Обеспечение качества при изготовлении многоканальных волноводов СВЧ-, КВЧ-диапазона Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли

армированные нитевидными кристаллами (усами) керамических, полимерных и других материалов.

В связи с широким применением в различных конструкциях КА различных КМ актуальными считаются следующие задачи:

- развитие инженерных методов расчета деталей и узлов из КМ;

- совершенствование технологий изготовления для обеспечения и повышения стабильности необходимых эксплуатационных свойств, снижения затрат на производство и удешевление конструкций КА;

- создание методов неразрушающего контроля;

- обеспечение желанных свойств КМ и эксплуатационной надежности;

- удешевление армирующих волокон и самих КМ;

- продолжение и расширение исследований работоспособности деталей и узлов из КМ при комплексном воздействии служебных и климатических факторов.

КМ постоянно совершенствуются и занимают все большее место в аэрокосмической отрасли. Диапазон применения этих материалов увеличивается день ото дня и сулит еще много интересного. Можно с уверенностью сказать, что это материалы будущего.

Y. N. Andreeva Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

COMPOSITE MATERIALS IN AEROSPACE BRANCH

Composite materials are considered as a new class of materials in the aerospace industry. Development, an estimation of the physical and mechanical characteristics of structures, principles of structural organization of production and general issues for further study of composite materials are observed.

© Андреева Ю. Н., 2010

УДК 621.787

А. М. Бакин, Б. Н. Исмаылов, Л. И. Оборина, И. В. Трифанов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ МНОГОКАНАЛЬНЫХ ВОЛНОВОДОВ СВЧ-, КВЧ-ДИАПАЗОНА

Показаны методы изготовления многоканальных волноводов СВЧ-, КВЧ-диапазонов с применением диэлектрических выплавляемых моделей.

При изготовлении антенно-фидерных устройств (АФУ) СВЧ-, КВЧ-диапазонов широко применяются многоканальные волноводы типа разветвитель, мост кольцевой и другие, имеющие каналы переменного сечения [1].

Для изготовления таких волноводов может быть использован метод послойного электрического формообразования с применением диэлектрических выплавляемых моделей при t = 80-100 °С.

Изменение вязкости у от температуры нагрева модельного состава рассчитывается по формуле

у = 3767,11x0,95 Т, где Г - температура нагрева модельной смеси при заливке ее в пресс-форму.

Колебание усадки размеров моделей при заливке в пресс-форму составляет 0,62-0,7 %.

Шероховатость поверхности модели имеет вид:

Ка = (0,055х + 0,61) 0,98*",

где х

= dT (t) d t

изменение температуры заливочнои

смеси; т - время запрессовки модельной смеси; - температура пресс-формы.

Технология послойного электролитического формообразования позволяет изготавливать волноводы малого сечения 3,6x1,8 мм любой конфигурации с применением диэлектрических выплавляемых моделей, с обеспечением точности частотнозависимых размеров 0,015 мм и шероховатости поверхности Яа 0,16-0,2 мкм.

Библиографическая ссылка

1. Трифанов И. В., Евтушенко Е. И. Технологическое обеспечение качества при изготовлении линий передачи энергии антенно-фидерных устройств ; Краснояр гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2006.

Решетневские чтения

A. M. Bakin, B. N. Ismaylov, L. I. Oborina, A. V. Trifanov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

QUALITY MAINTENANCE AT THE MULTICHANNEL WAVE GUIDES OF SHF-, EHF-RANGE MANUFACTURING

The methods of multichannel wave guides of SHF-, EHF-ranges manufacturing with the application of dielectric melted models are shown.

© Бакин А. М., Исмаылов Б. Н., Оборина Л. И., Трифанов И. В., 2010

УДК 621.787

А. М. Бакин, И. В. Трифанов, Л. И. Оборина, Б. Н. Исмаылов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МАЛЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ К РАСЧЕТУ ФИЛЬТРОВ ВАФЕЛЬНОГО ТИПА

Рассмотрены вопросы аналитического расчета резонансной частоты фильтровых устройств КВЧ-диапазона на примере фильтров вафельного типа. Метод дает возможность получения зависимости расстройки от геометрических параметров отражающих элементов.

При создании элементной базы устройств КВЧ-диапазона возрастают требования к частотно-зависимым параметрам волноводных элементов. Строгий расчет полей в устройствах СВЧ встречает большие трудности математического характера [1]. Однако, зачастую требуется определить лишь некоторые параметры устройства, а не получить точное распределение полей, что позволяет существенно упростить задачу с точки зрения математики.

Зависимость резонансной частоты прямоугольного резонатора от его размеров давно известна [2] и может быть найдена следующим образом:

1 т п* к2

у_2 ск?+#+ы

где т, п, к - индексы, характеризующие тип волны; а, Ъ, Ь - размеры резонатора; с - скорость света.

В случае появления в резонаторе отражающих элементов его резонансная частота очевидно изменится. Предположим, что в центре резонатора помещен одиночный отражающий элемент кубической формы размером г, тогда, используя метод возмущений [3; 4], получим выражение для расстройки (Яу):

_ т | Н ■ Н 'СУ-в01Е ■ Е'СУ

Я _ у уг _ V_У_

у /г т01Н ■ Н'сУ + е01Е ■ Е'сУ'

У0 У0

Разбив объем резонатора на однородные области и произведя интегрирование для волн основного типа, получим зависимость расстройки Яу от геометрических параметров волновода и размера отражателя. Ввиду громоздкости общего выражения здесь приводится график зависимости расстройки от размера отражателя при Ь = 20 мм, а = 7,2 мм, Ъ = 3,4 мм.

Результаты расчетов были проверены численным моделированием с использованием CST Microwave Studio. Значения, полученные аналитическим путем и численным моделированием, приведены в таблице.

Сравнение результатов аналитического расчета и моделирования

Размер отражателя, мм Теоретическое значение резонансной частоты, ГГц Результаты моделирования, ГГц

0,5 20,78 20,81

0,7 20,76 20,78

1,2 20,52 20,53

Метод был применен к более сложным и практически применимым системам. Была рассчитана расстройка резонатора с шестью отражающими элементами (рис. 1).

Рис. 1. Расположение шести отражающих элементов в резонаторе

Считая, что отражатели имеют кубическую форму, расположены в два ряда попарно через равные расстояния р друг от друга вдоль оси г и на расстоянии п вдоль оси х, а также предположив, что п и р оказывают наибольшее влияние на смещение резонансной