Вход

Расчет некогерентной радиолокационной измерительной системы кругового обзора

Реферат по физике
Дата добавления: 29 января 2007
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 88 кб (архив zip, 15 кб)
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу

Расчет некогерентной радиолокационной измерительной системы кругового обзора

 

Оглавление

Задание

Исходные данные (вариант № 16)

Расчет тактических показателей РЛС кругового обзора

1. Расчет максимальной дальности действия с учётом поглощения.

2. Расчет реальной разрешающей способности по дальности и азимуту.

3. Расчет реальной точности измерения дальности и азимута

Функциональная схема

Литература

 

Задание

1. Требуется рассчитать тактические показатели РЛС кругового обзора:

а) максимальную дальность с учётом поглощения;

б) реальную разрешающую способность по дальности и азимуту;

в) реальную точность измерения дальности и азимута.

2. Составить функциональную схему РЛС с кратким описанием процессов, протекающих в РЛС при её работе.

Исходные данные (вариант № 16)

1. Длина волны l, [см]............................................................................................................... 8  

2. Импульсная мощность Р и , [кВт]........................................................................................... 700  

3. Длительность импульсов t и , [мкс]....................................................................................... 2,8  

4. Частота посылок импульсов F и , [Гц]................................................................................... 700  

5. Горизонтальный размер зеркала антенны d аг [м]............................................................... 7  

6. Вертикальный размер зеркала антенны d ав , [м].................................................................. 2,5  

7. Период обзора Т обз , [с]........................................................................................................... 5  

8. Коэффициент шума приёмника k ш ....................................................................................... 5  

9. Вероятность правильного обнаружения W по ....................................................................... 0,8    

10. Вероятность ложной тревоги W лт ....................................................................................... 10 -5    

11. Диаметр экрана индикатора кругового обзора d э , [мм].................................................... 400    

12. Эффективная отражающая площадь цели S эфо , [м 2 ].......................................................... 30    

13. Качество фокусировки Q ф .................................................................................................... 400    

14. Предельное значение шкалы дальности D шк1 , [км]............................................................ 50

D шк2 , [км]............................................................ 400    

15. Измерительные метки дальности DD, [км]......................................................................... 15    

16. Измерительные метки азимута Dj, [град].......................................................................... 4

Расчет тактических показателей РЛС кругового обзора

1. Расчет максимальной дальности действия с учётом поглощения.

Сначала рассчитывается максимальная дальность действия РЛС без учёта ослабления энергии радиоволн при распространении. Расчет проводится по формуле: (1)

 

Подсчитаем и установим величины, входящие в это выражение:

E изл - энергия, излучаемая в одном импульсе,

Е изл и t и =70010 3 2,810 -6 =1,96 Дж

S а - эффективная площадь антенны,

S а = d аг d ав = 72,5=8,75 м 2

S эфо - эффективная отражающая площадь цели;

l - длина волны;

k р - коэффициент различимости (отношение энергий сигнал/шум на входе приемника, при котором обеспечивается прием сигналов с заданными W по и W лт ) k р =k р. т. , где

k р. т. - теоретический коэффициент различимости,

k р. т. = , q 0 - параметр обнаружения, 101,2

N - количество импульсов, принимаемых от цели,

N=t обл F и , где t обл ,

F и - частота посылок импульсов.

Q a0,5 - ширина диаграммы направленности антенны на уровне 0,5 по мощности, 0,74 град; - угловая скорость вращения антенны, = 72 град/с; Подставляя полученные значения, будем иметь: t обл = 0,01 с, N = 7 импульсов и k р. т. = 7,2.

Пусть =10, тогда k P =72.

Е ш - энергия шумов, действующих при приёме.

E ш =kk ш T, где

T - температура приемника в градусах Кельвина (примем T=300К) ;

k=1,3810 -23 Дж/град постоянная Больцмана;

k ш - коэффициент шума приемника.

E ш =kk ш T =1,3810 -23 5300=2,0710 -20 Дж

Подставляя все полученные значения в (1) , находим 440,3 км

Теперь определим максимальную дальность действия РЛС с учетом поглощения энергии радиоволн.

, где (2)

d осл - коэффициент ослабления, а DD - ширина ослабляющего слоя.

Значение d осл находим по графикам. Для l=8 см d осл принимаем равным 0,01 дБ/км. Предположим, что ослабление происходит на всей дальности действия. При таком условии формула (2) принимает вид трансцендентного уравнения (3) Уравнение (3) решим графоаналитическим способом [1] для d осл = 0,01 дБ/км и D макс = 440,3 км рассчитываем D макс. осл = 309 км.

2. Расчет реальной разрешающей способности по дальности и азимуту.

Реальную разрешающую способность по дальности при использовании в качестве выходного устройства индикатора кругового обзора определим по формуле d(D) = d(D) пот +d(D) инд , где

d(D) пот потенциальная разрешающая способность по дальности. Для сигнала в виде некогерентной пачки прямоугольных импульсов 0,42 км.

d(D) инд - разрешающая способность индикатора по дальности вычисляется по формуле, где

D шк - предельное значение шкалы дальности,

k э = 0,4 - коэффициент использования экрана,

Q ф - качество фокусировки трубки.

Для D шк1 =50 км d(D) инд1 =0,31 км.

Для D шк2 =400 км d(D) инд2 =2,50 км.

Реальная разрешающая способность по дальности:

для D шк1 =50 км d(D) 1 =d(D) пот +d(D) инд1 =0,42+0,31=0,73 км;

для D шк2 =400 км d(D) 2 =d(D) пот +d(D) инд2 =0,42+2,50=2,92 км.

Реальную разрешающую способность по азимуту рассчитаем по формуле:

d(j аз ) =d(j аз ) пот +d(j аз ) инд , где

d(j аз ) пот - потенциальная разрешающая способность по азимуту при аппроксимации диаграммы направленности гауссовой кривой;

d(j аз ) пот =1,3Q a0,5 =0,962 град d(j аз ) инд - разрешающая способность индикатора по азимуту d(j аз ) инд =d n M f , где

d n - диаметр пятна электронно-лучевой трубки

M f =360 / 2pr - масштаб шкалы, r удаление отметки от центра экрана.

Принимая r=k э d э / 2, (отметка на краю экрана) , получим 0,717 град

Реальная разрешающая способность по азимуту: d(j аз ) =0,962+0,717=1,679 град

3. Расчет реальной точности измерения дальности и азимута

Точность характеризуется ошибкой измерения. Результирующую среднеквадратическую ошибку измерения дальности рассчитаем по формуле:, где s(D) пот - потенциальная ошибка измерения дальности.

, где q 0 - удвоенное отношение сигнал/шум 26,47 s(D) пот =0,046 км

Ошибкой из-за непрямолинейности распространения s(D) распр пренебрегаем. Аппаратурные ошибки s(D) апп сводятся к ошибкам отсчета по шкале индикатора s(D) инд . Принимаем метод отсчета по электронным меткам (масштабным кольцам) на экране индикатора кругового обзора.

s(D) инд =0,1DD=1,5 км, где

DD - цена деления шкалы.

s(D) =1,5 км

Результирующую среднеквадратическую ошибку измерения азимута определим аналогично.

0,04 s(j аз ) инд =0,1Dj=0,4 s(j аз ) =0,4

 

Функциональная схема РЛС

РЛС кругового обзора предназначена для обнаружения объектов и измерения их координат.

Сбор информации об объекте осуществляется путем их облучения и приема отраженных от них сигналов. Колебания, вырабатываемые передатчиком, с помощью антенны излучаются в пространство и при достижении объекта отражаются от него. Часть отраженной энергии попадает обратно в антенное устройство РЛС, усиливается в приемнике и фиксируется в выходном устройстве. Появление сигналов на выходе РЛС говорит о наличии объекта в пространстве.

Дальность до объекта определяется импульсным методом. Формирователь импульсов запуска вырабатывает импульсы, следующие с заданной частотой посылок F и . Эти импульсы используются для запуска передатчика и синхронизации выходного устройства. В состав передатчика входит импульсный модулятор, формирующий импульсы длительностью t и и мощностью P и , управляющие генератором высокой частоты. Радиоимпульсы, вырабатываемые генератором, проходят через антенный переключатель и излучаются с помощью антенны в пространство. Отраженные сигналы в виде таких же радиоимпульсов, только меньшей мощности и запаздывающие относительно излучаемых на время t D =2D/с, принимаются той же антенной и через антенный переключатель проходят в приемник, где усиливаются и детектируются. Продетектированные сигналы поступают в выходное устройство РЛС, где осуществляется измерение времени запаздывания.

Угловые координаты объекта определяются по направлению прихода. Антенная система с узкой диаграммой направленности осуществляет последовательный обзор пространства. Сигнал цели, принимаемый антенной системой, усиливается в приемнике и поступает в выходное устройство, где отмечается текущий угол поворота диаграммы направленности.

В качестве выходного устройства РЛС используется индикатор кругового обзора. Отклоняющая катушка вращается вокруг горловины трубки синхронно с вращением антенны и питается пилообразным током от схемы развертки. При соответствующем начальном ориентировании отклоняющей катушки и оси антенны, на экране трубки будет видна радиальная линия, прочерчиваемая электронным лучом, которая в каждый момент времени будет указывать положение оси диаграммы направленности в пространстве.

Сигналы с выхода приемника подаются на управляющий электрод трубки и увеличивают в момент прихода яркость линии развертки. За время облучения цели на экране будет засвечена отметка цели в виде дужки. Длина радиуса в масштабе представляет дальность цели, а угол между отчетным направлением и радиусом даст ее азимут. Для сохранения картины расположения целей на время, равное периоду обзора, экран трубки выполняется с послесвечением.

Литература

1. Васин В. В. Дальность действия радиотехнических измерительных систем. Методическая разработка. - М.: МИЭМ 1977г.

2. Васин В. В. Разрешающая способность и точность измерений в радиотехнических измерительных системах. Методическая разработка. - М.: МИЭМ 1977г.

3. Васин В. В. Методы измерения координат и радиальной скорости объектов в радиотехнических измерительных системах. Конспект лекций. - М.: МИЭМ 1975г.

© Рефератбанк, 2002 - 2017