4)Число разрядов кода =16 (1.35).

5)Выбор промежуточной частоты . Целесообразно принять
= . Тогда частота гетеродина будет = ( -1) = 3,756* Гц или 37,56 ГГц (здесь коэффициент умножения =627 был рассчитан в разделе 1.3 данного пособия).

В целях улучшения фильтрации сигнала можно построить широко­полосный тракт усиления по схеме с двойным преобразованием часто­ты, выбрав первую промежуточную частоту порядка сотен мегагерц. Соответствующие значения частот гетеродинов и промежуточных частот рассчитываются так же, как и при однократном преобразовании частоты.

1.8.Технические требования к радиолокатору

Измеряемые величины: дальность, угловые координаты и скорость цели

Диапазон измерения;

дальности, км ......... …………………….. 0,12...30

азимута, градусы …………………………………..±60

угла. места, градусы ………………………………………. ±20

скорости, м/с …………………………………………..400...600

Допустимая средняя квадратичная погрешность:

по дальности, м …………………............................................. —

по азимуту, градус ……………………………………………—

по углу места, градус……………… …………………. –

по скорости, м/с…………………….. ………………………….0,75

Минимальное отношение мощностей сигнала и шума . ………..2,2

Минимальная мощность принимаемого сигнала Вт . …………4,5*

Разрешающая способность:

по дальности, м ...........................120

по угловым координатам, градус:………….. …………. 1,5

1.9.Технические требования к элементам радиолокатора

Антенная_система.

Рабочая, длина волны, м . ……………………………………………. 0,008

Тип антенны – круглая ФАР

Размеры, антенны, м ………………………………………. 0,4

Ширина диаграммы, направленности, градус:

в горизонтальной плоскости…………………………………………...1

в вертикальной, плоскости……………………………………………….….1

Сектор обзора, градус:

по азимуту ............................................120

по углу места ..........................................40

Скорость обзора, град/с:

по азимуту .....................................—

по углу места ........................................…….—

Коэффициент полезного действия ……………………..0.78

Коэффициент усиления ……………………………32000

Активная площадь, ………………………………..0,163

Передатчик

Рабочая длина волны, м ……………………….0,008

Вид модуляции…………………............импульсная

Параметры модулирующего сигнала:

период, с …………………………………………………………………..3,2*

длительность импульса, с …………………………….0,8*

скважность…………………………………………………….4

Мощность передатчика, Вт ….………….….332

Волноводный тракт

Коэффициент полезного действия …………………………0,9

Коэффициент развязки, дБ …………………………………

Приемно-усилительный тракт

Частота принимаемого сигнала, ГГц……………………………………….37,62

Коэффициент шум………………………………………………………………5

Допустимое ухудшение коэффициента шума …………………………….

Коэффициент потерь, дБ……………………………………………15

Частота настройки УПЧ, МГц………………………………………60

Полоса пропускания, МГц:

УПЧ…………………………………………………………………………1,55

усилитель доплеровских частот…..…………………………………….0,312

Частота подставки, МГц…………………………………………………0,36

Частота гетеродинов, МГц:

Гет-1……………………………………………………. 37,560

Гет-2 …………………………………………. 59,64

Следящий измеритель частоты

Частота настройки УПФ и дискриминатора, Гц . ……………………………

Полоса пропускания УПФ, кГц …………………………………….1

Степень астатизма ………………………….………………….......2

Полоса пропускания измерителя, Гц ………………………………2,11

Диапазон поиска, Гц………………………………………………….47

Время поиска, с ……………………………………………….0,048

Параметры кода скорости:

вид кода………………………………………………двоично-десятичный

цена младшего разряда, м/с……………………………………….…..0,1

число разрядов …………………………………………...16

Синтезатор частот

Частота когерентного генератора, МГц ……………………………60

допустимая относительная нестабильность частоты………..

на интервале времени, с ......... …………………………………

Номиналы выдаваемых синтезатором частот: 37,62 ГГц; 37,56 ГГц; 59,64 МГц ; 312 кГц.

2.АКТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ

Задание на проектирование

Разработать канал измерения скорости наземного радиолокато­ра (РЛ), используемого при испытаниях беспилотных ЛА (БПЛА), снаб­женных бортовыми ответчиками. БПЛА летит со скоростью V на вы­соте Н при максимальном ускорении а.

РЛ работает в непрерывном режиме, основан на фазовом методе измерения координат, имеет угловую разрешающую способность  = _, где _- ширина ДН квадратной ФАР со стороной l_a . Зона обзора РЛ по углу места . Минимальная суммарная погрешность измерения скорости на дальности R _max при наличии зоны протяженностью R_ос = R_max, интенсивность осадков в которой Q . Коэффициент преобразования частоты в ответчике К_п.ч= 16/15. . '

Считать, что значение достигается при оптимизации измерителя для дальности R_mах, потерях в трактах РЛ L_П.З, и коэффициенте шума приемника, равном 5. Принять, что дальности действия РЛ и ответчика одинаковы и равны R_mах , а мощность принимаемого ответ­чиком сигнала (с учетом потерь в ответчике) должна быть не менее . Значения КПД составляют:

Антенны - 0,78, Фидерных трак­тов - 0,9 и обтекателя (в одном направлении) - 0,7. Полоса про­пускания УПФ перед частотным дискриминатором 0,5 кГц.

Составить и описать структурную схему измерителя с указа­нием номиналов частот всех сигналов.

Определить для РЛ параметры антенны; зондирующего и принимаемого сигналов; трактов формирования и обработки сигналов.
Найти мощности передатчиков РЛ и ответчика.

Выбрать дальность , для которой производится оптимиза­ция измерителя скорости, используя оценки суммарной погрешности при R Q = Rmах и R Q = Rmin. Построить зависимость суммарной
погрешности от R / Ртах .

Разработать технические требования к основным элементам
РЛ, достаточные для дальнейшего проектирования. Учесть, что в РЛ
все частоты формируются с помощью когерентного генератора с часто­
той fк.г =10 МГц, входящего в синтезатор частот. Указать допустимую относительную нестабильность частоты fк.г

Исходные данные

Тактическая ситуация.

Разрабатываемый измеритель скорости входит в состав радиоло­кационной системы с активным ответом, состоящей из наземного радиолокатора (НРЛ), выполняющего функцию запросчика, и ответчика, установленного на БПЛА. Радиолокатор должен измерять радиальную скорость, угловые координаты и дальность БПЛА. Предполагается, что угловые координаты и дальность измеряются фазовым методом.

Рис. 2.1

Соответствующая тактическая ситуация показана на рис. 2.1а, где буквой Ц обозначена цель (БПЛА). Из рисунка следует, что ско­рость цели V может иметь как положительный, так и отрицательный знак, а дальность цели лежит в пределах от R = R mах , соответ­ствующей углу визирования цели , до R₂ = R_min , ко­торая имеет место при .

Угол визирования = 2,29° (2.2).

Минимальная дальность R₂ = R_min = 1200 м (2.1).

Напоминаем, что расчетные формулы, указанные в скобках, бе­рутся из работы [1] .

2.1.Структурные схемы

Структурные схемы НРЛ и входящего в него канала скорости показаны на рис. 2.2 и рис. 2.3 соответственно.

Рис. 2.2

Рис. 2.3

На схемах приняты следующие условные обозначения:

УРЧ- усилитель радиочастоты ; Пр.Ч - преобразователь часто­ты в КП.Ч = 16/15 раз ; A-I и А-2 - приемная и передающая антенны ответчика (БПЛА); ФАР- фазированная антенная решетка ; СРМ - суммарно-разностный мост, обеспечивающий получение суммарного и раз­ностного сигналов (схема показана для случая пеленгации в одной плоскости) ; ППП - переключатель прием-передача ; Прд - передат­чик ; ПУТ-1 - приемно-усилительный тракт суммарного сигнала ; ПУТ-2 - приемно-усилительный тракт угломерного канала; ФД - фазо­вый детектор ; УУДН - устройство управления диаграммой направленности; Обн - обнаружитель; ИД и ИЧ - измерители дальности и час­тоты; ЭВМ РЛ - ЭВМ радиолокатора; УС - управляющий положением диаграммы направленности антенны (ДНА) сигнал; См - смеситель; УПЧ - усилитель промежуточной частоты; УДЧ - усилитель доплеровских частот.

Считается, что в качестве зондирующего используется непрерыв­ный амплитудно-модулированный сигнал, спектр которого показан на рис. 2.1,б. Информация о скорости цели извлекается из доплеровского сдвига частоты ответного сигнала, спектр которого дан на рис. 2.1,в. В качестве измерителя частоты используется следящий измеритель (СИЧ), подобный тому, схема которого показана на рис. 1.4.

Обоснование выбора приведенных схем и их описание дано в раз­деле 2.1 работы [l].

Расчет параметров канала измерения скорости и связанных с этим каналом узлов НРЛ приведен в последующих разделах данного параграфа.

2.2.Параметры антенной системы НРЛ

По заданию антенна НРЛ представляет собой квадратную ФАР. В целях пеленгации б двух плоскостях ФАР должна содержать четыре антенных модуля со своими фазовыми центрами ФЦ (рис. 2.4).

Рис. 2.4