Разработка рупорной антенны

На базе экспертно-аналитической системы ЭАС "МСР-Импульс" был проведен полный цикл работ по разработке рупорной антенны Антрад-6Р, а именно постановка задачи, моделирование, проектирование, изготовление, измерение параметров.

Создание проекта. На этапе постановки технического задания был определен тип антенны и выбраны её основные характеристики. Назначены руководитель проекта и исполнители, которым были поставлены конкретные задачи и указаны сроки их исполнения. На этапе создания проекта в электронном хранилище системы PDM была создана необходимая структура папок для хранения информации по результатам моделирования, проектирования и измерений прототипа антенны. Распределены права пользователей для доступа к защищенному электронному хранилищу данных.

Функциональное моделирование. На этапе моделирования к разрабатываемой антенне предъявлялись следующие требования:

- волновое сопротивление антенны 50 Ом;
- коэффициент стоячей волны (КСВ) менее 2 в диапазоне от 0,7 до 3,5 ГГц;
- ширина главного лепестка диаграммы направленности 20 град.

Проводилось математическое моделирование антенны. Результаты моделирования представлены на следующих рисунках.

Модель рупорной антенны. Математическое моделирование методом конечных элементов

Коэффициент стоячей волны модели рупорной антенны

Нормированная диаграмма направленности модели рупорной антенны

Создание 3D-модели изделия. На этом этапе происходило проектирование конструкции изделия с учетом результатов математического моделирования. На этапе 3D-моделирования были предъявлены следующие требования к рупорной антенне:

- минимальная масса и габаритные размеры не более 235 х 224 х 165 мм;
- проектирование с учетом вибростойкости, прочности;
- быстрая сборка и разборка рупорной антенны;
- ремонтопригодность.

3D-модель рупорной антенны

Изготовление прототипа. По разработанной математической модели и выполненной на её основе 3D-модели была подготовлена конструкторская документация, на основании которой на опытном производстве ЭАС "МСР-Импульс" был изготовлен первый прототип рупорной антенны.

Измерение характеристик полученного изделия. С использованием контрольно-измерительного оборудования ЭАС "МСР-Импульс" были проведены первичные измерения КСВ первого прототипа рупорной антенны. Результаты первичных проведенных измерений показали, что параметры КСВ не удовлетворяют требованиям ТЗ из-за недостатков выбранной конструкции. Для дальнейшего улучшения характеристик прототипа рупорной антенны была выполнена корректировка конструкции на основе измененной 3D-модели и оптимизации технологии. После изготовления второго прототипа рупорной антенны и измерений его параметров был сделан вывод об адекватности выбранной математической модели рупорной антенны и выполнении требований ТЗ.