Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Расчетная формула для определения Р₁₀ имеет вид

, (1.29)

где Q_и – скважность зондирующих импульсов; S_o – ЭПР цели; ₁ и ₂ – КПД волноводных трактов (часто принимают ₁=₂); _обт – КПД обтекателя антенны РЛ при однократном прохождении радиоволны. Коэффициент Q_и отражает энергетические потери при использовании только одной составляющей спектра импульсного сигнала (см. раздел 1.1).

1.7. Расчет вспомогательных параметров

В данном разделе рассчитываются параметры, необходимые при разработке требований к элементам РЛ (см. Приложение П 1). При проектировании канала скорости к таким параметрам относятся до­пустимая нестабильность частоты когерентного, генератора синтезатора частоты и параметры выдаваемого ЭВМ РЛ кода скорости.

Допустимая нестабильность частоты. Поддержание высокой ста­бильности частоты необходимо для того, чтобы вызываемая уходом частоты (т.е. нестабильностью масштабного коэффициента Μ) пог­решность ([l], с. 86; [6], с. 10, 16) не оказывала бы сущест­венного влияния на точность измерения скорости. Если обозначить через f₀и f_к.г относительные нестабильности несущей частоты и частоты когерентного генератора, то

, (1.30)

где предполагается, что погрешность из-за нестабильности масштабного коэффициента должна быть в 10 раз меньше минимального значения _, полученного при выбранном в разделе 1.5 варианте оптимизации СИЧ.

Очевидно, что найденное из (1.30) значение допустимой неста­бильности частоты (f_к.г)_доп должно обеспечиваться на интервале времени t_Rmax= 2R_max/c , так как доплеровский сдвиг частоты вы­деляется в рассматриваемом канале скорости при смешении излучае­мого в данный момент сигнала с тем, который излучался ранее, т.е. при смешении сигналов, разделенных в наихудшем случае интервалом времени t_Rmax.

Параметры кода скорости. Информация о скорости поступает внешним потребителям с ЭВМ РЛ в кодированном виде. Часто исполь­зуют двоично-десятичный код, который содержит n_д декад по коли­честву значащих цифр в числе, содержащем информацию о скорости. Каждая декада, в свою очередь, содержит четыре разряда, необходи­мых для записи чисел от 0 до 9 двоичным кодом.

Основные параметры рассматриваемого кода - цена младшего разряда V и число разрядов m. Значение V находят в пред­положении, что погрешность дискретизации

, (1.31)

т.е. не превышает 0,1 от рассчитанной ранее минимальной погрешности измерения скорости. Так как

, (1.32)

то

. (1.33)

Полученное значение V следует округлить до ближайшего меньшего значения, которое можно записать целым числом десятых или сотых долей единицы. Так если расчетное значение V=0,13м/с, то следует принять V=0,1м/с, а если V=0,015м/с – принять V=0,01 м/с.

Число декад равно

, (1.34)

где n₁ – число значащих цифр до запятой в числе, соответствующем V_max, а n₂ – число значащих цифр после запятой, равное 1 при V=0,1м/с и равное 2 при V=0,01.

Число разрядов кода, как следует из его структуры, равно

. (1.35)

2. АКТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ

Рассматриваемый измеритель скорости входит, в состав радио­локационной системы с активным ответом, состоящей из запросчика - радиолокатора и ответчика. Радиолокатор должен измерять радиаль­ную скорость, угловые координаты и дальность цели. Предполагает­ся, что дальность измеряется фазовым методом. Типовое задание на проектирование активного измерителя скорости (КП-22) приведено в Приложении Π 2.

Считается, что в системе используется наземный радиолокатор (НРЛ), а ответчик установлен на беспилотном летательном аппарате (БПЛА). Соответствующая ситуация показана на рис. 2.1, а, где бук­вой "Ц" обозначена цель - в данном случае БПЛА. Из рисунка сле­дует, что скорость цели V может иметь как положительный, так и отрицательный знак, а дальность до цели лежит в пределах от R_min до R_max, , где R_min и R_max - дальности, соответствую­щие максимальному _max и минимальному β_min углам визиро­вания цели. Эти углы определяются возможностями антенной системы НРЛ. Исходя из общего соотношения

, (2.1)

можно получить выражения для расчета минимального угла визирования цели

, (2.2)

а также минимальной дальности, ограниченной значением _max,

. (2.3)

Рис. 2.1

2.1. Выбор структурных схем

При разработке структурных схем НРЛ и канала скорости счи­тается, что в качестве зондирующего используется непрерывный амплитудно-модулированный когерентный сигнал, спектр которого пока­зан на рис. 2.1, б. Известно, ([1] , с.195), что такой сигнал является оптимальным в смысле получения точности измерения ско­рости, близкой к потенциальной. Применение амплитудной модуляции гармоническим сигналом дает возможность применить фазовый метод для измерения дальности. При таком виде зондирующего сигнала уг­ловые координаты целесообразно определять также с помощью фазового метода. Разрешение целей по угловым координатам достигается с помощью направленной антенны. Свойственный радиолокаторам с непре­рывным зондирующим, сигналом недостаток, связанный с необходимос­тью отдельных передающей и приемной антенн, может быть обойден при изменении несущей частоты сигнала в аппаратуре ответчика.

Здесь и в дальнейшем рекомендуется обращаться к гл. 1 посо­бия, где содержатся более подробные сведения по вопросам, анало­гичным рассматриваемым в гл. 2.

Структурная схема НРЛ. Решение поставленных перед НРЛ задач требует включения в его состав канала обнаружения и каналов изме­рения угловых координат, скорости и дальности. Указанные величи­ны могут определяться одновременно. Упрощенная структурная схема возможного варианта НРЛ (вместе с ответчиком) показана на рис. 2. 2.

Рис. 2.2

Источником когерентных колебаний служит синтезатор частот СЧ. Его основой является когерентный генератор, имеющий частоту f_к.г, из которой дробно-рациональным преобразованием получают час­тоты всех сигналов, необходимых для работы НРЛ. Передатчик Прд представляет собой усилитель колебаний частоты f₀, предваритель­но промоделированных по амплитуде дальномерным гармоническим сиг­налом с частотой F_м. Зондирующий сигнал через переключатель прием -передача ППП поступает на суммарно-разностный мост СРМ (на то плечо моста, с которого в режиме приема снимается суммарный сигнал) и излучается с помощью фазированной антенной решетки ФАР в пространство. Управление сканированием ДНА в процессе поиска цели осуществляется устройством управления диаграммой направлен­ности УУДН с помощью управляющего сигнала УС, поступающего с ЭВМ радиолокатора ЭВМ РЛ.

На БПЛА принятый ненаправленной антенной A-1 сигнал после усилителя радиочастоты УРЧ подается на преобразователь частоты Пр.Ч. Последний умножает несущую частоту принятого сигнала на

, (2.4)

где n - целое число. Чем больше n, тем ближе частота ответно­го сигнала К_п.ч f₀ к несущей частоте f₀ сигнала зондирующего и тем труднее отфильтровать просачивающийся с Прд сигнал в УПЧ приемно-усилительного тракта ПУТ радиолокатора и ответный сигнал от принимаемого в аппаратуре запросчика. С другой стороны, бли­зость частот К_п.чf₀ и f₀ позволяет использовать одну ФАР для пере­дачи и приема сигналов на НРЛ, так как обычно полоса пропускания ФАР не превышает 10% от центральной частоты. В аппаратуре БПЛА полученный в Пр.Ч ответный сигнал подается через усилитель мощности УМ на ненаправленную передающую антенну А-2.

Ответный сигнал (см. рис.2.1, в) принимается на НРЛ с помощью квадратной ФАР, имеющей четыре фазовых центра для обеспечения пеленгации в двух плоскостях (на рис. 2.2 показаны элементы, пред­назначенные для пеленгации только в одной плоскости). Обработка сигналов осуществляется в двух ПУТ. Первый из них (ПУТ-1) обра­батывает суммарный сигнал с СРМ и используется как источник сигна­лов для обнаружителя Обн, измерителя дальности ИД и измерителя частоты ИЧ. Второй ПУТ (ПУТ-2) входит в состав угломерного канала. С фазового детектора ФД - выходного устройства углового дискрими­натора сигналы, содержащие информацию о угловом рассогласовании равнофазного направления ФАР и направления на цель, через УУДН по­ворачивают ДНА в сторону цели. В измерителе дальности ИД опорным сигналом служит модулирующий сигнал с частотой F_м, вырабатывае­мый в СЧ. Для преобразования принятого сигнала на первые смесители ПУТ-1 и ПУТ-2 с СЧ подаются сигналы с частотой f_г1=K_п.чf₀-f_пч1

Информация о дальности R , скорости V и угловых, координа­тах  и , а также сигнал обнаружения СО подаются (обычно в цифровой форме) в ЭВМ РЛ, где производится обработка этой инфор­мации, с целью формирования сигналов, необходимых для потребите­лей информации ПИ.

Структурная схема канала скорости. Рассматриваемый канал содержит ПУТ-1 и измеритель частоты ИЧ (рис. 2.3). С суммарно-раз­ностного моста СРМ сумма принятых элементами ФАР сигналов посту­пает на смеситель См-1, где суммарный сигнал преобразуется на пер­вую промежуточную частоту f_пч1. Усилитель УПЧ-1 подавляет проса­чивающийся с Прд зондирующий сигнал. Второй усилитель (УПЧ-2) вы­полняет обычные для супергетеродинных приемников функции фильтра­ции сигналов. Частота гетеродина f_г2=f_пч1-f_пч2.

Рис. 2.3

Сигнал, содержащий информацию о скорости, выделяется усили­телем доплеровских частот УДЧ. При этом на См-3 подается сигнал гетеродина с частотой f_г3=f_пч2-F_пд. Частота подставки F_пд вводится обычно для сохранения знака доплеровского сдвига частоты F_д. С этой же целью частоты всех гетеродинов должны быть мень­ше частот сигналов, преобразуемых в смесителях.

После фильтрации и усиления в УДЧ сигналы разделяются. Тот сигнал, который направляется на ИЧ, должен предварительно ограничиваться по амплитуде для устранения амплитудной модуляции. В ка­честве ИЧ следует использовать следящий измеритель, построенный по схеме, аналогичной или подобной показанной на рис. 1.4.

2.2. Расчет длины волны и параметров ФАР НРЛ

В предыдущем разделе принято, что антенна НРЛ представляет собой квадратную ФАР, разделенную в целях пеленгации в двух плоскостях на четыре части со своими фазовыми центрами ФЦ (рис. 2.4). Если известен размер антенны l_а и ширина _ суммарной ДНА, то длина волны  может быть найдена из соотношения ([7], т. 2, с.61)

. (2.5)

Характеристики

Список файлов книги