Расчет максимальной дальности действия радиолокационной системы кругового обзора
Устройство и принцип действия радиолокационного комплекса кругового обзора 57У6. Характеристика функциональной схемы устройства. Расчет разрешающей способности системы по дальности и азимуту, определение точности их измерения с учетом поглощения.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 27.01.2010 |
Размер файла | 39,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
12
Мурманский Государственный Технический Университет
Кафедра РТКС
Контрольная работа
по курсу “Радиолокационные устройства”
“Расчет максимальной дальности действия радиолокационной системы кругового обзора”
Студент ВЗФ:
Попов В.А. Р-95656
Проверил:
Пятси А.Х.
МУРМАНСК, 2008
Содержание
- 1. Введение
- 2. Функциональная схема РЛС
- 3. Расчет максимальной дальности действия с учётом поглощения
- 3.1 Расчет разрешающей способности по дальности и азимуту
- 3.2 Расчет точности измерения дальности и азимута
- 4.Литература
1. Введение
Радиолокационный комплекс 57У6 предназначен для обнаружения и проводки на фоне земли и метеообразований воздушных целей, в том числе крылатых ракет, летящих в горных условиях на малой высоте, в сложной помеховой обстановке и обеспечения радиолокационной информацией боевых действий зенитно-ракетных войск и истребительной авиации.
РЛК 57У6 представляет собой РЛС кругового обзора с эффективным цифровым устройством селекции движущихся целей (СДЦ). Управление комплексом осуществляется с помощью системы цифровых вычислительных средств, обеспечивающих обработку радиолокационной информации, автоматизацию контроля технического состояния комплекса, поиска неисправностей и документирования.
Дальность обнаружения цели с эффективной отражающей поверхности (ЭОП) 2,5 м2 станцией на высоте 2000 м над уровнем моря: без помех 200км в помехах 100км.
СОСТАВ РЛК
Антенно-поворотное устройство
Антенна - однозеркальная, конструкция облучателя позволяет совместить на одном зеркале работу в трех частотных диапазонах. Поляризация вертикальная и горизонтальная. Низкий уровень боковых лепестков. Гидравлическая система вращения обеспечивает высокую надежность. В угломестной плоскости требуемая зона обзора обеспечивается специальной формой диаграммы неисправности.
Кабина аппаратная обеспечивает:
1 - генерацию зондирующих импульсов;
Передающая система построена по трехступенчатой схеме:
подсистема формирования сигнала передатчика - предварительный усилитель - оконечный усилитель
Подсистема формирования сигнала передатчика включает в себя задающий кварцевый термостатированный генератор и цепочки усилителей-умножителей.
2 - прием и первичную обработку принятых сигналов;
3 - опознавание;
4 - выдачу сообщений в аппаратную ВРМО, прием на ВРМО команд управления режимами РЛК и распределение их потребителями;
5 - автоматизированный контроль работоспособности аппаратуры и отображение результатов контроля;
Выносные рабочие места операторов (ВРМО)
ВРМО предназначены для управления РЛК, размещения операторов, документирования работы РЛК и съема информации о воздушных целях.
При решении задач противовоздушной обороны (ПВО) РЛК может работать совместно с автоматизированными системами управления (АСУ).
Встроенная автоматизированная система контроля (BACK) обеспечивает контроль за всеми основными параметрами комплекса с документированием результатов на телетайпе.
2. Функциональная схема РЛС
Сбор информации о целях осуществляется путем их облучения и приема отраженных от них сигналов. Колебания, вырабатываемые передатчиком, с помощью антенны излучаются в пространство и при достижении объекта отражаются от него. Часть отраженной энергии попадает обратно в антенное устройство РЛС, усиливается в приемнике и фиксируется в выходном устройстве. Появление сигналов на выходе РЛС говорит о наличии объекта в пространстве.
Дальность до объекта определяется импульсным методом. Формирователь импульсов запуска (ЗГ) вырабатывает импульсы, следующие с заданной частотой посылок Fи. Эти импульсы используются для запуска передатчика и синхронизации выходного устройства. В состав передатчика входит импульсный модулятор (ИМ), формирующий импульсы длительностью и и мощностью Pи, управляющие генератором высокой частоты. Радиоимпульсы, вырабатываемые генератором, проходят через усилитель, антенный переключатель и излучаются с помощью антенны в пространство. Отраженные сигналы в виде таких же радиоимпульсов, только меньшей мощности и запаздывающие относительно излучаемых на время
tD=2D/с,
принимаются той же антенной и через антенный переключатель проходят в приемник, где усиливаются и детектируются. Продетектированные сигналы поступают в выходное устройство РЛС, где осуществляется измерение времени запаздывания.
После обработки полученной информации в устройстве селекции движущихся целей (СДЦ) выделяются движущиеся обьекты.
Угловые координаты объекта определяются по направлению прихода. Антенная система с узкой диаграммой направленности осуществляет последовательный обзор пространства. Сигнал цели, принимаемый антенной системой, усиливается в приемнике и поступает в выходное устройство, где отмечается текущий угол поворота диаграммы направленности.
3. Расчет максимальной дальности действия с учётом поглощения
Зададимся следующими техническими данными
Длина волны , [см] - 10
Импульсная мощность Ри, [кВт] - 100
Длительность импульсов и, [мкс] - 2,8
Частота посылок импульсов Fи, [Гц] - 700
Горизонтальный размер зеркала антенны dаг [м] - 7
Вертикальный размер зеркала антенны dав, [м] - 2.5
Период обзора Тобз, [с] - 5
Коэффициент шума приёмника kш - 5
Вероятность правильного обнаружения Wпо - 0,8
Вероятность ложной тревоги Wлт - 10-5
Диаметр экрана индикатора кругового обзора dэ, [мм] - 400
Эффективная отражающая площадь цели Sэфо, [м2] - 2.5
Качество фокусировки Qф - 400
Предельное значение шкалы дальности Dшк1, [км] - 50, Dшк2, [км] - 400
Измерительные метки дальности D, [км] - 15
Измерительные метки азимута , [град] - 4
Максимальная дальность действия РЛС без учёта ослабления энергии радиоволн при распространении. Расчет проводится по формуле:
,
где Eизл - энергия, излучаемая в одном импульсе,
Еизл=Рии=1001032.810-6=0.28 Дж
Sа - эффективная площадь антенны,
Sа=dагdав=72,5=8.75 м2
Sэфо - эффективная отражающая площадь цели;
- длина волны;
kр - коэффициент различимости ,
kр.=10, где
q0 - параметр обнаружения,
101.2
N - количество импульсов, принимаемых от цели,
N=tоблFи ,
где
tобл,
Fи - частота посылок импульсов.
Qa0,5 - ширина диаграммы направленности антенны на уровне 0.5 по мощности,
Qa0,5 = 65 ( / dаг ) = 0.928 град.
- угловая скорость вращения антенны,
= 72 град/с;
Подставляя полученные значения, будем иметь:
tобл= 0.0128 с, N = 9 импульсов и kр.= 56.2.
Еш - энергия шумов, действующих при приёме.
Eш=kkшT,
где T - температура приемника в градусах Кельвина (примем T=300К);
k=1,3810-23 Дж/град - постоянная Больцмана;
kш - коэффициент шума приемника.
Eш=kkшT =1,3810-235300=2,0710-20 Дж
= 4v0.28·8.752 ·2.5/(4р ·0.12 ·56.2·2.07·10-20)=138 км.
Максимальная дальность действия РЛС с учетом поглощения энергии радиоволн.
, где
осл - коэффициент ослабления принимаем равным 0,01 дБ/км
Dмакс.осл= 138 · е-0.115 · 0.01 · 138=137км
3.1 Расчет разрешающей способности по дальности и азимуту
Реальную разрешающую способность по дальности при использовании в качестве выходного устройства индикатора кругового обзора определим по формуле
(D)= (D)пот+(D)инд,
где (D)пот - потенциальная разрешающая способность по дальности. Для сигнала в виде некогерентной пачки прямоугольных импульсов
0,42 км.
(D)инд - разрешающая способность индикатора по дальности вычисляется по формуле
,
где Dшк - предельное значение шкалы дальности,
kэ= 0,4 - коэффициент использования экрана,
Qф - качество фокусировки трубки.
Для Dшк1=50 км
(D)инд1=0,312 км.
Для Dшк2=400 км
(D)инд2=2,50 км.
Реальная разрешающая способность по дальности:
для Dшк1=50 км
(D)1=(D)пот+(D)инд1 =0,42+0,31=0,73 км;
для Dшк2=400 км
(D)2=(D)пот+(D)инд2 =0,42+2,50=2,92 км.
Разрешающую способность по азимуту рассчитаем по формуле:
(аз) =(аз)пот+(аз)инд ,
где (аз)пот - потенциальная разрешающая способность по азимуту
(аз)пот =1,3Qa0,5= 1.3 · 0.928 =1.2 град
(аз)инд - разрешающая способность индикатора по азимуту
(аз)инд =360/( р Qф kэ)=360/(р 400 0.4)=0.717град.
Разрешающая способность по азимуту:
(аз)=1.2+0,717=1.917 град
3.2 Расчет точности измерения дальности и азимута
Точность характеризуется ошибкой измерения. Результирующую среднеквадратическую ошибку измерения дальности рассчитаем по формуле:
,
где (D)пот - потенциальная ошибка измерения дальности.
,
где q0 - удвоенное отношение сигнал/шум
26,47
(D)пот =0,046 км
Ошибкой из-за непрямолинейности распространения (D)распр пренебрегаем. Аппаратурные ошибки (D)апп сводятся к ошибкам отсчета по шкале индикатора (D)инд.
(D)инд =0,1D=1,5 км ,
где D - цена деления шкалы.
(D)= v 0.046 2 + 1.52 = 1,5 км.
Результирующую среднеквадратическую ошибку измерения азимута определим аналогично.
0,04
(аз)инд=0,1=0,4
(аз)=0,4
Литература
1. Васин В.В. Дальность действия радиотехнических измерительных систем. - М.:МИЭМ 2003.
2. Левичев В.Г. Основы радиотехники и радиолокации. - М.: «Воениздат», 2002.
3. Бартон Д., Вард Г. Справочник по радиолокационным измерениям. - М.: «Радио», 2006.
Подобные документы
Обоснование, выбор и расчет тактико-технических характеристик самолетной радиолокационной станции. Определение параметров излучения и максимальной дальности действия. Оценка параметров цели. Описание обобщённой структурной схемы радиолокационной станции.
курсовая работа [277,9 K], добавлен 23.11.2010Расчет требуемого отношения сигнал-шум на выходе радиолокационной станции. Определение значения множителя Земли и дальности прямой видимости цели. Расчет значения коэффициента подавления мешающих отражений. Действие станции на фоне пассивных помех.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 22.11.2013Выбор оптимальной рабочей длины волны. Конструкция антенной радиолокационной системы обзора летного поля. Размещение радиолокатора обзора летного поля. Минимальная дальность действия, обусловленная максимальным углом места. Методы измерения координат.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.03.2015Расчет энергетической дальности действия гидролокатора. Определение геометрической дальности распространения акустических лучей. Оценка погрешностей измерений рыбопоисковыми приборами. Тактические вопросы применения гидроакустических поисковых систем.
курсовая работа [903,2 K], добавлен 04.04.2014Описание аэродромных обзорных радиолокаторов. Выбор длины волны крылатых ракет. Определение периода следования зондирующего импульса. Расчет параметров обзора, энергетического баланса. Создание схемы некогерентной одноканальной радиолокационной станции.
курсовая работа [736,9 K], добавлен 09.08.2015Изучение взаимосвязи системотехнических параметров и характеристик при проектировании радиолокационной системы. Расчет и построение зависимости энергетической дальности обнаружения от мощности передатчика и числа импульсов в пачке зондирующего сигнала.
контрольная работа [574,9 K], добавлен 18.03.2011Разработка информационно-измерительной системы распределенного действия, предназначенной для измерения и контроля веса. Обоснование и предварительный расчет структурной схемы. Расчет погрешности измерительного канала и определение его класса точности.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 24.03.2014Назначение и виды станционной радиосвязи. Условия обеспечения необходимой дальности связи между стационарной радиостанцией и локомотивом. Определение дальности действия радиосвязи и высоты антенны. Определение территориального и частотного разносов.
курсовая работа [140,0 K], добавлен 16.12.2012Проектирование радиолокационного прибора измерения скорости и дальности до помехи. Составление структурной схемы. Выбор элементной базы (радар, микроконтроллер, пульт управления, звуковая сигнализация, панель индикации). Алгоритм функционирования системы.
курсовая работа [331,4 K], добавлен 14.11.2010Импульсный, частотный и фазовый методы измерения дальности. Авиационный комплекс радиолокационного обнаружения на самолете Ан-71. Выбор микроконтроллера, супервизора питания, блока индикации, тактового генератора и источника стабилизированного питания.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 13.02.2012