Тракт-Ф

Download Report

Transcript Тракт-Ф

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ
ПРЕДПРИЯТИЕ
МОСКОВСКИЙ НАУЧНОИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К
ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКОЙ РАБОТЕ
«Разработка промышленных технологий
создания элементов СВЧ трактов
миллиметрового диапазона волн с малыми
потерями, обеспечивающих передачу СВЧ
энергии с уровнем мощности до
10 кВт», шифр «Тракт-Ф»
Технический проект
Настоящая ОКР выполняется на
основании Технического задания на ОКР
«Разработка промышленных технологий
создания элементов СВЧ трактов
миллиметрового диапазона волн с малыми
потерями, обеспечивающих передачу СВЧ
энергии уровнем мощности до 10 кВт», шифр
«Тракт-Ф» утвержденного 10.08. 2011
Директором Департамента радиоэлектронной
промышленности Минпромторга РФ Якуниным
А.С. и государственного контракта
№11411.68000.114 от 10.08 2011.
•
В настоящее время волны миллиметрового
диапазона (ММДВ) с высоким уровнем мощности
широко применяются в установках термоядерного
синтеза, установках микроволновой обработки
материалов, ускорителях заряженных частиц,
радиолокаторах с высокой разрешающей
способностью, системах связи и радиоподавления.
•
Эти потребности стимулировали разработку
мощных СВЧ электронных приборов и в последнее
время получены практические результаты по
созданию СВЧ электронных приборов в
миллиметровом диапазоне волн с уровнем
мощности от нескольких киловатт до единиц
мегаватт. Однако отсутствие промышленных
технологических решений по передаче СВЧ энергии
от выхода усилительного прибора до антенны с
малыми потерями и уровнем проходящей мощности
в единицы киловатт и более в непрерывном режиме
серьезно сдерживают развитие этих направлений в
РФ.
• Ведущие зарубежные страны интенсивно ведут
работы по дальнейшему совершенствованию
перспективных помехозащищенных систем
спутниковой связи (СпС) миллиметрового диапазона
волн (ММДВ). К ним относятся коммерческие
системы СпС ММДВ, например, «Италсат» (Италия)
и «Сакура» (Япония) а также ряд военных систем. В
ближайшей перспективе на базе искусственных
спутников Земли (ИСЗ) перечисленных выше СпС
планируется создание объединенной системы
спутниковой связи ММДВ США и европейских стран.
• Вклад систем СпС миллиметрового диапазона по
объему передаваемой информации уже составляет
30-35 % от всех систем СпС. При этом системы СпС
миллиметрового диапазона волн обеспечивают
устойчивую помехозащищенную связь.
•
В настоящее время на вооружении частей РЭБ
ВС Российской Федерации отсутствуют станции
помех СпС миллиметрового диапазона волн и
аналогов им не существует. Поэтому задача
создания техники РЭП системам СпС
миллиметрового диапазона
Элементы волноводного тракта созданные по
разрабатываемой в рамках настоящей ОКР
промышленной технологии будут использованы при
создании:
• - создании систем спутниковой связи в ММДВ –
создании центральных Земных станций спутниковой
связи, реализующих фидерные линии в диапазоне
20/30 ГГц для системы спутниковой связи «Арктика
МС-1» (ССС «Арктика МС-1») и системы спутниковой
связи «Росинфоком» (ССС «Росинфоком»).
• Создание ССС «Арктика МС-1» и ССС
«Росинфоком» предусмотрено Федеральной
космической программой России на 2006-2015 гг. и
Федеральной целевой программой «Мировой океан»
(с изменениями от 30.09.2009г. и 12.08.2010г.) в
части подпрограммы «Освоение и использование
Арктики»;
•
•
- радиолокаторов различных видов базирования с высокой
разрешающей способностью работающих в миллиметровом
диапазоне волн, в том числе в РЛС ММДВ «Маринос»
разрабатываемой ФГУП НИРФИ (г.Москва).
•
-автоматизированных станций помех линиям систем
спутниковой связи миллиметрового диапазона волн пол ОКР
Былина, отнесенной к перспективным образцам ВВСТ и
предназначенной для радиоподавления бортовых
ретрансляторов систем спутниковой связи миллиметрового
диапазона волн «Милстар», «ГБС», «Скайнет», «Сикрал»,
«Италсат», «Сакура», используемых для связи в оперативностратегическом (ОСЗУ), оперативном (ОЗУ), оперативнотактическом (ОТЗУ) и тактическом (ТЗУ) звеньях управления ВС
ведущих зарубежных стран и НАТО.
•
Все эти приложения требуют разработки линий передачи,
способных передавать сигналы высокой мощности в
миллиметровом диапазоне волн с малыми потерями. Обычные
одномодовые волноводы, работающие на низшем типе волны, в
данном случае неэффективны, так как имеют высокие
омические потери (порядка 1 дБ/метр) и невысокую пробивную
мощность, обусловленную малыми геометрическими
размерами.
Кроме регулярных волноводов для построения
линий передачи энергии от выхода источника
мощности - СВЧ электронного прибора до антенны
требуются различные элементы СВЧ тракта - изгибы
(повороты), поляризаторы, направленные
ответвители, вращающиеся сочленения, нагрузки и
др.
•
Учеными и специалистами Института прикладной
физики Российской академии наук (ИПФ РАН) на
базе развития теории многомодовых волноводов с
использованием высших типов волн выполнены
теоретико-экспериментальные разработки по
созданию элементов волноводных линий передачи
высокой мощности в миллиметровом диапазоне
волн с малыми потерями.
•
При проектировании и практической реализации
элементов таких линий передач возникает
необходимость обеспечить либо сохранение
заданной моды, либо преобразование одной моды в
другую при реализации дополнительных требований,
таких например как, поворот оси волновода, переход
на другое сечение и др.
•
• Целью настоящей работы является промышленное
внедрение теоретико-экспериментальных
результатов полученных ИПФ РАН – разработка
промышленных технологий создания элементов СВЧ
трактов миллиметрового диапазона волн с малыми
потерями, обеспечивающих передачу СВЧ энергии с
уровнем мощности до 10 кВт.
Учеными и специалистами ИПФ РАН создан
математический аппарат и методики расчета
элементов тракта на многомодовых
волноводах, проведено макетирование и
получено практическое их подтверждение.
• Практической реализацией многомодовых
волноводов является круглый волновод с
гофрированными внутренними
стенками,диаметр такого волновода
выбирается в несколько длин волн и более.
Подбором гофрировки на внутренних стенках
волновода можно добиться того, что
поверхностный импеданс стенок будет
близок к бесконечному, токи в стенках при
этом будут отсутствовать и потерт будут
минимальны. Волна внутри такого волновода
будет распостраняться по законам
геометрической оптики.
•
Выходная мода гиро-ЛБВ – вращающаяся НЕ11 волна
гофрированного волновода является предпочтительнее в данном
проекте. Мода НЕ11 удовлетворяет всем требованиям,
предъявляемым к волноводному тракту
- НЕ11 мода обладает низкими омическими потерями (малое
поле на стенке волновода),
- имеет простую структуру (коэффициент связи с Гауссовым
пучком >98%), низкий уровень боковых лепестков при излучении из
волновода (-30дБ),
- линейную поляризацию,
- вращающиеся сочленения волноводов технически просто
выполнить на НЕ11 моде с вращающейся поляризацией,
- мода хорошо согласуется с модой ТЕ10 стандартного
прямоугольного волновода с помощью профилированных волноводных
переходов.
Передаваемая по гофрированному
волноводу радиусом R мощность
R
R  м 2
1
В
2
P  Вт 
E
(
r
)

2

rdr

J
(2.405)

E
y
1
0
240 0
240
 м 
2
2
Из формулы следует, что в случае отсутствия в тракте
интерференционных явлений по волноводу диаметром 40мм в нормальных
условиях максимальная передаваемая мощность в моде НЕ11 составляет
4МВт, а в волноводе диаметром 63,5мм – 10МВт. Эти расчеты показывают, что
заданная по ТЗ проходящая мощность 10 кВт в непрерывном режиме и 180 кВт
в импульсном режиме обеспечивается с более чем 20 кратным запасом
Таким образом, мода НЕ11 в данном конкретном случае является
предпочтительной в качестве рабочей моды волноводного тракта и
всё дальнейшее проектирование элементов СВЧ тракта будет
вестись на моде НЕ11.
Состав опытного образца
Согласно ТЗ предусматривается создание опытного образца элементов СВЧ тр
нижеперечисленном составе:
- регулярный волновод на частоты 26,0-32,0 ГГц длиной до30 м
- регулярный волновод на частоты 43,0-46,0 ГГц длиной до30м
- изгибы волноводной линии на диапазон 26,0-32,0 ГГц:-30°,45° ,90°
- изгибы волноводной линии на диапазон 43,0-46,0 ГГц:-30°,45° ,90°
- поляризатор на диапазоне 26,0-32,0 ГГц;
- поляризатор на диапазоне 43,0-46,0 ГГц;
- калориметрическая согласованная нагрузка:
- на диапазон 26,0-32,0 ГГц;
- на диапазон 43,0-46,0 ГГц;
- направленные ответвители :
- на диапазон 26,0-32,0 ГГц;
- на диапазон 43,0-46,0 ГГц;
- преобразователи типов волн (мод) Н10 - ТЕ11 - ТЕ01:
- на диапазон 26,0-32,0 ГГц;
- на диапазон 43,0-46,0 ГГц;
- преобразователи типов волн (мод) Н10 - ТЕ11 - ТЕ12:
- на диапазон 27,5-31,0 ГГц;
- на диапазон 43,5-45,5 ГГц;
- вращающиеся в двух плоскостях сочленения:
- на диапазон 26,0-32,0 ГГц;
- на диапазон 43,0-46,0 ГГц.;
• Для соединения компонентов тракта
предлагается использовать гофрированный
волновод диаметром 40мм либо 63,5мм (на
отдельных участках волноводного тракта).
• Гофрировка волновода для диапазона 26-32
ГГц показана на рис.
• Для обеспечения герметичности
волноводного тракта на торцах волноводных
секций выполняются дроссельные канавки и
канавки для резиновых колец. Геометрия
дроссельных канавок показана на Рис.4б) и
Рис. 5б).
• Внутренняя поверхность волноводов
покрывается Хим.окс.Э, наружняя
поверхность покрывается эмалью ПФ-115.
Профиль гофрировки волновода на
диапазон частот
26-32ГГц.
2.562
1,708
R20
3,416
Рис.4 б). Дроссельная канавка фланцевого соединения
на диапазон частот 27,5-31ГГц.
3,55
1,2
R0,5
3
Гофрированный
волновод 1
0,2
R20
Гофрированный
волновод 2
Макет регулярного волновода (отрезок) диапазона
26,0-32,0 ГГц
Волноводный изгиб 90 (уголок)
• Важным элементов волноводного тракта
являются волноводные изгибы,
поворачивающие излучение на заданный
угол (90). Поворот излучения можно
осуществлять по крайней мере двумя
способами –
• - плавным изгибом волновода с сохранением
поперечного сечения волновода;
• - зеркалом, расположенным на пересечении
волноводов соединяемых под заданным
углом.
Геометрия волноводного уголка (изгиба) 27,5-31,0 ГГц.
Корпус уголка
Гофрированный
преобразователь
40
Торцевое отверстие к
поглотителю
Плоское
зеркало
Z
63,5
Z
257,6
292,6
292,6
Z
Гофрированный
преобразователь
Профиль гофрированного преобразователя изгиба 90
(уголка) на диапазон 27,5-31 ГГц
Эффективность волноводного уголка. Коэффициент
связи моды НЕ11 на выходе уголка с учётом потерь на
разрыве волновода.
Вращающиеся в двух плоскостях
сочленения волноводов
Рассмотренные выше волноводные уголки
представляют собой законченные компоненты и
могут соединяться между собой произвольным
образом. Однако конструкцию можно упростить, если
расстояние между плоскими зеркалами уголков
сделать равным длине биений НЕ11 и НЕ12 мод
гофрированного волновода. Как сказано выше, моды
НЕ11 и НЕ12 на зеркале уголка при соответствующей
взаимной фазе образуют Гауссов пучок (с плоской
фазой) с коэффициентом связи около 0,99. Оценим
длину биений мод НЕ11 и НЕ12 в гофрированном
волноводе радиусом R (Таблица 2).
Длина биений НЕ11 и НЕ12 мод в гофрированном
волноводе радиусом R
• Для размещения устройства вращения и уменьшения потерь в
уголках конструктивно предпочтителен вариант с
гофрированным волноводом диаметром 63,5мм. Для
возбуждения смеси мод НЕ11и НЕ12 используем рассчитанный
выше преобразователь волноводного изгиба 90 (уголка).
Геометрия модельной задачи показана на Рис.23.
Геометрия модельной задачи для расчёта параметров
сочленения волноводов вращающегося в двух
плоскостях
• Смещение рабочей частоты от расчётной
центральной сдвигает перетяжки формируемых
Гауссовых пучков относительно положения плоских
зеркал и коэффициент передачи заданной смеси мод
через сочленения волноводов уменьшается (Рис.23).
• Поле с вращающейся поляризацией при
прохождении через уголки 1 обеспечивает
фиксированный уровень потерь независимо от углов
поворота антенны антенны. Уголок 2, размещённый
непосредственно перед антенным излучателем
(выход гауссова пучка - Рис.23), выполняет функции
поляризатора. Плоское зеркало с гофрировкой
преобразует круговую поляризацию мод
гофрированного волновода в линейную.
• Так как гибридные моды НЕ11 и НЕ12 имеют малые
поля на стенке волновода, то при длине разрыва L
<< , а L ~ 0.5 мм потери рассматриваемых мод (при
любой взаимной фазе) очень малы. Дроссельная
канавка (Рис. 5б и 4б), размещённая за разрывом,
также уменьшает потери во вращающемся
сочленении.
Коэффициент передачи излучения через два уголка
(волноводных разрыва) в круглом гофрированном
волноводе биений 63,5 мм
•
•
•
•
•
•
•
Сочленение волноводов, вращающееся в двух плоскостях,
предназначено для присоединения волноводного тракта к
антенне в диапазоне 26,0-32Гц. Схема вращающегося в двух
плоскостях сочленения волноводов показана на Рис. 26.
Вращающееся сочленение включает в себя следующие
компоненты (Рис.26):
Преобразователь моды НЕ11 в смесь мод НЕ11 и НЕ12.
Представляет собой профилированный гофрированный
переход 40-63,5мм. В схеме используется
преобразователь волноводного изгиба 90 (уголка) с плоским
зеркалом.
Корпус волноводного уголка с плоским зеркалом имеет
внутри гофрированный волновод 63,5мм и может быть
соединён как с преобразователем уголка, так и с регулярным
волноводом 63,5мм.
Вращающееся сочленение волновода 63,5мм представляет
собой две секции гофрированного волновода установленных
на подшипниках с волноводным разрывом (0,5 мм) между
ними.
Уголок-поляризатор представляет собой описанный далее
поляризатор, преобразующий вращающуюся моду НЕ11 в
моду с фиксированной линейной поляризацией.
Секция гофрированного волновода 63,5мм может быть
использована как антенный облучатель, так как структура
поля в выходном сечении (Гауссов пучок) имеет низкий
уровень боковых лепестков и кросс-поляризации.
Общий вид вращающихся в двух плоскостях
сочленений волноводов
307
5
30
7
2
4
30
7
3
3
63,5
1
40
1-Гофрированный преобразователь (от уголка),
2-Волноводный уголок,
3-Вращающееся сочленение на гофрированном волноводе,
4-Уголок-поляризатор,
5-Гофрированный волновод к антенному рефлектору (выход Гауссова пучка).
Макет вращающегося сочленения диапазона
26 – 32 ГГц
Поляризатор
• Поляризатор размещается в последнем
волноводном уголке 4 – Рис.26 (после
вращающихся сочленений) перед антенным
облучателем. В отличие от обычного уголка с
плоским зеркалом, в поляризаторе плоское
зеркало заменено на зеркало с мелкой
гофрировкой (Рис.32).
• Профиль гофрировки в системе координат
зеркала
 2 
Z (Y )  1.81  cos 
Y
 3 
Поляризатор на диапазон частот 26,0-32,0 ГГц
3
X
63,5
Y
1
Вид А
35
Z
2
Вид А
63,5
Направленные ответвители с переходным
затуханием -50..-60дБ
Направленный ответвитель для измерения
проходящей СВЧ мощности выполняется в одном из
волноводных уголков на плоском зеркале.
В плоском зеркале выполнены отверстия связи,
обеспечивающие ответвление СВЧ мощности,
передаваемой в линии передачи в измерительный
канал, представляющие собой прямоугольный
стандартный одномодовый волновод 7,2x3,4мм.
Восемь отверстий связи расположены симметрично
относительно центра плоского зеркала.
Макет уголкового изгиба на 90 градусов диапазона 26 32 ГГц совмещенного с направленным ответвителем и
детекторной головкой
Измерительный волноводный уголок с
направленнымответвителем на диапазон 26,0-32 ГГц
6
3
5
1-Входной волновод уголка (канал высокой СВЧ мощности),
2-Выходной волновод уголка,
3-Плоское зеркало уголка,
4-Прямоугольный волновод (7,2x3,4),
5-Отверстия связи (8 шт.) в плоском зеркале,
6-Согласованная нагрузка,
7-СВЧ детектор.
7,2
4
63,5
3,63
0,5
1
7
0,8
2
63,5
Калориметрическая согласованная нагрузка
• Калориметрическая согласованная нагрузка
предназначена для поглощения и измерения полной
выходной СВЧ мощности гиро-ЛБВ в процессе
выполнения регламентных и наладочных работ
усилителя, волноводного тракта и антенного
устройства.
• В состав согласованной калориметрической нагрузки
входят следующие компоненты:
• - поглощающая секция (нагрузка),
• - термоблок (термисторы и электронагреватель
погружены в ОЖ, прокачиваемую через
поглощающую секцию),
• - дифференциальный балансный усилитель, с
вольтметром,
• - регулируемый источник питания
электронагревателя.
•
Поглощающая секция согласованной
калориметрической нагрузки
Вход ОЖ
Тефлоновая трубка
труба
40
140
120
150
350
Выход
ОЖ
170
СВЧ излучение поглощается рабочим телом калориметрической нагрузки.
Рабочее тело нагрузки – водный раствор этиленгликоля (ОЖ - охлаждающая
жидкость) прокачивается через поглощающую секцию калориметрической
нагрузки с помощью насоса
Макет единой калометрической нагрузки
диапазонов 26-32 ГГц и 43-46 ГГц.
Преобразователь типов волн ТЕ10-НЕ11
• Для испытаний и наладки волноводного тракта и
отдельных компонентов на малом уровне мощности
необходимо разработать возбудитель моды НЕ11
гофрированного волновода с вращающейся
поляризацией. Такой преобразователь-возбудитель
кроме того, может быть использован для измерения
частотных характеристик выходного вакуумного окна
гиро-ЛБВ. Основанная мода стандартного
прямоугольного ТЕ10 с помощью гладкого
волноводного перехода трансформируется в
стоячую моду ТЕ11 круглого одномодового
волновода. Затем на эллиптическом волноводеполяризаторе мода ТЕ11 со стоячей поляризацией
преобразуется в моду с вращающейся поляризацией
нужного направления вращения. Последующий
аксиально-симметричный преобразователь
трансформирует эту моду в желаемую волну НЕ11
гофрированного волновода.
• Выходной преобразователь ТЕ11-НЕ11 может быть
выполнен различными способами в виде:
• гладкого волновода с оптимизированным профилем
переменного радиуса,
• гофрированного волновода с переменным
импедансом и оптимизированным профилем
огибающей стенки волновода,
• гладкого входного преобразователя ТЕ11-НЕ11 и
гофрированного выходного перехода с модой НЕ11.
• Все эти технические решения отличаются
сложностью изготовления и полосой рабочих частот.
.
Волноводный преобразователь
моды ТЕ11 волновода 10мм в моду
НЕ11 гофрированного волновода
40 мм на диапазон 26,0 – 32ГГц
• Диапазон рабочих частот 26,0 – 32 ГГц.
• Входная мода – ТЕ11 круглого
одномодового волновода 10 мм.
• Желаемая выходная мода – НЕ11
гофрированного волновода
(бесконечный импеданс) 40мм
Преобразователь мод ТЕ11-НЕ11 с переменной
глубиной гофрировки
Оптимизированный профиль преобразователя ТЕ11-НЕ11 с
переменной глубиной гофрировки
Расчётная эффективность возбуждения моды
НЕ11 гофрированного волновода диаметром
40мм в полосе частот 27,5-31 ГГц
Преобразователь типов волн (мод) Н□10 - НЕ○11 на
диапазон 26,0-32,0ГГц. Конструктивное исполнение.
• Преобразователь мод состоит из трёх
секций: перехода с прямоугольного
волновода на круглый, эллиптического
волновода переменного сечения,
профилированного гофрированного перехода
круглого сечения 10 - 40. Необходимо
обеспечить возможность присоединения
перехода с прямоугольного волновода на
круглый непосредственно к
профилированному переходу круглого
сечения 10 - 40 (без эллиптического
волновода).
Волноводный переход с прямоугольного
волновода 3,4x7,2мм на круглый волновод 10мм
представляет собой плавный переход с прямоугольного
сечения на круглое длиной 70мм
10
3,4
70
7,2
• Эллиптический волновод переменного сечения
пристыковывается волноводному переходу А) с
прямоугольного волновода на круглый. Волновод
состоит из двух конических секций, включенных на
встречу друг другу. Входное сечение секции круглый волновод радиусом 5 мм линейно
переходящий в эллипс сечением 4,69 x 5,31мм
(размеры полуосей эллипса). Длина каждой из
конических секций 50мм. Оси эллипса повёрнуты на
45 относительно осей входного сечения 3,4x7,2 мм
прямоугольного волновода.
Эллиптический волновод
переменного сечения
10
9,38
10,62
45
10,62
10
50
50
9,38
Профиль профилированного перехода с 10 на 40
(секция В преобразователя типов мод).
Профиль выходной секции преобразователя мод
ТЕ11-НЕ11.
Макет преобразователя мод Н10 – НЕ11
на диапазон 26-32 ГГц
Оценка технологичности
•
•
•
•
•
Основные характерные особенности технологических
процессов в области механообработки сочетание высоких
точностей и сложных форм деталей.
Основные характерные особенности технологических
процессов в области СВЧ измерений – высокоточные
измерения малых величин затухания и КСВ в диапазоне частот
до 46 ГГц и измерения на высоком уровне мощности (более 10
кВт).
Для создания промышленной технологии изготовления
элементов СВЧ тракта кроме применения технологических
процессов общего применения в рамках настоящей ОКР
разрабатываются технологические процессы:
- технология изготовления гофрированных волноводов основного элемента построения элементов СВЧ тракта;
-технология проверки и испытаний элементов СВЧ тракта в
диапазоне до 46 ГГц при уровне проходящей мощности не
менее 10 кВт.
Измерения параметров макетных
устройств
• В процессе измерения параметров макетных
устройств необходимо проверить
правильность принятых решений по
реализации элементов волноводных трактов
для чего необходимо измерить основные
характеристики разрабатываемых устройств:
• - величины потерь и КСВ элементов
волноводного тракта;
• - обеспечение передачи СВЧ сигналов с
уровнем мощности не менее 10 кВт в
непрерывном режиме.
Измерение ослабления сигнала в
преобразователе типов волн Н10 – НЕ11
Н10
Измеритель КСВН
панорамный
НЕ11
40
Преобразователь типов
волн Н10 – НЕ11
ZVA50
НЕ11
40
Н10
Преобразователь
типов
волн Н10 – НЕ11
Согласованная
нагрузка
Измерение КСВ калориметрической
согласованной нагрузки
Н10
Измеритель КСВН
панорамный ZVA50
НЕ11
40
Калориметрическая
нагрузка
НЕ11
40
Преобразователь типов
волн Н10 – НЕ11
Измерение потерь во вращающихся
сочленениях волноводов
Н10
7.2x3.4
Измеритель КСВН
панорамный ZVA50
НЕ11
40
Преобразователь типов
волн Н10 – НЕ11
НЕ11+НЕ12
63,5
63,5
Вращающиеся
сочленения волноводов
НЕ11
40
40
Преобразователь
НЕ11+НЕ12  НЕ11
НЕ11
40
Н10
7.2x3.4
Преобразователь
типов
волн Н10 – НЕ11
Согласованная
нагрузка 7.2x3.4
Измерение ослабления сигнала в волноводных изгибах 90
НЕ11
40
Н10
Измеритель
КСВН ZVA50
Преобразователь типов
волн Н10 – НЕ11
панорамный
НЕ11
40
НЕ11
40
Волноводный изгиб 90
(уголок)
НЕ11
40
Н10
Преобразователь
типов
волн Н10 – НЕ11
Согласованная
нагрузка 7.2x3.4
Сводная таблица результатов испытаний макетов
Измерения на высоком уровне мощности
Для измерений на высоком уровне мощности был использован стенд ИПФ
РАН оснащенный гиротроном - источником СВЧ колебаний с выходной
мощностью не менее 10 кВт в непрерывном режиме в диапазоне 31 -34 ГГц.
Исследования комплексированного СВЧ тракта проводились на частоте 31
ГГц при выходной мощности гиротрона - 12,8 кВт в непрерывном режиме
Общий вид составной части макетного СВЧ тракта
Стенд ИПФ РАН
Результаты испытаний макетного СВЧ тракта
на высоком уровне мощности.
• 1.Рабочая частота -31 ГГц.
• 2.Входная мощность тракта в непрерывном режиме
(выходная мощность гиратрона) – 12,8 кВт.
• 3.Мощность на выходе макетного СВЧ тракта 10,5
кВт.
• 4. Суммарное затухание в макетном СВЧ тракте ( 8
элементов) -0,55 дБ.
• 5 Время непревывной работы – 24 часа.
• Испытания на проходящую мощность 180 кВт в
импульсном режиме на этапе техпроекта не
проводились из-за отсутствия источника СВЧ
мощности. Выполнение требований ТЗ
подтверждено расчетным путем (раздел 4.1.4).
Выводы по разделу 3 «Описание и
обоснование выбранной конструкции»
• 1. Макетирование подтвердило правильность
принятых решений.
• 2.Элементы СВЧ тракта разрабатываемые по
настоящей ОКР обеспечивают в
соответствии с ТЗ передачу сигналов с
уровнем мощности не менее 10 кВт в
непрерывном режиме с малыми потерями
(допустимые потери по ТЗ- 1.2 дБ,фактически
0,55 дБ.)
Сведения о соответствии разрабатываемых
элементов СВЧ тракта требования по
живучести и стойкости к внешним
воздействиям.
• Принятые схемотехнические и конструкторские решения по
реализации элементов СВЧ трактов обеспечивают:
• - соответствие заданным требованиям при эксплуатации в
диапазоне температур: – 50…+ 50°С.
• - соответствие заданным требованиям в условиях воздействия
повышенной влажности воздуха до 98 % при температуре до
35°С.
• - соответствие требованиям при эксплуатации по группе 1.10
по ГОСТ РВ 20.39.304-98 (устройства, работающие на открытом
воздухе), в том числе соответствие заданным требованиям в
условиях воздействия атмосферных осадков в т.ч. инея и росы,
статической и динамической пыли, соляного тумана.
• Требования к опытным образцам по воздействию акустического
шума, компонент ракетного топлива не предъявляются.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выполнения технического проекта получены следующие
основные результаты:
• 1. Выбран оптимальный тип колебаний (мода) в волноводе для
реализации элементов волноводного тракта ММДВ с малыми
потерями и возможностью передачи сигналов с уровнем
мощности не менее 10 кВт ы непрерывном режиме и до 180 кВт
в импульсном режиме.
• 2. Проведены электрические расчеты, выбрана и обоснована
конструкции элементов волноводного тракта ММДВ.
• 3.Проведено макетирование и испытания основных элементов
волноводного тракта ММДВ. Испытания подтвердили
правильность принятых технических решений, соответствие
достигнутых параметров требованиям ТЗ, и целесообразность
реализации разработанных конструкций в КД и ТД.
• 4. Проведена оценка технологичности изделия.
• 5. Проанализированы ожидаемые технико-экономические
показатели.
• Также в представляемых материалах подтверждено
соответствие другим требованиям ТЗ.