависящую от расстояния между диэлектрической панелью и антенной-датчиком. Выработаны рекомендации по проектированию антенн-датчиков, используемых при радиоволновом контроле в режимах «на просвет» и на «отражение».

В третьем разделе предложена и проанализирована измерительная радиоволновая система для локального контроля затухания электромагнитных волн в стенке панелей РПУ, позволяющая организовать оперативный контроль радиорозрачных укрытий антенн СВЧ. Разработана методика выборочного эксплуатационного радиоволнового контроля затухания, вносимого панелью РПУ, приспособленная к реальным условиям эксплуатации системы «антенна — РПУ» и привязанная к реальным углам падения электромагнитной волны на РПУ. Сделан вывод о том, что данная методика может являться базой для построения аппаратуры объективного эксплуатационного контроля затухания электромагнитной волны в панелях РПУ. Даны конкретные рекомендации по организации процедур оперативного контроля в условиях эксплуатации РПУ.

В четвертом разделе рассмотрены возможности и предложены конструкции конкретных антенных систем для аппаратурной реализации радиоволнового контроля крупногабаритных радиопрозрачных укрытий в процессе их эксплуатации. Проанализированы известные схемы СВЧ генераторов с позиции наименьших фазовых искажений. Для аппаратурной реализации эксплуатационного радиоволнового контроля РПУ предложено использовать схему генератора на диоде Ганна. Дано описание функциональной и принципиальной схемы прибора для оперативного контроля затухания в панелях крупногабаритных радиопрозрачных укрытий. Подробно описана методика использования данного прибора. Произведен анализ погрешностей измерений, возникающих при применении технических средств радиоволнового контроля.

Подобные работы
Седалищев Виктор Николаевич
Высокочувствительные приборы и методы контроля параметров технологических процессов с использованием связанных колебаний в пьезорезонансных структурах
Еськов Александр Васильевич
Приборы и методы оптического контроля параметров импульсных дисперсных потоков
Ворончихин Владимир Ярополкович
Методы и приборы генерации электростимулирующих сигналов с биологической обратной связью
Шалагин Борис Михайлович
Совершенствование приборов и методов контроля технологических процессов в шинном производстве для повышения качества продукции
Гиззатуллин Анас Рифкатович
Совершенствование методов и приборов контроля природной среды в зоне влияния предприятий строительной индустрии
Макшаков Станислав Борисович
Методы и приборы контроля и управления полупроводниковыми излучателями, оптимизирующие лучевую нагрузку на биологические объекты
Заикин Сергей Михайлович
Разработка метода и прибора контроля высокоэнергетических изделий при динамических испытаниях
Кармадонов Алексей Николаевич
Приборы и методы неразрушающего контроля качества лесоматериалов
Крук Дмитрий Евгеньевич
Оптоэлектронный метод и прибор для контроля плановых смещений гидротехнических сооружений
Бассам Тауфик Мохаммед Махмуд Двикат
Интегральный метод измерения теплопроводности и прибор контроля качества изделий сложной формы

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net