Выбор и обоснование тактико-технических характеристик РЛС. Разработка структурной схемы (стр. 1 из 6)
Министерство образования Украины
Национальный авиационный университет
 |
Теоретические основы радиолокации
Выбор и обоснование тактико-технических характеристик РЛС. Разработка структурной
схемы
Выполнил студент Принял:
Группы: 404 Соколов П.М.
Факультета радиолэектроники
Черныш Александр Александрович
Киев 2002
Содержание:
1. Задание:........................................................................................................................................... 3
2. Введение......................................................................................................................................... 4
3. Обоснование, выбор и расчет тактико-технических характеристик радиолокационной станции 6
3.1. Обоснование, выбор и расчет тактических характеристик РЛС...................................... 6
3.1.1. Максимальная дальность действия Rmax....................................................................... 6
3.1.2. Минимальная дальность действия РЛС Rmin................................................................ 6
3.1.3. Разрешающая способность РЛС по дальности DR..................................................... 7
3.1.4. Разрешающая способность РЛС по азимуту Da на средней дальности.................. 7
3.1.5. Период обзора Тобз............................................................................................................ 8
3.1.6. Разрешающая способность по углу места.................................................................... 8
3.1.7. Секторы обзора по азимуту Daобз и по углу места Dbобз........................................ 8
3.1.8. Точность определения координат по дальности Grn................................................. 8
3.1.10. Вероятность правильного обнаружения D:............................................................... 9
3.1.11. Вероятность ложной тревоги F............................................................................... 10
3.2. Обоснование, выбор и расчет технических характеристик РЛС.................................... 10
3.2.1. Режим работы РЛС..................................................................................................... 10
3.2.2. Рабочая длина волны l.................................................................................................. 10
3.2.3. Частота повторения зондирующих импульсов Fn.................................................... 10
3.2.4. Длительность зондирующего импульса tu.................................................................. 10
3.2.5. Форма и ширина диаграммы направленности............................................................ 11
3.2.6. Необходимый диаметр антенны................................................................................. 11
3.2.7. КНД и усиления антенны, эффективная площадь антенны..................................... 11
3.2.8. Скорость вращения антенны Ωа.................................................................................. 12
3.2.9. Количество импульсов в пакете Nu............................................................................. 12
3.2.10. Чувствительность приемника Pnmin....................................................................... 12
3.2.11. Оцениваем эффективную отражающую поверхность цели.................................. 13
3.2.12. Влияние затухания a.................................................................................................... 13
3.2.13.Импульсная мощность излучения Pu.......................................................................... 15
3.2.14. Средняя мощность излучения Pср передатчика...................................................... 15
4. Описание обобщённой структурной схемы РЛС..................................................................... 15
5. Структурная схема метеонавигационных радиолокаторов типа «Гроза»............................. 17
6. Заключение................................................................................................................................... 20
7. Список использованной литературы:........................................................................................ 21
Необходимо рассчитать тактико-технические характеристики радиолокационной станции, используя нормы и рекомендации ICAO, государственные и международные стандарты, выбрать недостающие технические и тактические характеристики, обосновать их выбор, а также разработать структурную схему РЛС.
Исходные данные:
¨ Период обзора ……………………………………………………………..Тобз=5с
¨ Сектор обзора в горизонтальной плоскости,…………………………….Daобз = ±1000;
¨ Ширина ДНА РЛС в вертикальной плоскости,………………….………Db=350;
¨ Диаметр пятна ЭЛТ, ………………………………………………………dn=0,5мм;
¨ Максимальная дальность действия РЛС,…………………………………Rmax = 400·103м;
¨ Длительность импульса,…………………………………………………...tu = 1,5Ч10-6c;
¨ Ширина ДНА в горизонтальной плоскости,……………………………..q = 3°;
¨ Вероятность правильного обнаружения,…………………………………D = 0,5;
¨ Вероятность ложной тревоги,……………………………………………..F = 10-9;
¨ Коэффициент шума,.……………………………………………………….Nш = 10dB;
¨ Эффективная отражающая поверхность цели,…………………………..Sэф = 40м2;
¨ Диаметр экрана ЭЛТ,………………………………………………………Dэ = 0,25м.
ДНА – диаграмма направленности антенны.
Радиолокация – область радиотехники, обеспечивающая радиолокационное наблюдение различных объектов, то есть их обнаружение, измерение координат и параметров движения, а также выявление некоторых структурных или физических свойств путем использования отраженных или переизлученных объектами радиоволн либо их собственного радиоизлучения.
Информация, получаемая в процессе радиолокационного наблюдения, называется радиолокационной. Радиотехнические устройства радиолокационного наблюдения называются радиолокационными станциями (РЛС) или радиолокаторами. Сами же объекты радиолокационного наблюдения именуются радиолокационными целями или просто целями. При использовании отраженных радиоволн радиолокационными целями являются любые неоднородности электрических параметров среды (диэлектрической и магнитной проницаемостей, проводимости), в которой распространяется первичная волна. Сюда относятся летательные аппараты (самолеты, вертолеты, метеорологические зонды и др.), гидрометеоры (дождь, снег, град, облака и т. д.), речные и морские суда, наземные объекты (строения, автомобили, самолеты в аэропортах и др.), всевозможные военные объекты и т. п. Особым видом радиолокационных целей являются астрономические объекты.
Источником радиолокационной информации является радиолокационный сигнал. В зависимости от способов его получения различают следующие виды радиолокационного наблюдения.
1. Радиолокация с пассивным ответом, основанная на том, что излучаемые РЛС колебания – зондирующий сигнал – отражаются от цели и попадают в приемник РЛС в виде отраженного сигнала. Такой вид наблюдения иногда называют также активной радиолокацией с пассивным ответом.
2. Радиолокация с активным ответом, именуемая активной радиолокацией с активным ответом, характеризуется тем, что ответный сигнал является не отраженным, а переизлученным с помощью специального ответчика – ретранслятора. При этом заметно повышается дальность и контрастность радиолокационного наблюдения.
3. Пассивная радиолокация основана на приеме собственного радиоизлучения целей, преимущественно миллиметрового и сантиметрового диапазонов. Если зондирующий сигнал в двух предыдущих случаях может быть использован как опорный, что обеспечивает принципиальную возможность измерения дальность и скорости, то в данном случае такая возможность отсутствует.
Систему РЛС можно рассматривать как радиолокационный канал наподобие радиоканалов связи или телеметрии. Основными составными частями РЛС являются передатчик, приемник, антенное устройство, оконечное устройство.
Большинство РЛС с импульсной модуляцией имеет одну антенну, снабженную специальным антенным переключателем для перехода из режима передачи в режим приема и наоборот.
Передатчик РЛС вырабатывает высокочастотные колебания, которые модулируются по амплитуде, частоте или фазе иногда весьма сложным образом. Эти колебания подаются в антенное устройство и образуют зондирующий сигнал. Наибольшее применение находит зондирующий сигнал в виде последовательности равноотстоящих по времени коротких радиоимпульсов. Наряду с простыми радиоимпульсами может применяться внутриимпульсная частотная модуляция и фазовая манипуляция. Другим видом зондирующего сигнала является непрерывный. Здесь наряду с незатухающими гармоническими колебаниями могут использоваться частотно-модулированные и др.
Излучаемые колебания нельзя считать радиолокационным сигналом, так как они никакой информации о цели не несут. После того, как электромагнитная волна, падающая на цель, вызывает в ее теле вынужденные колебания электрических зарядов, цель, подобно обычной антенне создает свое электромагнитное поле. Это поле в дальней зоне представляет собой вторичную, то есть отраженную волну, создающую в РЛС радиолокационный сигнал, который является носителем информации о цели. Так амплитуда сигнала в определенной степени характеризует размеры и отражающие свойства цели, время запаздывания относительно начала излучения зондирующего сигнала используется для измерения дальности, а частота колебаний благодаря эффекту Доплера несет информацию о радиальной скорости цели. Поляризационные параметры отраженной волны могут также быть использованы для оценки свойств цели. Наконец, направление прихода отраженной волны содержит информацию об угловых координатах цели.
Приемник РЛС необходим для оптимального выделения полезного сигнала из помех (так называемая первичная обработка сигнала). Оконечное (выходное) устройство служит для представления радиолокационной информации в нужной потребителю форме. Если потребителем является человек-оператор, то используется визуальная индикация. Для потребителя в виде вычислительного устройства непрерывного действия оконечным является устройство автоматического сопровождения цели по измеряемому параметру (дальность, угловые координаты, скорость), и полезная информация выдается в виде напряжений или токов, функционально связанных с этими параметрами. Если же оконечным устройством является ЭВМ, то радиолокационная информация преобразовывается в двоичный код. При этом в ЭВМ происходит дальнейшая, так называемая вторичная обработка сигнала.