Реферат: Средства постановки помех и помехозащиты РЛС
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по дисциплине:
«Теоретические основы радиоэлектронной борьбы»
на тему:
"СРЕДСТВА ПОСТАНОВКИ ПОМЕХ И ПОМЕХОЗАЩИТЫРЛС"
Автор работы
Федосеев А.И.
Руководитель
Кошелев В.И.
Рязань 2007 г.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
по дисциплине «Теоретические основы радиоэлектронной борьбы»
Студент _ Федосеев А.И. ___________код________ группа 311
Тема: «СРЕДСТВА ПОСТАНОВКИ ПОМЕХ И ПОМЕХОЗАЩИТЫ РЛС»
Срок представления курсовой работы к защите " 10 "мая 2007 г.
Исходные данные для проектирования:
а). Исходные данные к курсовой работе:
Тип РЛС:
Параметры РЛС: дальность обнаружения цели не менее R= 200+10*М =360км (М — номерпо журналу);
определяемые координаты цели:
Параметры цели: ЭПР цели Е= (7 — М/5) =3,8м2,максимальная скорость цели V= (1000-10*М),м/с=840м/с;
Виды применяемых помех: (активная, пассивная, уводящая по дальности(скорости), на частоте сканирования)
б). Требования к проекту
Разработать алгоритмы, структурные схемы постановщика помех исредств помехозащиты радиолокационной станции, провести анализ эффективности применениясредств помехопостановки и помехозащиты.
Обязательные разделы пояснительной записки курсовой работы
Титульный лист.
Задание на курсовую работу.
Содержание.
Введение.
Анализ задачи и ее формализация.
Расчет параметров помехопостановщика (мощность передатчика помех,средств создания помех, параметров помех).
Расчет зон прикрытия помехами (пассивными и активными).
Расчет параметров средств помехозащиты (алгоритма помехозащитыструктуры и параметров).
Анализ эффективности применения комплекса помех и средств помехозащиты.
Оценка требований к аппаратно-программным ресурсам средств конфликтующихсторон.
Выбор и технико-экономическое обоснование технологической базыдля реализации проекта.
Составление структурной схемы устройства и описание ее работы
Заключение
Список использованных источников
Графические материалы (1 л.)
Руководитель работы В.И. Кошелев
Задание принял к исполнению студент ______________________
Варианты заданий на КР (М — номер по списку в журнале группы)
Группа 311
№
п/п
Фамилия Тип РЛС Координаты КоординатыАРТЕМОВ И.В.
РЛ головка самонаведения угловые координаты, скорость помеха от земной поверхности, помеха радиовзрывателюАРХИПОВ Д.Е.
Вертолетная РЛС скорость, азимут помеха от земной поверхности, уводящая по скоростиБЕЗЛЮДСКИЙ А.А.
РЛС обзора дальность и азимут пассивная+ активная шумовая, уводящаяБОЧКОВ Р.А.
РЛС дальнего обнаружения дальность и азимут, угол места уводящая по дальности+ активная шумоваяГЛЕБОВ Р.Д.
РЛС дальнего обнаружения дальность и азимут, угол места пассивная+ активная шумоваяДРОНОВА М.А.
РЛС дальнего обнаружения дальность и азимут помеха от земной поверхности, активная шумоваяЕГОРОВ С.В.
РЛС дальнего обнаружения дальность и азимут, угол места помеха от земной поверхности, уводящая по дальностиИСАЕВ П.А.
РЛС дальнего обнаружения дальность и азимут уводящая по дальности+ активная шумоваяКОЗЛОВ А.Н.
РЛС дальнего обнаружения дальность и азимут пассивная+ активная шумовая+ уводящая по дальностиКУЛИКОВ Д.В.
РЛ головка самонаведения угловые координаты, скорость помеха от земной поверхности, помеха радиовзрывателюМАКАРЬЕВА И.А.
Вертолетная РЛС скорость, азимут помеха от земной поверхности, уводящая по скоростиПАХОМОВ Д.В.
РЛС обзора дальность и азимут пассивная+ активная шумовая, уводящаяРЯБКОВ А.С.
РЛС дальнего обнаружения дальность и азимут, угол места уводящая по дальности+ активная шумоваяСАПРЫКИН А.В.
РЛС обзора дальность и азимут пассивная+ активная шумоваяСОПОВ С.М.
РЛС обзора дальность и азимут уводящая по дальности+ активная шумоваяФЕДОСЕЕВ А.И.
РЛС УВД дальность, азимут, высота пассивная+ активная шумоваяХОДОРЧЕНКО В.В.
Бортовая РЛС скорость, азимут помеха от земной поверхности, активная шумоваяЧЕРНЫШОВ С.В.
Бортовая РЛС скорость, азимут помеха от земной поверхности, уводящая по скоростиШАХОВ Д.А.
Бортовая РЛС скорость, азимут пассивная и помеха радиовзрывателюШМЫРЕНКОВ С.А.
РЛС УВД дальность и азимут уводящая по дальности+ активная шумоваяЩЕРБИНИН Е.С.
РЛС обзора дальность и азимут пассивная+ помеха на частоте сканированияСодержание
1). Введение
2). Анализ задачи и ее формализация
4). Расчет зон прикрытия помехами (пассивными и активными)
5). Расчет параметров средств помехозащиты (алгоритмапомехозащиты, структуры и параметров)
6). Анализ эффективности применения комплекса помех исредств помехозащиты
7). Оценка требований к аппаратно-программным ресурсам средств конфликтующих сторон
8). Выбор и технико-экономическое обоснованиетехнологической базы для реализации проекта
9). Составление структурной схемыустройства и описание ее работы
10). Заключение
11). Список использованных источников
1). Введение
Современный подход к проектированию радиотехнических систем (РТС)базируется на научно обоснованных методиках расчета входящих в них подсистем с учетомцелевого назначения, условий функционирования и модельного описания информационныхсигналов и помех. Обеспечить высокое качество проектирования в короткие сроки возможнолишь при использовании компьютерной технологии на всех этапах разработки РЛС. Проектированиебазируется на принципах системного подхода, основные из которых состоят в заданиикритериев эффективности, решении оптимизационных задач и сравнении вариантов реализациисистем.
Существует множество способов классификации РЛС. В частностиони могут классифицироваться по назначению, характеру принимаемого сигнала, способуобработки, архитектуре и т.д. В самом общем виде РЛС делят на информационные и управляющие.К первым относятся системы для сбора информации о наблюдаемых воздушных, космическихи наземных объектах. Ко второму типу относятся РЛС управления объектами по даннымрадиолокационных измерений, такие как РЛС управления воздушным движением.
2). Анализ задачи и ее формализация
Основываясь на требованиях технического задания нам необходимосоздать средства постановки помех и помехозащиты для радиолокационной станции управлениявоздушным движением работающей по трем координатам: дальности, азимуту и углу места.Разработать для нее алгоритмы и методы постановки помех: активной шумовой и пассивной,а так же предусмотреть методы защиты нашей станции от данных видов помех. В т. ч.разработать структурные схемы постановщика помех и средств помехозащиты радиолокационнойстанции, провести анализ эффективности применения средств помехопостановки и помехозащиты.
Исходными данными является дальность обнаружения цели (равная360км), ЭПР цели (=3,8м2), максимальная скорость цели (=840м/с), а также виды помех: активная и пассивная. Для удобства расчет параметров РЛС будем производитьс использованием компьютерной программы “Стрела 2.0”. Расчет параметров средств помехозащиты произведем посредством математического пакета “Mathcad 2001”. Далее будет представлен расчет данной РЛС в пакете “Стрела 2.0”.
/>
Рис 1.
Используем расчет параметров РЛС классическим методом. На рис1.представлено диалоговое окно программы в котором мы задаем тип РЛС по основномурежиму работы — когерентно-импульсная, по назначению — наземная. Высота установкиантенны равна 15м. В станции будет использоваться обработка по средством режекциии когерентного накопления. Однозначно измеряемую дальность зададим согласно техническомузаданию, а именно 360км.
/>
Рис 2.
На рис.2 представлено диалоговое окно программы, в котором задаемтип сигнала — простой(применение сложного сигнала позволяет увеличить разрешающуюспособность по дальности при неизменной разрешающей способности по скорости, нота как в нашем случае определение скорости не требуется, от применения сложногосигнала мы откажемся, чтобы не усложнять систему), длина волны — равна 10 м, а так же тип поляризации — вертикальная.
помехозащита радиолокационная система
/>
Рис.3
На Рис.3 представлено диалоговое окно программы, в котором задаютсяпараметры помехи и цели. Параметры цели задаем согласно техническому заданию: эффективнаяповерхность рассеивания (ЭПР) — 3,8 />, максимальная скорость цели — 840м/с.
Параметры же пассивной помехи необходимо задавать таким образом,чтобы ширина спектра флуктуации помехи, нормированная к периоду повторения РЛС находиласьв пределах:
/> - возьмём значение равное 0,1.
Где /> - ширина спектра флуктуации помехи,а /> - периодповторения импульсов. Период повторения можно рассчитать по формуле:
/>=2*/>/С=2,4 мс
Где /> - максимальная дальность действияРЛС (равная 360 км.), С — скорость света (3*108). Таким образом ширинуспектра флуктуации помехи, которую необходимо задать программе можно рассчитать:
/>=0,1//>=41,6 Гц.
именно это значение ширины спектра флуктуации помехи задаётсяв программе.
Диэлектрическую проницаемость отражающей поверхности априорнонеизвестна, поэтому используем значение, установленное по умолчанию,=10.
ЭПР помехи необходимо задать так, чтобы отношение шум/помехана входе приёмника было равным — 50…-60 Дб. Как в дальнейшем покажет расчёт, приЭПР помехи равной 1000 />, это отношение будет равно — 51,3Дб.
/>
Рис.4
На Рис.4 представлено диалоговое окно программы, в котором задаёмсямощностью передатчика РЛС равной 550 КВт, что вполне соответствует реальным РЛСведущим работу на заданной дальности. Коэффициент усиления антенны задаём равным700, (у современных РЛС этот параметр лежит в пределах 300…800) для обеспечениянаилучшего отношения шум/помеха на входе. Энергетическая дальность должна соответствоватьоднозначно измеряемой дальности, то есть 360 км. Разрешающую способность по дальности />R зададим равной 100м (что в действительностисоответствует реальным РЛС такого диапазона, к примеру 19Ж6). Этот параметр определяетдлительность импульсов зондирующего сигнала, которую можно рассчитать: />=0,7 мкс
Вероятность правильного обнаружения задаём на уровне 0,9, а вероятностьложной тревоги на уровне />, эти параметры соответствуют требованиям,предъявляемым к современным РЛС. Потери при обработке будем считать равными 3 Дб.
/>
Рис.5
На Рис.5 представлено диалоговое окно программы, в котором задаёмдиапазоны углов сканирования в азимутальной и угломестной плоскостях. Так как втехническом задании эти параметры не оговорены, то принимаем что проектируемая РЛСбудет иметь сектор сканирования в азимутальной плоскости от 0 до 60 градусов, сразрешением 1 градус, а в угломестной плоскости сектор сканирования будет от 0 до30 градусов, с разрешением 5 градусов. Расчёт параметров РЛС будем производить исходяиз времени обзора сектора сканирования, которое зададим равным 10000мс (=10с).
/>
Рис.6
На Рис.6 представлено диалоговое окно программы в котором отображенырезультаты расчёта РЛС, относительно заданных параметров. Необходимая мощность передатчикапрактически соответствует заданной, обеспечивается небольшой запас по максимальнойэнергетической дальности, он составляет 14,9 км. Разница в коэффициентах улучшения сигнал/ (помеха+шум) оптимальной и рассматриваемой системы составляет 2 Дб. Наиболеесущественным стоит отметить, что отношение сигнал/помеха на входе составляет — 24,2Дб, отношение шум/помеха — 51,3 Дб, в дальнейшем будет приведён расчёт режекторногофильтра, который будет подавлять эту помеху до уровня шумов. Отношения сигнал/шуми сигнал/ (помеха+шум) на входе соответственно равны 27,09 Дб и — 24,2 Дб. Частотаповторения и период следования импульсов соответствуют значениям, рассчитанным выше.Однозначно определяемая дальность соответствует заданной, то есть 360 км, однозначно измеряемая скорость составляет 1042 м/с. Относительная ширина спектра помехи составляет0,09984 (приближенно 0,1), как и было показано ранее. При заданном времени обработки10 с, время обработки в одном направлении составляет 27,78 мс. Общее число импульсовв пачке составляет 11, выигрыш в отношении сигнал/шум 10,41 Дб, выигрыш в отношениисигнал/ (помеха+шум) 61,71 Дб, пороговый сигнал с учётом потерь — 24,91Дб, а разницапорог-выигрыш сигнал/ (помеха+шум) — 0,7038 Дб.
/>
Рис.7 (Зависимости основных параметров)
На основе представленных на Рис.7 графиков видно, что при полученныхв расчётах 11 импульсах в пачке обеспечивается максимальная энергетическая дальность 374,9 км, а вероятность правильного обнаружения соответствует заданной на уровне0,9. Также представлена зависимость максимальной энергетической дальности от мощностипередатчика, из корой видно что заданная мощность 550 КВт, обеспечивает заданнуюэнергетическую дальность. Зависимость вероятности правильного обнаружения от энергетическойдальности показывает, что при заданной энергетической дальности 360 км, обеспечивается вероятность правильного обнаружения на уровне 0,9.
3). Расчет параметров помехопостановщика (мощность передатчикапомех, средств создания помех, параметров помех).
Опираясь на полученные выше основные характеристики РЛС, можноперейти к расчету параметров помехопостановщика. Общая задача постановки активныхпомех — сокрытие объектов или факта передачи радиосигнала в некоторой прикрываемойобласти пространства. В нашем случае, так как это не оговорено, может предполагатьсядействие активных помех любых видов.
В общем случае цель и постановщик активных помех могут находитьсякак в одной точке (самоприкрытие объекта), так и в различных точках пространства.В ситуации самоприкрытия эффективность помехи тем выше, чем больше расстояние отрадиолокатора до цели и падает по мере сближения с РЛС.
/>
/>/>
Рис.8
При удалении цели на расстояние больше чем Rцmin отношение с/ап уменьшается и не достаточнодля обнаружения цели. При приближении цели меньше чем на Rцmin от РЛС, с/ап возрастает что создаетусловия для обнаружения цели. Важным фактором здесь является соотношение мощностипередатчика РЛС и постановщика АП.
Дальность местонахождения постановщика активных помех должнавыбираться из условия превышения на 20-50% дальности максимального обнаружения РЛС.В то время как мощность передатчика активных помех должна составлять не больше 1-10%от мощности передатчика РЛС.
Основываясь на приведенных выше соотношениях примем дальностьместонахождения постановщика активных помех равной 30% от максимальной дальностидействия РЛС, а именно Rпап = 468км; мощность передатчикаактивных помех P = 22кВт (что составляет4% от Rрлс). Учитывая свойства антенн метровых волн, большойкоэффициент усиления постановщика получить нельзя, следовательно зададимся значениемGпап = 100, что приблизительно соответствует решетке продольногоизлучения состоящей из полуволновых вибраторов, что практически и реализуется насовременных самолетах. Необходимо также учесть, что постановщик может работать какпо главному лучу, так и по боковым лепесткам ДН АС рлс.
В качестве пассивных помех могут применяться полуволновые вибраторыили диполи разбрасываемые в атмосфере, а так же широкодиапазонные металлизированныеленты, создающие отражение в более широком спектре частот. Далее приведен расчетдиполей:
Sдmax=0,86* /> Ориентация диполейочень важна, но так как она случайна, то получаем: Sдmax=0,17* /> =17 S1/Sдmax=1000/17=59диполей
Ширина спектра отражений зависит от разброса скоростей диполейв облаке: />.Если предположить что средняя скорость падения диполей />, а скорость ветра />, то /> - средняя скорость движенияоблака пассивных помех.
Эти и последующие данные будут использованы с целью расчета средствпомехозащиты в пакете «Стрела 2.0».
4). Расчет зон прикрытия помехами (пассивными и активными)Передатчик помех несёт на себе воздушное судно, это может бытьсамолет ДРЛО, самолет радиолокационной разведки и т.д.
Рассчитаем зоны прикрытия от расстояния от РЛС до постановщикаактивных помех. При этом стоит учитывать, как было сказано ранее, что помеха можетприходить как по боковым лепесткам, так и по главному лучу ДН РЛС.
Допустим что ПАП находиться на расстоянии 468км, с заданной мощностью=22кВт(что было рассчитано ранее). Из графика хорошо видно, что при действии активнойпомехи по боковым лепесткам ДН антенны РЛС, она будет уменьшать дальность действияРЛС на 30км: Rрлс=330км
/>
Рис.9. График зависимости дальности действия РЛС от расстоянияРЛС-ПАП, при действии ПАП по боковым лепесткам ДН РЛС.
/>
Рис.10. График зависимости дальности действия РЛС, от отношениямощностей РРЛС/РПАП, при расстоянии РЛС-ПАП 468 км.
В то время как при рассмотрении маловероятного, но вполне реальногослучая действия ПАП по главному лучу ДН РЛС, дальность действия будет нашей станциисоставит всего 45км.
/>
Рис.11. График зависимости дальности действия РЛС от расстоянияРЛС-ПАП, при действии ПАП по главному лучу ДН РЛС.
Из приведенных графиков видно, что применение АШП значительноуменьшает дальность действия РЛС, но в тоже время при несогласовании параметровпомехи и подавляемой станции, эффективность помехи значительно снижается.
5). Расчет параметров средств помехозащиты (алгоритмапомехозащиты, структуры и параметров)
Активные помехи, принятые антеннами РЛС, смешиваются на входеприемника с полезным сигналом и шумом, образуя входную реализацию. Основные особенностивзаимодействий АП и полезных сигналов — полное или частичное их совпадение во времени,перекрытие по частоте и различие в направлении прихода радиоволн. При совместнойобработке полезных сигналов и помех необходимо учитывать, что и сигнал и помехаявляются одновременно функцией времени, частоты, начальных фаз и амплитуд, а такженаправлений прихода сигналов и параметров поляризации волны, т.е. являются пространственно-временнымисигналами. Обычно алгоритм обработки сигналов активных помех разделяют на пространственныйи временной алгоритмы. Сначала производится обработка сигнала в пространстве с помощьюпространственного фильтра, осуществляемого соответствующим построением антеннойсистемы, затем сигнал подвергается обработке во временной области.
Оптимальная пространственная обработка сводится к умножению накомплексный коэффициент передачи сигнала с каждого элемента раскрыва антенны. Дляэтого необходимо раздельно управлять амплитудой и фазой сигнала в каждой точке раскрываантенны, чего можно достичь только в ФАР. Положительными свойствами ФАР являютсявозможность электрического сканирования луча, возможность формирования несколькихлучей, быстрое перемещение луча ДН, но использование ФАР требует существенного усложненияантенной системы за счет введения дополнительных элементов. Одним из наиболее эффективныхалгоритмов пространственного подавления помех является использовании адаптивныхФАР (в канале обработке каждого элемента ФАР необходим весовой усилитель или аттенюатори фазовращатель для настройки на заданное направление приема сигнала). В качествеустройства помехозащиты выберем устройство подавления с деформацией ДН антенны[1, стр. 200], которое в свою очередь позволяет сформировать минимум диаграммы направленностив направлении на источник помех и требует дополнительной антенны (рис.12).
/>
Рис.12 — Структурная схема устройства формирования провала ДНантенны.
f0(Q),f1 (Q) — исходные ДНосновной и компенсационной антенн. fΣ (Q) = f0(Q)+Wf1 (Q) — результирующаяДН антенной системы. Если Q1 — угол прихода помехи, то для компенсациинеобходимо выполнение условия fΣ (Q1) =0, откуда W= — f0(Q1) /f1(Q1). Подставив W в выражение для fΣ (Q), получим fΣ (Q) = f0(Q) — [f0(Q1) /f1 (Q1)] f1 (Q) [1, стр. 200]. Таким образом, в направлении на источник помехиобразуется провал в ДНА. При действии нескольких помех с ряда направлений необходимоприменение большого количества компенсирующих антенн, чтобы антенна А0и одна из других антенн Аi образоваликомпенсирующее устройство активной помехи с i-ого направления.Структурная схема устройства пространственной обработки для подавления несколькихпространственных помех приведена на рис.13.
/>
Рис.13 — Схема пространственной обработки для подавления нескольких(N) помех.
В качестве временного алгоритма применяем устройство компенсациипомех с корреляционными обратными связями [1, стр. 199]. Основная антенна принимаетпомеху, в то время как дополнительная (компенсационная) антенна принимает помехуот того же источника, но отличающуюся по фазе. Используя сигналы этих каналов, можносформировать компенсатор с корреляционными обратными связями, в котором будет компенсироватьсяпомеха. Такое устройство обеспечивает минимум среднего квадрата напряжения (мощности)помехи на выходе фильтра (рис.14.).
/>
Рис.14. — Структурная схема компенсатора активной помехи с корреляционнымиобратными связями.
Для подавления пассивных помех, действующих на нашу РЛС (в роликоторых могут выступать дипольные отражатели) будем применять режекторный фильтр,а именно линейный режекторный фильтр с симметричными весовыми коэффициентами, которыйреализуем при помощи пакета “Стрела 2.0”.
Отношение шум/помеха на входе РЛС = — 51,3дБ.
Режекторный фильтр должен подавлять помеху до уровня шумов, следовательнокоэффициент подавления помехи должен составлять около 51,3дБ
/>
Рис 15.
На рис 15 представлено диалоговое окно программы в котором зададимвид фильтра — СС (КИХ) фильтр-ЧПК, относительную частоту среза 0,1. Порядок фильтразадаем из соображения, чтобы число импульсов в пачке было не меньше чем порядокфильтра +1.
/>
Рис 16.
На рис16 представлено диалоговое окно программы в котором задаемотносительную ширину спектра сигнала равной 0,2; вид помехи — с гауссовской формойспектра, относительную ширину спектра флуктуации помехи, как было указано выше,равной 0,1; относительную фазу помехи равной 0. Энергетические соотношения будемзадавать на основе полученных ранее, а именно: отношение сигнал/ (помеха+шум) =- 24,2дБ; отношение шум/помеха = — 51,3дБ; количество импульсов в пачке равное 11.
/>
Рис 17.
Коэффициент подавления помехи получается равным 50,81дБ, чтоприемлемо, учитывая последующее накопление. Симметричность же коэффициентов относительноцентрального будет гарантировать линейность фазовой частотной характеристики фильтра.
/>
Рис 18. (АЧХ фильтра в логарифмическом виде)
Структурная схема цифрового режекторного фильтра, в упрощеннойформе, имеет следующий вид (Рис 19):
чтобы упростить аппаратную реализацию устройства сократим количествоумножителей основываясь на симметричности коэффициентов фильтра.
/>
Рис 19.
Для того чтобы фильтр нормально работал необходимо, чтобы наего вход поступало не менее N отсчетов,(где N порядок режекторного фильтра).Посредством остальных 11-6=5 отсчетов можно произвести когерентное накопление.
6). Анализ эффективности применения комплекса помехи средств помехозащитыЭффективность применения режекторного фильтра характеризует достигнутый,коэффициент подавления, который равен 50,01 дБ, т.е. сигнал помехи от земной поверхностифильтр подавляет до уровня шумов. Основываясь на этом можно сделать вывод, что помехапрактически полностью исключается из дальнейшей обработки. Однако вместе с помехойбудет режектирован также и сигнал от малоскоростных целей и целей имеющих толькотангенциальную составляющую скорости, летящих перпендикулярно направлению излученияРЛС. Еще одним критерием эффективности является коэффициент улучшения отношенияс/п, в спроектированном фильтре, он составляет 33,15 дБ, что означает превышениеотношения с/п на выходе над с/п на входе более чем в тысячу раз. Анализ эффективностиприменения активной помехи заключается в том, что при согласовании параметров АШПс параметрами РЛС дальность действия РЛС снижается в несколько раз, при этом, вслучае применения противоборствующей стороной средств помехозащиты, возможно уменьшениевлияния помех. Смена несущих частот, работа РЛС в короткие промежутки времени, использованиесложных сигналов и длительного когерентного накопления и другие меры помехозащитызатрудняют согласование параметров помехи с РЛС. Если постановщик помех не будетуспевать подстраивать свои параметры, то можно добиться почти полного исключениявлияния помех на РЛС.
7). Оценка требований к аппаратно-программным ресурсам средств конфликтующих сторонК системе обработки данных РЛС предъявляется требование реализацииобработки данных в реальном масштабе времени, что предполагает предъявление соответствующихтребований к быстродействию устройств осуществляющих эту обработку. Оценим общеечисло каналов РЛС, и, зная длительность зондирующего импульса, рассчитаем необходимоебыстродействие системы (за время равное длительности зондирующего импульса системадолжна успевать обрабатывать все каналы). Число каналов дальности:
/>, />.
Каналы по скорости не требуются, так как определение скоростине входит в задачу проектируемой РЛС.
Число каналов по угловым координатам />, — в азимутальной плоскости,/>-в угломестнойплоскости. Общее число каналов: />. При заданной разрешающей способностипо дальности в 100м, длительность импульса равна: /> - за это время должно быть обработано3600 каналов дальности. Темп обработки: /> операций в секунду. Для реализациитакого количества вычислений необходимо производить вычисления не одним устройством,а несколькими, следовательно нам требуется использовать достаточно дорогую систему.
8). Выбор и технико-экономическое обоснование технологическойбазы для реализации проектаРеализация фильтровых устройств возможна на фильтрах с быстрымпреобразованием Фурье (БПФ), или на микропроцессорах. Всё большую роль в цифровойобработке радиолокационной информации начинают играть программируемые логическиеинтегральные микросхемы (ПЛИС), которые обладают гибкой структурой и возможностьюсмены программы, в отличие, например от микропроцессоров. Реализация типового фильтровогоустройства обнаружителя движущихся целей (ОДЦ) многоканально по дальности и скорости.Каналы дальности реализуются либо с помощью селекторов дальности в УПЧ, либо с помощьюкоммутации ячеек ОЗУ. Каналы скорости образуются ЦФ с помощью БПФ. Селекторы дальностиобеспечивают поступление в каждый из mканалов сигналов только с одного элемента разрешения по дальности. В цифровомфильтровом устройстве ОДЦ с подавлением помех информация в ЦРГФ записывается в оперативноезапоминающее устройство (ОЗУ), а затем фильтруется на основе n-точечного,алгоритма БПФ (рис. 20).
/>
Рис.20 Структурная схема цифрового фильтрового устройства
9). Составление структурной схемы устройства и описаниеее работыСтруктурную схему устройства постановки активных шумовых помехпредставим в упрощенном виде, так как перед нами не лежит конкретная задача разработкипередатчика и антенной системы. Данная схема изображена на рисунке 21:
/>
Данная схема использует сложение мощностей и работу на одну антенну.ФАР позволяет сконцентрировать всю энергию в узком луче и направить его на подавляемоеРЭС. Это наиболее перспективная схема, к достоинствам которой можно отнести простотуизготовления и применения а также дешевизну конструкции если стоит вопрос о большомколичестве изготавливаемых передатчиков.
На основе приведенных выше рассуждений и расчетов нам известночто необходимо применять когерентную систему. Ниже приведем один из возможных вариантовпостроения псевдокогерентного радиолокатора высокой скважности (рис.22). Такое построениекогерентно — импульсных радиолокаторов [5, стр.169] характерно при использованииоднокаскадных передатчиков. Генератор ВЧ работает в режиме самовозбуждения при модуляцииимпульсами высокой скважности. Опорный когерентный сигнал формируется когерентнымгетеродином, который синхронизируется по фазе импульсами генератора высокой частоты,предварительно преобразованными на пч, так как когерентный генератор работает напромежуточной частоте. Принятые сигналы сравниваются с опорным на пч в детекторе.РГФ осуществляет селекцию сигналов движущихся целей. После этого производится вычислениепараметров целей, затем селекция ложных целей. После усиления в усилителе сигналыдвижущихся целей подаются на индикатор.
/>
Рис.22 Структурная схема псевдокогерентного радиолокатора высокойскважности.
10). Заключение
В результате выполнения курсовой работы был произведен эскизныйрасчет РЛС, средств помехозащиты и помехопостановщика. Определен набор средств помехопостановкии помехозащиты, а так же их структура. Была освоена методика расчета и основныепринципы проектирования РЛС, а так же способы постановки помех, их влияние на работуРЛС и способы борьбы с ними. Таким образом были достигнуты цели и задачи курсовойработы результатом которых является спроектированное устройство удовлетворяющеетребованиям ТЗ.
11). Список использованных источников
1. Бакулев П.А. Радиолокационные системы: Учебник для вузов. — М.: Радиотехника,2004, 320 с., ил.
2. Основы системного проектирования радиолокационных систем и устройств:Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине «Основы теориирадиотехнических систем»: Рязан. гос. радиотехн. акад.; Сост.: В.И. Кошелев,В.А. Федоров, Н.Д. Шестаков. Рязань, 1995, 60 с.
3. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации: Учебник для вузов. — 2-е изд.,перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1983. — 536 с., ил.
4. Радиолокационные устройства (теория и принципы построения) под ред.В.В. Григорина-Рябова: М., «Советское радио», 1970, стр.680.
5. Бакулев П.А. Радиолокация движущихся целей: Учебник для вузов. — М.: «Сов. радио», 1964, 336 с.