Расчет согласованной поглощающей нагрузки предназначенной для работы в измерительной аппаратуре СВЧ, работающей на частоте от 37000 МГц до 38000 МГц с волноводом, страница 3

Нагрузки такого типа показаны на рис.1.5.

Разраб

Мухаметзянова

ПТЭС 467357.001 ПЗ

Лист

Провер

Максимова

5

Изм

лист

№ докум

 Подп

Дата

 

Рис.1.5.

Волноводные согласованные нагрузки с объемным поглощающим сопротивлением:

1. Фланец.

2. Волновод.

3. Поглощающее сопротивление.

4. Заглушка.

5,6. Поглощающее сопротивление.

7. Стеклянный стакан.

8. Поглощающая жидкость.

9. Бачок.

Разраб

Мухаметзянова

ПТЭС 467357.001 ПЗ

Лист

Провер

Максимова

6

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

2. Расчет толщины согласующей вставки

После краткого  обзора устройства, предназначенного для поглощения мощности, учитывая все достоинства и недостатки, а также характеристики,  выбираем конструкцию эквивалента антенны РЛС. Выбираем конструкцию согласованной поглащающей нагрузки Э9-5, так как ее технические характеристики полностью удовлетворяют нашему техническому заданию. 

Исходные данные для расчета:                                                      

f_min=37000МГц       ,f_max=38000МГц  - диапазон частот                         

Кстu= 1,1   

Р= 1кВт    средняя мощность

Фланцы стандартные       24мм, с диаметром отверстий 4 мм, l=100мм

1. Исходя из диапазона данных  частот, выбираем размеры волновода

a = 5,2 мм;              

b = 2,6 мм

Разраб

Мухаметзянова

ПТЭС 467357.001 ПЗ

Лист

Провер

Максимова

7

Изм

лист

№ докум

Подп

Дата

2.Расчет сопротивления воды

3.Расчет волнового  сопротивления  согласованной  нагрузки

4.Расчет характеристического сопротивления поглощающей вставки

где Z_тр – характеристическое сопротивление поглощающей вставки;

   Z_в – характеристическое волновое сопротивление;

    – характеристическое сопротивление воды.

6.Расчет толщины согласующей вставки

где λ_ср – средняя рабочая длина волны в волноводе;

     ε_тр – диэлектрическая проницаемость поглощающей втавки. 

Следовательно, толщина поглощающей вставки равна 1 мм.

Разраб

Мухаметзянова

ПТЭС 467357.001 ПЗ

Лист

Провер

Максимова

8

Изм

лист

№ докум

 Подп

Дата

 

3. Расчет объёма водяной нагрузки

Прежде чем рассчитывать объём необходимо рассчитать мощность, рассеиваемую стенками нагрузки. Связь между количеством тепла, поглощаемого жидкостью, и условиями теплообмена устанавливается формулой Ньютона [8]:

,                                      (16)

где S – площадь поверхности теплообмена;

t – температура поверхности твёрдого тела;

t_с – температура жидкости;

α_к – коэффициент теплоотдачи, равный:

,                                      (17)

где А₂ – коэффициент, в который входят параметры среды, равный для воды 178.

L – наименьшая сторона поверхности.

Следовательно, 835,5Вт отводится поверхностью нагрузки во внешнюю среду, тогда объём водяной нагрузки должен рассчитываться для Р=1000-835,5=164,5 Вт.

Для нахождения объёма водяной нагрузки воспользуемся формулой для эмпирического определения теплоемкости [5]:

,                                      (18)

где  - количество теплоты, выделяемое электрическим нагревателем, мощностью W за время τ; Δt₀=(t₁-t₂) – повышение температуры при отсутсвии тепловых потерь.