Проектирование импульсной некогерентной радиолокационной станции

Из данного выражения определим необходимую мощность передатчика для обеспечения минимальной мощности приемника РЛС.Ar = Gr*λ²/4πДля случая, когда атмосфера вдоль всей трассы распространения радиоволн является однородной, можно затухание β представить какгде α - коэффициент поглощения в дб/км,α = 0.03R - расстояние до обнаруживаемой цели в км.Тогда2.9Параметры зондирующего сигналаВыбираем допустимую импульсную мощность в зависимости от длины волны. Рабочая импульсная мощность выбирается в 1,5-2 раза меньшемощности чем при плохих погодных условиях.Энергия зондирующего импульсарассчитывается для всех типов фильтров(соответствующие потери были рассчитаны :Это выражение легко получитьиз где1.58=2дБ – шумы усилителя приемникаПоскольку энергия зондирующего импульса непосредственно связана c мощностью импульса то ЕТогда Для сохранения энергетического потенциала при применении разных фильтров– была взята средняя 11 дБ или 12.7 раз. - учитывает потери разных фильтровКак видно для сохранения энергетического потенциала, а следовательно дальности действия локатора при изменении потерь необходимо изменять длительность импульса. Уменьшение длительности импульса ведет к увеличению спектра сигнала и следовательно необходимости применять фильтры c более широкой полосой приема. Приравняем два выраженияКоэффициент скважности зондирующего сигнала:Средняя мощность передатчика:Определение коэффициента сжатия сигнала:Ширину принимаемого спектра для нового фильтраОпределим базы для разных потерь в приемнике Таблица 4 – Рассчитанные параметры для разных фильтровФильтрСуммарныептериEτQP срBГауссов полосовой10,560.008471,63E-0779977,271,116Полосовой с частотной характеристикой11,050.008471,456E-0789306.4960,997Гауссова полосовой11,050.008471,456E-0789306.4960,9975 резонансных контуров с одинаковой настройкой11,060.008471,456E-0789306.4960,9952 резонансных контура с одинаковой настройкой11,120.008471,433E-0790756.3910,981Однополосный фильтр11,440.008471,331-0797695,940,912Полосовой с прямоугольной частотной характеристикой11,410.008471,34-0797015,980,92Гауссов полосовой11,160.008471,419-0791596,330,972Поверка условия:Выполняется для всех.Длительность сигнала и ширина его спектра подчиняются соотношению неопределенности, гласящему, что база сигнала не может быть меньше единицы. Поэтому для того чтобы импульсы входили в фильтр необходимо увеличить их длительность..При частотной характеристике фильтра, согласованной только с главным лепестком спектра прямоугольного радиоимпульса, длительность сигнала на уровне 0,5 на выходе фильтра увеличится в 1,2-1,4 раза по сравнению с оптимальной фильтрацией и равна. Тогда на выходе квазиоптимального фильтра для обеспечения заданной разрешающей способности по дальности необходимо иметь импульс длительностью:.Условие по длительности импульса также выполняется.После увеличения длительности импульсов база для любых потерь в приемнике становится больше 1.B = 0.912*1.3 =1.18Расчёт минимальной дальности действия:где с время восстановления разрядников антенны.2.10Расчёт погрешностей измерения дальности и азимутаПотенциальная точность измерения какого-либо параметра сигнала характеризуется минимально возможной погрешностью измерения. Потенциальная точность зависит от отношения сигнал/помеха, характер флуктуаций амплитуды сигнала и его формы. Реальная точность измерения всегда хуже потенциальной; на нее влияют степень согласования характеристик приемного тракта с параметрами сигнала и ряд других факторов.Потенциальная точность измерения времени запаздывания и, соответственно, дальности характеризуется среднеквадратическими погрешностями измерения времени задержки отраженных сигналов при оптимальной обработке сигнала и оптимальной процедуре оценки времени задержки.При предварительных расчетах, т.е. на этапе эскизного проектирования, когда еще не определены ни структурные схемы измерителей, ни процедуры оценки измеряемых параметров, точность измерения времени задержки отраженных сигналов и дальности до цели принято оценивать погрешностями единичного измерения времени задержки и дальности при реальном среднем отношении сигнал/шум на выходе УПЧ на один импульс и оптимальной процедуре оценки времени задержки.Реальное среднее значение отношения сигнал/шум на выходе УПЧ:При накоплении 13.8 дБЭффективная ширина спектра сигнала на входе измерителя:1.3 – поправочный коэффициент длительности импульсов.C учетом доплер эффекта и нестабильностью частоты генератора.Погрешность единичного измерения времени задержки:Погрешность единичного измерения дальности:Таблица 6 – Таблица рассчитанных значений эффективной ширины спектра, погрешности единичного измерения времени задержки и погрешности единичного измерения времени дальностиτβτσr1σD11,63E-078.45*1062,41E-083.641,456E-078.94*1062,28E-083.411,456E-078.94*1062,28E-083.411,456E-078.94*1062,28E-083.411,433E-079.05*1062,26E-083.391,331-079.35*1062,175E-083.261,34-079.32*1062,18E-083.271,419-079.06*1062,25E-083.4Коэффициент использования площади раскрывакак уже рассчитали:Относительный эффективный раскрыв антенныв радианах:Относительный эффективный раскрыв антенны в градусах:Угловая скорость вращения в градусах:Потенциальная точность измерения азимута в РЛС:Проверка условия:3 Функциональная схема РЛСРисунок 3- Функциональная схема РЛССхема РЛС состоит из следующих элементов:1. Передающая система - ПрдС2. Антенно-волноводная система - АВС3. Приемная система - ПрС;4. Система синхронизации -СС5. Система индикации -СИ6. Цифровая система измерения дальности -ЦСИД7. Система сопровождения по скорости -ССС8. Система целеуказания -СЦУ9. Система распознавания класса цели -СРКЦ10. Система управления антенной - СУА11. Система встроенного контроля -СВК12. Система защиты от помех -СЗПа) цифровая система селекции движущихся целей -ЦСДЦб) блок видеокомпенсации -ВКв) блок цифрового обнаружения -БЦО13. Система питания14. Система питания воздухом - СПВ15. Система жидкостного охлаждения - СЖОЗаключениеВ ходе данного курсового проекта, был произведен расчет параметров радиолокационной станции, по заданным исходным данным. Этот расчет непосредственно позволит рассмотреть принципы работы РЛС и ее функционал. Соответственно подобрать необходимые по параметрам приборы, а также антенну.Можно сказать, что данный курсовой проект рассчитан как реальный проект РЛС, которую можно собрать и реализовать. А это уже конкретные задачи для дальнейшей работы в этом направлении.Список использованных источниковПроектирование радиолокационных станций. Методические указания / Б.О. Вугмейстер – Иркутск: ИрГТУ, 1999.Лёзин Ю.С. Введение в теорию и технику радиотехнических систем. Учеб. Пособие для вузов/ М.: Радио и связь, 1986.Радиотехнические системы: Учебник для студентов высших учебных заведений,/ под ред. Ю.М.Казаринова. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. –592 с.Зырянов, Ю.Т. Основы радиотехнических систем: Учебное пособие/ Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2011. – 144 с.Радиотехнические системы: учебник для студ. высш. учеб.заведений/ под ред. Ю.М.Казаринова. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 592 с.Дудник П.И.Многофункциональные радиолокационные системы: Учебное пособие для вузов/ М.: Изд-во «Дрофа», 2007. – 288 стр.