рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Конструктивні особливості окремих елементів РЛС

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Конструктивні особливості окремих елементів РЛС

Конструктивні особливості окремих елементів РЛС - раздел Образование, Основи радіоелектроніки Виявлення Та Визначення Координат I Параметрів Руху Об'єктів ...

Виявлення та визначення координат i параметрів руху об'єктів у просторі за допомогою електромагнітних хвиль — досить складна суперечлива технічна проблема, однією з основних умов успішного вирішення якої є використання надвисоких частот, необхідність підвищеної потужної потужності передавачів та надвисокої чутливості приймачів. Це накладає специфічні умови на роботу i конструкцію генераторів, антен та вхідних каскадів приймачів РЛС. Решту каскадів РЛС будують з елементів, розглянутих вище.

Рис. 10.7. Ілюстрація побудови обємного резонатора

Потужні генератори для дециметрового, а тим більше сантиметрового діапазонів на лампах i транзисторах побудувати неможливо. Коливальний контур, що складється з котушки та конденсатора, для цих діапазонів непридатний. Отже, в генераторах РЛС роль коливальної системи відіграють об'ємні резонатори, а активні елементи, в яких відбувається перетворення енергії джерела живлення на енергію електромагнітної хвилі, мають специфічну конструкцію, складовою частиною якої є ці резонатори.

Щоб уявити co6i принцип побудови об'ємного резонатора, розглянемо коливальний контур, утворений лише з одного витка котушки i двох пластин конденсатора (рис. 10.7, а). Щоб підвищити його резонансну частоту без зміни радіуса котушки, треба паралельно існуючому контуру приєднати ще один такий самий, потім третій (рис. 10.7, б), четвертий тощо, поки не буде утворена суцільна стінка. В результаті матимемо тороїдний об'ємний резонатор (рис. 10.7, в), poзміри якого можуть бути від λ/2 до кількох довжин хвилі. Енергію до нього можна підводити та відводити за допомогою штиря, петлі або щілинного зв'язку.

В об'ємних резонаторах уже не можна говорити про струми i напруги. В них існують електричне Е та магнітне Н поля, тобто ті caмi поля, що й в електромагнітній хвилі.

Розглянемо принцип дії спеціальних надвисокочастотних електронних приладів, побудованих на об'ємних резонаторах, — клістрона i магнетрона.

Kлicmpoн має вигляд вакуумної трубки, в якій розташовано катод, електрод, що формує промінь, та анод. Клістрони бувають двох типів: пролітні i відбивальні.

У пролітному клістроні (рис. 10.8, а) електронний промінь проходить послідовно крізь два об'ємних резонатори, які мають одну й ту саму резонансну частоту. Якщо до першого резонатора підвести надвисокочастотне коливання, то воно промодулює потік електронів за швидкостями, тобто за час позитивної півхвилі коливань у резонаторі електрони прискоряться, а за час негативної — загальмуються. Таким чином, на шляху до другого резонатора електрони сформуються у просторі у своєрідні «пакети» за швидкостями. При проходженні крізь другий резонатор ці «пакети» електронів збуджують у ньому коливання тiєї самої частоти, що й підведеної до першого резонатора. Проте завдяки енергії електронного потоку енергія цих коливань буде значно більшою за енергію коливань, підведених до першого резонатора. Маємо клістронний підсилювач сигналу. Щоб перетворити

його на генератор, треба зробити вже відоме: створити позитивний ЗЗ між резонаторами. При цьому один із резонаторів стає зайвим, тому що зв'язок можна зробити внутрішнім.

У результаті дістаємо відбивальний клістрон (рис. 10.8, б).

Тут є лише один резонатор, який одночасно відігрвє роль анода. На той електрод, що раніше вцідігравав роль анода, подається висока негативна напруга –U_відб; тому він відштовхує від себе електрони, які потрапляють в його гальмівне поле. Згруповані у «пакети» електрони (при першому прольоті крізь резонатор) відбиваються i, пролітаючи крізь резонатор у зворотному напрямку, віддають йому енергію. Треба тільки підібрати відстань між резонатором та відбивачем такою, щоб внутрішній 33 був позитивним. Ця відстань залежить від довжини хвилі коливань, яі! генеруються. Саме такий клістрон використовується в шкільному фізичному експерименті під час вивчення властивостей електромагнітних хвиль.

Власна потужність клістронів досить обмежена, тому найбільшого поширення вони набули лише як гетеродини в радіолокаційних приймачах. Для здобуття великої коливальної потужності використовують багаторезонаторні електронні прилади, які називаються магнетронами.

Магнетрон виконується у вигляді циліндричного анода з міді, в якому по радіусах профрезеровано резонатори (рис. 10.9). Уздовж oci циліндра проходить потужний катод у вигляді трубки. Кожен резонатор в напрямку катода має щілину зв'язку. Вся ця конструкція розмщується між полюсами потужного магніту так, щоб його поле діяло вздовж oci катода та циліндра. Між катодом й анодом подається дуже висока напруга.

На електрони, що вилітають з катода, одночасно діють два поля: електричне поле анода з силою Кулона i магнітне поле з силою Лоренца. Внаслідок цих двох дій траєкторія руху електронів перетворюється на циклоїду. «Пакети» електронів рухаються навколо катода повз щілини резонаторів та модулюються ними за швидкостями. Bci резонатори міцно зв'язані між собою електронним потоком, тому відбирання енергії відбувається від кожного з них.

Магнетрони генерують дуже потужні імпульсні сигнали в діапазоні сантиметрових хвиль. Це забезпечує велику віддаль дії РЛС при досить високій їхній точності.

Приймачі РЛС будують за звичайною схемою супергетеродина, найчастіше без підсилювача високих частот iз кpиcтaлiчним перетворювачем частоти. Гетеродини в них — на відбивальному клістроні, а основне підсилення здійснюється широкосмуговим резонансним підсилювачем проміжної частоти, побудованим на розстроєних трійках або парах каскадів підсилення. Проміжна частота вибирається в межах 30... 100 МГц. Особливістю цихпітдсилювачів є також тє, що їхня АХ не лінійна, а логарифмічна. Це зменшує розбіжність амплітуд сигналів, відбитих від далеких i близьких об'єктв.

Каналізація електромагнітної енергії від генератора до антени та від антени до перетворювача частоти в РЛС відбувається по хвилеводах — порожнистих металевих трубках прямокутного або круглого перерізу. Геометричні розміри перерізу хвилеводу, як i геометричні розміри резонатора, визначаються довжиною хвилі. Енергію хвилі з хвилеводу у відкритий простір можна передавати природним способом за допомогою рупорної антени. Проте якісна рупорна антена має бути досить довгою, щоб перехід від хвилеводу до рупора i відкритого простору був плавним, а поле в розкриві рупора наближалось до синфазного.

Така довга рупорна антена робить конструкцію РЛС громіздкою. Щоб уникнути цього, здебільшого атени РЛС виконують дзеркальними з рупорними опромінювачами. Від poзмірів та форми дзеркала залежать форма i вигляд діаграми спрямованості антени. Для здобуття голкоподібної діаграми використовують параболоїд обертання з точковим опромінювачем у фокусі. Чим більший діаметр дзеркала порівняно з довжиною хвилі, тим кращою буде діаграма спрямованості. Для формування ножеподібних діаграм i таких, що мають спеціальну форму (наприклад, косекансну), застосовують антенні дзеркала у вигляді гіперболічних та параболічних циліндрів тощо.

Антена РЛС, як правило, має не тільки обертатися навколо однієї або двох взаємно перпендикулярних осей, а й сканувати променем (автоматично i досить швидко оглядати npocтip у деякому секторі). Для цього здійснюють хитання, але не самого дзеркала, а опромінювача в тій чи іншій площині за періодичним законом. Це значно ускладнює механічну частину конструкції антени. Тому в сучасних РЛС діаграмою спрямованості антени i положенням її променя в просторі керують за допомогою фазових антенних решіток. При цьому відпадає потреба будувати досить громіздкі та складні у виготовленні дзеркала.

Принцип такого керування променем РЛС ілюструє рис 10.10. Нехай є площина, в якій рівномірно розташовані елементарні випромінювачі, наприклад диполі. Вся ця площина – розкрив великої антени. . Щоб утворити задану діаграму спрямованості, треба забезпечити в розкриві антени певні розподіли амплітуд і фаз поля, що випромінюються. Діаграма спрямованості та розподіл амплітуд у розкриві антени пов'язані між собою однозначно, а розподіл фаз у розкриві в кожний фіксовании момент часу визначає напрямок головного максимуму діаграми у просторі. Потрібні розподіли амплітуд i фаз у розкриві антени легко одержати, якщо змінювати за заданою програмою амплітуди та фази хвиль, утворених

Рис.10.10. Спрощена структурна схема керування променем РЛС за допомогою

фазованої антенної решітки

окремими незалежними випромінювачами. Таке регулювання можна здійснити електронним способом, а керування ним — за допомогою комп'ютера. з закладеною в нього програмою. В цій програмі може бути передбачено все: оптимальну зміну форми діаграми і КСД антени; сканування її променем зі зміною ширини спектра огляду; будь-який спосіб огляду простору; автоматичний супровід об'єкта тощо.

Для фазованої антенної решітки не потрібен спільний потужний генератор. Кожен окремий випромінювач може живитися від свого малопотужного підсилювача (рис. 10.10), а всі ці пісилювачі одержують збудження від одного високостабільного задавального генератора ЗГ малої потужності. Таким способом вирішується проблема когерентності випромінювання.

Фазована антенна решітка може містити десятки тисяч елементів, потужності випромінювання яких додаються. За цих умов одиничні потужності підсилювачів значно зменшуються i замість мідних труб-хвилеводів можна застосувати мікросмужкові лінії передач, замість магнетронів — надвисокочастотні інтегральні мікросхеми, тобто перейти на інтегральну технологію виготовлення високочастотних та антенно-фідерних пристроїв, що сумісно з інтегральною технологією виготовлення решти елементів комплексу РЛС.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Основи радіоелектроніки

Затверджено Міністерством освіти i науки України... Підручник для студентів вищих педагогічних...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Конструктивні особливості окремих елементів РЛС

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

СПИСОК СКОРОЧЕНЬ
АЛП – арифметико-логічний пристрій АМ – амплітудна модуляція АРП – автоматичне регулювання АХ – амплітудна характеристика АЦП – а

ПЕРЕДМОВА
Політехнічна і практична спрямованість підготовки майбутніх учителів фізики значною мірою залежить від опанування ними необхідного обсягу знань та практичних умінь стосовно загальнотехнічних дисцип

Сигнали та їхні параметри.
Сигнал — це будь-який фізичний носій інформації, кількісні характеристики змінюються з часом. Це фізичний процес, здатний діяти на органи чуття людини або технічні пристрої (

Сигнали повідомлення
Реальні сигнали повідомлення (наприклад, електричні сигнали мови, музики, зображення) є випадковими неперіодичними функціями часу. Для спрощення аналізу вважаємо їx складними періодичними детерміно

Дискретизація аналогових сигналів повідомлення
Якщо аналогові сигнали, задані функцією , розглядати в кінцевому проміжку часу, то зовсім не обов'язково враховувати всю нес

Багатоканальна передача інформації
Розглянуті аналогові і цифрові сигнали повідомлення можуть бути використані для передачі по лінії зв'язку одночасно тільки одного повідомлення. Такий зв'язок називається однокана

Деталі й елементи радіоелектронних кіл
Будь-який складний радіоелектронний пристрій складається з обмеженого набору відносно простих деталей, які при з'єднанні утворюють електричні кола. Електричне коло — це сукупність з'єднаних

Схеми радіоелектронних пристроїв
Для побудови, аналізу й унаочнення радіоелектронних пристроїв користуються різноманітними схемами, найпоширенішими з яких є структурні, функціональні, принципові (повні), монтажні (

Аналіз властивостей радіоелектронних кіл
Існує кілька способів аналізу властивостей радіоелектронних кіл: аналітичні, графічні, графоаналітичні. Залежно від схеми, режиму її роботи, виду сигналу, цілей аналізу вибир

Чотириполюсника
Розглянемо навантажений чотириполюсник (див. рис. 2.6, б), в якому значення струму на виході замінимо за законом Ома . Тоді система рівнянь

Вимірювання основних параметрів чотириполюсників
Усі розглянуті вище характеристики та параметри чотириполюсника можна одержати експериментально прямим вимірюванням й обчисленням. Для визначення малосигнальних параметрів

Діелектричних матеріалів
Найпоширенішими радіодеталями як у дискретному, так і в інтегральному виконанні є резистори та конденсатори, які виготовляють з різноманітних провідникових матеріалів з використанн

Резистори
За зонною теорією провідності до напівпровідників належать речовини, в яких ширина забороненої зони не перевищує 3 еВ, або такі, питома електропровідність яких лежить у межах від 10

Електронно-дірковий перехід і його властивості. Напівпровідникові діоди
Розглянуті вище властивості однорідних напівпровідників використовуються лише для побудови напівпровідникових резисторів. Більшість же напівпровідникових приладів й елементів мікрое

Транзистори
Транзистором називають напівпровідниковий прилад, що має три виводи (електроди) і здатний підсилювати потужність сигналу. Назва приладу походить як словосполучення від двох англі

Електровакуумні прилади
Найпростіший електровакуумний прилад — діод (рис. 3.22, а) має вигляд балона, тиск повітря в якому не перевищує 10–7…10–8 мм. рт. ст., де знаходя

Чотириполюсники
Розглянуті в п. 3.5 та 3.6 активні елементи радіоелектронних кіл мають різну фізичну природу, будову і принцип дії, але в радіоелектронних пристроях вони виконують одну й ту саму фу

Транзисторів та електронних ламп
Режим роботи транзисторів й електронних ламп забезпечується початковим положенням РТ на їхніх ВАХ, яке визначається значеннями постійних напруг на електродах за відсутності сигналу.

Напівпровідникові інтегральні мікросхеми
Розглянуті радіодеталі – резистори, конденсатори, діоди, транзистори, електровакуумні прилади тощо – складають дискретну елементну 6азу радіоелектроніки. Кожна з цих деталей виготов

Мікроелектроніку
Підвищення рівня інтеграції мікросхем І пов'язане з ним зменшення розмірів елементів мають свої межі. Наприклад, Інтеграція більш як 10е елементів в 1 см3 кристала стає вже ек

Електронно-променеві прилади
Електронно-променевими називають електровакуумні прилади, в яких для перетворення сигналів інформації використовують потік електронів у вигляді гостро сфокусованого променя або пучка пром

Типи електричних фільтрів
Однією з поширених операцій, що виконуються в радіоелектронних колах, є виділення певного сигналу або частини його спектра з сукупності інших сигналів та завад. Для цього використо

Властивості найпростіших RС-елементів
Для виділення сигналів у найпростіших RС-фільтрах використовується залежність реактивного опору конденсатора, а разом із ним і коефіцієнта передачі чотириполюсника, від частоти. Для поліпшен

Вибірні властивості коливального контуру
Резонансні фільтри, або -фільтри, складають з коливальних контурів, тобто з каскадно з’єднаних реактивних елементів різного виду. В них заб

Загальна структура і типи підсилювачів
Підсилення — це найпростіший і базовий вид будь-яких перетворень електричних сигналів. Навіть у тих випадках, коли для виконання основної функції (наприклад, перетворення спектрів сигналів) досить

Каскаду
Для підсилення широкосмугових сигналів найчастіше застосовуються аперіодичні підсилювачі. Вони ж є основою для створення підсилювальних мікросхем і вибірних підсилювачів, побудованих на

Резонансні підсилювачі
Ці підсилювачі найчастіше використовуються для виділення та підсилення радіочастотних сигналів. Це — суто вузькосмугові вибірні підсилювачі, основними параметрами яких є максимальний коефіцієнт під

Підсилювачі потужності
Ці підсилювачі призначені для забезпечення потрібної потужності сигналу на опорі навантаження при мінімальному значенні коефіцієнта нелінійних спотворень і максимальному ККД. Підсил

Підсилювачі постійного струму й операційні підсилювачі
Якщо миттєві значення сигналу змінюються дуже повільно, то нижня гранична частота смуги пропускання підсилювача має прямувати до нуля. З цією метою каскади підсилювачів з'єднують мі

Загальна структура і типи перетворювачів сигналів
Перетворення електричних сигналів поряд з їх виділенням та підсиленням є однією з основних функцій радіоелектроніки. Існує два виду перетворення сигналів: логічне перетворенн

Модуляція і схеми модуляторів
Модуляція — це процес, завдяки якому з використанням допоміжного коливання спектр керувального сигналу переноситься до ділянки вищих частот із метою здійснення багатоканальної передачі інфор

Демодуляція і схеми детекторів
За визначенням демодуляція (детектування) сигналу — це процес, зворотний його модуляції. Згідно з п. 6.1 детектування може відбуватися як у параметричних (синхронне детектува

Перетворення і множення частоти
Перетворення частоти — це лінійне перенесення спектра радіосигналу з однієї області частот в іншу, як правило, більш низькочастотну. При цьому форма обвідної модульованого сигналу та його

Логічні перетворення цифрових сигналів і базові логічні елементи
Логічні перетворювачі електричних сигналів є основою побудови всіх цифрових схем і пристроїв. За формальними ознаками вони підпадають під узагальнену структурну схему (див. рис. 6.1

Загальна структура і типи генераторів
Генератори електричних коливань перетворюють енергію джерела живлення на енергію змінного струму, частота якого визначається параметрами коливальної системи. Існують різні способи г

Автогенератори з коливальним контуром
Автогенератор із коливальним контуром — це резонансний підсилювач з колом 33, побудований за трансформаторною, автотрансформаторною або ємнісною схемами. Підсилювач може бути

Підсилювачах
Застосування автогенераторів з коливальним контуром має обмеження як при надвисоких частотах, так і при низьких. із зростанням частоти розміри коливальної системи зменшуються настіл

Генератори релаксаційних коливань
Генераторами релаксаційних коливань називають такі джерела періодичних імпульсних сигналів, в основі роботи яких лежить періодичне накопичення енергії від джерела постійного струму в ємно

Тригери
Тригером називають пристрій, що має два стійких стани рівноваги і здатний стрибком переходити з одного стану стійкої рівноваги в інший під дією зовнішнього (керувального) сигналу запуску.

Використовуваних радіочастот
Першим технічним застосуванням радіоелектроніки було передавання інформації на відстань за допомогою електромагнітних хвиль, або радіохвиль. Для його здійснення треба, утворити кана

Радіопередавачів
Структурні схеми радіопередавачів, їхні конструкції та принципові схеми значною мірою визначаються основними технічними показниками: призначенням і місцем експлуатації; потужністю сигналу в антені

Радіоприймачів
Усі радіоприймачі можна поділити на дві великі групи: побутові та професійні. Перші призначені для приймання програм радіомовлення і телебачення. Ними користується нас

Особливості побудови деяких елементів радіоприймачів
Ці особливості пов'язані з широкодіапазонністю радіоприймачів як за частотою, так i за динамічністю сигналів на вході. Висока якість приймання потребує в цих умовах зберіганн

Принципи телебачення
Сукупністъ оптичних, електронних i радіотехнічних пристроїв, за допомогою яких зображення перетворюєься на електричні сигнали, після чого вони передаються на відстань, синтезуються

Структурні схеми монохромних телевізорів
За принципом дії телевізійні приймачі можуть бути прямого підсилення i супергетеродинні. Вони можуть бути побудовані за дво- або одноканальною схемою. Із збільшенням кількості телев

Принципи радіолокації
Радіолокація — це галузь радіоелектроніки, за допомогою якої при використанні електромагнітного випромінювання виявляють, визначають місцеположення у просторі, напрямок i швидкістъ руху (

Радіолокація неперервним сигналом
Найперші РЛС були саме доплерівськими станціями неперервного випромінювання. Спрощену структурну схему такої станції показано на рис. 10.2. Станція складається з генератора високоча

Радіолокація імпульсним сигналом
На рис. 10.4 зображено спрощену структурну схему імпульсної РЛС. Її роботою керує генератор синхроімпульсів ГСІ. Від його дуже коротких імпульсів у вcix блоках РЛС починається відлі

Оброблення цифрової інформації
Електронні обчислювальні машини (комп'ютери) — це засоби перетворення інформації, які є програмованими автоматами. Існують машини для оброблення інформації в аналоговій формі та

Апаратні засоби ЕОМ
Будь-яка ЕОМ складається з електронних операційних пристроїв, що виконують операції, задані програмою, і генерують, транспортують та перетворюють електричні імпульси, якими позначен

Комп’ютерні мережі
З'єднання кількох комп’ютерів у систему значно розширює можливості користувачів. Для організації комп’ютерної мережі в кожному комп’ютері встановлюється спеціальна плата — мережний адаптер. У мереж

Основні типи комп’ютерів
Практично всі типи ЕОМ побудовано за принципами і схемою, розглянутими вище. Проте залежно від конкретних сфер застосування вони різняться кількісними характеристиками, структурою а

Основні операційні елементи обчислювальної техніки
Як зазначено при розгляді апаратних засобів обчислювальних систем, оброблення цифрової інформації полягає у виконанні елементарних операцій з електричними імпульсами, що відтворюють

Питания радіоелектроніки в курсі фізики i спецкурсах
Вивченню питань радіоелектроніки в структурі базового курсу фізики приділяється значна увага. В шести великих розділах завершального ступеня навчання i майже десяти лабораторних роб

Радіоелектроніка у кабінеті фізики i засобах навчання
Кабінет фізики сучасної загальноосвітньої школи досить насичений радіоелектронною апаратурою та обладнанням. Його можна поділити на такі основні групи: навчальні моделі для вивчення

Радіоелектроніка в позакласній роботі
Через те, що радіоелектроніка оточує нас у повсякденному житті, завдяки багатьом своїм загадковим явищам та ефектам i різноманітності застосування вона викликае жвавий інтерес навит

Елементи радіоелектроніки в технічній творчості школярів
Однією з найбільш гнучких та ефективних форм опанування теоретичних знань радіоелектроніки i набуття практичних навичок школярами є фізико-технічний гурток або факультатив, що пєедн

ТА РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1.Алгинин Б. Е. Кружок электронной автоматики.— М.: Просвещение, 1990. —192 с. 2.Бобровников Л. 3. Радиотехника и электроника. — М.: Недра,