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

Текст из файла (страница 9)

где ₁ и ₂ - КПД волноводных трактов (можно принять ₁=₂).

Формула (3.39) получена из соотношения для определения дальности действия радиолокатора при поверхностно протяженной цели ( [l] , с. 39-41) с учетом того, что отражающая площадка имеет форму эллипса с площадью

,

а R=HcosecB₀.

Коэффициент развязки. Сохранить рассчитанные выше точностные параметры, а также заданную максимальную рабочую высоту ДИС можно только тогда, когда при конструировании антенной системы и высокочастотного тракта приняты меры по обеспечению достаточной развязки передающего и приемного трактов ( [1] , с. 248-250). Рассчитать требуемый коэффициент развязки можно по формуле

, (3.40)

где K_г - параметр генератора передатчика , равный отношению мощ­ности боковых составляющих спектра флуктуации генератора в полосе 1Гц к мощности составляющей несущей частоты (спектр флуктуации считается равномерным в полосе тракта обработки сигнала), а m_п - коэффициент паразитной амплитудной модуляции просачиваю­щегося сигнала передатчика при вибрациях ЛА. Формула (3.40) при­нимает более компактный вид, если ввести обобщающий коэффициент, характеризующий шумовую составляющую просачивающегося сигнала:

. (3.41)

3.8. Особенности расчета ДИС ЧМ

Расчет ДИС ЧМ имеет ряд особенностей, основными из которых являются: необходимость определения параметров зондирующего сиг­нала, нахождение значений слепых высот и учет влияния частотной модуляции зондирующего сигнала на энергетические параметры ДИС.

Параметры зондирующего сигнала. Наряду с заданной или выбранной длиной волны (несущей частотой) и рассчитываемой при опре­делении энергетических параметров мощностью сигнала (мощностью передатчика) в ДИС ЧМ требуется найти частоту модуляции и девиа­цию частоты зондирующего сигнала. Выбор этих параметров сигнала производится из соображений уменьшения влияния шума просачиваю­щегося сигнала передатчика на чувствительность приемного тракта и точность ДИС и основан на том, что спектральная плотность про­сачивающегося сигнала G_п.с(f) постоянна и равна G_п.с(0) в пределах участка частот от 1 кГц до F₀ = 10 кГц, а затем убывает по закону, близкому к 1/f:

, (3.42)

где Коэффициент К_ш учитывает уменьшение спектральной плотности шума просачивающегося сигнала на промежуточной частоте nF_м по сравнению со спектральной плот­ностью этого шума на участке частот от 1 до 10 кГц, где обычно располагается спектр полезного сигнала в ДИС ИМ. Здесь n -номер рабочей гармоники частоты модуляции F_м.

Как следует из (3.42), для уменьшения шума просачивающегося сигнала нужно использовать высокие гармоники частоты модуляции при выделении полезных доплеровских составляющих из преобразован­ного в первом смесителе приемного тракта сигнала. Однако с ростом n. уменьшается амплитуда этой гармоники ([1] , с.251-252).

Оптимальный в энергетическом смысле индекс частотной модуля­ции равен

. (3.43)

При таком m_чм1 наибольшая доля мощности зондирующего сигнала приходится на составляющие спектра, содержащие выбранную ( n-ю) гармонику частоты модуляции.

Знание индекса модуляции дает возможность определения девиа­ции частоты:

. (3.44)

При выбранном n значение m_чм1=const. Поэтому с увели­чением частоты модуляции F_м должна увеличиваться девиация часто­ты. Это обстоятельство ограничивает максимальное значение F_м, так как увеличение Δ_f приводит к росту глубины паразитной амп­литудной модуляции зондирующего сигнала, отрицательно сказывающееся на параметрах ДИС ЧМ. Кроме того при выборе F_м необходимо учитывать условие однозначности измерения скорости (1.11), в которое вместо частоты повторения импульсов F_п нужно подставить в рассматриваемом случае частоту модуляции F_м.

В существующих ДИС ЧМ частота модуляции F_м обычно не пре­вышает 3 МГц, номер рабочей гармоники частоты модуляции ограничивается значением n = 3.

Слепые высоты. Слепыми называют те высоты Η_сл, на которых наблюдается ослабление мощности преобразованного отраженного сиг­нала ( [1] , с. 252 -253). Причина этого явления заключается в пе­риодичности модулирующего сигнала. Для нахождения слепых высот используют соотношение

, (3.45)

где k =1,2….На высотах H = Н_сл мощность составляющей преобразованного сигнала, имеющей частоту nF_м, теоретически равна нулю.

Наиболее простым методом снижения влияния слепых высот на энергетические показатели ДИС ЧМ (особенно заметного на малых вы­сотах) является вобуляция частоты модуляции F_м с девиацией 10... 20 % от F_м и периодом в несколько герц. Такой метод исполь­зован, в частности, в ДИС ЧМ, схема которого показана на рис. 3. 6.

Энергетические параметры. Мощность передатчика ДИС ЧМ рассчи­тывается по формуле

, (3.46)

где (Р_г)_нм определяется соотношением (3.38), а индексы “нм” и “чм” соответствуют типу ДИС.

Коэффициент K_чм характеризует энергетический проигрыш ДИС ЧМ по сравнению с ДИС НМ и равен

, (3.47)

где Jn(m_чм) - амплитуда n -ой гармоники частотно-модулирован­ного преобразованного сигнала; L_чм - коэффициент, учитывающий потери сигнала из-за влияния частотной модуляции ([3] , с. 146), в том числе и вызываемые слепыми высотами.

Коэффициент развязки передающего и приемного трактов рассчи­тывается в ДИС ЧМ с помощью (3.40) при подстановке в это соотно­шение (Р_г)_чм и учете коэффициента K_ш:

. (3.48)

В таблице 3.3 для примера даны значения коэффициентов K_ш и K_чм, а также составляющие L_чм для первых трех гармоник частоты модуляции (принято, что F_м=1 МГц).

Таблица 3.3

n	Jn(mчм)max	Lчм, дБ	Kчм	Kш
1 2 3	0,58 0,48 0,43	8 10 12	0,4618 0,304 0,266	100 200 300

При проектировании ДИС ЧМ следует сначала рассчитать (Р_г)_нм и (K_р)_нм, а затем оценить с помощью коэффициентов К_чм и К_ш выигрыш ДИС ЧМ по сравнению с ДИС НМ в отношении раз­вязки и показать, за счет чего он достигается.

3.9. Расчет вспомогательных параметров

В данном разделе определяются те параметры, которые необхо­димы при разработке требований к основным элементам ДИС (см. При­ложение Π 1) и не являются результатом предыдущих расчетов.

Для решения этой задачи рекомендуется воспользоваться мате­риалами, изложенными в разделе 1.7. Следует только учесть, что входящий в соотношение (1.30) этого раздела масштабный коэффи­циент имеет в ДИС следующий вид ( [l] , с.246):

. (3.49)

ПРИЛОЖЕНИЕ П 1. ФОРМА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ В ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКЕ

Технические требования к элементам РТУ

Антенная система

Рабочая длина волны

Тип антенны

Размеры антенны

Ширина ДНА:

в горизонтальной плоскости

в вертикальной плоскости

Сектор обзора:

по азимуту

по углу места

Скорость обзора:

по азимуту

по углу места

Коэффициент полезного действия

Коэффициент усиления

Активная площадь

Передатчик

Рабочая длина волны

Параметры модулирующего сигнала

Мощность

Волноводный тракт

Коэффициент полезного действия

Коэффициент развязки

Приемно-усилительный тракт

Длина волны (частота) принимаемого сигнала

Коэффициент шума

Допустимое ухудшение коэффициента шума

Коэффициент потерь

Частота настройки:

УПЧ-1

УПЧ-2

Усилителя доплеровских частот

Полоса пропускания:

УПЧ-1

УПЧ-2

Усилителя доплеровских частот

Частота подставки

Частоты гетеродинов

Следящий измеритель частоты

Частота настройки УПФ и частотного дискриминатора

Полоса пропускания УПФ

Степень астатизма

Полоса пропускания измерителя

Диапазон поиска

Время поиска

Параметры кода скорости

Синтезатор частот

Частота когерентного генератора

Допустимая относительная нестабильность частоты когерентного генератора

Интервал времени на котором должна выдерживаться требуемая стабильность частоты

Номиналы выдаваемых синтезатором частот

Приведенный перечень параметров может быть сокращен или дополнен в соответствии с типом и назначением проектируемого РТУ. В частности, при разработке радиолокатора целесообразно в начале перечня привести требования к радиолокатору в целом:

Радиолокатор

Измеряемые величины:

перечень измеряемых величии

диапазон изменения измеряемых величин

Дальность, на которой осуществляются измерения

максимальная

минимальная

Допустимые погрешности измерения

Минимальное значение отношения мощностей сигнала и шума

Минимальное значение мощности принимаемого сигнала

Разрешающая способность:

по дальности

по угловым координатам

ПРИЛОЖЕНИЕ П 2. ТИПОВЫЕ ЗАДАНИЯ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

КП-21

Канал измерения скорости бортового радиолокатора

Разработать канал измерения скорости, входящий в состав само­летного радиолокатора (РЛ) . Самолет предназначен для атаки цели, со­вершающей маловысотный (МВП) или крейсерский (при отсутствии режима МВП) полет. Атака выполняется на встречном курсе при скорости само­лета V и высоте его полета Η. Пуск ракет производится на даль­ности R_п до цели. Разрешающая способность РЛ по дальности _R, а по углу _θ =1,5_, где _ - ширина ДН круглой ФАР диаметром d_а.

Минимальная суммарная погрешность измерения (²+V_д²)^1/2=_ на дальности R_max при ЭПР цели S₀ и наличии на трассе рас­пространения радиоволн зоны протяженностью R_ос , интенсивность осадков в которой Q . Информация о скорости выделяется из доплеровского сдвига несущей частоты отраженного импульсного сигнала.

Считать, что значение _ достигается при оптимизации изме­рителя для дальности R_max, потерях в трактах РЛ L_п и коэффициен­те шума приемника, равном 5. Значения КПД составляют: антенны -0,78, фидерных трактов - 0,9, обтекателя (в одном направлении) - 0,7. По­лоса пропускания УПФ перед частотным дискриминатором 1 кГц.

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

2. Определить параметры антенны; зондирующего и отраженного сигналов; трактов формирования и обработки сигналов; выдаваемого измерителем двоично-десятичного кода скорости, а также мощность передатчика.

3. Выбрать дальность R₀, для которой производится оптимиза­ция измерителя скорости, используя оценки суммарной погрешности при R₀ = R_max и R₀ = R_п. Построить зависимость суммарной пог­решности от R / R_max .

4. Разработать технические требования к основным элементам РЛ, достаточные для дальнейшего проектирования. Учесть, что все частоты в РЛ формируются с помощью когерентного генератора с час­тотой f_к.г = 60 МГц, входящего в синтезатор частот. Указать допустимую нестабильность частоты f_к.г.

Характеристики

Список файлов книги