Розрахунок технічних параметрів радіолокаційної станції (РЛС) (стр. 3 из 9)

Із рис.1 бачимо, що для

.

. (1.18)

Тому для кутів

в межах для забезпечення виявлення цілей, що летять на висоті із заданими ймовірностями та може бути менше ніж . Вказаним умовам задовольняє антена, яка має для кутів місця коефіцієнт підсилення , а для кутів - коефіцієнт підсилення

. (1.19)

Таку антену називають косеканс-квадратною. Відомі кілька способів побудови косеканс-квадратної антени. В найбільш поширеному з них верхня половина відбивача являє собою параболу. Вона відбиває енергію опромінювача, що розміщується в фокусі параболи, в напрямках, які паралельні осі антени, як у звичайної параболічної антени. Нижня частина відбивача трохи відрізняється від параболи. Вона видозмінена у такий спосіб, щоб частина енергії випромінювача відбивалась вверх по відношенню до осі антени.

Коефіцієнт підсилення параболічної антени із плоским променем розраховується за формулою:

, (1.20)

де

,

,

.

Отже,

.

Коефіцієнт підсилення косеканс-квадратної антени

з тією ж апертурою як і у параболічної для кутів буде трохи меншою, ніж розрахований за формулою (1.20), і визначається співвідношенням:

. (1.21)

Для суміщеної антени при коефіцієнті корисної дії

ефективна площа антени визначається як:

. (1.22)

Тому по розрахованому значенню

(1.21) і формулою (1.22) можливо розрахувати ефективну площу косеканс-квадратної антени:

. (1.23)

Наближені лінійні горизонтальний та вертикальний розміри косеканс-квадратної антени розраховуються за формулами:

; (1.24)

(1.25)

де кути підставляються в градусах.

1.5 Розрахунок енергії зондуючого сигналу

Оскільки перед РЛС, параметри якої потрібно розрахувати, відповідно до вихідних даних не ставиться задача розрізняння цілей за радіальною швидкістю, то в ній можна застосувати узгоджену внутріперіодну обробку і некогерентну міжперіодну обробку

- імпульсної пачки. Для цього випадку максимальна віддаль дії визначається співвідношенням:

(1.26)

де

- імпульсна енергія випроміненого імпульсу, Дж;

- коефіцієнт втрат при некогерентній обробці послідовності із N імпульсів;

- граничне відношення сигнал/шум на виході узгодженого з одним із імпульсів фільтру, який забезпечує потрібну якість виявлення при когерентній обробці.

З урахуваннями (1.26) енергія зондуючого сигналу в одному імпульсі

визначається співвідношенням:

. (1.26)

.

Енергія

- імпульсного пакету, що приймається, буде рівнятись

. (1.27)

Із розрахованої енергії

і заданої потужності можна визначити протяжність одного радіоімпульсу зондуючого сигналу

. (1.28)

Для перевірки коректності приведених розрахунків необхідно виконати контрольний розрахунок

:

, (1.29)

,

і визначити відносну похибку:

. (1.30)

. (1.31)

Перевіряємо виконання умови

(1.32)

Умова виконується.

2. Вибір і опис зондуючого сигналу

2.1 Вибір зондуючого сигналу

Коефіцієнт стиснення

сигналу (база) визначається як добуток ширини його спектру на тривалість:

(2.1)

Характер та якість інформації, що вилучається РЛС з прийнятого коливання, залежать від структури та властивостей зондуючого сигналу. Призначення РЛС в значній мірі визначає властивості зондуючого сигналу, тому що навіть теоретично не існує радіолокаційного сигналу, який би ідеально підходив би для будь-яких застосувань.

На вибір зондуючого сигналу впливають віддаль виявлення цілей, роздільна здатність РЛС, невизначеності різного виду, точність визначення параметрів радіолокаційного сигналу, практичне виконання пристроїв генерації, випромінювання та обробки сигналу та інші загальні вимоги. Ці фактори часто суперечать один одному (як теоретично, так і практично). Тому при виборі зондуючого сигналу часто доводиться вдаватися до компромісних рішень.

Виходячи із оптимізованих даних, отриманих у п.1 зондуючий сигнал повинен бути складним база якого дорівнює

. При такій базі краще вибрати біфазний сигнал (БФ), оскільки при малій базі сигналу, спектр ЛЧМ-сигналу є нерівномірним, що призводить до важкості реалізації узгодженого фільтру.

Біфазний сигнал на основі кодів Баркера, які при непарних

існують лише при , що витікає з виразів: при парному :

(2.2)

при непарному

:

(2.3)

Кореляційна функція кодів Баркера при F = 0:

:

(2.4)

Іншим перерізом цієї функції (площиною t = 0) є:

(2.5)

яке приводить до рівняння:

. (2.6)