авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Разработка методик проектирования и технологий настройки и эксплуатации антенн диапазонов вч – увч, размещаемых в укрытиях

На правах рукописи

Колояров Игорь Анатольевич РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЙ НАСТРОЙКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ АНТЕНН ДИАПАЗОНОВ ВЧ – УВЧ, РАЗМЕЩАЕМЫХ В УКРЫТИЯХ Специальность 05.12.07 Антенны, СВЧ-устройства и их технологии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара – 2011

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном бюджетном учреждении высшего профессионального образования «По волжский государственный университет телекоммуникаций и информати ки» (ФГОБУ ВПО ПГУТИ).

Научный консультант:

Бузов А.Л.

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, Глущенко А.Г., профессор г. Самара.

Мущенко В.И., - кандидат технических наук г. Москва.

Ведущая организация – Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-исследовательский институт автоматики» (ФГУП НИИА), г. Москва.

Защита диссертации состоится 18 ноября 2011 г. в 14:00 на заседании диссертационного совета Д 219.003.02 при Поволжском государственном университете телекоммуникаций и информатики по адресу: 443010, г. Самара, ул. Льва Толстого, 23.

С диссертацией соискателя можно ознакомиться в научно технической библиотеке ФГОБУ ВПО ПГУТИ.

Автореферат разослан "17" октября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 219.003.02, доктор технических наук, профессор Мишин Д.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы и состояние вопроса Современный этап развития в области техники и технологий антенн и антенно-фидерных устройств радиосвязи, радиовещания и телевидения, как, впрочем, и для большинства областей техники телекоммуникаций, характе ризуется тенденцией к снижению роли экстенсивных факторов развития и удовлетворению возрастающих требований к техническим и технико экономическим характеристикам изделий преимущественно на основе ис пользования новых материалов, передовых технологий и других инноваци онных решений.

Не является исключением и область технологий создания и эксплуата ции антенн ВЧ, ОВЧ и УВЧ диапазонов, размещаемых в укрытиях. Главной особенностью этого класса антенн, при всем многообразии конкретных кон струкций и функций укрытия (защита антенны от воздействия неблагопри ятных факторов, снижение аэродинамического сопротивления, маскирова ние и т.д.) является присутствие в непосредственной близости от излучаю щей системы достаточно протяженных диэлектрических тел, оказывающих заметное влияние на характеристики антенны.

В свете упомянутых выше тенденций настоятельно необходимо созда ние технических решений и технологий, обеспечивающих не только макси мальный учет влияния укрытия, но и целенаправленное формирование его геометрических, электрофизических и иных свойств в целях улучшения ха рактеристик антенны.

Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно техническая проблема совершенствования методик и технологий проекти рования, настройки и эксплуатации антенн диапазонов ВЧ, ОВЧ и УВЧ, размещаемых в укрытиях.

Состояние вопроса в рассматриваемой области характеризуется сле дующими основными достижениями.

Распространенным типом антенн с укрытиями являются низкопро фильные антенны абонентских станций подвижной радиосвязи (включая специальную), размещаемые на подвижных объектах. Жесткие требования к параметрам назначения таких антенн и одновременно – к массогабаритным характеристикам и пр. обусловливают использование в составе таких ан тенн компактных узкополосных излучателей высокой добротности. При этом резко возрастает чувствительность характеристик назначения к пара метрам укрытия и к температурным изменениям этих параметров.

Аналогичные, по сути, проблемы возникают и при создании современ ных широкополосных панельных излучателей для передающих антенных систем телевизионного вещания (включая цифровое) в IV-V телевизионных диапазонах. И в этом случае повышенная температурная нестабильность параметров укрытия приводит к трудностям реализации заданных характе ристик назначения антенны.

В связи с большой потребностью в подобных антеннах направление теории и техники низкопрофильных малогабаритных антенн с укрытиями интенсивно развивается. Активно публикуются патенты и патентные заявки на низкопрофильные антенны, среди которых можно отметить патенты А.Л.

Бузова, Л.С. Казанского, Х. Тамаоки (H. Tamaoka) и др. Наряду с патентами на изобретения в настоящее время активно изучаются новые свойства и воз можности использования таких антенн. Наиболее популярными по количе ству публикаций и использования на практике являются низкопрофильные всенаправленные излучатели семейства планарных инверсных L- и F образных антенн. Среди таких работ можно отметить работы А.С. Мальце ва, М.А. Петрова, В.И. Слюсара и др.

«Острая» настройка низкопрофильных малогабаритных антенн требует более тщательного расчета их характеристик, влияющих на согласование антенн. Это ужесточает требования к расчетным методам анализа как ан тенн в целом, так и влияния диэлектрического колпака и особенно его тем пературной нестабильности.

Среди всего многообразия методов решения подобных задач следует выделить предложенный Л.С. Казанским и развитый в работах других ав торов (М.А. Минкин, Е.В. Бондарь) метод обобщенной эквивалентной цепи (ОЭЦ). Метод ОЭЦ обеспечивает достаточную эффективность при анализе электрически толстых проводников и достаточно универсален в смысле формы поперечного сечения. Метод, имея точность, соответствующую ме тодам решения интегральных уравнений, позволяет получить явную зави симость между физическими параметрами и величинами элементов эквива лентной цепи.



Кроме того, метод ОЭЦ позволяет на единой методологической основе и в рамках единой модели обеспечить анализ электродинамических систем, содержащих как металлические, так и диэлектрические элементы, в том числе – анализ температурной стабильности характеристик системы и учет влияния технологических допусков на основе использования аппарата тео рии параметрической чувствительности. Так как в данной работе предпола гается исследование сложных тел, в частности, антенн, располагаемых в защитных диэлектрических укрытиях, то применение метода ОЭЦ здесь особенно удобно.

В то же время, разработанные до настоящего времени на этой основе методики проектирования антенн и антенно-фидерных устройств ориенти рованы исключительно на выбор оптимальных геометрических, электрофи зических и теплофизических параметров проводников. Параметры диэлек трических элементов при этом не варьируются, а нередко и не учитываются.

Поэтому автором была разработана методика проектирования антенн под вижной радиосвязи и телевещания, размещаемых в диэлектрических укры тиях, с учетом температурной нестабильности.

В рамках рассматриваемой проблематики следует также отметить боль шой класс задач, где укрытие, не входя в состав собственно антенны, тем не менее, оказывается существенной неотъемлемой частью излучающей сис темы в рамках технологии производства антенн. Подобная ситуация возни кает при необходимости обеспечения проверки и настройки антенны в ходе ее изготовления в условиях производственного помещения. Проведение из мерений с периодическим перемещением антенны на открытый полигон или в безэховую камеру представляет собой весьма затратный и крайне не технологичный вариант решения проблемы, особенно для крупногабарит ных антенн. Для этого автором была разработана технология, обеспечи вающая адекватность результатов проверки и настройки в присутствии ук рытия, причем в данном случае укрытие (помещение) представляет собой систему диэлектрических тел с проводящими фрагментами.

Наконец, важным, хотя и не столь распространенным типом антенн, размещаемых в укрытиях, являются подземные (защищенные) антенны вы сокой стойкости ВЧ диапазона. Их исследованиям посвящено большое ко личество работ, среди которых следует отметить как классические труды Г.А. Лаврова, А.С. Князева, Р. Кинга (R.W.P. King), так и современные Ю.И. Кольчугина, В.В. Юдина и др. При этом основное внимание в них уде ляется моделированию таких антенн с учетом диэлектрических укрытий, определению их основных характеристик. Также рассматриваются вопросы обеспечения прочности к воздействию внешних разрушающих факторов и способы повышения эффективности защищенных антенн.

Однако, в данном случае, помимо необходимости учета параметров ук рытия при создании антенны, возникают существенные проблемы обеспе чения ее работоспособности (боеготовности) на протяжении всего жизнен ного цикла. Дело в том, что излучающая система такой антенны физически недоступна (монолитное неразборное укрытие), а применение типовых ме тодов проверки электрических характеристик (с подачей на вход антенны каких-либо испытательных сигналов) не допускается предъявленными к ан тенне специальными требованиями. Для восполнения этого пробела авто ром был разработан ряд методик оценивания целостности излучающей структуры и периодического контроля общей работоспособности подзем ных антенн, а также определения основных характеристик антенн в пассив ном режиме.





Цель работы – совершенствование методик проектирования антенн подвижной радиосвязи и телевещания ОВЧ-УВЧ диапазонов в части учета температурной нестабильности диэлектрических укрытий, совершенствова ние технологий производства крупногабаритных антенн, предполагающих промежуточные измерения и настройки в процессе изготовления, создание технологий эксплуатации защищенных подземных антенн спецсвязи диапа зона ВЧ, обеспечивающих повышение боеготовности систем связи.

Для достижения поставленной цели в работе выполнена следующая программа исследований 1. Разработка электродинамической модели антенн подвижной радио связи и телевещания в диэлектрических укрытиях.

2. Расчетные и экспериментальные исследования с целью обоснования возможности и целесообразности реализации термокомпенсации за счет противоположного действия геометрических и электрофизических измене ний.

3. Разработка методики проектирования антенн подвижной радиосвязи и телевещания, размещаемых в диэлектрических укрытиях, позволяющей уже на ранних стадиях разработки исследовать эффекты, обусловленные температурной нестабильностью, и моделировать процессы термокомпен сации.

4. Разработка технологии настройки крупногабаритных антенн, вре менно размещаемых в процессе производства в частично проводящих укры тиях.

5. Разработка методики проверки коэффициента усиления недоступных подземных антенн.

6. Разработка методики проверки согласования недоступных подзем ных антенн.

7. Разработка методик оценивания целостности излучающих структур и периодического контроля общей работоспособности недоступных под земных антенн.

8. Разработка технологии эксплуатации недоступных подземных ан тенн диапазона ВЧ.

9. Практическая реализация разработанных методик и технологий.

Методы исследований Методы вычислительной электродинамики, методы теории цепей и длинных линий, методы теории антенн, методы теории функций комплекс ного переменного.

Обоснованность и достоверность результатов работы Обоснованность и достоверность результатов работы обеспечиваются адекватностью использованных методов и построенных на их основе рас четных моделей. Достоверность результатов работы подтверждается ре зультатами сопоставления расчетных и экспериментальных данных и ре зультатами практической реализации.

Научная новизна работы 1. Разработана новая методика проектирования антенн подвижной ра диосвязи и телевещания, размещаемых в диэлектрических укрытиях, позво ляющая уже на ранних стадиях разработки исследовать эффекты, обуслов ленные температурной нестабильностью, и моделировать процессы термо компенсации.

2. Получены и экспериментально подтверждены новые результаты в части реализации термокомпенсации за счет противоположного действия геометрических и электрофизических изменений.

3. Разработана технология настройки крупногабаритных антенн, вре менно размещаемых в процессе производства в частично проводящих укры тиях, обеспечивающая существенное снижение издержек на проведение контрольных проверок и настроек.

4. Разработана технология эксплуатации подземных антенн диапазона ВЧ, размещаемых в неразборных диэлектрических укрытиях, включая част ные методики проверки коэффициента усиления, согласования и оценки общей работоспособности, позволяющая осуществлять надежный контроль состояния недоступных антенн в процессе эксплуатации.

Личный вклад Основные результаты диссертационной работы, обладающие научной новизной, получены автором лично.

Практическая ценность результатов работы 1. Разработанная методика проектирования антенн подвижной радио связи и телевещания позволяет уже на ранних стадиях проектирования ис следовать эффекты, обусловленные температурной нестабильностью, и мо делировать процессы термокомпенсации;

в результате значительно повы шается эффективность процесса проектирования в целом – сокращаются сроки разработки, затраты на экспериментальные исследования и доводку изделий и т.д.

2. Разработанная технология настройки крупногабаритных антенн в процессе их изготовления обеспечивает сокращение издержек на проведе ние контрольных проверок и настроек, что в свою очередь приводит к сни жению числа технологических ошибок и их величин, к снижению риска по явления неудовлетворительных экземпляров изделий (выявляемых на заво дских испытаниях) и в конечном итоге к сокращению затрат на реализацию производственного цикла в целом.

3. Разработанная технология эксплуатации подземных антенн диапазо на ВЧ, размещаемых в неразборных диэлектрических укрытиях, обеспечи вает надежный контроль состояния недоступных антенн в процессе экс плуатации, повышая тем самым их коэффициент боевой готовности.

Реализация результатов работы Результаты диссертационной работы внедрены при активном непо средственном участии автора в рамках выполнения работ в интересах госу дарственных заказчиков. Использование результатов диссертационной ра боты позволило существенно повысить эффективность процессов проекти рования, настройки и эксплуатации антенн диапазонов ВЧ – УВЧ, разме щаемых в укрытиях. Реализация результатов работы и достигнутый эффект подтверждены соответствующими актами.

Апробация результатов работы Основные результаты по теме диссертационного исследования докла дывались на XV Международной научно-технической конференции «Ра диолокация, навигация, связь» (Воронеж, 2009), IX Международной научно технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов» (Челябинск, 2010), 20-й Международной конференции «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии» (Севастополь, 2010), XI Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» (Уфа, 2010), XVI, ХVIII Российских науч но-технических конференций ПГУТИ (Самара, 2009, 2011).

Публикации По тематике диссертационных исследований автором (лично и в соав торстве) опубликовано 18 печатных трудов. Основные научные и приклад ные результаты диссертационной работы опубликованы в 10 статьях в пе риодических научных изданиях, в том числе 6 статей – в журналах, вклю ченных в определенный ВАК «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные на учные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора и кан дидата наук», и в 8 публикациях в форме текстов и докладов на междуна родных и российских конференциях.

Объем и структура работы Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, за ключения, списка литературы и приложения. Основная часть работы содер жит 130 страниц машинописного текста, 59 рисунков и 16 таблиц. Список литературы содержит 100 наименований.

Положения, выносимые на защиту 1. Методика проектирования антенн подвижной радиосвязи и телеве щания, размещаемых в диэлектрических укрытиях, с учетом температурной нестабильности.

2. Новые результаты в части реализации термокомпенсации за счет противоположного действия геометрических и электрофизических измене ний.

3. Технология настройки крупногабаритных антенн, временно разме щаемых в процессе производства в частично проводящих укрытиях.

4. Технология эксплуатации подземных антенн диапазона ВЧ, разме щаемых в неразборных диэлектрических укрытиях.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, дан обзор состояния во проса, сформулированы цель и программа исследований, описаны состав и структура работы, показаны ее научная новизна и практическая ценность, приведены основные положения, выносимые на защиту.

Раздел 1 посвящен разработке методики проектирования антенн под вижной радиосвязи и телевещания, размещаемых в диэлектрических укры тиях, с учетом температурной нестабильности.

Проведена классификация антенн с точки зрения специфики проблем, обусловленных температурной нестабильностью.

Обоснован выбор метода обобщенных эквивалентных цепей в качестве метода электродинамического анализа излучающей структуры антенны.

Разработана электродинамическая модель антенны в диэлектрическом ук рытии.

Разработан метод термокомпенса Температура T = T ции за счет противоположного дейст Укрытие вия геометрических и электрофизиче- a ских изменений. Принцип такой термо- h компенсации проиллюстрирован на рис. 1. С увеличением температуры ди электрическая проницаемость материа ла укрытия возрастает, способствуя Проводник уменьшению частоты настройки, но, Экран шлейфа благодаря расширению укрытия, воз растает и зазор между ним и проводни- Температура T = T2T ком шлейфа, что способствует увели a2 a чению частоты настройки, компенсируя h2h увеличение диэлектрической прони цаемости.

Проведены исследования, в рам ках которых выполнялось электроди намическое моделирование антенн с укрытиями из различных материалов в Рис. температурном диапазоне. В ходе ис следований установлено, что использо вание только укрытия не позволяет в большинстве случае решить проблему термостабильности. В связи с этим предложено использовать специальные термокомпенсирующие вкладыши. На рис. 2 схематично показано размещение термокомпенсирующих вкладышей в низкопрофильных антеннах различного типа. Во всех случаях вкладыш разме щается в области пучности поля.

Рис. Проведены экспериментальные исследования антенн в диэлектриче ских укрытиях с термокомпенсирующими вкладышами и без таковых. В хо де исследований получены новые экспериментальные результаты, подтвер ждающие возможность термокомпенсации за счет Задание начальных параметров противоположного дейст термокомпенсирующего вкладыша вия электрофизических и геометрических измене ний.

Электродинамический анализ и расчет На основе проведен частотной характеристики КСВН ных исследований разра при минимальной температуре Tmin ботана методика проекти рования антенн подвиж Изменение параметров термоком ной радиосвязи и телеве Электродинамический анализ и расчет щания, размещаемых в частотной характеристики КСВН пенсирующего вкладыша при нормальной температуре T0 диэлектрических укрыти ях, с учетом температур ной нестабильности. Син Электродинамический анализ и расчет тез излучающей структу частотной характеристики КСВН ры антенны выполняется при максимальной температуре Tmax известными методами.

Разработка диэлектриче ского укрытия выполняет Определение граничных частот ся с учетом только конст руктивных и технологиче ских соображений;

вопро Эффект Нет сы обеспечения термоста термокомпенсации бильности во внимание не достаточен?

принимаются. Элементом методики, обладающим Да новизной, является част Разработка конструкции ная методика (алгоритм) термокомпенсирующего вкладыша разработки термокомпен сирующего диэлектриче ского вкладыша, изобра Рис. женная на рис. 3.

Раздел 2 посвящен разработке технологии настройки крупногабарит ных антенн, временно размещаемых в процессе производства в частично проводящих укрытиях.

Проведен анализ проблем, возникающих при промежуточных измере ниях и настройках в процессе производства антенн. Обоснована целесооб разность выполнения этих операций в условиях производственных помеще ний. Показано, что такой подход обеспечивает значительное сокращение издержек на реализацию технологических циклов производства антенн.

Обоснованы возможность и целесообразность проведения тестовых измерений и настроек по методу сравнения, когда один образец антенны (эталонный) исследуется и настраивается в условиях антенного полигона или безэховой камеры, а остальные образцы сравниваются с ним уже в ус ловиях производственных помещений. Обоснована целесообразность ис пользования входных параметров (входной импеданс, коэффициент отра жения, КБВ, КСВН) в качестве контролируемых.

Разработана методика измерений в условиях частично проводящего укрытия. Показано, что допуск на уклонение входного импеданса в услови ях производственных помещений выражается некоторой окружностью на плоскости комплексных значений импеданса. Установлены соответствия между импедансами эталонного образца, получаемыми в условиях антенно го полигона или безэховой камеры (импеданс Z 0 ) и в условиях производст венных помещений (импеданс Z1 ), а также между соответствующими до пусками.

Получено условие допустимого отклонения импедансов образцов ан тенны: Z c1 1, где с1, 1 – соответственно центр и радиус окружности 1, определяемые соотношениями:

+ 1 c1 = Re Z 1 1 = Re Z,, (1) 2 где – параметр, определяемый решением уравнения:

[c ] + A()B () 2 Im 2 c0 ( ) W (2) [ ][ ] 1 + 4{A() B ()}2 cW + {B () 2 Im c0 ()}2 W = 0, 2 где A( ) = Re c0 () cW ;

B () = Am 2 c0 ( ) 0 () cW + W ;

2 2 cW = W (K max + 1 K max ) 2 ;

W = W (K max 1 K max ) 2 ;

функции c 0 ( ), 0 ( ) определяются по формулам (1), где при этом долж на быть выполнена замена Z 1 Z 0.

На основе электродинамического моделирования показано, что тепло вые потери в местных рассеивателях практически не влияют на соотноше ние между допусками.

Разработана технология контрольных проверок и настройки антенн в условиях частично проводящего укрытия. Определен порядок выполнения операций: проверка эталонного образца, его и настройка (в условиях антен ного полигона), калибровка испытательного стенда (в условиях производст венного помещения), проверки и настройки (при необходимости) других образцов в условиях производственного помещения. Разработан антенный полигон для проверки направленных антенн метрового диапазона. Показа но, что с целью минимизации вероятности ложных отбраковок согласование эталонного образца в условиях антенного полигона должно быть близко к идеальному.

Раздел 3 посвящен разработке технологии эксплуатации подземных антенн диапазона ВЧ, размещаемых в неразборных диэлектрических укры тиях.

Дана классификация подземных антенн. Выполнен анализ основных проблем, возникающих при их эксплуатации. В качестве наиболее проблем ного выделен класс подземных защищенных антенн постоянной готовности, размещаемых в неразборных диэлектрических укрытиях.

Разработана методика проверки коэффициента усиления антенны. Ме тодика основана на измерениях поля от сигнала некоторой радиостанции и уровня сигнала этой же станции на входе испытуемой антенны. По изме ренной величине поля определяется напряженность поля падающей волны в предположении, что взаимодействие последней с земной поверхностью происходит в соответствии с коэффициентами Френеля. Плотность потока энергии и мощность принятого сигнала однозначно связаны через эффек тивную площадь антенны и ее коэффициент полезного действия. При этом указанные измерения дают полную информацию для определения коэффи циента усиления. Последний определяется по формуле:

U G = 4802 2 изм. (3) E0 Rv Разработана методика проверки согласования антенны. Она основана на применении вспомогательного согласующего устройства, настройкой ко торого максимизируется уровень сигнала в режиме приема на испытуемую антенну. По соотношению напряжений с согласующим устройством и без него определяется коэффициент бегущей волны по следующей формуле:

2 U U U K = 2 1 2 1 1 1 1, 0 K 1. (4) U U2 U 2 Разработаны методики оценивания целостности излучающей структу ры и периодического контроля общей работоспособности антенны. Мето дика оценивания целостности излучающей структуры основана на экспери ментальном определении картины поля над испытуемой антенной. Картина поля определяется на основе принципа взаимности в режиме приема на ис пытуемую антенну. При оценивании целостности излучающей структуры во внимание принимаются свойства симметрии картины поля (отвечающие симметрии самой антенны) и поляризационные свойства в плоскостях «электрических стенок». При этом имеется возможность определения абсо лютных значений поля, что следует использовать при периодическом кон троле. Методика периодического контроля общей работоспособности осно вана на периодическом наблюдении уровней принимаемых сигналов. Мето дика разработана в двух вариантах – с использованием вспомогательной пе редающей станции и использованием вспомогательной приемной антенны.

На основе данных методик разработана технология эксплуатации под земных антенн диапазона ВЧ, размещаемых в неразборных диэлектриче ских укрытиях. Определены состав и порядок выполнения различных тех нологических операций в процессе эксплуатации. Дан ряд рекомендаций по реализации разработанных методик. Обоснован состав измерительного и прочего технологического оборудования, необходимого при эксплуатации защищенных антенн постоянной готовности.

В разделе 4 изложены результаты практической реализации разрабо танных методик и технологий.

Предложенная автором методика про ектирования размещаемых в диэлектриче ских укрытиях антенн с учетом температур ной нестабильности реализована при созда нии малогабаритной низкопрофильной ан тенны абонентского терминала подвижной радиосвязи диапазона ОВЧ (антенна МАН) и низкопрофильного панельного излучателя на IV-V телевизионные диапазоны. Внеш ний вид антенны МАН с укрытием и без не го показан на рис. 4. В обоих случаях задача обеспечения термостабильности успешно решена применением специальных термо компенсирующих вкладышей. На рис. 5 по казана зависимость КСВН антенны МАН от температуры окружающей среды. На рис. приведены диаграммы направленности те левизионного излучателя в H плоскости на Рис. частоте 600 МГц.

Проведенные исследования подтвердили справедливость сделанного автором предположения о возможности обеспечения термостабильности за счет взаимной компенсации изменений электрофизических свойств и гео метрических параметров и, в целом, работоспособность и эффективность предложенной методики проектирования.

Разработанная автором технология настройки крупногабаритных ан тенн, временно размещаемых в процессе производства в частично проводя щих укрытиях, реализована в рамках общей технологии производства лого периодических и турникетных излучателей для антенных решеток радиоло кационных станций диапазона ОВЧ. Благодаря тому, что из каждого типа антенн только один образец (эталонный) исследовался и настраивался в ус ловиях полигона (пример внешнего вида такого логопериодического излу K 3, Расчет 2, Экспер.

1, Рис. чателя показан на рис. 7), сущест 0, венным образом сокращены трудо емкость прочие статьи затрат на реа 0 лизацию технологии изготовления -10 0 10 30 Т, C -50 -30 антенн.

Рис. 5 Разработанная автором техно логия эксплуатации подземных антенн диапазона ВЧ, размещаемых в не разборных диэлектрических укрытиях, реализована в рамках экспертизы антенн данного класса на ряде действующих радиоцентров диапазона ВЧ.

При этом оценивалась целостность излучающих структур антенн, и прове рялось их согласование. По всем объектам (радиоцентрам) дано отрица тельное заключение, в связи с чем было принято решение о замене сущест вующих на тот момент антенн на новое поколение современных антенн раз работки Филиала ФГУП НИИР – СОНИИР. При вводе в эксплуатацию но вых антенн проведена их экспертиза, в рамках которой по предложенной автором методике проверялся уровень согласования. Перед этим путем непо средственных измерений исследовался опытный образец антенны, изготовлен ный и смонтированный в ходе выполне ния ОКР по созданию антенны. На рис. представлены экспериментальные час тотные характеристики опытного образ ца и изделия на одном из действующих радиоцентров. Все результаты экспери ментальных исследований (включая со поставления с результатами измерения опытного образца) подтвердили работо способность и эффективность разрабо Рис. танной автором технология эксплуа K тации подземных антенн диапазона ВЧ.

Опытный образец В заключении сформулированы Изделие 0,8 основные научные и практические результаты диссертационной работы.

Разработана методика проекти 0, рования антенн подвижной радиосвя зи и телевещания, размещаемых в диэлектрических укрытиях, с учетом 0, температурной нестабильности.

Разработана технология на стройки крупногабаритных антенн, 0, временно размещаемых в процессе производства в частично проводящих 4 5 6 7 8 9 10 f, МГц укрытиях.

Разработана технология экс Рис. плуатации подземных антенн диапа зона ВЧ, размещаемых в неразборных диэлектрических укрытиях.

Выполнена практическая реализация разработанных методик и техно логий.

В Приложении приведены акты внедрения результатов диссертации.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ 1. Гутгарц, А.В. Малогабаритная антенна мобильной связи / А.В. Гутгарц, И.А. Колояров, А.Д. Красильников, В.Н. Мирошников, А.В. Павлов // Вестник СОНИИР. – 2002. – №2(2). – С.24–26.

2. Колояров, И.А. Проблемы и перспективы в области технологий ремонта и техниче ского обслуживания антенно-фидерного оборудования на действующих радиотехнических объектах / И.А. Колояров // Вестник СОНИИР. – 2008. – №4(22). – С.4–8.

3. Асадуллин, Р.Н. Экспериментальные оценки качества приема при различных вариан тах конструктивного исполнения и пространственной ориентации вибраторов малогабарит ной активной антенны ДКМВ диапазона / Р.Н. Асадуллин, И.А. Колояров // Вестник СОНИИР. – 2008. – №4(22). – С.11–14.

4. Асадуллин, Р.Н. Экспериментальные исследования приемных малогабарит ных активных антенн с различными видами поляризации / Р.Н. Асадуллин, И.А. Ко лояров, А.Д. Красильников // ХVI Российская научная конференция профессорско преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГАТИ. Материа лы конференции – Самара, январь 2009. – C.144–145.

5. Бузов, А.Л. Пути повышения эффективности вибраторных антенн на основе исполь зования метаматериалов с микро- и нановключениями / А.Л. Бузов, И.А. Колояров // ХVI Рос сийская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудни ков и аспирантов ПГАТИ. Материалы конференции – Самара, январь 2009. – C.149–150.

6. Казанский, Л.С. Электродинамическое моделирование метаматериалов на основе метода обобщенной эквивалентной цепи / Л.С. Казанский, И.А. Колояров // Вестник СОНИИР. – 2009. – №1(23). – С.54–58.

7. Казанский, Л.С. Возможности исследования макроскопических электродинамиче ских характеристик метасред методом обобщенной эквивалентной цепи / Л.С. Казанский, И.А. Колояров, М.А. Минкин // XV Международная научно-техническая конференция «Ра диолокация, навигация, связь» (Воронеж, апрель 2009 г.). – Воронеж, 2009. – С.550–556.

8. Бондарь, Е.В. Создание высокоэффективных систем очистки воздуха в каме рах окраски антенн: проблемы, типовые ошибки и пути решения / Е.В. Бондарь, И.А. Колояров // Антенны. – 2010. – №4(155). – С.65–69.

9. Капишев, А.Н. Варианты построения низкопрофильных антенн метрового и дециметрового диапазонов / А.Н. Капишев, И.А. Колояров, А.Д. Красильников // Антенны. – 2010. – №4(155). – С.21–25.

10. Колояров, И.А. О фрактальных антеннах в качестве антенн базовых станций под вижной связи / И.А. Колояров, А.Д. Красильников // Антенны. – 2010. – №4(155). – С.26–30.

11. Колояров, И.А. Технология промежуточных измерений и настроек в процессе про изводства крупногабаритных антенн / И.А. Колояров // Труды НИИР. – 2010. – №2. – С.26–32.

12. Колояров, И.А. Организация технологических измерений параметров антенн в ус ловиях производственных помещений / И.А. Колояров // Труды 20-й Международной кон ференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (13-17 сентября 2010 г., г.

Севастополь, Крым, Украина). – Севастополь, 2010. – С.961–962.

13. Колояров, И.А. Контроль состояния подземных антенн диапазона ВЧ, размещаемых в неразборных диэлектрических укрытиях / И.А. Колояров // Физика и технические приложе ния волновых процессов: материалы IX Международной научно-технической конференции / Под общ. ред. В.И. Тамбовцева. – Челябинск: Изд. ЧелГУ, 2010. – С.64–65.

14. Колояров, И.А. Основы технологии эксплуатации подземных коротковолновых антенн систем резервной радиосвязи / И.А. Колояров // Проблемы техники и технологии телекоммуникаций: материалы XI Международной научно-технической конференции. – Уфа: Изд. УГАТУ, 2010. – С.208–210.

15. Колояров, И.А. Обеспечение постоянной готовности недоступных подземных ан тенн ДКМВ диапазона / И.А. Колояров // Труды НИИР. – 2010. – №4. – С.63–67.

16. Колояров, И.А. Разработка электродинамической модели антенн подвижной ра диосвязи и телевещания, размещаемых в диэлектрических укрытиях, для решения пробле мы термонестабильности их характеристик / И.А. Колояров // ХVIII Российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспиран тов ПГУТИ. Материалы конференции – Самара, 2011 – C.158.

17. Колояров, И.А. Технология контрольных проверок и настройки крупногабарит ных антенных элементов в условиях ограниченного пространства производственных по мещений / И.А. Колояров, А.Д. Красильников, А.В. Невский // ХVIII Российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспиран тов ПГУТИ. Материалы конференции – Самара, 2011 – C.159.

18. Бузова, М.А. Методики оценивания коэффициента усиления и коэффициен та бегущей волны подземных антенн / М.А. Бузова, И.А. Колояров // Электросвязь. – 2011. – №5. – С.32–34.

Подписано в печать 10.10.2011 г.

Формат 60х84/16. Печать оперативная. Бумага офсетная.

Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 56.

Типография ООО Инсома-пресс, 443011, г. Самара, ул. Советской Армии, д. 217.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.