Системы спутниковой связи с АФАР

Заказать уникальную дипломную работу
Тип работы: Дипломная работа
Предмет: Сети и системы связи
  • 5050 страниц
  • 12 + 12 источников
  • Добавлена 22.07.2018
3 000 руб.
  • Содержание
  • Часть работы
  • Список литературы
  • Вопросы/Ответы
Содержание
Введение 6
1. Принципы работы АФАР 8
2. Проектирование модуля АФАР 19
2.1. Расчет антенной решетки 19
2.2. Расчет диаграммы направленности антенной решетки 22
2.3. Выбор излучателя решетки 29
2.4. Разработка приемо-передающего модуля АФАР 32
2.5. Разработка методики экспериментального исследования 35
3. Экономическая часть 39
3.1. Описание продукта 39
3.2. Анализ рынка сбыта 40
3.3. Конкурентоспособность 41
3.4. План маркетинга 44
3.5. План производства 45
3.6. Организационный план 45
3.7. Расчет затрат и договорной цены 47
3.8. Обоснование экономической целесообразности 51
Заключение 55
Список использованных источников 57


Фрагмент для ознакомления

Наибольшее распространение получил метод на основе экспериментальных оценок. Согласно этому методу:1. Вводят обозначения показателей качества:X1, X2, X3... Xn;2. Составляют квадратную матрицу смежности размером n*nи проводят сравнения их важности для изделия относительно друг друга. При этом используют знаки ''>'',''<'' и ''='';3.Заменяют знаки коэффициентами предпочтительности αi, соответственно ''>'' на 1,5; ''<'' на 0,5; ''='' на 1;4.Находят построчно суммы ;5.Определяют абсолютные значимости Вiпутем матричного умножения строк в квадратной матрице на вектор-столбец ;6.Рассчитывают относительные значимости параметров bi:Составляем квадратную матрицу смежности размером (n · n) и проводим сравнения важности параметров для базового и нового устройств относительно друг друга.Определим абсолютные значения Biпутем матричного умножения строк в квадратной матрице на вектор-столбец .Результаты сведем в таблицу 3.3.Таблица 3.3.Матрица смежностиX1X2X3X4X5X6BiB’iX111.51.51.511.580.22X20.511.51.50.51.56.50.18X30.50.5110.514.50.125X40.50.5110.514.50.125X511.51.51.511.580.22X60.50.5110.514.50.125B361Таблица 3.4. Бальная оценка значимости параметров B’iМодель0.22X10.18X20.125X30.125X40.22X50.125X6Разрабатываемая (А)535554Базовая (Б)535453Рассчитываем показатель конкурентоспособности для каждой из анализируемых моделей:3.4. План маркетингаТоваром является все то, что может быть предложено на рынке с целью привлечения внимания, приобретения, использования или потребления, что может удовлетворить, чей - то запрос или потребность.Устройство предназначено длясистем спутниковой связи на движущихся объектах. Поставка устройства предполагается в совместно с инструкцией, включая все необходимые для работы компоненты.Таблица 3.5Сущность товараСистема связи с АФАРФактический товарМодуль связи с АФАР Добавленный товарОбеспечена простота и компактность реализации, удобство в использовании, применены новейшие технические решения в области проектирования СВЧ устройствУникальные достоинства предложения и основные выгоды потребителей.Таблица3.6Отличительныеили уникальные достоинства товара/услугиУстройство имеет простую реализацию, обеспечивает хорошую функциональность, при оптимальных параметрах.3.4.1. Разработка маркетинговых стратегийРазработка маркетинговых стратегий не проводилась так как имеется конкретный заказчик изделия – предприятия оборонной и космической промышленности, военной и гражданской авиации, судостроительные и др.3.5.План производстваНа начальном этапе организации предприятия составляется производственный план. Уставный фонд предприятия создается из расчета 50% минимальных годовых затрат каждого из организаторов. Наемные рабочие пока не привлекаются. Под производственный цех арендуется небольшое помещение, и оборудуются пять рабочих мест: научного работника; научно – технического и научно – вспомогательного персонала; производственных рабочих. В первое время выпускаются опытные образцы. На этом этапе планируется первичное апробирование первых моделей устройства, настройка его параметров, решаются организационные и финансовые задачи. На следующем этапе планируется привлечение инвестиций в проект и аренда специального заводского оборудования с расширением площадей производства. Решается вопрос о возможном составе Таблица 3.7. Этапы и трудоемкость проведения опытно-конструкторских работ№п/пНаименование этаповСрок выполнения, днейЭскизный проект:1Анализ ТЗ, патентный поиск72Разработка структурной и принципиальной схемы153Разработка ТЗ на конструирование7Технический проект:4Разработка конструкторской документации7Рабочий проект:5Изготовление комплектующих46Сборка17Испытание28Техническая документация2Итого: 45штата сотрудников, их уровне профессиональной подготовки и в итоге привлекаются наемные рабочие. Производится поиск потенциальных партнеров, инвесторов, прорабатываются каналы сбыта и продвижения товара на рынок.3.6. Организационный планДля выполнения проектно-конструкторских работ предполагается формирование рабочей группы в составе: начальник отдела разработки, инженер-разработчик,инженер-конструктор, слесарь-технолог, слесарь-сборщик, начальник отдела технического контроля.Таблица 3.8.Организация работ№ п/пНаименование этаповИсполнители (по категориям)Трудоемкость,в чел/дняхПродолжительность работы, дниЭскизный проект:1Анализ ТЗ, патентный поискНачальник отделаразработки772Разработка структурной и принципиальной схемыИнженер-разработчик510153Разработка ТЗ на конструированиеИнженер-разработчик77Технический проект:4Разработка конструкторской документацииИнженер-конструктор77Рабочий проект:5Изготовление комплектующихСлесарь-технолог446СборкаСлесарь-сборщик117ИспытаниеНачальник ОТК228Техническая документацияНачальник отделаразработки22Итого:45Рис.3.1. График выполнения работ3.7.Определение договорной ценыМировая практика выработала стандартные, сопоставимые процедуры оценки коммерческих инвестиционных проектов. Все методы определения эффективности инвестиций базируются на составлении дисконтированных сумм вложений и доходов. Информационной базой для расчета показателей эффективности вложений служит так называемый поток платежей. Он формируется во времени из сумм чистого дохода (со знаком плюс) и инвестиционных затрат (со знаком минус), называемых членами потока платежей. Под чистыми доходами понимается сумма денежной выручки, полученная в каждом интервале планирования (например, в каждом году), за вычетом всех реальных платежей, связанных с ее получением. Чистый доход, таким образом, равен сумме чистой прибыли (за вычетом налогов) и амортизации.3.7.1. Критерии эффективности коммерческих инвестицийЧистый поток денежных средств – Д, генерируемых инвестиционным проектом за каждый год жизни проекта, рассчитывается по формуле 5.1:, где ЧП – годовая чистая прибыль от реализации продукции, созданной инвестиционным проектом;А – годовые амортизационные отчисления; ИЗ – инвестиционные затраты. Амортизация не является потоком платежей или поступлений, но это инвестиционный ресурс, который остается в компании.Годовая чистая прибыль может быть рассчитана по формуле3.2:, гдеВР – годовой объем продаж; ЭР – годовые эксплуатационные (операционные) расходы (расходы на хозяйственную деятельность); Т – ставка налога на прибыль (0.2). Инвестиционные затраты ИЗ определяются суммой затрат в основной и оборотный капитал:, где Изо – инвестиционные затраты в основной капитал;ИЗоб – инвестиционные затраты в оборотный капитал. - инвестиции в основное технологическое оборудование; - инвестиции во вспомогательное оборудование; - стоимость монтажа и пуско-наладки оборудования; - стоимость транспортировки оборудования; - прочие инвестиционные расходы, значимые для проекта (патентование, лицензирование и др.).Рассчитаем затраты на материалы и покупные комплектующие изделия исходя из курса 62.82 рублей за 1 доллар США и сведем их в таблицу 3.9Таблица 3.9.Затраты на материалы и комплектующиеПеречень элементовСтоимость 1шт. (тыс. руб.)Кол-во шт.Всего(тыс. руб.)1.Корпус.64.01642. Соед. провода (1м)2.015303. Кабель (1м)8.0302404. СВЧ разъём 0.1640645. Антенная решетка25012506. Устройство управления канала, MSM204/20516406407. Предусилитель мощности, М421156264012808. Предусилитель мощности, М4212272128025609. Оконечный усилитель, TGA22382640128010. Циркуляр, ФПЦН2-100-fц2.5640160011. Ограничитель, М54405-2 164064012. Малошумяший усилитель, MLA 11021280256013. Переключатель, MSW202-0111280128014. Делитель, МР504148048015. Дополнительные материалы-2020Итого материалов12988Транспортно-заготовительные расходы1948.2Итого:14936.2Таблица 3.10. Расчет основной заработной платы№ п/пНаименование этаповИсполнителиМес.окладТрудоемкость(чел/дни)Оплатаза деньОплатаЗа этапЭскизный проект:1Анализ ТЗ, патентный поискНачальник отделаразработки20000076667466672Разработка структурной и принципиальной схемыИнженер-разработчик150000155000750003Разработка ТЗ на конструированиеИнженер-разработчик1500007500035000Технический проект:4Разработка конструкторской документацииИнженер-конструктор1200007400028000Рабочий проект:5Изготовление комплектующихСлесарь-технолог9000043000120006СборкаСлесарь-сборщик900001300030007ИспытаниеНачальник ОТК1200002400080008Техническая документацияНачальник отделаразработки120000240008000Итого:45215667Вычислим себестоимость изделия.Таблица 3.11. Калькуляция себестоимости изделияСтатьи затратЗатраты на единицу, тыс.р.ОбоснованиеПеременные затраты1.Материальные затраты14936.2По данным предприятия2.Основная заработная плата производственных рабочих215.667По данным предприятия3.Дополнительная заработанная плата производственных рабочих43.13320% от осн. З.п.4.Отчисления на социальные нужды0.34·258.8=87.9934% от З.п. сум.Постоянные затраты5.Накладные расходы431.334200% от осн. З.п.6.Амортизация200Итого полная себестоимость Сп15714.324Сумма, без амортизацииДля расчета продажной цены комплекта изделий примем норму в размере 25%, для учета компенсации удорожания производства, тогда планируемая продажная цена составит: 19642.9 тыс. рублей.3.8. Обоснование экономической целесообразностиНачальный оборотный капитал необходим для того, чтобы запустить проект. Когда проект еще не «раскручен» и не доведен до способности самофинансирования, потребность в начальном оборотном капитале рассматривается как потребность в инвестициях. Для упрощения в дипломном проекте потребность в начальном оборотном капитале можно принять равной годовым эксплуатационным расходам (итогу эксплуатационного бюджета проекта).Наиболее распространенным критерием эффективности инвестиций в мировой практике является чистая приведенная стоимость проекта (netpresentvalue – NVP), представляющая собой приведенную стоимость будущих проектов денежных средств, генерируемых инвестиционным проектом за жизненный цикл (срок жизни) проекта:гдеt– количество интервалов жизни проекта;T – срок жизни проекта;Dt – чистый денежный поток в t–году ;i – ставка дисконта.Реальная годовая ставка сравнения i обычно может быть принята в размере 10%.Расчет эффективности по критерию NPV представлен в таблице 3.9. Годовой объем продаж составляет: Годовые эксплуатационные расходы:Годовая чистая прибыльЕсли предположить, что для того чтобы запустить проект, требуется 12 % эксплуатационных расходов, тоПусть сумма инвестиционных затрат в основной капитал составит:Общая сумма инвестиционных затрат составит:Если предположить, что жизненный цикл товара составит 4 года и за этот срок стоимость инвестиционных затрат в основной капитал(2000млн.р.) должна быть возмещена для инвесторов, то годовые амортизационные отчисления составят 400млн.р./год при равномерной амортизации.Таблица 3.12.Расчет чистой приведенной стоимости будущих денежных потоков от проектаПоказателиИнтервал планирования, год01231. Годовой объем продаж, млн. рублей9821.459821.459821.452. Инвестиционные затраты, млн. рублей-1742.8593. Годовые эксплуатационные расходы, млн. рублей7857.1627857.1627857.1624. Валовая прибыль, млн. рублей1964.2881964.2881964.2885. Налог на прибыль, млн рублей392.858392.858392.8586. Чистая прибыль, млн. рублей1571.4301571.4301571.4307. Амортизация, млн рублей4004004008.Чистый денежный поток, млн. рублей-1742.8591971.4301971.4301971.4309. Дисконтный множитель (i=0.1)10.910.830.7610. Приведенный поток денежных средств , млн. рублей-1742.8591794.001636.2871498.28711. Чистая приведенная стоимость будущих потоков денежных средств NPV, тысяч рублей-1742.85951.1411687.4283185.715Из таблицы 3.12. следует, что проект за срок жизни обеспечилмиллионов рублей,что свидетельствует о экономической целесообразности проекта.ЗаключениеВ ходе выполнения дипломной работы нами были поставлены и решены следующие задачи:Рассмотрены основные теоретические положения систем связи с АФАР, рассмотрены современные технические реализации систем связи с АФАР, изучены принципы их работы;Рассчитано число каналов антенной решетки, составившее при заданных параметрах - N = 640;Рассчитана структурная модель антенной решетки, и определена оптимальная форма размещения излучателей - гексагональная;Разработана структурно/функциональная схема приемо-передающего модуля АФАР;Выбрана элементная база проектируемого модуля АФАР;Выполнено математическое моделирование работы устройства в среде Mathcad, подтвердившее требуемые технические характеристики устройства;Разработана методика проведения экспериментального исследования спроектированного модуля связи с АФАР.При проектировании модуля системы АФАР были разработаны:Структурная схема устройства;Структурная модель антенной решетки;Приемо-передающий модуль канала АФАР;Бизнес-план проекта модуля системы АФАР.Основные технические параметры разработанного модуля АФАРДиапазон рабочих частот, X 9700 – 10300 МГц;Выходная мощностьP = 640 Вт;Число каналов N = 640;Уровень первого бокового лепестка, SLR = 25 дБ; Коэффициент усиления АФАР, G = 1280.В результате выполнения дипломной работы нами был спроектирован модуль АФАР,удовлетворяющий все требованиям технического задания.Список использованных источников1. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решёток. Учебное пособие / Под ред. Воскресенского Д.И. . М.: Радио и связь, 1994. 592 с. 2.Сазонов Д.М., Гридин А.М., Мишустин Б.А. Устройства СВЧ. М.: Высшая школа, 1981. 3. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. Учебник. М.: Высшая школа, 1988. 432 с.4. Активные фазированные антенные решетки/Под ред. Д.И. Воскресенского и А.И. Канащенкова. – М.: Радиотехника, 2004. – 488 с.5. Хансен Р.С. Фазированные антенные решетки. Монография. М.: Техносфера, 2012. 560 с.6. Б.А. Панченко, Е.И.Нефёдов. Микрополосковые антенны. М.: Радио и связь, 1986. 144с. 7. Проектирование активных фазированных антенных решеток: учебно-методическое пособие для практических занятий и самостоятельнойработы [Электронный ресурс] / сост.: Е. Р. Гафаров, К. В. Лемберг,В. С. Панько, Ю. П. Саломатов. – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб.федер. ун-т, 2013. – 23 с.8. Чистюхин В.В. Антенно-фидерные устройства: учебное пособие. – М.: МИЭТ, 2010. – 200 с. 9. Дятлов А.П. Системы спутниковой связи с подвижными объектами: Учебное по-собие. Ч.1. Таганрог. ТРТУ. 2004. 95 с.10. Крылов В. В., Никатов К. Ю. Перспективы развития техники и технологии систем радиоэлектронной борьбы // Зарубежная радиоэлектроника. 1988. Вып. 6. С. 3-12.11. Кларк Д. Радиолокационные системы авиационных комплексов ДРЛО // ТИИЭР. 1985. Т. 73. № 2. С. 164.12. Иммореев И. Я., Махлин Р. Л., Редькин Г. Е. Активная передающая ФАР современной твердотельной РЛС: Активные фазированные антенные решетки / под ред. Д. И. ВоскресенскогоиА. И. Канащенкова. М.: Радиотех- ника.2004.

Список использованных источников

1. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решёток. Учебное пособие / Под ред. Воскресенского Д.И. . М.: Радио и связь, 1994.  592 с.
2. Сазонов Д.М., Гридин А.М., Мишустин Б.А. Устройства СВЧ.  М.: Высшая школа, 1981.
3. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. Учебник.  М.: Высшая школа, 1988.  432 с.
4. Активные фазированные антенные решетки/Под ред. Д.И. Воскресенского и А.И. Канащенкова. – М.: Радиотехника, 2004. – 488 с.
5. Хансен Р.С. Фазированные антенные решетки. Монография.  М.: Техносфера, 2012.  560 с.
6. Б.А. Панченко, Е.И.Нефёдов. Микрополосковые антенны. М.: Радио и связь, 1986. 144с.
7. Проектирование активных фазированных антенных решеток: учебно-
методическое пособие для практических занятий и самостоятельной
работы [Электронный ресурс] / сост.: Е. Р. Гафаров, К. В. Лемберг,
В. С. Панько, Ю. П. Саломатов. – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб.
федер. ун-т, 2013. – 23 с.
8. Чистюхин В.В. Антенно-фидерные устройства: учебное пособие. – М.: МИЭТ, 2010. – 200 с.
9. Дятлов А.П. Системы спутниковой связи с подвижными объектами: Учебное по-собие. Ч.1. Таганрог. ТРТУ. 2004. 95 с.
10. Крылов В. В., Никатов К. Ю. Перспективы развития техники и технологии систем радиоэлектронной борьбы // Зарубежная радиоэлектроника. 1988. Вып. 6. С. 3-12.
11. Кларк Д. Радиолокационные системы авиационных комплексов ДРЛО // ТИИЭР. 1985. Т. 73. № 2. С. 164.
12. Иммореев И. Я., Махлин Р. Л., Редькин Г. Е. Активная передающая ФАР современной твердотельной РЛС: Активные фазированные антенные решетки / под ред. Д. И. Воскресенского и А. И. Канащенкова. М.: Радиотех- ника.2004.

Вопрос-ответ:

Что такое АФАР?

AFAR - активно-фазированная антенная решетка. Это технология, в которой вместо одной антенны используется массив из множества элементов, каждый из которых можно контролировать независимо. Это позволяет совершать более точное направление и формирование излучаемого сигнала.

Как проектируется модуль АФАР?

Проектирование модуля АФАР включает несколько этапов. Один из них - расчет антенной решетки, где определяется количество элементов и их расположение. Затем производится расчет диаграммы направленности антенной решетки, чтобы определить направление излучения. Также проводится выбор излучателя решетки и разработка приемо-передающего модуля АФАР.

Как производится расчет антенной решетки?

Расчет антенной решетки включает определение количества элементов и их расположения. Для этого используются различные математические модели и методы, такие как теория массивов и алгоритмы оптимизации. Результатом расчета является оптимальное распределение элементов по поверхности решетки.

Что такое диаграмма направленности антенной решетки?

Диаграмма направленности антенной решетки показывает, каким образом излучение распределено в пространстве. Она позволяет определить направление, в котором максимально концентрируется излучение. Диаграмму направленности можно представить в виде графика, где по оси X откладывается угол, а по оси Y - уровень излучения.

Как проводится разработка методики экспериментального исследования?

Разработка методики экспериментального исследования включает определение цели и задач исследования, выбор методов исследования, разработку экспериментальной установки и определение критериев и показателей. Затем проводятся пилотные эксперименты для проверки методики и корректировки подходов. Результатом разработки методики является документ с описанием всех этапов и рекомендациями по проведению эксперимента.

Какие принципы работы у систем спутниковой связи с АФАР?

Принципы работы систем спутниковой связи с АФАР (активным фазовым антенным решетком) основаны на использовании большого количества излучателей, которые могут быть манипулированы отдельно. Это позволяет системе быстро и точно регулировать направление связи и управлять формированием диаграммы направленности. Такая система обеспечивает высокую пропускную способность и устойчивость к помехам.

Как проектируется модуль АФАР?

Модуль АФАР проектируется с помощью нескольких этапов. Сначала производится расчет антенной решетки, где определяются размеры и параметры каждого излучателя. Затем производится расчет диаграммы направленности антенной решетки, чтобы определить, какой угол охвата будет иметь система. Далее выбираются подходящие излучатели для решетки, учитывая требуемые характеристики и бюджет проекта. Затем разрабатывается приемо-передающий модуль АФАР и методика экспериментального исследования для проверки его работы и определения эффективности системы.

Каким образом производится расчет антенной решетки?

Расчет антенной решетки включает определение размеров и параметров каждого излучателя. Для этого необходимо учитывать требуемую частоту работы системы, расстояние между излучателями, количество излучателей в решетке и максимальную ширину диаграммы направленности. С помощью специальных формул и методов расчета определяются оптимальные значения параметров, обеспечивающие правильное функционирование антенной решетки.

Как выбирается излучатель для антенной решетки?

Выбор излучателя для антенной решетки зависит от требуемых характеристик системы и бюджета проекта. Различные типы излучателей имеют разные характеристики, такие как диапазон рабочих частот, мощность излучения, эффективность передачи сигнала и стоимость. При выборе излучателя необходимо учитывать эти параметры и выбрать оптимальное сочетание, удовлетворяющее требованиям проекта.

Что такое АФАР?

АФАР (активная фазированная антенная решетка) - это система спутниковой связи, которая использует антенную решетку с электронным управлением фазы для улучшения качества связи и расширения зоны покрытия.

Как работает АФАР?

Принцип работы АФАР основан на управлении фазированным излучением антенной решетки. Каждый излучатель антенной решетки может изменять фазу и амплитуду излучения, что позволяет точно направлять сигналы на цель и увеличивать их мощность.

Как проектируется модуль АФАР?

Модуль АФАР проектируется с учетом ряда параметров, включая расчет антенной решетки, расчет диаграммы направленности, выбор излучателя решетки, разработку приемо-передающего модуля и методики экспериментального исследования.