Проектирование антенны для организации связи в Ка-диапазоне частот на линии «Спутник-Земля» (Технико-экономические расчеты)

4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

Проектируемая в дипломном проекте антенна предназначена для организации связи в Ка диапазоне частот на линии «спутник-Земля». Система Celestri, для спутников, которой разрабатывается данная антенна, будет предоставлять достаточно большей перечень услуг в сфере мультимедиа с потоками информации большей плотности. Поэтому для увеличения пропускной способности для этой системы разрабатывается многолучевая антенна.

В настоящее время многолучевые антенны разных диапазонов получили широкое применение практически во всех системах подобного типа, и поэтому технико-экономическое обоснование имеет большое значение для внедрения этих устройств в обыденной жизни.

Исходные данные для расчета приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Исходные данные

Расчет себестоимости проектируемой антенны будем производить точным методом по основным статьям калькуляции. В его основе лежит использование системы технико-экономических норм и нормативов всех видов текущих затрат. Исходными данными для проведения этого расчета являются: спецификация основных сборочных единиц и комплектов, входящих  в проектируемое изделие; спецификация основных материалов, покупных изделий и полуфабрикатов, расходуемых на изготовление элементов изделия; нормативы их расхода на единицу изделия; сводные нормы трудоемкости по видам работ и средние разряды работ на изготовление деталей, сборку, монтаж, настройку и регулировку изделия в целом; часовые тарифные ставки по разрядам работ, видам и условиям труда; прейскуранты оптовых цен на материалы и комплектующие изделия; размер цеховых, общезаводских, внепроизводственных и транспортно-заготовительных расходов; норматива отчислений на социальное страхование и дополнительной заработной платы.

Расчет затрат на сырье и материалы производится по формуле:

где m_i – норма расхода i-го вида материала на изготовление проектируемого

              изделия, кг;

      Ц_i – цене 1 кг i-го вида материала, руб/кг;

      Н_Т.З. – транспортно-заготовительные расходы, %;

      m_{i отх.} – величина возвратных отходов i-го материала, кг;

      Ц_{i отх.} – цене 1 кг возвратных отходов i-го вида материала, руб/кг.

 Полный объем материалов, требуемый для производства антенны, зависит от элементов, из которых она состоит. Это излучатели, фазовращатели, направленные ответвители, и соединительные линии, то есть волноводы. Для производства каждого из них требуется определенное количество сырья и материалов. Основным сырьем здесь является металл и диэлектрик. Непосредственно диэлектрик используется только при производстве излучателей, для изготовления остальных узлов используется только металл.

При выборе того или иного материала, для производства антенны нужно искать компромиссное решение между качеством, стоимостью и массой. Например, для изготовления металлических деталей антенны подойдет медь или ее сплавы. Основное достоинство меди ее прочность, малая масса и хорошая электропроводность. В место меди вполне можно было бы использовать дешевый алюминий, но его прочностные характеристики гораздо хуже, что имеет место при больших перегрузках во время старта ракетоносителя при выводе КС на орбиту Земли. А также алюминий обладает гораздо худшей электропроводностью. Поэтому медь зарекомендовал себя как хороший материал для производства элементов антенно-фидерного тракта и используется очень часто.

При подсчете количества требуемого материала для производства излучателя нужно обратить внимание на (рисунок 2.13) излучающий диск 1,металический экран 3 и диэлектрик 2. Для расчета сначала вычислим требуемый объем, а масса вычисляется через произведение объема на плотность. Вычислим объем излучающего диска:

где S_д – площадь поверхности излучающего диска;

       h_д – толщина излучающего диска (h<<λ, где λ - длина излучаемой волны);

       r_д – радиус излучающего диска.

Всего в антенне используется 64 излучателя. Тогда суммарный объем будет:

Объема металлического экрана будем проводить по следующей формуле:                                                                                                            

,

где S_A – площадь поверхности антенны;

       h_Э – толщина экрана.