Выбор и обоснование тактико-технических характеристик РЛС. Разработка структурной схемы

? 2002 Содержание 1. Задание 2. Введение 3. Обоснование, выбор и расчет тактико-технических характеристик радиолокационной станции 1. Rmax 2. Rmin 6 3.1.3. DR 7 3.1.4. Da 6. Разрешающая способность по углу места. 8 3.1.7. Da Db 8 3.1.8. Grn. 8 3.1.10. D 9 3.1.11. F. 10 3.2 10 3.2.1. 10 3.2.2. l. 10 3.2.3. Fn. 10 3.2.4. tu. 6. Необходимый диаметр антенны 11 3.2.7. КНД и усиления антенны, эффективная площадь антенны. 11 3.2.8. Oа 12 3.2.9 Nu. 10. Pnmin. 11. Оцениваем эффективную отражающую поверхность цели. 13 3.2.12. a. 13 3.2.13 Pu 15 3.2.14. P 4. Описание обобщённой структурной схемы РЛС 5. Структурная схема метеонавигационных радиолокаторов типа Гроза . 6. Заключение 7. Список использованной литературы 1. Задание 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 Ё 5? Ё Сектор обзора в горизонтальной плоскости, .Daобз 1000 Ё Ширина ДНА РЛС в вертикальной плоскости Db 350 Ё Диаметр пятна ЭЛТ, dn 0,5мм Ё Максимальная дальность действия РЛС, Rmax 400 103м Ё Длительность импульса, tu 1,5Ч10-6c Ё Ширина ДНА в горизонтальной плоскости, q 3 Ё Вероятность правильного обнаружения, D 0,5 Ё Вероятность ложной тревоги, F 10-9 Ё Коэффициент шума .Nш 10dB Ё Эффективная отражающая поверхность цели, Sэф 40м2 Ё Диаметр экрана ЭЛТ, Dэ 0,25м. ДНА - диаграмма направленности антенны. 2. Введение 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.

Важной составной частью радиолокационного канала, как и любого радиоканала, являются радиопомехи. Внутренние шумы вызывают подавление полезного сигнала, а также появление ложного сигнала и вносят ошибки в измерение координаты. Наряду с этим флуктуации скорости распространения радиоволн в атмосфере, а также случайное изменение их траектории вследствие рефракции следует рассматривать как помехи. Такое же действие оказывают пассивные помехи - источники ложных отражений например, отражения от земной поверхности при наблюдении целей. Другим источником помех являются флуктуации центра масс движущейся цели относительно траектории движения.

Источники мешающих радиоизлучений образуют активные помехи против РЛС военного назначения могут специально создаваться организованные активные помехи, возможны также организованные пассивные помехи. В условиях большой насыщенности радиосредствами заметное влияние могут оказывать активные взаимные помехи.

Главные этапы радиолокационного наблюдения - это обнаружение, измерение, разрешение и распознавание. Обнаружением называется процесс принятия решения о наличии целей с допустимой вероятностью ошибочного решения. Измерение позволяет оценить координаты целей и параметры их движения с допустимыми погрешностями. Разрешение заключается в выполнении задач обнаружения и измерения координат одной цели при наличии других, близко расположенных по дальности, скорости и т.д. Наконец Распознавание дает возможность установить некоторые характерные признаки цели точечная она или групповая, движущаяся или групповая и т. д. Радиолокационная информация, поступающая от РЛС, транслируется по радиоканалу или по кабелю на пункт управления.

Процесс слежения РЛС за отдельными целями автоматизирован и осуществляется с помощью ЭВМ. Навигация самолетов по трассе обеспечивается посредством таких же РЛС, которые применяются в УВД. Они используются как для контроля выдерживания заданной трассы, так и для определения местоположения в процессе полета.

Для выполнения посадки и ее автоматизации наряду с радиомаячными системами широко используются РЛС посадки, обеспечивающие слежение за отклонением самолета от курса и глиссады планирования. В гражданской авиации используют также ряд бортовых радиолокационных устройств. Сюда, прежде всего, относится ботовая РЛС для обнаружения опасных метеообразований и препятствий.

Обычно она же служит для обзора земли с целью обеспечения возможности автономной навигации по характерным наземным радиолокационным ориентирам. 3. Обоснование, выбор и расчет тактико-технических характеристик радиолокационной станции 3.1 3.1.1. Rmax 1 Pu - Da - Sa - S - Pnmin Rmax 450 103 3.1.2. Rmin Rmin tu ? tb. 2 0,5 3 108 1,5 10-6 0,2 1,7 10-6 306 c 3 108 c-1 tb tb 0.2?tu. 3.1.3. DR 3 4 dn dn 0.5 5.0?10-4 ? L - 0.15? D D? 0.25 Da 100 1.755103 ? 3.1.4. Da 5 q Dau 3.380 3.1.5 6 Numin Da Da 200 Fn - q 7 1,2. 277.778 5c 3.1.6.

Разрешающая способность по углу места

Разрешающая способность по углу места 3.1.7. Da Db. Da 100 . Db 35 . 3.1.8. Grn 8 tu - qmin 1 qmin 5.8 Из-за отсутствия внутриимпульсной модуляции Ксж 1. 24.805? 3.1.9. Точность определения координат по азимуту Gan 9 0.285 3.1.10. D D 0,5. 3.1.11. F F 10-9. 3.2 3.2.1 3.2.2. l l 0.03 3.2.3. Fn Fn 10 1,2 - 277.778 3.2.4. tu Rmin tu 1,7?10-6 c. 3.2.5 Ё Ё ? Ё q q ? Da q 3 j 35 . q0,5 q 1.5 20 3.2.6.

Необходимый диаметр антенны

Необходимый диаметр антенны dА Принимаем dА 0.76м, и уточняем ширину луча. рад 3.2.7. КНД и усиления антенны, эффективная площадь антенны. КНД - коэффициент направленного действия антенны. 5490 5215 0,448 м2 GA - усиления S з - КПД антенны. 3.2.8. Oа q, Fn ? Da 11 0.417c-1 12 40 г c-1 3.2.9 Nu q, W ? Fn 13 20 3.2.10. Pnmin ? Ё Ё Ё Ё D ? F 14 k k 1.380662?10-23J?K-1 300? Df - N mp 1.37 8.059105 N? 10 dB. 1,297 4,32710-14 ? dB 113.6 dB 10-3 - 3.2.11.

Оцениваем эффективную отражающую поверхность цели

Оцениваем эффективную отражающую поверхность цели. Удельная эффективная отражающая поверхность цели Рассеивающий объём на максимальной дальности 9,266 Полная эффективная отражающая поверхность цели 4,82 105 м2 3.2.12. a a 16 R max Rmax - a 15 , l 3 a 0,03 dB k 16 ? 17 a?Rmax j g 2 2.относительное уменьшение дальности за счёт затухания в атмосфере g 0.477 ? 214,65k? f 0.477 13,5 Для того, чтобы РЛС в плохую погоду действовала на расстояние 450k 943,4км 3.2.13 Pu 15 Da - Sa - L0 - учитывает потери в системе L0 5 480 k 3.2.14. P 226 Вт 4.

Описание обобщённой структурной схемы РЛС

Она создает на экране изображение часто именуемое растром в виде тесно... . Азимутальная развертка получается с помощью сельсинно-следящей передач... Структурная схема РЛС с визуальной индикацией цели изображена на рис3. Генератор развертки дальности вырабатывает в отклоняющей катушке пилоо...

Структурная схема метеонавигационных радиолокаторов типа Гроза

Структурная схема метеонавигационных радиолокаторов типа Гроза. Каждый из этих блоков может быть любой модификации. При комплектации р... После согласования с главным конструктором радиолокатора комплектации ... После преобразования на выходе смесителя образуются импульсы промежуто... Узел АПЧ вырабатывает сигнал, пропорциональный отклонению промежуточно...

Заключение

Заключение В данной курсовой работе были отработаны навыки самостоятельного решения инженерных задач, производился выбор и расчет тактико-технических характеристик ТТХ радиолокационной станции РЛС , закреплялись вопросы соотношения параметров и принципы построения РЛС, используемых в гражданской авиации ГА . Также рассматривалось влияние отдельных параметров и мешающих факторов помех, условий распространения радиоволн на показатели качества функционирования РЛС. Сектор обзора в горизонтальной плоскости Daобз 100 0 Сектор обзора в вертикальной плоскости Db обз 35 0 Диаметр пятна ЭЛТ dn 0,5мм Максимальная дальность действия РЛС Rmax 450 103м Длительность импульса tu 1,5Ч10-6c Ширина ДНА в горизонтальной плоскости q0,5 2,74 0 Вероятность правильного обнаружения D 0,5 Вероятность ложной тревоги F 10-9 Коэффициент шума N 10dB Диаметр экрана ЭЛТ Dэ 0,25м Минимальная дальность действия РЛС Rmin 306м Разрешающая способность РЛС по дальности DRр 1,755км Разрешающая способность РЛС по азимуту на ср. дал. Daр 3,380 Частота повторения зондирующих импульсов Fn 277.778 Периодом обзора РЛС Тобз 5 c Потенциальная точность измерения дальности РЛС Grn 24.805м Потенциальная ошибка измерения азимута Gan 0.285 Скорость вращения антенны Щa 40 градc-1 Количество импульсов в пакете Nu 20 Коэффициент различимости mp 1,297 Чувствительность приемника равна Pnmin 113,6 dB мВт Импульсная мощность излучения Pu 480 kВт Средняя мощность излучения Рср 226Вт Полоса пропускания приемника Df 8.059105 Гц Рабочая длинна волны л 3см Коэффициент направленного действия антенны DA 5490 Коэффициент усиления антенны GA 5215 Эффективная площадь антенны SA 0.448м2 7.

Список использованной литературы

Список использованной литературы 1. Финкельштейн М. Н. Основы радиолокации М. Радио и связь, 1973 496 с. 2. Современная радиолокация Анализ, расчет и проектирование систем Под ред. Ю.Б.Кобзарева М. Сов. радио, 1969 704 с. 3. Соколов П. М. Теоретические основы радиолокации Методические указания по курсовой работе для студентов . 4. Яновский Ф. Й. Бортовые метеонавигационные радиолокаторы. Структура системы и особенности построения передающих устройств Киев. 1987, 78с.