U_{вх.макс} - максимальный уровень входного напряжения, соответствующий концу логарифмического участка амплитудной характеристики;

U_вх.н - напряжение на входе ИМС, при котором начинается амплитудное ограничение;

n - число каскадов усилителя;

K_0n - к-т усиления всего усилителя в линейном режиме;

д - ошибка, связанная с отклонением АХ от логарифмической.

Данные к расчету:

частота сигнала ПЧ: f_пч = 30 МГц;

избирательность по соседнему каналу: Se_ск = 10 дБ;

коэффициент усиления УПЧ: K_0n =13440;

искажения переднего фронта импульса: _и =0,15 мкс;

динамический диапазон входных сигналов D_вх=60 дБ;

динамический диапазон выходных сигналов D_вых=<10 дБ;

порог логарифмирования АХ: U_вх.н =110^-4 В.

Принципиальная схема УПЧ [11] приведена на рис. 5.5.2



Рис. 5.5.2 Принципиальная схема УПЧ

5.6 Расчет УПЧ на ЭВМ

Ввиду ограниченности выбора ИМС, обладающих соответствующими паспортными данными, а так же трудности аналитического решения системы, расчет УПЧ будем производить методом последовательных приближений с использованием ЭВМ и программы Micro Cup V. Расчет логарифмической амплитудной характеристики УПЧ выполним по программе собственной разработки WinЛАХ. Ниже приведены результаты расчета, а листинг программы WinЛАХ дан в приложении.



5.7 Расчёт детектора

Для детектирования радиоимпульсов, т.е. для преобразования их в видеоимпульсы, используем последовательные диодные детекторы, выполненные по схеме (рис. 5.7.1).

Рис. 5.7.1 Последовательный диодный детектор

Видеоимпульсы с выхода детектора поступают на видеоусилитель.

Данные для расчёта:

Частота сигнала ПЧ f_пч = 30 МГц;

Параметры входного контура L_к=50 нГн; С_к = 2 пФ;

Допустимые искажения импульса:

Время нарастания импульса ф_у =0,2 мкс;

Время спада импульса ф_сп = (0,3...0,5)ф_у = (0,3...0,5)0,2 = 0,1 мкс;

U_вхДет = 0,5 В;

K_д ~ 0,8 _ 0,9.

Крутизна ВАХ диода:

S_д = i_д / ?u_д = 1/R_iд = 1/ 10 = 0,1

Ёмкость в нагрузке:

C_н = 15C_д - C_м = 152 пФ - 8 пФ = 22 пФ

Параллельное сопротивление R_н и R_вх=1 кОм (в случае использования ВУ на ИМС К175УВ2)

R_н~=ф_сп/(2,3C_Н)=0,1мкс/(2,322пФ)=5.1кОм

Сопротивление нагрузки детектора

R_н = (R_н~R_{вх ву})/( R_н~ + R_{вх ву}) = (5,1к1к)/( 5,1к + 1к) = 1,2 кОм

Проверка правильности выбранных параметров детектора:

R_н~(C_н + C_вхвУ + C_м) · (1..2)/f_пр

5,1 кОм(22 пФ + 50 пФ + 8 пФ) · (1..2)/30 МГц

410^-6 > 0,06710^-6, следовательно параметры детектора выбраны правильно.

Коэффициент передачи детектора К_д:

К_д = cosQ · 0,8...0,9



Отсюда Кд = 0,9

Входное сопротивление детектора Rвх

Rвх = Rн /2 = 1,2к / 2 = 0,6 кОм

Определим время установления фронта ф_уд

t_уд = R_нC_н(2R_iэ + R_э) /(0,5R_н + 2,5R_iз + R_э)=

=1,210³2210^-12(210 + 1,910³) /( 0,51,210³ + 2,510 + 1,910³)=0,2 мкс

Коэффициент подключения m_д

L_к = 50 нГн и C_к = 2 пФ - параметры выходного каскада УПЧ;

Характеристическое сопротивление контура

d₀ = 0,006 [справочник Петрова], следовательно

П _{0,7 упч} = d₀f_пр = 5 МГц

Эквивалентное затухание, вносимое детектором

d_{вн д} = П _{0,7 упч} / 2f_пр = 5 МГц / 1270 МГц = 0,004

m_д = d_{вн д}Rн /2с_к = 0,0041200/2158 = 0,15



Полный коэффициент усиления детектора

К_д` = К_дm_д = 0,90,15 = 0,135

Расчет емкости разделительного сонденсатора С_р

% = 1...3 % - спад плоской вершины

С_р = (ф_и 100%)/((R_н + R_{вх ву}) %) =

= 0,6610^-6100% / ((1,210³ + 1000) 2%) = 15 нФ

Определим нужно ли ставить дроссель для фильтрации пульсаций импульса f_пр Если К_ф < 0,01-0,02,то дросель можно не ставить

К_ф =( С_{вх ву} / (C_н + С_{вх ву)}) 1/(2 f_пр С_н R_н + 1) =

= (50 пФ/(22пФ + 50пФ)) 1/( 2 30 МГц 22пФ 1,2кОм + 1) = 0,14

Условие не выполняется, значит дроссель нужен.

Резонансная частота f_др паразитного контура С_др L_др:

С_др ~ 3...5пФ, принимаем С_др = 2пФ

f_др ~0,7f_пр = 0,7 30 МГц = 21 МГц

L_др = 1/((2)²f_др² С_др) = 1/((2)²21 МГц²2пФ) = 28,7 мкГн

К_ф`при наличии дроселя

К_ф` = С_др/(С_{др +} С_{вх ву}) = 2пФ / (2пФ + 50пФ) = 0,04



5.8 Проверочный расчёт

Проверим, соответствует ли спроектированный приёмник требованиям технического задания.

Данные к расчету:

К_р.ф.=0,8

Ш_вц=1,5К_вц=0,8

Ш_пч=3К_пч=1,25

Ш_упч=10К_упч=610³

Ш=(Ш_вц+(Ш_пч-1)/К_вц+(Ш_упч-1)/(К_вцК_пч))/К_р.ф.=

= (1,5 + (3-1)/0,8 + (10-1)/(0,81,25))/0,8 = 12,5/0,8 = 15,6 < Ш_доп = 21

При таком коэффициенте шума чувствительность приёмника:

Р_А= [Ш/К_р.ф + (t_А - 1)] (P_c/P_ш) кТ₀П_Ш = [15,6/0,8 + (0,48 - 1)] 1,41,3810^-23290К6,93·10⁶ =0,7310^-12 < Р_а(ТЗ) = 110^-12

Следовательно, спроектированный приёмник отвечает всем требованиям ТЗ.



5.8.1 Принципиальная схема приемника



6. Технико-экономическое обоснование

6.1 ТЭО выбора элементной базы

В УПЧ целесообразно применение отечественных ИМС серии К175. Серия ИМС 175 представляет собой комплект интегральных микросхем, предназначенных для применения в трактах промежуточной частоты радиолокационной и связной техники, а так же в других узлах РЭА.

Табл. 6.1 Цена различных ИМС 175 серии [14]

Наименование ИМС	Цена, руб.
175ув1 а	9.60
175ув 1б	9.80
175ув2 а	14.40
175ув 2б	10.80
175ув 3а	13.80
175ув 3б	13.20
175ув 4а	13.40
175ув 4б	8.20

Исходя из необходимости обеспечения таких параметров УПЧ, как

низкий коэффициент шума;

малые искажения переднего фронта радиоимпульсов;

заданный коэффициента усиления при минимальном числе каскадов

минимальную себестоимость

По данным табл. 6.1, для использования в УПЧ выбираем [7] ИМС К175 УВ 4.



6.2 Расчет технико-экономических показателей блока ПЧ

6.2.1 Расчет себестоимости изготовления изделия

Себестоимость изделия представляет собой совокупность всех затрат на производство и реализацию продукции.

Табл. 6.2 - Стоимость комплектующих деталей

Наименование комплектующих	кол-во	стоимость, руб.
		единицы	общая
ИМС К175УВ4	5	10	50
Резисторы МЛТ-0,125	17	0,05	0,85
Конденсаторы К-50-11	18	0,2	3,6
Катушка индуктивности	1	1	1
Транзистор КП302А	1	1	1
Стоимость схемы Ссхемы	56,35
Транспортные расходы Ртрансп= Ссхемы 5%	2,82
Итого стоимость комплектующих Скомпл	59,17

6.2.2 Расчет себестоимости изготовления печатной платы блока ПЧ

Необходимо учесть стоимость полуфабрикатов, идущих на изготовление печатной платы блока ПЧ. В качестве материала выбираем двусторонний фольгированный гетинакс, стоимостью 50 руб. за 1 м². Для разрабатываемого изделия необходима одна печатная плата площадью 60 см². Стоимость материала для изготовления печатной платы составляет:

Ц_{мат.печ.пл.}=(60/10000) 50=0,3 (руб.)

Заработная плата основным рабочим за изготовление печатной платы:

З _печ.пл = 56,95 0,1 = 5,6 руб.

Накладные расходы: Н=200%

Себестоимость изготовления печатной платы:

С_печ.пл.= Ц_{мат.печ.пл} + З _печ.пл (1+Н)= 0,6 +5,6(1+2) = 17,4 руб.



6.2.3 Расчет зарплаты основным рабочим

Табл. 6.3 Заработная плата основным рабочим за изготовление блока ПЧ

№	вид работ	разряд	время выполнения, час	часовая ставка, руб/час	зарплата, руб
1	подготовка выводов элементов к установке	II	0,4	2,60	1,04
2	установка элементов	III	0,48	2,88	1,38
3	пайка выводов «волной»	III	0,002	2,88	0,01
4	проверка и настройка	IV	1	3,58	3,58
5	лакировка	II	0,4	2,60	1,04
Итого заработная плата З:	4,62

Стоимость вспомогательных материалов (припой, флюс): М = 0,6 руб.

Полная себестоимость рассчитывается по формуле:

С_полн = [С_компл +С_печ.пл + М + З(1+б_цр+б_зр)](1+в),

где б_цр - цеховые накладные расходы (90%),

б_цр - общезаводские накладные расходы (120%), с учетом отчислений на социальные нужды;

в - коэффициент, учитывающий внепроизводственные расходы (1,5 %).

С_полн =[59,2+17,4 + 0,6 +4,62(1+0,9+1,2)](1+0,015) ? 93 руб.

6.2.4 Расчет массогабаритных показателей

Габариты и масса блока определяются количеством корпусов ИМС, количеством дискретных элементов, а так же конструкцией печатной платы.



Табл. 6.4 - Масса блока ПЧ

Наименование комплектующих	кол-во	масса, гр.
		единицы	общая
ИМС К175УВ4	5	5	25
Резисторы МЛТ-0,125	17	0,5	8,5
Конденсаторы К-50-11	18	0,5	9
Катушка индуктивности	1	1	1
Транзистор КП302А	1	1	1
Печатная плата	1	25	25
Всего:	69,5

Габариты Г печатной платы: 60 Х 100 мм.

6.2.5 Расчет показателей надежности

Надежностью называется свойство объекта, системы, изделия, устройства или их частей выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям эксплуатации, технического обслуживания, хранения и транспортировки.

Расчет надежности основывается на следующих допущениях:

1. Все элементы данного типа равнонадежны, т. е. интенсивность отказов л_i для этих элементов одинакова;

2. Все элементы работают в нормальных технических условиях;

3. Интенсивность отказов всех элементов не зависит от времени (срока службы);

4. Отказы элементов являются событиями случайными и независимыми;

5. Все элементы работают одновременно;

Отказ любого элемента приводит к отказу всей системы;



При расчете надежности блока ПЧ радиолокационного приемника необходимо определить вероятность безотказной работы устройства в произвольном интервале времени t, которая определяется выражением:

,

т. е. p(t) изменяется по экспоненциальному закону.

Здесь л - интенсивность отказов устройства;

t - время, за которое определяется вероятность безотказной работы.

Если устройство состоит из N элементов с соответствующими интенсивностями отказов л₁,л₂,л₃...л_n-1,л_n и повреждение одного из них приводит к нарушению работы всего устройства, то интенсивность отказов устройства, состоящего из элементов различных типов:

где л_i - интенсивность отказов элементов i-го типа;

n - количество элементов i-го типа;

л_п - интенсивность отказов паяных соединений;

m - количество паяных соединений;

Интенсивность отказов л_i зависит от свойств радиодеталей, режима их работы и условий эксплуатации. Значение л_i для любого класса аппаратуры определяется статистическими методами в ходе эксплуатации.

Интенсивность отказов паяных соединений зависит от культуры производства и составляет л_паек ~(10^-7...10^-9). Возьмем л_паек =10^-8.



Табл. 6.5 - Интенсивность отказов блока ПЧ

Наименование элементов	Кол-во, штук	Интенсивность отказов
		одного эл-та	всех эл-тов
ИМС К175УВ4	5	0,610-6	310-6
Резисторы МЛТ-0,125	17	0,0310-6	0,5110-6
Конденсаторы К-50-11	18	0,0410-6	0,7210-6
Катушка индуктивности	1	0,0310-6	0,0310-6
Транзистор КП302А	1	0,410-6	0,1510-6
Паяное соединение	144	1·10-8	1,4410-6
Расчетная интенсивность отказов лрасч	3,3510-6

Интенсивность отказов

л = К_л·л_расч,

где К_л~17 - коэффициент, учитывающий работу в реальных условиях.

Отсюда л =17·3,3510^-6 =5,710^-5

Зададимся временем работы t_р=8 ч. Тогда вероятность безотказной работы блока ПЧ в течение 8 ч составит:

Зададимся временем работы t_р = 1 год = 24365 = 8760 ч. Тогда вероятность безотказной работы блока ПЧ в течение 1 года составит:

Для оценки надежности аппаратуры многократного использования используется параметр К_г - коэффициент готовности, представляющий собой вероятность того, что в произвольный момент времени аппаратура будет находиться в состоянии готовности (окажется работоспособной). Коэффициент готовности определяется отношением суммарного времени безотказной работы (наработки) Т_н к сумме наработки и времени восстановления, взятых за период эксплуатации:



Среднее время безотказной работы устройства:

Т_н = 1/л = 1/5,710^-5 = 1754 час.

Примем общее время восстановления Т_в = 2 час. Тогда коэффициент готовности:

Табл. 6.6 - Технико-экономические показатели блока ПЧ проектируемого РПрУ

№	технико-экономические показатели	обозначение	Ед. изм.	аналог	разработка
1	Коэффициент усиления по напряжению	Кu	-	7·103	6·103
2	Динамический диапазон:
	на входе на выходе	Dвх Dвых	дБ	60 10	70 10
3	Коэффициент шума	Ш	-	15	10
4	Вероятность безотказной работы в течение 8 ч. в течение 1 г.	р	-	0,9972	0,99954 0,607
5	Коэффициент готовности	Кг	-	0,9965	0,99886
6	Себестоимость	Сполн	руб	98	93
7	Масса	m	г	139	70
8	Габариты	Г	мм	80Х140	60Х100

Выводы

В соответствии с техническим заданием произведено ТЭО выбора элементной базы и проведен расчет технико-экономических показателей блока ПЧ проектируемого РПрУ. Расчет показал, что разработанный блок ПЧ практически по всем параметрам превосходит аналог, кроме коэффициента усиления (см. табл. 6.7). Проектирование УПЧ на интегральных микросхемах привело к увеличению надежности и снижению себестоимости блока, а так же улучшению массогабаритных показателей. Однако, следует отметить, что разработка отечественной промышленностью аналоговой микросхемы, целиком включающей в себя весь УПЧ, привела бы к еще большему увеличению экономической эффективности применения ИМС в приемнике РЛС.



7. Охрана труда при работе с радиолокационной станцией

Радиолокационная станция - объект повышенной опасности. Наличие опасных и вредных производственных факторов при работе на РЛС обусловлено спецификой труда. Задача охраны труда заключается в обеспечении работающему таких условий труда, чтобы при максимальной производительности утомляемость его была минимальной. В частности, охрана труда рассматривает наличие опасных и вредных факторов при работе на РЛС, предусматривает меры и мероприятия по предупреждению несчастных случаев и профессиональных заболеваний. Согласно ГОСТ 12.003-74 (ст. СЭВ 780-77) ССБТ опасные и вредные производственные факторы делятся по природе действия на следующие группы:

физические

химические

психофизиологические

Одним из источником опасного воздействия на человека является радиолокационная станция. Согласно ГОСТ 120.003-74 ССБТ при работе с РЛС на судоводителя действуют группы физических и психофизиологических факторов. К физическим в случае работы с РЛС относятся:

повышенный уровень электромагнитных излучений

повышенное значение напряженности в электромагнитной цепи, замыкание которой может произойти через человека

Психофизическая группа факторов подразделяется на:

а) физические перегрузки

б) нервно-психические перегрузки

При работе с РЛС выделяются нервно-психические перегрузки, выражаемые в умственном перенапряжении.

Итак, в случае работы с РЛС учитываются следующие опасные и вредные производственные факторы:

повышенный уровень электромагнитных излучений

повышенное значение напряженности в электрической цепи, замыкание которое может произойти через тело человека

умственное перенапряжение

7.1 Биологическое действие СВЧ-излучения на организм человека

Воздействие мощных электромагнитных полей на человека приводит к определенным сдвигам в нервно-психической и физиологической деятельности, однако как предполагают, «многоступенчатая» система защиты организма от вредных сигналов, осуществляемая на всех уровнях от молекулярного до системного, в значительной степени снижает вредность действия «случайных» для организма потоков информации. Поэтому, видимо, если и наблюдается определенная реакция на эти поля, то здесь нужно говорить скорее о, физиологическом в общем смысле, чем о патологическом аспекте воздействия электромагнитной энергии. Несмотря на то, что нетепловые, или специфические эффекты воздействия радиоволн открыты относительно давно, определяющим для нормирования опасности работы в условиях воздействия ЭМП во многих странах пока принята степень их теплового воздействия.

Для выяснения биофизики теплового действия СВЧ на живые организмы рассмотрим кратко факторы, определяющие нагрев тканей при облучении их ЭМП.

Существование потерь на токи проводимости и смещения в тканях организма приводит к образованию тепла при облучении. Количество тепла выделяемое в единицу времени веществом со среднем удельным сопротивлением (Ом/см) при воздействии на него раздельно электрической (Е) и магнитной (Н) составляющих на частоте f (Гц) определяются следующими зависимостями:



Q_e = 8,410fE ( Дж/мин )

Q_п = 8,410fH ( Дж/мин )

Доля потерь в общей величине поглощенной теплом энергии возрастает с частотой.

Наличие отражения на границе «воздух-ткань» приводит к уменьшению теплового эффекта на всех частотах приблизительно одинаково.

Табл. 7.1 - Коэффициент отражения Ко от границ между тканями при различных частотах

Границы раздела	Частота, МГц
	100	200	400	1000	3000	10000	24500
воздух-кожа	0.758	0.684	0.623	0.57	0.55	0.53	0.47
кожа-жир	0.340	0.227	-	0.231	0.190	0.230	0.22
жир-мышцы	0.355	0.351	0.33	0.26	-	-	-

С учетом Ко плотность мощности, поглощаемая телом, будет равна:

П_погл = П( 1- Ко ),

где П - плотность потока мощности.

Глубина проникновения энергии СВЧ вглубь тканей зависит от резисторных и диэлектрических свойств ткани и от частоты.

Табл. 7.2 - Глубина проникновения энергии СВЧ в различные ткани при изменении поля в е раз в долях длины волн.

Ткань	l, см.
	300	150	75	30	10	3	1.25	0.86
Головной мозг	0.012	0.028	0.028	0.064	0.048	0.053	0.059	0.043
Хрусталик глаза	0.029	0.030	0.056	0.098	0.050	0.057	0.055	0.043
Стекловидное тело	0.007	0.011	0.019	0.042	0.054	0.063	0.036	0.036
Жир	0.068	0.083	0.120	0.210	0.240	0.370	0.270	-
Мышцы	0.011	0.015	0.025	0.050	-	0.100	-	-
Кожа	0.012	0.018	0.029	0.056	0.066	0.063	0.058	-

Соизмеримость размеров тела с длинной волны приводит к появлению существенной частотной зависимости взаимодействия поля с телом. Эффект облучения тела человека сильно зависит от поляризации и ракурса освещения его радиоволн CВЧ.

Существование между различными слоями тела слоев с малой диэлектрической проницаемостью приводит к возникновению резонансов - стоячих волн большой амплитуды, которые приводят к, так называемым, микронагревам.

Перераспределение тепловой энергии между соседними тканями через кровь наряду с конвенционной отдачей энергии теплоиспусканием в окружающее пространство во многом определяет температуру нагреваемых участков тела. Именно из-за ухудшенной системы отвода тепла от некоторых сред ( глаза и ткани семенников - в них очень мало кровеносных сосудов). Эти органы тела наиболее уязвимы для облучения. Критическим для глаз считается повышение температуры на 10 град. С. Высокая чувствительность семенников к облучению связана с известным фактом, что при нагревании их всего на 1 град. С. Возникает частичная или полная временная стерилизация.

Кроме теплового действия радиоволн СВЧ на живой организм, оказывает влияние и специфическое их действие.

Наиболее общим эффектом действия радиоволн на организм человека (электромагнитных излучений малых уровней) является дезадонтация - нарушение функций механизма, регулирующих приспособительные реакции организма к изменениям условий внешней среды ( к теплу, холоду, шуму, психологических травм т. п. ) т. е. СВЧ поле является типичным стрессом.

К специфическим эффектом воздействия поля также относятся:

Кумуляция - приводит к тому, что при воздействии прерывистого облучения суммарных эффект накапливается и зависит от величины эффекта с самого начала воздействия.

Сенсибилизация - заключается в повышении чувствительности организма после слабого радиооблучения к последующим воздействиям.

Стимуляция - улучшение под влиянием поля общего состояния организма или чувствительности его органов.

В России проводятся широкие исследования, направленные на выяснения профессиональной вредности СВЧ радиоволн. Исследования позволили выявить у лиц, подвергающихся хроническому СВЧ воздействию, определенные изменения со стороны нервной и сердечнососудистой систем, эндокринных желез, крови и лимфы, хотя в подавляющем большинстве случаев эти изменения носят обратимый характер. При хроническом действии СВЧ поля были обнаружены также случаи помутнения хрусталика и снижения обонятельной чувствительности человека.

При плотности мощности СВЧ поглощаемой телом ( П ) больше 5-10 мВт/cм, и хроническом действии полей меньшей интенсивности, наблюдается, как правило, отрицательное влияние облучения, появляется повышенная утомляемость, слабость, вялость, разбитость, раздражительность, головокружение. Иногда наблюдается приливы к голове, чувство жара, половая слабость, приступы тошноты, потемнения в глазах. Изучаются генетические последствия воздействия радиоволн.

7.2 Защита обслуживающего персонала от СВЧ излучений

Радиолокационная станция включает в себя мощные СВЧ устройства, в которых генераторы высокочастотной энергии имеют мощность около сотен киловатт в импульсном режиме. Даже если небольшая часть этой мощности просачивается в окружающее установку пространство, это может представлять опасность для окружающих: воздействие достаточно мощного СВЧ излучения на зрение, нервную систему и другие органы человека может вызвать серьезные болезненные явления. Поэтому при работе с мощными источниками СВЧ энергии необходимо неукоснительно соблюдать требования техники безопасности.

В нашей стране установлена безопасная норма СВЧ излучения, т.е. так называемая санитарная норма -- 10 мкВт/см. Она означает, что в месте нахождения обслуживающего персонала мощность потока СВЧ энергии не должна превышать 10 мкВт на каждый квадратный сантиметр поверхности. Эта норма взята с многократным запасом. Так, например, в США в 60-е годы была норма в 1000 раз большая -- 10 мВт/см.

Следует отметить, что по мере удаления от мест излучения СВЧ мощности -- от резонаторных камер или волноводных систем, где производится обработка с помощью СВЧ энергии, -- поток излученной энергии быстро ослабевает (обратно пропорционально квадрату расстояния). Поэтому можно установить безопасную границу, где уровень излучения ниже нормы, и выполнить её в виде ограждения, за которое нельзя заходить во время выполнения технологического процесса. При этом защитные устройства получаются достаточно простыми и недорогими.

В настоящее время существует несколько видов как твердых, тик и мягких (типа резины) поглощающих материалов, которые уже при толщине в несколько миллиметров обеспечивают практически полное поглощение просачивающейся СВЧ энергии.

Поглощающий материал закладывается в щели между теми металлическими деталями резонаторных камер или волноводных структур, которые не могут быть соединены сваркой или пайкой.

Предотвращение излучения через отверстие для наблюдения или подачи воздуха осуществляется применением металлических трубок достаточно малого внутреннего диаметра и необходимой длины. Такие трубки являются запредельными волноводами и практически не пропускают СВЧ энергию. Необходимо, чтобы внутренний радиус R был в 10...15 раз меньше рабочей длины волны. В этом случае погонное затухание (в децибелах на сантиметр) на низшем типе волны H11 может быть приблизительно определено по формуле

L=16/R,

а общее затухание при длине трубки l становится равным

16l/R дБ.

Рассмотрим численный пример. Пусть рабочая длина волны л=23 см. Возьмем трубку с внутренним радиусом R=1,5 см. Пользуясь формулой для L, определим, что на каждом сантиметре длины трубки погонное затухание

L=16/1,5=10,8 дБ/см.

Если мощность СВЧ колебаний резонатора составляет 1 кВт, а вне трубки будем считать допустимой мощность 1 мкВт, то на длине трубки l должно быть ослабление 1кВт/1мкВт=1/10=10 раз, или 60 дБ. Длина трубки будет

l=60/L=60/10,8=5,17 см.

Окончательно длину трубки с внутренним диаметром 15 мм можно принять равной 5 см. Как видим, безопасный уровень излучения может быть получен при не очень длинных трубках и при достаточно больших диаметрах.

Для промышленных установок СВЧ характерна необходимость многоразового открывания и закрывания люков загрузки, и т.д. От этих операций защитные устройства, в особенности контактные, постепенно изнашиваются. Кроме того, с течением времени контактные поверхности окисляются. В результате излучение может возрасти в несколько раз и даже на один-два порядка. Поэтому необходимы систематическое наблюдение за состоянием защитных устройств, проведение периодических замеров уровня излучения. Отсюда и жесткие требования к надежности защитных устройств. Чтобы в эксплуатации нормы облучения не были превышены, заводские сдаточные нормы на излучение делают более жесткими. Так, в Японии допускается увеличение излучения от заводских норм до эксплуатационных при количестве открываний более 100 тыс. раз. Собственно, при таких условиях и проводятся периодические заводские испытания защитных устройств.



Список литературы

Проектирование СВЧ устройств радиолокационных приёмников - М.: Советское радио, 1973.

Разработка структурной схемы радиоприёмного устройства: Учебное пособие по курсовому проектированию. Сидоров В. М. -М.: типография ВЗЭИС, 1988.

Проектирование радиоприёмных устройств: Учебное пособие для вузов под редакцией А.П. Сиверса - М.: Советское радио, 1976 .

Радиоприёмные устройства: Учебник для вузов под редакцией Н.Н.Фомина - М.: Радио и связь, 1996.

Радиоприемные устройства: О.В.Головин - М.: Высшая Школа, 1997

Новые транзисторы: Справочник, часть 1. -М.: Солон, Микротех,1996.

Диоды: Справочник, О.П. Григорьев и др. - М.: Радио и связь, 1990 . ( МРБ, Вып. 1158).

Аналоговые интегральные микросхемы для бытовой аппаратуры: Справочник, В.И. Атаев, В.А. Болотников.- М.: Издательство МЭИ, 1992 .

Конструирование и расчёт полосковых устройств: Учебное пособие для вузов под редакцией И.С. Ковалёва - М.: Советское радио, 1974 .

Резисторы: Справочник, В.В. Дубровский и др.; Под ред . Четверткова и В.М. Терехова . - 2-е изд., перераб. и дополн.- М.: Радио и связь, 1991.

Усилители с широким динамическим диапазоном на микросхемах: А.П.Лукошкин и др. - М.: Радио и связь, 1981

Руководство по технико-экономическому обоснованию дипломных проектов - М.: ВЗЭИС, 1974.

Расчет технико-экономических показателей радиотехнических устройств - методические указания к курсовому и дипломному проектированию - М.: ВЗЭИС, 1982.

14. Прайс-лист на отечественные и импортные электронные компоненты НПО "Симметрон" (от 8 мая 1998г, цены указаны с учетом НДС) - получен из Интернет с сервера www.symmetron.ru