Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений

Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений

Курсовая работа

по курсу

Радиотехнические системы

Выполнил:

Студент группы РР-4-07

Хромченков Н.В.

Москва 2011

Федеральное государственное экономное

образовательное учреждение

высшего проф образования

«Столичный муниципальный технический институт радиотехники, электроники и автоматики»

Кафедра радиотехнических устройств и систем

Группа РР-4-07 Вариант №6

Студент Хромченков Никита Васильевич

Шифр 071123

Задание на курсовую работу по дисциплине «Радиотехнические системы»

Тема курсовой: «РЛС радиального обзора»

1. На теоретическом Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений уровне раскрыть тему курсовой работы:

А) Изобразить многофункциональную схему данной РЛС с коротким описанием;

Б) Дать определение главным характеристикам данной системы, привести формулы для расчета практической части

2. Высчитать характеристики РЛС радиального обзора:

А) наивысшую дальность с учетом поглощения;

Б) реальную разрешающую способность по дальности и азимуту;

В) реальную точность измерения дальности и азимута Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений.

Начальные данные:

1. Длинна волны 8

2. Импульсная мощность 650

3. Продолжительность импульсов 2,7

4. Частота посылок импульсов 700

5. Горизонтальный размер зеркала антенны 7

6. Вертикальный размер зеркала антенны 2,5

7. Период обзора 30

8. Коэффициент шума приемника 5

9. Возможность правильного обнаружения 0,9

10. Возможность неверной волнения 10-5

11. Поперечник экрана индикатора радиального обзора 400

12. Действенная отражающая площадь цели 25

13. Качество фокусировки 350

14. Предельное значение шкалы дальности 50

Предельное значение Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений шкалы дальности 400

15. Измерительные метки дальности 15

16. Измерительные метки азимута 4

I. Теоретическая часть

Радиолокацией (РЛ) именуется область науки и техники, объединяющая способы и технические средства обнаружения, измерения координат и характеристик движения, также определения неких черт разных объектов (радиолокационных целей), основанные на использовании радиоволн излучаемых, ретранслируемых либо отражаемых (рассеиваемых) этими объектами. Процесс обнаружения объектов, измерение Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений их координат и характеристик движения именуется радиолокационным наблюдение (время от времени радиолокацией цели), а применяемые для этого системы – радиолокационными станциями (РЛС), либо радиолокаторами [1].

Зависимо от природы появления электрических волн, достигающих антенны РЛС и доставляющих информацию об объектах радиолокационного наблюдения, различают активную, полуактивную, активную с активным ответом и пассивную Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений радиолокацию .

Измерение координат найденных целей основано на определении значений характеристик радиолокационных сигналов, несущих информацию об этих целях. При всем этом употребляются последующие физические характеристики радиоволн:

1. Скорость распространения радиоволн в свободном пространстве имеет конечное и примерно неизменное значение.

2. Линии движения распространения радиоволн можно считать прямыми линиями.

3. Частота принимаемых электрических Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений колебаний отличается от частоты излученных колебаний в этом случае, если цель перемещается относительно РЛС (Эффект Доплера) [3]

1.1 Многофункциональная схема и ее описание

Различают радиолокационные станции (РЛС), построенные по некогерентной и когерентной схемам. В первом случае случаи отдельные зондирующие импульсы некогерентны меж собой, исходные фазы их несущих частот случайны, независимы меж собой и Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений умеренно распределены в интервале [-π; π], что делает неосуществимым синфазное суммирование пачки импульсов на радиочастоте. Решение об обнаружении отраженного целью сигнала в таких РЛС принимается на базе приема одиночного импульса, или на базе приема пачки импульсов с суммированием после амплитудного детектирования.

Разглядим принцип деяния и взаимодействие частей некогерентной РЛС радиального Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений обзора, структурная схема которой представлена в приложении 1.

Такие станции позволяют найти цели, определять их дальность D и азимут α в процессе непрерывного обзора места вокруг станции, ограниченного наибольшей дальностью РЛС D maxи шириной диаграммы направленности антенны (ДНА) по углу места β А. ДНА крутится с неизменной скоростью, осуществляя за время 1-го оборота Т0 радиальный Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений обзор по азимуту. Принимаемые приёмником РЛС сигналы, отраженные целями (Ц), с выхода приёмника подаются на управляющий электрод электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) индикатора радиального обзора (ИКО), линия разверстки которого крутится синхронно с вращением ДНА. Момент исцеления зондирующего импульса антенной (А) определяет начало развертки дальности, а азимутальное положение полосы развёрстки совпадает Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений с положением оси ДНА. Отражённый от цели сигнал после преобразования, усиления т детектирования в приемнике РЛС модулирует электрический луч ЭЛТ по интенсивности (яркости), подсвечивая точку развертки, подобающую временной задержке сигнала от цели, т.е. её дальности.

Сигналы, отраженные от цели, поступают на вход приёмника в течение времени поворота ДНА Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений на угол, равный её ширине α А по азимуту. За этот период времени будет принята пачка импульсов, число которых

определяется шириной ДНА α А , временем обзора Т0 и периодом повторения кодирующих импульсов Тη . Любой из сигнальных импульсов подсвечивает точку на соответственной полосы развертки.

При приеме пачки импульсовN нач на дисплее ЭЛТ создается Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений отметка цели в виде дужки с протяженностью по азимуту α А , середина которой соответствует азимуту цели α , а её расстояние от центра экрана (начала развертки) – дальности D. Таким макаром, протяженность отметки на дисплее ИКО по азимуту определяется шириной ДНА α А (если размеры цели малы сравнимо с линейной шириной ДНА (α А D) и Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений цель можно считать точечной), а протяженность по дальности (повдоль полосы развертки) – скоростью развертки и продолжительностью принимаемого сигнала. Протяженность отметки целей на дисплее ИКО конкретно связана с разрешающей способностью по дальности, азимуту (угловой разрешающей способностью) и скоростью развертки. Ускорение развертки ИКО позволяет сделать лучше разрешающую способность РЛС, но при всем этом сокращаются Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений пределы измеряемой дальности (шкалы дальности) индикатора, потому в ИКО предусматривается несколько шкал дальности, что позволяет обеспечить измерение дальности в данных границах и повысить четкость изображение на дисплее ИКО переходом на более большой масштаб. Устройством, обеспечивающим согласованную работу во времени (синхронизацию) всех частей РЛС, является синхронизатор (приложение 1), состоящий Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений из высокостабильного опорного генератора (ОГ), колебания которого данной частоты и формы (обычно синусоидальной) употребляются для формирования пусковых импульсов (ФПИ). Эти импульсы имеют требуемую частоту повторения F η и употребляются для пуска модулятора (М) и схемы развертки дальности (РД).

Импульсы модулятора определяют продолжительность τυ и частоту повторения Fn высокочастотных импульсов, создаваемых генератором высочайшей частоты (ГВЧ Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений), которые через антенный тумблер (АП) поступают к излучателю антенной системы, формирующей требуемую диаграмму направленности. На время излучения импульса АП перекрывает вход приёмника, защищая его от воздействия массивных колебаний.

Радиосигнал, принятый от цели, усиливается усилителем высочайшей частоты (УВЧ) приёмника конкретно на радиочастоте принимаемого сигнала fc, которая при наличии круговой скорости Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений цепи Vr отличается на величину допплеровского смещения :

Fv = ±fn

От несущей частоты излучаемого импульса fn. Символ плюс соответствует приближению цели, а минус – ее удалению. Основное усиление сигнала осуществляется усилением промежной частоты (УПЧ) на частоте fпч. Переход на fпч осуществляется при помощи преобразователя, состоящего из смесителя (СМ) и гетеродина Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений (Г). Применение автоматической подстройки частоты (АПЧ) гетеродина обеспечивает равенство частоты сигнала после смесителя fпч частоте опции УПЧ fпч0. АПЧ нужна, так как обычно в РЛС радиального обзора в качестве ГВЧ употребляется магнетрон, обеспечивающий более экономный метод получения массивных высокочастотных колебаний в сантиметровом спектре радиоволн. Недочетом магнетронного генератора является недостающая стабильность Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений частоты генерируемых колебаний и их некогерентность от импульса к импульсу. Последнее и принуждает производить подстройку частот гетеродина fг под частоту колебаний fи при излучении каждого импульса.

Блок автоматической регулировки усиления (АРУ) служит для задания уровня порогового сигнала при смене помеховой обстановки.

После детектирования импульсных радиосигналов сенсором (Д Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений) выделяются их огибающие, именуемые обычно видеоимпульсами. После усиления видео усилителем (ВУ) эти импульсы подаются на управляющий электрод ЭЛТ (сетку либо катод зависимо от полярности импульсов), обеспечивая модуляцию электрического луча по интенсивности (яркости отметки на дисплее).

Радиально-круговая развертка, применяется в ИКО, формируется при помощи схем развертки по дальности Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений (РД) и по азимуту (РА). В большинстве случаев в ИКО употребляют ЭЛТ с электрическим отклонением, потому для линейного отличия луча ЭЛТ по радиусу схемой РД создается линейно растущий ток во взаимно перпендикулярных отклоняющихся катушках. Вращение ДНА достигается соответственной модуляцией амплитуды этого тока при помощи схемы РА, управляемой от датчика Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений положения диаграммы направленности антенны (ДПА).

В РЛС радиального обзора в большинстве случаев употребляют антенны рефлекторного типа, в каких для формирования ДНА употребляется рефлектор параболической формы. Зондирующий сигнал подается на излучатель, размещаемый в фокусе отражателя. Может быть получить крутящуюся ДНА и при недвижной антенной системе, состоящей из 3-х ФАР с электрическим Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений управлением ДНА. Но этот метод формирования вращающейся ДНА труднее и потому применяется существенно пореже.

Для измерения дальности на дисплее ИКО формируются метки дальности в виде светящихся колец, расстояние меж которыми находится в зависимости от периода повторения импульсов, создаваемых схемой электрических меток (СЭМ). Специальной схемой формируются и электрические метки азимута Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений в виде импульсов, подсвечивающих более ярко полосы развертки через данные интервалы по азимуту (к примеру , через 100).

Видеосигналы с выхода приемника поступают на устройство первичной обработки инфы (УПОИ), выделяющее сигналы цепей из помех. Первичная обработка может быть осуществлена конкретно в аналоговом виде либо после преобразования сигнала в цифровую форму. По Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений мере надобности построения траекторий движения целей осуществляется вторичная обработка сигналов инфы вычислительным устройством после преобразования сигнала в цифровую форму кодирующим устройством (КУ). Линия движения может наблюдаться и конкретно на дисплее ИКО, благодаря большенному времени послесвечения фосфоресцирующего слоя экрана ЭЛТ, возбуждаемого вспышками флуоресцирующего слоя при воздействии электрического луча. Время послесвечения Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений значительно превосходит время однократного обзора Т0 и остаточные метки сохраняются на два-три оборота антенны РЛС, что и позволяет судить о перемещении отметки на дисплее ИКО.

На примере РЛС радиального обзора просто проследить связь ее главных тактических и технических черт. Наибольшая дальность деяния Dmax связана с энергией зондирующего Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений импульса Eзи ,также мощностью порогового сигнала Pcmin (чувствительность приемника РЛС) и коэффициентом различимости ИКО. Наибольшая дальность также зависит от характеристик антенны, отражающих параметров цели и критерий распространения радиоволн.

Разрешающая способность по дальности ограничена шириной диапазона зондирующего сигнала и полосой пропускания приемника, также продолжительностью развертки (шкалой дальности) ИКО и разрешающей способностью применяемой в Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений нем ЭЛТ. Эти характеристики оказывают влияние на точность измерения дальности. Точность и разрешающая способность при изменении азимута РЛС радиального обзора связаны с шириной ДНА, определяемой величиной относительно апертуры антенной системы, т.е. отношением ее размера к длине волны излучаемых колебаний.

1.2 Главные тактические характеристики РЛС

Тактическими параметрами именуются Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений свойства РЛС, определяющие ее многофункциональные способности.

К главным тактическим чертам РЛС относятся :

1. Зона деяния системы, данная сектором обзора – область места, в какой система накрепко делает функции;

2. Время обзора данного сектора- время, нужное для однократного обзора данной зоны деяния системы при данном качестве;

3. Определяемые характеристики, их число и точность;

4. Разрешающая способность Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений по подходящим координатам – способность раздельного обнаружения, измерения характеристик 2-ух либо более близко расположенных целей;

5. Пропускная способность – характеризуется числом объектов, обслуживаемых системой сразу либо в единицу времени;

6. Помехозащищенность – способность РЛС делать свои функции при воздействии ненамеренных и очень организованных помех;

7. Надёжность функционирования – свойство системы сохранять свои тактические характеристики в Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений данных границах и критериях эксплуатации в течении требуемого интервала времени.

Плюсы данной схемы: простота построения, низкая цена.

Недочеты: наименьшие помехозащищенность и дальность деяния, по сопоставлению с РЛС построенными по когерентной схеме.

Область внедрения : РЛС обнаружения и сопровождения целей, противовоздушная и противоракетная оборона, радиоразведка и получение метеорологической инфы.

Заключение

В данном курсовом Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений проекте подверглась рассмотрению РЛС радиального обзора, построена по некогерентной схеме. Достоинством таких РЛС является относительная простота их построения и низкая цена. Недочетом является наименьшая дальность деяния (чем РЛС построенные по когерентной схеме) и помехозащищенность. Для устранения этих недочетов в последние годы в некогерентных РЛС применяется принцип искусственной когерентности – сущность которого заключается Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений в запоминании частоты и исходной фазы зондирующего импульса, при следующей обработке отраженных импульсов в цифровом сигнальном микропроцессоре, в итоге чего импульсы становятся когерентными.

Область внедрения РЛС радиального обзора очень пространна. Обзорные РЛС используют для обнаружения и измерения координат всех целей в данной области места либо земной поверхности Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений, также для управления воздушным движением (УВД), противовоздушной и противоракетной обороны (ПВО и ПРО), разведки и получения метеорологической инфы.

В итоге расчета были получены последующие данные :

Наибольшая дальность деяния РЛС составляет D max осл = 353.43 км, при этом очень вероятное отличие реальной реальности от расчетной менее σ (D) = 1,5 км , отклонение от азимутального Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений угла не превосходит σ (ϕ аз) =0,47 град. Разрешающая способность РЛС составляет δ (D) = 4 км, а по дальности и δ (ϕ аз ) =10.57 град по углу азимута.

Перечень литературы

1. Радиотехнические системы : учебник для студентов высших учебных заведений под ред. Ю.М. Казарикова. М. : Академия, 2008. 592с.

2. Радиолокационные устройства (теория и принципы построения). Под ред. В.В. Григорина-Рябова Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений . М.: Русское радио, 1970. 680с.

3. Радиолокационные системы. Учебник для вузов. Бакулев П.А. М.: Радиотехника, 2004. 320с.

Формулы для расчета наибольшей дальности деяния РЛС с учётом поглощений

Наибольшая дальность деяния РЛС рассчитывается по формуле:

[км],где (1.1)

= –энергия, излучаемая в одном импульсе [Дж]; (1.2)

- импульсная мощность [кВт];

- продолжительность импульсов [мкс];

- действенная площадь антенны [ ]; (1.3)

- - соответственно Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений горизонтальный к вертикальный размеры антенны[м];

- действенная отражающая площадь цели [ ];

λ-длина волны, излучаемая антенной РЛС [см];

- коэффициент различимости; (1.4)

Коэффициент различимости указывает отношение энергий сигнал/шум на выходе приёмника, при котором обеспечивается приём сигналов с данными вероятностями правильного обнаружения и неверной волнения, где

-теоретический коэффициент различимости; (1.5)

Произведение полагаем равным 10;

–параметр обнаружения Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений; (1.6)

-вероятности неверной волнения и правильного обнаружения;

-колличество импульсов, принимаемых от цели; (1.7)

- частота посылок импульсов [Гц];

- время облучения [с]; (1.8)

-ширина диаграммы направленности антенны на уровне 0,5 по мощности (град) (1. 9)

- угловая скорость вращения антенны [град/с]; (1.10)

-период обзора [с];

-энергия шума при приеме, где (1.11)

k= 1.38* -постоянная Больцмана [ Дж/град];

- коэффициент шума Формулы для расчета максимальной дальности действия РЛС с учётом поглощений приёмника;

Т - температура среды [К].

Наибольшая дальность деяния РЛС с учетом поглощения энергии радиоволн;

D) , где (1.12)

D - ширина ишака6яющего слоя [км];

- коэффициент ослабления [дБ/км].

Коэффициент ослабления определяется по графику [2, стр.159] при

|λ=5 [см].


fotokinovideodokumentirovanie.html
fotokonkurs-nosiki-kurnosiki-v-dalnejshem-konkurs-organizuetsya-municipalnim-avtonomnim-uchrezhdeniem-zato-seversk-resursnij-centr-obrazovaniya-v-ramkah-konferencii.html
fotokonkurs-zaochnoe-uchastie-make-up-fashion-look.html