Реферат: Расчет некогерентной радиолокационной измерительной системы кругового обзора

Московский Государственный институт электроники и математики

Факультет ИТ

Кафедра радиотехники

Курсовая работа

по курсу “Радиотехническиесистемы”

“Расчет некогерентнойрадиолокационной измерительной

системы кругового обзора”.

Группа Р-102

Студент: Густов А.М.

Преподаватель: Спиридонов В.И.

Москва 1996

Задание

1. Требуется рассчитатьтактические 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.

Исходныеданные (вариант № 16)

1.

l, [см]............................................................................................................... 8

2.

Ри, [кВт]........................................................................................... 700

3.

tи, [мкс]....................................................................................... 2,8

4.

Fи, [Гц]................................................................................... 700

5.

dаг[м] ............................................................... 7

6.

dав,[м] .................................................................. 2,5

7.

Тобз, [с]........................................................................................................... 5

8.

kш....................................................................................... 5

9.

Wпо....................................................................... 0,8

10.

Wлт....................................................................................... 10-5

11.

dэ,[мм] .................................................... 400

12.

Sэфо,[м2] ..........................................................30

13.

Qф.................................................................................................... 400

14.

Dшк1,[км] ............................................................ 50 Dшк2,[км] ................................................. ...........400

15.

DD, [км]......................................................................... 15

16.

Dj,[град] .......................................................................... 4Расчеттактических показателей РЛС кругового обзора1. Расчетмаксимальной дальности действия с учётом поглощения.

Сначаларассчитывается максимальная дальность действия РЛС без учёта ослабления энергиирадиоволн при распространении. Расчет проводится по формуле:

Подсчитаем и установим величины,входящие в это выражение:

Eизл — энергия, излучаемая в одном импульсе,

Еизл=Риt

и=700×103×2,8×10-6=1,96Дж

Sа — эффективная площадь антенны,

Sа=<img src="/cache/referats/2440/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">dагdав=<img src="/cache/referats/2440/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1027">×

7×2,5=8,75м2

Sэфо — эффективная отражающая площадь цели;

l

— длина волны;

kр — коэффициентразличимости (отношение энергий сигнал/шум на входе приемника, при которомобеспечивается прием сигналов с заданнымиWпо и Wлт)

kр=kр.т.<img src="/cache/referats/2440/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1028">

где kр.т. — теоретический коэффициент различимости,

kр.т.=<img src="/cache/referats/2440/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1029">

q0 — параметр обнаружения,

N — количество импульсов, принимаемых от цели,

N=tоблFи, где

tобл<img src="/cache/referats/2440/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1032">

Fи — частота посылокимпульсов.

Qa0,5 — ширина диаграммы направленности антенны на уровне 0,5 по мощности,

<img src="/cache/referats/2440/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1033"> 0,74 град;

Подставляяполученные значения, будем иметь:

tобл=0,01 с, N = 7 импульсов и kр.т.= 7,2.

Пусть <img src="/cache/referats/2440/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1036">10, тогда kP=72.

Еш — энергия шумов, действующих при приёме.

Eш=kkшT , где

T — температура приемника в градусахКельвина (примем T=300К);

k=1,38×

10-23Дж/град — постоянная Больцмана;

kш — коэффициент шума приемника.

Eш=kkшT=1,38×

10-23×5×300=2,07×10-20Дж

Подставляя все полученные значения в (1), находим

Теперь определим максимальнуюдальность действия РЛС с учетом поглощения энергии радиоволн.

<img src="/cache/referats/2440/image025.gif" v:shapes="_x0000_i1038"> ,где (2)

d

осл — коэффициент ослабления, а DD — ширина ослабляющего слоя. Значение dослнаходим по графикам, приведенным на рис. 1.4 в [1]. Для l=8см dослпринимаем равным 0,01дБ/км. Предположим, что ослабление происходит на всей дальности действия. Притаком условии формула (2) принимает вид трансцендентного уравнения

<img src="/cache/referats/2440/image027.gif" v:shapes="_x0000_i1039"> (3)

Уравнение (3)решим графоаналитическим способом. По рис. 1.5 [

1] для dосл= 0,01 дБ/км и Dмакс= 440,3 км рассчитываем Dмакс.осл= 309 км.2. Расчетреальной разрешающей способности по дальности и азимуту.

Реальнуюразрешающую способность по дальности при использовании в качестве выходного устройстваиндикатора 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 некогерентнойпачки прямоугольных импульсов

d

(D)инд — разрешающая способность индикатора по дальности вычисляется по формуле

Dшк — предельное значениешкалы дальности,

kэ= 0,4 — коэффициентиспользования экрана,

Qф — качество фокусировкитрубки.

Для Dшк1=50 км d

(D)инд1=0,31км.

Для Dшк2=400 км d

(D)инд2=2,50км.

Ðåàëüíàÿðàçðåøàþùàÿñïîñîáíîñòüïî äàëüíîñòè:

·

Dшк1=50км d(D)1=d(D)пот+d(D)инд1=0,42+0,31=0,73км;

·

Dшк2=400км d(D)2=d(D)пот+d(D)инд2=0,42+2,50=2,92км.

Реальную разрешающую способностьпо азимуту рассчитаем по формуле:

d

(jàç)=d(jàç)ïîò+d(jàç)èíä, где

d

(jàç)ïîò — потенциальная разрешающаяспособность по азимуту при аппроксимации диаграммы направленности гауссовойкривой;

d

(jàç)ïîò=1,3×Qa0,5=0,962 град

d

(jàç)èíä — разрешающая способность индикатора по азимуту

d

(jàç)èíä=dnMf , где

dn — диаметр пятна электронно-лучевой трубки

Mf=360/2p

r — масштабшкалы, r — удаление отметки от центра экрана.

Принимая r=kэdэ / 2, (отметка на краю экрана), получим

Ðåàëüíàÿðàçðåøàþùàÿñïîñîáíîñòüïî àçèìóòó:

d

(jàç)=0,962+0,717=1,679 град3. Расчетреальной точности измерения дальности и азимута

Точностьхарактеризуется ошибкой измерения. Результирующую среднеквадратическую ошибку измерениядальности рассчитаем по формуле:

<img src="/cache/referats/2440/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1043">, где

s

(D)ïîò — потенциальная ошибкаизмерения дальности.

q0 — удвоенное отношение сигнал/шум

s

(D)ïîò=0,046 км

Ошибкойиз-за непрямолинейности распространения s

(D)раñïðпренебрегаем. Аппаратурные ошибки s(D)àïп сводятся к ошибкамотсчета по шкале индикатора s(D)инд. Принимаем метод отсчета по электроннымметкам (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.

Результирующуюсреднеквадратическую ошибку измерения азимута определим аналогично.

s

(jàç)èíä=0,1Dj=0,4

s

(jàç)=0,4Функциональнаясхема РЛС

РЛСкругового обзора предназначена для обнаружения объектов и измерения их координат.Функциональная схема РЛС приведена на рисунке 1.

Сборинформации об объекте осуществляется путем их облучения и приема отраженных отних сигналов. Колебания, вырабатываемые передатчиком, с помощью антенны излучаютсяв пространство и при достижении объекта отражаются от него. Часть отраженнойэнергии попадает обратно в антенное устройство РЛС, усиливается в приемнике ификсируется в выходном устройстве. Появление сигналов на выходе РЛС говорит оналичии объекта в пространстве.

Дальностьдо объекта определяется импульсным методом. Формирователь импульсов запуска вырабатываетимпульсы, следующие с заданной частотой посылок Fи.Эти импульсы используются для запуска передатчика и синхронизации выходногоустройства. В состав передатчика входит импульсный модулятор, формирующийимпульсы (рис. 2а) длительностью t

ии мощностью Pи, управляющиегенератором высокой частоты. Радиоимпульсы, вырабатываемые генератором,проходят через антенный переключатель и излучаются с помощью антенны впространство. Отраженные сигналы в виде таких же радиоимпульсов, только меньшеймощности и запаздывающие относительно излучаемых на время tD=2D/с (рис. 2в), принимаются той же антенной и через антенный переключательпроходят в приемник, где усиливаются и детектируются. Продетектированныесигналы (рис. 2г) поступают в выходное устройство РЛС, где осуществляется измерениевремени запаздывания.

Угловыекоординаты объекта определяются по направлению прихода. Антенная система сузкой диаграммой направленности осуществляет последовательный обзор пространства.Сигнал цели, принимаемый антенной системой, усиливается в приемнике и поступаетв выходное устройство, где отмечается текущий угол поворота диаграммынаправленности.

Вкачестве выходного устройства РЛС используется индикатор кругового обзора. Отклоняющаякатушка вращается вокруг горловины трубки синхронно с вращением антенны ипитается пилообразным током от схемы развертки. При соответствующем начальномориентировании отклоняющей катушки и оси антенны, на экране трубки будет виднарадиальная линия, прочерчиваемая электронным лучом, которая в каждый моментвремени будет указывать положение оси диаграммы направленности в пространстве.

Сигналы свыхода приемника подаются на управляющий электрод трубки и увеличивают в моментприхода яркость линии развертки. За время облучения цели на экране будетзасвечена отметка цели в виде дужки. Длина радиуса в масштабе представляет дальность цели, а угол междуотсчетным направлением и радиусом даст ее азимут. Для сохранения картинырасположения целей на время, равное периоду обзора, экран трубки выполняется спослесвечением.

Рис. 1. Функциональнаясхема РЛС кругового обзора

Рис. 2. Огибающиерадиоимпульсов: а) излучаемых антенной;

в) отраженных от цели

Литература

1.

2.

3.

Оглавление

TOC o «1-2» Задание________________________________________________________________________ GOTOBUTTON_Toc350693661 PAGEREF_Toc350693661 2

Исходные данные (вариант № 16)_________________________________________________ GOTOBUTTON_Toc350693663 PAGEREF_Toc350693663 2

Расчет тактических показателейРЛС кругового обзора____________________________ GOTOBUTTON_Toc350693664 PAGEREF_Toc350693664 3

1. Расчет максимальнойдальности действия с учётом поглощения.__________________ GOTOBUTTON_Toc350693665 PAGEREF_Toc350693665 3

2. Расчет реальной разрешающейспособности по дальности и азимуту._______________ GOTOBUTTON_Toc350693666 PAGEREF_Toc350693666 4

3. Расчет реальной точностиизмерения дальности и азимута________________________ GOTOBUTTON_Toc350693667 PAGEREF_Toc350693667 5

Функциональная схема РЛС______________________________________________________ GOTOBUTTON_Toc350693668 PAGEREF_Toc350693668 7

Литература___________________________________________________________________ GOTOBUTTON_Toc350693669 PAGEREF_Toc350693669 9

Оглавление____________________________________________________________________ GOTOBUTTON_Toc350693670 PAGEREF_Toc350693670 10

еще рефераты

Еще работы по радиоэлектронике

Реферат по радиоэлектронике

Мостовой RC-генератор синусоидальных колебаний с мостом Вина

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

Фотодиод в оптоэлектронике

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

Кодер-декодер речевого сигнала. Амплитудно-фазовое преобразование

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

Генератор телеграфного текста

29 Августа 2013