Смекни!
smekni.com

Конструкция генератора с фазовой автоподстройкой частоты для диапазонов ОВЧ-УВЧ (стр. 5 из 13)

4) Определим жесткость платы

(8.1.11)

5) Находим статический прогиб платы

(8.1.12)

6) Максимальный прогиб платы при ударе

(8.1.13)

7) Находим полную динамическую деформацию платы

(8.1.14)

8) Эквивалентная сила удара

(8.1.15)

9) Определим расчетный коэффициент запаса

(8.1.16)

где

- запас прочности;

- степень ответственности детали;

- однородность механических свойств материала.

В расчете

10) Находим допустимое напряжение в материале платы

(8.1.17)

где

- предельное допустимое напряжение в материале платы.

11) Определим изгибающий момент, действующий на плату

(8.1.19)

12) Определим момент инерции сечения платы

(8.1.20)

13) Момент сопротивления изгибу пластины

(8.1.21)

14) Находим напряжение, возникающее в материале платы

(8.1.22)

Сравнивая расчетное значение

в материале платы с допустимым значением
для данного материала (стеклотекстолита фольгированного) видим, что

,следовательно, данная конструкция способна выдержать действующую ударную нагрузку.

8.2 Расчет эффективности экранирования

Целью расчета эффективности экранирования является исследование процесса экранирования электромагнитных полей на сверхвысоких частотах и определение затухания экранирования.

Действие электромагнитных экранов можно представить как многократное отражение электромагнитных волн от поверхности экрана и затухание высокочастотной энергии в металлической толще экрана.

Затухание энергии в экране (экранирование поглощения) Ап обусловлено тепловыми потерями на вихревые токи в металле экрана. Чем выше частота и толще экран, тем больше поглощение энергии в экране и больше величина экранного затухания за счет поглощения (больше эффект экранирования).

Отражение энергии (экранирование отражения) связано с несоответствием волновых характеристик металла, из которого изготовлен экран и диэлектрика (воздуха), окружающего экран. Чем больше различие между волновым сопротивлением диэлектрика и металла, тем сильнее эффект экранирования отражения.

Проектируемый генератор может работать в диапазоне от 100 до 2500 МГц и относится к СВЧ устройствам. Прибор заключен в корпус выполненный литьем под давлением из алюминиевого сплава АЛ9 и крышки изготовленной по аналогичной технологии, соединенных между собой винтами. Размеры корпуса с крышкой (100×50×25) мм. Корпус является несущей конструкцией, защитой прибора от влаги и пыли, а также выполняет функцию электромагнитного экрана и отводит излишки тепла.

В состав генератора входит одна катушки индуктивности, причем она имеет собственный экран и поэтому не может служить источником помех.

Разрабатываемый прибор можно отнести к приемникам помех, т.е. к устройствам, изменяющим свои параметры под действием внешних электромагнитных полей. Следовательно, генератор должен быть защищен от внешних источников помех. Источник помех может воздействовать на устройство по электромагнитному полю и гальваническим путем – по корпусу, по печатным проводникам, по системе заземления, по общим шинам, по проводам и кабелям. К источникам помех можно отнести системы радиовещания и телевидения, мобильной связи и др.

На диапазон СВЧ распространяется волновой режим экранирования, охватывая область дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн. В волновом режиме следует исходить из волн высшего порядка двух типов: поперечно-магнитной TM (волна H), характеризующей экранирование магнитного поля, и поперечно-электрической TE (волна E), характеризующей экранирование электрического поля.

Особенностью волнового режима является колебательный волновой характер изменения затухания экранирования электрической и магнитной волны с ростом частоты.

Для оценки эффективности экранирования, которое вносит металлический экран, следует пользоваться формулой (8.1.1).

(8.1.1)

где

экранное затухание поглощения,
;

экранное затухание отражения,
;

коэффициент вихревых токов;

круговая частота,
;

абсолютная магнитная проницаемость среды или материала экрана;

относительная магнитная проницаемость материала экрана;

магнитная постоянная свободного пространства;

электрическая проводимость материала экрана,
;

толщина экрана, равная глубине проникновения поля в толщину экрана,
;

волновое сопротивление среды,
;

волновое сопротивление материала экрана,
.

Исходные данные:

Материал корпуса – алюминиевый сплав АЛ9;