Мобильный офис с антенной решеткой стандарта GSM-900 (стр. 13 из 19)
В результате экспериментов с проектируемым образцом антенны удалось достичь заданного значения КСВ ≤ 2.
3.7.3 Измерение коэффициента усиления
Измерение коэффициента усиления произвести не удалось, т.к. не удалось найти эталонную антенну с известной зависимостью КУ от частоты для данного диапазона частот.
3.8 Выводы
Результатом проектирования стал макет антенной решетки, для которого мы получили ряд характеристик, рассмотренных выше в этой главе.
В целом же спроектированная антенна удовлетворяет требованиям, указанным в задании. Антенна формирует излучение вертикальной поляризации с ДН, ширина которой по уровню –3 дБ составляет приблизительно 35° во всем рабочем диапазоне частот. Также в рабочем частотном диапазоне реализовано согласование антенны с фидером сопротивлением 50 Ом, с КСВ ≤ 2.
4.БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
4.1 Краткое описание устройства
В данном дипломном проекте разрабатывается антенная решётка для сотового телефона стандарта GSM, работающего в диапазоне 890 - 960 МГц.
Конструктивно антенная решетка представляет собой систему полосковых излучателей расположенных над экраном.
Антенна не имеет стационарного расположения, т.к. является мобильной и формирует излучение с линейной поляризацией с шириной диаграммы направленности в горизонтальной плоскости - 36°, в вертикальной плоскости - 36°.
В ходе разработки антенны осуществляется теоретические расчеты основных характеристик, параметров и конструкции антенны, изготовление макета антенны, лабораторное исследование макета, доработка конструкции антенны, изготовление окончательного варианта антенны, снятие характеристик антенны.
4.2 Безопасность проекта
4.2.1 Электробезопасность
При проектировании изделия радиомонтажнику приходится использовать электроприборы, которые представляют собой потенциальную опасность, а именно, опасность поражения электрическим током.
Поражение электрическим током может быть при прикосновениях: к токоведущим частям, находящимся под напряжением; к отключенным токоведущим частям, на которых остался заряд или появилось напряжение в результате ошибочного включения, к металлическим нетоковедущим частям электроустановок после перехода на них напряжения с токоведущих частей.
Действие электрического тока на организм человека может быть тепловым (ожог), механическим (разрыв тканей), химическим (электролиз) и биологическим (сокращение мышц, паралич дыхания и сердца).
Степень опасного воздействия на человека электрического тока зависит от величины поражающего напряжения и тока, его частоты, пути прохождения через тело человека, продолжительности воздействия, условий внешней среды, а также физического состояния и самочувствия человека. Для переменного тока частотой 50 Гц напряжение прикосновения Uприк не должно превышать 2 В при токе менее 0.3 мА; для постоянного тока Uприк < 8 В при токе менее 1 мА.
Особое внимание следует уделять блокам и элементам, использующим высокое напряжение:
• Источник питания компьютера
• Источники питания периферийных устройств (принтера и т.п.)
• Источники питания генератора и измерителя КСВН
• Розетки и выключатели, напряжение 220 В
• Монитор и измеритель КСВН, имеющий в своем составе электронно-лучевую трубку имеющую напряжение в несколько киловольт.
Эти блоки должны работать только при наличии защитных кожухов с соблюдением изоляции токонесущих элементов и применением технических средств защиты.
Основными способами защиты являются:
• Изоляция токоведущих частей
• Применение малых напряжений
• Обеспечение недоступности прикосновения к токоведущим частям
• Заземление
• Защитное зануление
Изоляция токоведущих частей одна из важнейших задач защиты обслуживающего персонала и студентов в лаборатории. Состояние изоляции должно находиться в строгом соответствии с ПУЭ. Эти правила предусматривают для всех видов электроизоляции точно определенные значения сопротивления изоляции, а также требуют соответствия класса изоляции изделия номинальному напряжению сети или установки условиям окружающей среды и т.д. Для своевременного выявления дефекта ПУЭ предусматривают периодические испытания изоляции и внешний осмотр.
Одним из надежных методов снижения потенциалов статического электричества является заземление всех металлических частей оборудования, где возможна электризация. При заземлении изолированного проводника разность потенциалов между проводником и землей становится равной нулю, а генерируемые электростатические заряды стекают на землю. Заземлять следует не только те части оборудования, которые участвуют в генерировании зарядов, но и все другие изолированные проводники, которые могут зарядиться по индукции.
Также необходимо использовать защитное заземление [10]. Защитным заземлением называется намеренное соединение нетоковедущих частей, которые могут случайно оказаться под напряжением с заземляющим устройством.
При монтаже радиоэлектронного оборудования следует соблюдать требования электробезопасности и работать только исправным электроинструментом. Для исключения возможности поражения электрическим током автоматизированное рабочее место разработчика располагается в помещении без повышенной опасности имеющее все необходимые меры защиты согласно.
4.2.2 Пожарная безопасность
Противопожарная защита представляет собой комплекс инженерно-технических мер, разрабатываемых при проектировании, которые направлены на уменьшение возможности возникновения пожара и защиту людей в случае пожара. На предприятии осуществляются технические, эксплуатационные и режимные мероприятия.
Согласно [14] лаборатория относится к категории «В» пожароопасных помещений. Огнестойкость здания по [15] соответствует I степени (стены выполнены из искусственного или натурального камня и являются несущими, в перекрытиях здания отсутствуют горючие материалы).
Требования по пожаро- и взрывобезопасности определены в.
Монтаж изделия производится при помощи паяльника с применением легко воспламеняющихся жидкостей (этиловый спирт, ацетон, лак и т.д.). Следовательно, монтажные работы пожароопасные. Для избежания пожара паяльник должен обеспечиваться термостойкой подставкой. Легко воспламеняющиеся жидкости должны хранится в металлической посуде с герметичными крышками. Помещение должно обеспечиваться пожарной сигнализацией, аварийным освещением.
Для обеспечения своевременного сообщения о возникновении пожара лаборатория оборудована средствами автоматической сигнализации, подающими звуковой сигнал при обнаружении в воздухе дыма или повышения температуры.
Для первичного тушения огня в лаборатории имеется огнетушитель пенный ОХГТ-10. Кроме того, на этаже имеется пожарный гидрант.
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, используемые в лаборатории (спирт этиловый, ацетон, нитро и масленые краски, лаки), хранятся в строго отведенном для этого месте в герметичных емкостях с плотно закрывающимися крышками.
Электропаяльники, применяемые в лаборатории, имеют негорючие подставки из диэлектрического материала. Разрабатываемая антенна выполнена из негорючих материалов.
4.2.3 Освещенность рабочего места
Свет является естественным фактором жизнедеятельности человека, играющим важную роль в сохранении здоровья и высокой работоспособности.
Уровень освещенности оказывает действие на состояние психических функций и физиологические процессы в организме. Так, хорошее освещение действует тонизирующе, стимулирует активность деятельности человека; улучшает протекание основных нервных процессов. Рациональное освещение предупреждает развитие утомления, способствует повышению производительности труда и играет важную роль в снижении производственного травматизма. Установлено, что плохое освещение является причиной примерно 5% несчастных случаев на предприятиях.
При недостаточной освещенности сокращается время, в течение которого глаз человека сохраняет способность различать рассматриваемый объект, - время ясного видения. На устойчивость ясного видения оказывают влияние напряженность зрительной работы, уровень освещенности, пульсация светового потока. Как показывают физиологические исследования, время ясного видения при работе в течение трех часов сокращается при освещенности 50 лк на 72% от исходной величины, при освещенности 75 лк - на 55%, при 100 лк - на 26%, при 200 лк - на 15%.
Требования к освещению рабочих мест приведены в [16].
В лаборатории, где проходят все стадии проектирования, используется комбинированное освещение: естественное и искусственное.
Изготовление антенны относится к работам средней точности и имеет 4 разряд зрительных работ.
Естественное освещение поступает через два окна. По нормам производственного освещения, при 4 разряде зрительных работ коэффициент естественного освещения должен быть не менее Е = 1,5%.
Нормированное значение КЕО рассчитываем следующим образом:
(4.1)где Е - коэффициент естественного освещения, равен 1,5%
m - коэффициент светового климата, зависит от района расположения здания и территории.
c - коэффициент солнечного климата
Для Екатеринбурга принимают m = 0,9 с = 0,95
Требуемая площадь световых проемов (So), обеспечивающая нормированное значение коэффициента естественной освещенности определяется по формуле (4.2):
(4.2)где: Sn - площадь пола помещения (10x4,5 = 45 м2.),
Еn - нормативное значение КЕО (1.28),
K1- коэффициент запаса (1.2),
g- световая характеристика окон (15)
К2 - коэффициент учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями (1),