1 Kih bi

- Act- л ,

2 Л2 2

(6.20)

При незначительном отличии размеров Ci и аг отношение ,12 имеет значение, близкое ж единице, что позволяет переписать (6.20) в упрощенном виде

Kci = hbilaib2- (6.21)

Мащовмальному значению /Сет соответствует случай, когда размер одного волновода больше размера ai другого, а размер меньше, чем Ьх. Технологический процесс производствя обеспечивает, как правило, равный по абсолютной величине разброс размеров а и Ь. Относительный допуск на размеры сечения соединяемых волноводов можно определить по формуле

6(Да/Я)д:;0,15Г. (6.22)

Например, если допустимое значение коэффициента отражения 1Г не должно превыш.ать 0,01, то из (6.22) получим б(Да) 0,0015?i. Так, при работе в 3-сан-тиметровом диаггазоне радиоволн абсолютный допуск яа раэм-е!ры соединяемых волноводов равен Да 0,045 .мм, что вполне согласуется с ОСТ4ХО.206.0ГЗ.

Рис. 6.33. К определению допуска (при ИЗГ!ибе волноводов в месте стыка

Рис. 6.34. К определе-иию допуска при повороте волноводов в месте стьжа

(Прежде чем приступ-ить ж общему рассмотрению вопросов задачи синтеза допусков, приведем несколько найденных эишериметально вавиоимостей коэффициента отражения от неточностей -монтажа волноводных трактов [20]. Изгиб в ,м-бсте стьжовки волноводов показан на .рис. 6.33:

1Г1 л; 10-3 на 1° изгиба, 1Гj ?2-10-3 на i° изгиба, (6.23)

где а.т: -угол между осями волноводов в олоокости XOY, Оу - угол между осями волноводов в плоскости YOZ. Поворот волноводов -одного относительно другого показан на рис. 6.34

Г1 3-10~ на 1° поворота. (6.24)

При параллельном сдвиге волноводов (рис. 6.35)

\Т\Уа,Ъку1а; Г1д 0,9Д;/й. (6.25)

В настоящее время разработаны и достаточно широко применяются раз-лиганые -методы -анализа и синтеза допусков. Задача расчета допусков сводится к яахож-дению и -согласов-анию меж.ду собой допусков на элементы и узлы СВЧ трактов. Для этой цели а-еобх-одимо1 иметь уравнение погрешностей выходных пар-аметров тракта в завис-им-ости от погрешностей элементов и узлов, входящих в тракт. При этом предполагается, что откло-нения этих параметров ог ном-инальных значений малы, а изм-енения иарам-етров в пределах поля допуска

можно считать линейным. О п1а1Вильности сделанных допущений свидетельствуют и приведенные выше соотвйрения.

Рассмотрим некоторые особенности синтеза допусков на конкретном примере. Для прямоугольного волновода с внутренними размерами а=40 мм и 6= =20 мм, изготовленного из отожженной з .вакууме меди, работающего .на длине волны Л=-5 см, расчетно-аналитичесиим методом были определены производственные допуски на ко.нструктивные 1пара.метры а, Ъ и допуск на разброс параметра о .выбранного М1атериала, при которых обеспечивается заданный допуск на 1велич,ину коэффициента затухания а с гаранти1ро1ванн.о.й .вероятностью Рг=0,9973. Заданный допуск имеет величину б(Аа/а)=±0,5 %.

Рис. 6.35. .К определению допуска при омеЩенин 1в.олио1войов в месте стыка

Для основного типа водны Ню аналитическое выражение, связывающее переменные а, Ь, с, имеет .вид

а = 0,793 (1 -f Я2 6/2аЗ)/г,уоЯ (1 - kjAa),

где 0=5,42-10 См/м; а, Ь, К - ъ ы.

С учетом вычисленных коэффициентов влияния общее ура,вневие погрешности коэффициента затухания примет вид

Д а/а = - 0,644 Д а/а- 0,721 Д bjb - 0,143 Да/о.

Предельные допуски на .конструктивные Пара(м.етры .имеют значения !

б (Д Ь1Ь) - Ь (Д а/с) - 0,511о/ , в(д0/а) = О,494%.

Однако 1С учетом технологии Дро.изв.ОДства, 0беспечивающей определенную точность изготовления волноводных труб, и с учетом допусков на стыковку волноводов может быть проведено перераюпределеиие абсолютных значений на конструктивные параметры. Так, в ра;ссматрива€М.ом случае производственный разброс параметров а и fc волновода равен б (Да) = б (Д6) =0,05 мм или, оере-Х01ДЯ К .отнооттельным величинам,

б (Д aid) = [б (Д а)/а] 100% = 0,125о/о , б (Д 6/fo) = [б (Д fe)/fc] 100% = 0,25o.

Таким образо-м, реальные допуски на геометрические размеры .волновода имеют меньшую величину, чем получившиеся в результате расчета. Это позволяет, т. ув1ел.ич1ИВ1ая суммарной погрешн.ОСтн коэффщиента затухания, увеличить допуск На цротодимость материала np®M.epHo .в десять раз.

Часто требуется яшш вероятность того, Что некоторый параметр будет находиться в заданных .пределах. В следующем параграфе .нратко ра1ССМ.от.рим вариант приближенного .метода прогиозирования результирующей величины модуля .коэффициента отражения яа входе тракта со мвогими случайным.и нере-гуля,рн.остямн.

6.14. ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СОГЛАСОВАНИЯ СВЧ ТРАКТА С БОЛЬШИМ ЧИСЛОМ НЕРЕГУЛЯРНОСТЕЙ

Распространенным случаем разработки СВЧ трактов является такой, когда накладываются ограничения н-а параметр, характеризующий общее согласова-нме тракта-©еличаину суммарного Яст. При предварительном расчете тракта точное расположение нерегулярностей, приводящих к появлению отражений, невавестно, я поэтому расстояния между ними можно считать случайнЫ1МИ величинами. Для 11рогноз1иравания результирующей (Величины Кст на входе тракта со многими случайными нерегулярностями удобно использовать статиотичесиий метод расчета [21].

Схема замещения высокочастотного тракта пр-иведена на рис. 6.36. При расчете полагается, что общее колияество нерегулярностей велико (я>10), а ана-чевие модуля коэффициента отражения от каждой нерегулярности не превы-

Рис. 6.36. Схема замещения СВЧ тракта с больижм числом яерегу-лярностей

Рис. 6.37. Графики раопределения плотности вероятности модулей козффИЦиента отражения

0,2 0,it 0,6 0,8 Г

шаег Г0,1, что соответствует Яст 1,22. Условие малости единичного коэф-фищ1ента отражения позволяет сделать допущение о постоянстве ампл1итуды падающей волны при прохождении каждой нерегулярности (при Г=0,1 коэф-фвдиент передачи составляет величину 0,99). При этих допущениях коэффициент отражения на входе тракта равен сумме коэффициентов отражения от каждой нерегулярности, пересчитанной ко .входу,

Гк = у г,- COS (2Р и - ф,-) - i 2 Г> sin (2р h - (pi), (6.26)

где я-Общее количество нерегулярностей в тракте; ф,. - фаза коэффициента отражения от единичной нерегулярности в месте ее расположения; - расстояние от входа тракта до каждой нерегулярности.

Модули коэффициентов отражения Г,- и расстояния являются независи-мыми случайными величинамИ, а фазы ф,- равновероятны в интервале от О до 2я. В этом случае к вещественной и мнимой частям входного коэффициента отражения применима теорема А. М. Ляпунова (центральная предельная теорема теории вероятностей), соглзсно которой 1Гри большом числе независимых