Разработка сверхширокополосного радара для охранной системы мобильных объектов.
Заказать уникальную дипломную работу
Тип работы:
Дипломная работа
Предмет:
Радиосигналы
- 80 80 страниц
- 19 + 19 источников
- Добавлена 05.07.2024
4 785 руб.
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1. СШП РАДАРЫ. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА 11
1.1 Литературный и патентный обзор 11
1.2 Анализ технического задания 14
1.3 Постановка задачи 15
2 РАСЧЕТ ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЛС 16
2.1 Расчет основных параметров сигнала 16
2.2 Антенное устройство 18
2.2.1Выбор типа антенны для СШП систем 18
2.2.2Расчет геометрических параметров антенны в MATLAB 21
2.2.3Моделирование параметров антенны в MATLAB 26
2.2.4Расчет основных характеристик антенны 30
2.3Энергетический расчет радиосистемы 31
2.3.1Расчет параметров приемного устройства 31
2.3.2Расчет характеристик передатчика 32
3 ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ РЛС 33
3.1 Обобщенная структура СШП РЛС 33
3.2 Селекция сигналов, отраженных, от движущихся объектов 38
3.3 Разработка структурыСШП РЛС, основные блоки, их назначение и функции 41
4РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ РЛС 44
4.1.Система управления и синхронизации 44
4.1.1Выбор управляющего микроконтроллера 44
4.1.2Подключение микроконтроллера к ПК 46
4.1.3Формирователь наносекундных управляющих импульсов 47
4.1.4Программируемая линия задержки 48
4.1.5Отпирающийключ приемного тракта 49
4.2Разработка передающего тракта 51
4.2.1Генератор СВЧ передатчика 51
4.2.2Формирователь излучаемых импульсов СВЧ 53
4.2.3Усилитель импульсов СВЧ 53
4.3Разработка приемного тракта 55
4.3.1Входной полосовой фильтр 55
4.3.2Входной малошумящий усилитель 60
4.3.3Фазовый детектор 60
4.3.4Интегрирующий усилитель 62
4.4Оценка потребляемой мощности и расчет аккумулятора 62
4.5Передача данных по беспроводному каналу через USB-модем 62
5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ В ПРОЦЕССЕ РАДИОЛОКАЦИОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 71
ПРИЛОЖЕНИЕ А. СШП РЛС. Схема структурная 73
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. СШП РЛС. Схема электрическая принципиальная 74
ПРИЛОЖЕНИЕ В. СШП РЛС. Перечень элементов 75
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1. СШП РАДАРЫ. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА 11
1.1 Литературный и патентный обзор 11
1.2 Анализ технического задания 14
1.3 Постановка задачи 15
2 РАСЧЕТ ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЛС 16
2.1 Расчет основных параметров сигнала 16
2.2 Антенное устройство 18
2.2.1Выбор типа антенны для СШП систем 18
2.2.2Расчет геометрических параметров антенны в MATLAB 21
2.2.3Моделирование параметров антенны в MATLAB 26
2.2.4Расчет основных характеристик антенны 30
2.3Энергетический расчет радиосистемы 31
2.3.1Расчет параметров приемного устройства 31
2.3.2Расчет характеристик передатчика 32
3 ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ РЛС 33
3.1 Обобщенная структура СШП РЛС 33
3.2 Селекция сигналов, отраженных, от движущихся объектов 38
3.3 Разработка структурыСШП РЛС, основные блоки, их назначение и функции 41
4РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ РЛС 44
4.1.Система управления и синхронизации 44
4.1.1Выбор управляющего микроконтроллера 44
4.1.2Подключение микроконтроллера к ПК 46
4.1.3Формирователь наносекундных управляющих импульсов 47
4.1.4Программируемая линия задержки 48
4.1.5Отпирающийключ приемного тракта 49
4.2Разработка передающего тракта 51
4.2.1Генератор СВЧ передатчика 51
4.2.2Формирователь излучаемых импульсов СВЧ 53
4.2.3Усилитель импульсов СВЧ 53
4.3Разработка приемного тракта 55
4.3.1Входной полосовой фильтр 55
4.3.2Входной малошумящий усилитель 60
4.3.3Фазовый детектор 60
4.3.4Интегрирующий усилитель 62
4.4Оценка потребляемой мощности и расчет аккумулятора 62
4.5Передача данных по беспроводному каналу через USB-модем 62
5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ В ПРОЦЕССЕ РАДИОЛОКАЦИОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 71
ПРИЛОЖЕНИЕ А. СШП РЛС. Схема структурная 73
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. СШП РЛС. Схема электрическая принципиальная 74
ПРИЛОЖЕНИЕ В. СШП РЛС. Перечень элементов 75
Фрагмент для ознакомления
ИУ+ФНЧЕсли в результате сложения в ФД - опорного и отраженного сигналов, остается низкочастотная компонента (что имеет место при движении цели, возникает частотная модуляция), ее выделит ФНЧ, отбросив ВЧ компоненты, на осциллографе будут наблюдаться биения. На этом эффекте основано действие любого доплеровского радара. 13 слайдПеречислить что было сделано, с какими трудностями столкнулись (обязательно, можно незначительные) и как они были решены. Проблема неопределенности расстояния до цели. Мы не можем знать изначально как далеко находится цель, поэтому сложно синхронизировать отраженный и опорный сигналы. Проблема решается с помощью – программируемой линии задержки (ПЛЗ), мы можем настроиться на любую дальность до цели в пределах максимальной (Rmax=300 м) используя настраиваемую задержку.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. USPattent, No 3,633,011. Apparatus for measuring the activity of laboratory animals. Jan. 4, 1972.
2. US Pattent, No 5,608,209. Method and apparatus for measuring motion amount of laboratory animal. Mar. 4, 1997.
3. US Pattent, No 3,439,358. Activity detector. Apr. 15, 1969.
4. Биорадиолокация / [А.В. Абрамовидр.]; подред. А.С. Бугаева, С.И. Ивашова – 2-е изд. – Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. – 396 с.
5. Схемотехника устройств на мощных полевых транзисторах: Справочник. Под ред. В. П. Дьяконова. - М: Радио и связь, 1994. - 280 с.
6. Обработка сверхширокополосных сигналов и помех / Радзиевский В.Г., Трифонов П.А. – Москва: «Радиотехника», 2009. - 299 с.
7. Н. 3. Шварц. Усилители СВЧ на полевых транзисторах. - М: Радио и связь, 1987. - 200 с.
8. E. M. Staderini, “UWB Radars in Medicine,” IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, pp. 13-18, January 2002.
9. Detection of Human Breathing and Heartbeat by Remote Radar. S.I. Ivashov, V.V. Razevig, A.P. Sheyko, I.A. Vasilyev. Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2004), March 28-31, 2004, Pisa, Italy, pp. 663-666.
10. Генератор частот, управляемый напряжением, электронный ресурс URL: https://electron-engine.ru/.
11. Импульсные усилители мощности, электронный ресурс URL: https://ru.keylinkmw.com/product/rf-pulsed-high-power-amplifiers-knp1500m57a_242/
12. Микросхемы-широкополосные СВЧ усилители,электронный ресурс URL:https://electron-engine.ru/produkciya/otechestvennaya-ekb/microhemy-svch-smesiteli/?ysclid=lvv1juytgc934286601
13. Фазовые СВЧ детекторы,электронный ресурс URL:https://www.macom.com/products/rf-microwave-mmwave/phase-detectors
14. Лавинно-пробойные транзисторы, электронный ресурс URL:https://elektrouzel.ru/reference/transistors/197-tranzistory-tipa-gt338a-gt338b-gt338v.html
15. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega. Руководство пользователя. — М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2007 г.
16. Микросхема ATmega8535 , техническая документация, электронный ресурс URL: https://www.farnell.com/datasheets/6573.pdf
17. Микросхема FT232R , техническая документация, электронный ресурс URL: https://www.ftdichip.com/old2020/Products/ICs/FT232R.htm
18. Фазовые детекторы https://www.macom.com/products/product-detail/MSPD1013-122
19. Отечественные транзисторные СВЧ усилители https://kit-e.ru/otechestvennye-tranzistornye-usiliteli-svch/?ysclid=lwao2zmdxr216463575
1. USPattent, No 3,633,011. Apparatus for measuring the activity of laboratory animals. Jan. 4, 1972.
2. US Pattent, No 5,608,209. Method and apparatus for measuring motion amount of laboratory animal. Mar. 4, 1997.
3. US Pattent, No 3,439,358. Activity detector. Apr. 15, 1969.
4. Биорадиолокация / [А.В. Абрамовидр.]; подред. А.С. Бугаева, С.И. Ивашова – 2-е изд. – Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. – 396 с.
5. Схемотехника устройств на мощных полевых транзисторах: Справочник. Под ред. В. П. Дьяконова. - М: Радио и связь, 1994. - 280 с.
6. Обработка сверхширокополосных сигналов и помех / Радзиевский В.Г., Трифонов П.А. – Москва: «Радиотехника», 2009. - 299 с.
7. Н. 3. Шварц. Усилители СВЧ на полевых транзисторах. - М: Радио и связь, 1987. - 200 с.
8. E. M. Staderini, “UWB Radars in Medicine,” IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, pp. 13-18, January 2002.
9. Detection of Human Breathing and Heartbeat by Remote Radar. S.I. Ivashov, V.V. Razevig, A.P. Sheyko, I.A. Vasilyev. Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2004), March 28-31, 2004, Pisa, Italy, pp. 663-666.
10. Генератор частот, управляемый напряжением, электронный ресурс URL: https://electron-engine.ru/.
11. Импульсные усилители мощности, электронный ресурс URL: https://ru.keylinkmw.com/product/rf-pulsed-high-power-amplifiers-knp1500m57a_242/
12. Микросхемы-широкополосные СВЧ усилители,электронный ресурс URL:https://electron-engine.ru/produkciya/otechestvennaya-ekb/microhemy-svch-smesiteli/?ysclid=lvv1juytgc934286601
13. Фазовые СВЧ детекторы,электронный ресурс URL:https://www.macom.com/products/rf-microwave-mmwave/phase-detectors
14. Лавинно-пробойные транзисторы, электронный ресурс URL:https://elektrouzel.ru/reference/transistors/197-tranzistory-tipa-gt338a-gt338b-gt338v.html
15. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega. Руководство пользователя. — М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2007 г.
16. Микросхема ATmega8535 , техническая документация, электронный ресурс URL: https://www.farnell.com/datasheets/6573.pdf
17. Микросхема FT232R , техническая документация, электронный ресурс URL: https://www.ftdichip.com/old2020/Products/ICs/FT232R.htm
18. Фазовые детекторы https://www.macom.com/products/product-detail/MSPD1013-122
19. Отечественные транзисторные СВЧ усилители https://kit-e.ru/otechestvennye-tranzistornye-usiliteli-svch/?ysclid=lwao2zmdxr216463575