CC BY
58
Секция ««ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ»
УДК 537.86
А. В. Угрюмое, А. О. Афонин Научный руководитель - А. А. Лексиков Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛОСКОВЫХ ДИПЛЕКСЕРОВ НА ПОДВЕШЕННОЙ ПОДЛОЖКЕ
Разработаны и исследованы полосковые диплексеры на подвешенной подложке двух конструкций: 1) оба канала выполнены на регулярных резонаторах и 2) низкочастотный канал выполнен на шпильковых резонаторах, а высокочастотный - на регулярных. Установлено, что во второй конструкции развязка между каналами больше, и она допускает большее сближение каналов.
Важной задачей в системах связи является разделение широкой полосы частот на ряд более узких без потерь энергии. Для решения этой и обратной задачи служат частотно-разделительные устройства - муль-типлексеры, в которых может быть использовано последовательное или параллельное соединение фильтров [1].
Диплексер - это двухканальный мультиплексер. Как правило, в конструкциях СВЧ диплексеров используется пара полосовых фильтров, подключенных к общему входу. Известно, что высокими электрическими характеристиками обладают диплексеры, фильтры которых построены на диэлектрических резонаторах. Однако они имеют сравнительно большие габариты и, кроме того, такие конструкции слишком сложны в настройке для массового производства устройств [2]. Наиболее миниатюрными и технологичными в изготовлении являются диплексеры на микро-полосковых резонаторах. Но уже в сантиметровом диапазоне волн их применение ограниченно требованием жестких допусков на размеры при изготовлении, увеличением потерь и возникновением паразитных типов колебаний [3].
Одним из наиболее перспективных подходов для преодоления указанных выше трудностей является использование в диплексерах полосковых фильтров на подвешенной подложке. Полосковые диплексеры на подвешенной подложке (ПДПП) сравнительно миниатюрны и имеют меньшие вносимые потери в полосе пропускания по сравнению с микрополосковыми [4].
Целью работы является компьютерное моделирование полосковых диплексеров на подвешенной подложке двух конструкций: 1) с фильтрами обоих каналов на регулярных резонаторах и 2) с фильтрами на
Характеристики ПДПП-1 и ПДПП-2
ПДПП-1 ПДПП-2
Центральная частота низкочастотного канала /ь МГц 2837 2823
Относительная ширина полосы пропускания низкочастотного канала Д/ь % 9,5 14,1
Минимальные потери в полосе пропускания низкочастотного канала Ь1, дБ 0,4 0,4
Центральная частота высокочастотного канала /2, МГц 3157 3096
Относительная ширина полосы пропускания высокочастотного канала Д /2, % 11,4 9,6
Минимальные потери в полосе пропускания высокочастотного канала Ь2, дБ 0,6 0,5
Максимальный коэффициент прохождения на пересечении каналов к, дБ -4,3 -3,7
Развязка между каналами (низкочастотный канал) Д Ь12, дБ -20,8 -22,1
Развязка между каналами (высокочастотный канал) Д Ь21, дБ -23,2 -12,7
регулярных резонаторах в высокочастотном канале и шпильковых резонаторах - в низкочастотном (ПДПП-1 и ПДПП-2), на подложке из поликора толщиной 0.5 мм и сравнительное исследование их характеристик (потерь в полосах пропускания, относительных ширин полос пропускания каналов, минимальная частотная раздвижка каналов). Фильтры обоих каналов двухзвенные.
Моделирование и исследование ПДПП осуществлялось в программном продукте AWR DESIGN ENVIRONMENT 2009 (AWRDE 2009). В качестве иллюстрации на рисунке представлена амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) ПДПП-2.
В таблице приведены характеристики ПДПП-1 и ПДПП-2.
2600 2600 3000 3200 3400
Ч J с [ 01R, МГц
АЧХ ПДПП-2. Коэффициент прохождения низкочастотного канала (Б21 - тонкая линия), коэффициент прохождения высокочастотного канала (Б31 - штрихованная линия) и коэффициент отражения (Б11 - точки)
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Как оказалось, исследованные конструкции допускают сближение каналов до максимально возможного, о чем свидетельствует коэффициент прохождения на пересечении АЧХ каналов около -4 дБ, т. е. на основе таких конструкций можно проектировать диплексеры со смежными каналами. Кроме того, вторая конструкция полоскового диплексера на подвешенной подложке обладает лучшей развязкой между каналами.
Библиографические ссылки
1. Маттей Г. Л., Янг Л., Джонс Е. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и связи. М. : Связь, 1971. Т. 2. 494 с.
2. СВЧ-диплексер на четвертьволновых резонаторах / Б.А. Беляев и др. // Препринт № 774Ф ИФ СО РАН, Красноярск. 1997. 51 с.
3. Малорацкий Л. Г. Микроминиатюризация элементов и устройств СВЧ. М. : Сов. Радио, 1976. 216 с.
4. Бальва Я. Ф. Исследование частотных зависимостей коэффициентов связи полосковых резонаторов на подвешенной подложке : автореф. ... дис. канд. физ.-мат. наук. Красноярск, 2010. 24 с.
© Угрюмов А. В., Афонин А. О., 2014
УДК 621.002
Е. А. Филонина Научные руководители - А. Г. Лютов Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
СИСТЕМА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО УПРАВЛЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ЦИКЛОМ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИСКРОВЫХ СВЕЧЕЙ ЗАЖИГАНИЯ
Описываются этапы построения иерархической системы по управлению качеством процесса изготовления искровых свечей зажигания двигателя. Система позволяет управлять качеством изделий на разных стадиях технологического процесса, сократить затраты при проектировании и изготовлении и повысить качество и конкурентоспособность продукции.
Одним из важнейшим элементов системы зажигания двигателей внутреннего сгорания, роторных и поршневых двигателей являются искровые свечи. От совершенства конструкции, качества изготовления и правильности подбора свечи к двигателю существенно зависят его пусковые свойства, надежность, мощность, топливная экономичность, а также токсичность отработанных газов. Известно, что правильная регулировка двигателя позволяет уменьшить количество выбросов СО и СН. Это связано с режимами работы систем зажигания. Несмотря на тенденцию повышения требований к экологичности выбросов двигателей внутреннего сгорания, в настоящее время наблюдается ослабление требований к искровым свечам зажигания на разных стадиях производства [1]. Традиционные технологические схемы изготовления свечных изделий не учитывают современной тенденции повышения качества выпускаемой продукции.
На сегодняшний день особенности отечественного производства искровых свечей таковы, что технологический цикл их изготовления является длительным и энергозатратным, а себестоимость изделий - высокой, при этом велика доля ручного труда и степень влияния человеческого фактора. Высоки технологические потери, связанные с браком. В совокупности эти факторы резко снижают конкурентоспособность отечественной продукции. Таким образом, обусловлена необходимость разработки и внедрения новых конструкторских и технологических решений, ориен-
тированных на высокую степень автоматизации и механизации процессов изготовления и контроля искровых свечей зажигания.
Предполагается, что в общем случае для решения задач управления качеством должна быть создана иерархическая система, которая объединяет систему верхнего уровня (рис. 1), регулирующую конструкторские и технологические решения, и систему нижнего уровня, обеспечивающую стабильность технологического процесса. Совмещение систем двух уровней является важной задачей. Проведенные эксперименты показали возможную структуру данной иерархической системы и определили на текущем этапе состав программных продуктов, которые необходимо связать между собой для решения поставленной задачи [2].
Результаты проведенных испытаний в виде конструкторских и технологических решений унифицированных изделий позволяют наполнить созданную базу данных. На рис. 1 и 2 представлены некоторые разделы ее реализации. Таким образом, появляется возможность сократить количество конструкторской и технологической документации, т. е. осуществить переход на типовые конструкторские решения и технологические процессы.
Это позволяет сократить затраты на подготовку производства и, следовательно, способствует стабильности процесса, поскольку минимизирует необходимость перестройки технологического цикла.
