тор_дз-2-18 (865203)

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

Текст из файла

СОДЕРЖАНИЕЗадание........................................................................................................... 31 Исходные данные ...................................................................................... 42 Выбор типа антенной системы................................................................. 43 Выбор длины волны ..................................................................................

54 Расчёт габаритных размеров антенны ..................................................... 55 Оценка параметров сигнала ..................................................................... 86 Определение диапазона однозначного измерения дальности ирадиальной скорости ............................................................................................ 87 Определение числа лучей ДН в секторе обзора ..................................... 98 Расположение слепых зон по дальности и скорости .............................

149 Оценка точности измерения дальности, радиальной скорости иугловых координат ............................................................................................... 1510 Характеристика РЛС ............................................................................... 16ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................. 17СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ................................... 182ЗаданиеПровести разработку облика импульсной радиолокационной станции всоответствии с указанными в варианте исходными данными:– проанализировать исходные данные;– выбрать тип антенной системы;– выбрать длину волны несущей, обосновать выбор длины волны;– рассчитать габаритные размеры антенной системы, с учётомреализуемости антенной системы (отношение длины апертуры к длине волныне менее 8);– рассчитать количество лучей в обзоре, с учетом метода расстановкилучей, подходящего для выбранного типа антенной системы;– выбрать метод измерения угловых координат;– оценить параметры сигнала;– оценить диапазон однозначного измерения дальности и радиальнойскорости;– оценить количество и расположение слепых зон по дальности ирадиальной скорости;– оценить количество элементов разрешения по дальности и радиальнойскорости;– оценить чувствительность приемника РЛС;– оценить максимальную дальность обнаружения заданной цели;– оценить точность измерения РЛС по дальности, радиальной скоростии угловых координатам.31 Исходные данные– период обзора сектора: Тсо = 2,7 с;– параметры зоны обзора:границы зоны обзора по азимуту: φмин = 20°, φмакс = 75°;границы сектора обзора по углу места: θмин = 0°, θмакс = 60°;– тип сигнала: ФКМ 15;– вероятность правильного обнаружения: D = 0,98;– вероятность ложной тревоги: F = 7,6е-8;– средняя мощность: Pср = 900 Вт;– разрешающая способность станции по дальности: ∆R = 10,5 м;– разрешающая способность станции по азимуту: δφ = 0,4°;– разрешающая способность станции по углу места: δθ = 1,1°;– эквивалентнаяшумоваятемператураприемнойчастиРЛС:ТШ = 1,44е3 К;– скважность: Q = 12;– ЭПР цели: σ = 1 м2.2 Выбор типа антенной системыДиапазоны сканирования по азимуту и углу места вычисляются поформулам (1) и (2):Вкачестве  max   min  55;(1)   max   min  60.(2)антеннойсистемысканирование).4выбираетсяФАР(электронное3 Выбор длины волныДлина волны выбирается согласно требованию узкополосности сигнала.Из соотношения (3) определяется длительность периода одногодискрета для сигнала ФКМ 15.Д R  2 7 108c(3)с.Полоса сигнала находится из соотношения (4).

Из зависимости (5)определяется несущая частота. Из неравенства (6) определяется длина волнынесущей.F 1(4) 14, 29 МГц ;ДFН  100  F  1, 429max ГГц;(5)с 21 смFН(6)Принимается λ = 5 см.4 Расчёт габаритных размеров антенныНормаль антенной решётки направлена в центр сектора сканирования(формулы 7, 8): 27,5;2(7) 30.2(8)Вцентресекторасканированияшириналучадиаграммынаправленности определяется выражениями (9) и (10).0    cos()  0,355;2(9)0    cos()  0,953.2(10)5Используетсяравномерноеамплитудно-фазовоераспределение,обладающее следующими параметрами: КИП = 1; максимальный УБЛ = -13,3 дБ; коэффициент ширины луча k = 50,8.Габаритные размеры антенны определяются из формул (11) и (12).LН k  7,159 0м;(11)LE k  2,666 0м.(12)Также необходимо проверить реализуемость антенной системы спомощью формул (13) и (14).LН 143,178  8;(13)LE 53,326  8.(14)Данные соотношение больше 8, следовательно, эта антенная системафизически реализуема.Соотношения (15) и (16) используются для нахождения шага междуизлучателямиэквидистантнойфазированнойантеннойрешётки,расположенных по прямоугольной сетке, в плоскости угла места и азимутасоответственно.d d 1  sin(1  sin()2)2 3, 4 см ;(15) 3,3 см .(16)6Число излучателей фазированной антенной решётки находится изсоотношений (17) и (18) как отношение размеров апертуры к шагу междуизлучателями.N LН 210;d(17)LE 80.d(18)N Округление производится в большую сторону.

Общее количествоэлементов ФАР рассчитывается по формуле (19).N  N  N  16800.(19)Так как округление числа элементов ФАР произведено в большуюсторону, то изменятся размеры антенны и ширина луча диаграммынаправленности. Требуется рассчитать новые габаритные размеры антенны поформулам (20) и (21).LН _ н  N  d  7,183 м ;(20)LE _ н  N  d  2,667 м.(21)Рассчитываются новые значения ширины диаграммы направленности поазимуту и углу места по формулам (22) и (23) соответственно. 0 _ н k  0.354;LH _ н(22) 0 _ н k  0.953.LE _ н(23)75 Оценка параметров сигналаПолоса сигнала вычисляется по формуле (24):П1Д(24) 14, 29 МГц .Длительность сжатого импульса равна длительности одного дискрета, абаза одиночных радиоимпульсов равна количеству дискрет в ФКМ импульсе: И  B  Д  1,05 мкс .(25)Период повторения импульсов:TП  Q  И  12,6Вкачествекодовойпоследовательность.АКФмкс .последовательностиусечённой(26)используетсяМ-М-последовательности(непериодическая последовательность длиной в период N) имеет величинубоковых пиков, приблизительно равную 1 / N  0,26 .6 Определение диапазона однозначного измерения дальности ирадиальной скоростиМинимальная измеряемая дальность:cRmin   И  157,5 м .2(27)Диапазон однозначного измерения по дальности с учётом того, чтоотражённые от цели импульсы приняты полностью:Rозч c (Т П   И )  1733 м .28(28)7 Определение числа лучей ДН в секторе обзораРасстановка лучей проводится по шестиугольнику в системе координат,связанной с центром ФАР, с уровнем пересечения лучей -3 дБ по азимуту иуглу места.Расстояние между центрами лучей по азимуту и углу места вбиконической системе координат:L  0 _ н (29)3 0,306;2(30)3L  0 _ н   0,714.4Так же необходимо учесть расширение луча на краях сектора:l Lcos(i )l (31);(32)L.cos( i )На рисунке 1 представлена расстановка центров лучей в биконическойсистеме координат – углы отклонения луча в горизонтальной и вертикальнойплоскостях от плоскости антенны.Переход в систему координат азимут-угол места осуществляется поформулам:X   arg(cos(i  )  i  cos(i )  tg (i )  ;Y  arcsin(sin(i  )1  cos 2 (i )  tg 2 (i )9).(33)(34)Рисунок 1 – Эквидистантная расстановка лучей в биконической системекоординатРисунок 2 – Лучи в системе координат азимут – угол места10Рисунок 3 – Расстановка лучей в системе координат азимут – угол местаРисунок 4 – Расстановка лучей в системе координат, связанной сантенной системой11Количество лучей для заданного в ТЗ сектора М = 14924.Время стояния луча в одном угловом положенииTc (35)Tобз 180,9 м кс.MЧисло излучаемых импульсов в пачке:Tnи  floor  С TП  14.(36)Так как число импульсов может быть только целым числом иокругляется в меньшую сторону, то необходимо меньшее время на стояниелуча.

Необходимо скорректировать время стояния луча и на обзорпространства.Т ск . луч  nск .и  TП  176, 4мкс ;(37)Т ск .обз  N луч  Tск . луч  2,633 с .(38)Коэффициент различимости на выходе оптимального обнаружителясигнала со случайной начальной фазой и амплитудой для вероятностиправильного обнаружения D и ложной тревоги F находится по формуле:q  2(ln F 1)  12,895 .ln D(40)Отношение сигнал-шум определяется по формуле:q2SNR  83,141 Вт [19,198 дБ ] .2(41)Эффективная площадь антенны:S эф  КИП  LH  LE  19,088м2 .(42)Коэффициент усиления антенны:G  4  КИП Sэф122 9,595 104.(43)Определяется число обрабатываемых импульсов. Графически решаетсяуравнение 38.

Решение представлено на рисунке 5. и  Рср  Q   nск .и  n  1  G 2   2    Lсn  TП   4.32 4   kБ  Т ш  К Ш  SNR(44)Необходимо обрабатывать только nобр = 1 импульса.Дальность действия РЛС определяется по формуле (39):Rmax 4 и  Рср  Q  G 2   2   4   k Б  Т ш  SNR  L3 182,686 км .(45)Рисунок 5 – Зависимости дальности обнаружения от количествапринимаемых импульсов и дальности распространения волны до цели иобратно138 Расположение слепых зон по дальности и скоростиРазрешающая способность по радиальной скорости:V 1  141,723 м / с .TП  nобр 2(46)Число каналов по дальности и радиальной скорости:NR Rоднмакс 165; .R(47)NV 2Vоднмакс 14.

.V(48)Слепые зоны по дальности:cccRслеп  [0;  и ]  [ (TП   и ); (TП   и )] 222cc[ (nиTП   и ); (nиTП   и )].22(49)Таблица 1 – Граница слепых зон по дальностиnи012Границы интервала[0; 157,4][1731,3; 2046,1][3620; 3934,8]nи8910Границы интервала[14952,1; 15266,9][16840,8; 17155,6][18729,5; 19044,3]3[5508,7; 5823,5]11[20618,2; 20933]4[7397,4; 7712,2]12[22506,9; 22821,7]5[9286,1; 9600,9]13[24395,6; 24710,4]6[11174,8; 11489,6]14[26284,3; 26599,1]7[13063,5; 13378,2]15[28173; 28487,8]Слепые зоны по радиальной скорости (зоны неоднозначности)рассчитываются только для тех лепестков, которые превышают по амплитуде0,707 (рисунок 6).14Рисунок 6 – Сечение функции неопределённости по частотеНеоднозначность по скорости определяется из соотношения (50).  1111Vk    k ;  k  2  TП 2nск .и  TП  2  TП 2nск .и  TПгде ,(50)k = [-5; 0) ∪ (0; 5].Таблица 2 – Граница слепых зон по радиальной скоростиk-5-4-3-2-1Границы интервала, м/с[-9991; -9850][-8007; -7866][-6023; -5882][-4039; -3897][-2055; -1913]k12345Границы интервала, м/с[1913; 2055][3897; 4039][5882; 6023][7866; 8007][9991; 9850]Чувствительность приёмника определяется по формуле (51).Рпор  4  k  TШ  qSNR  F  0,945  1010Вт .(51)9 Оценка точности измерения дальности, радиальной скорости иугловых координатСреднеквадратическая ошибка измерения времени запаздывания приизвестной доплеровской частоте сигнала: 1 5, 428 109q  F15c.(52)Среднеквадратическая ошибка измерения доплеровской частоты приизвестном времени стояния луча в одном угловом положении:F 1 439,621 Гц.q  nи  TП(53)Среднеквадратические ошибки измерения дальности и радиальнойскорости:c2(54) 10,991 м / c .(55) R      0,814 м ;V   F 2Среднеквадратические ошибки измерения угловых координат: 0 0,028;q(56)  0 0,074.q(57)10 Характеристики РЛСТаблица 3 – Характеристики РЛСПараметрЗначениеДлина волны, м0,05Габаритный размер антенны по горизонтали, м7,183Габаритный размер антенны по вертикали, м2,667Минимальная измеряемая дальность, м157,5Максимальная однозначно измеряемая дальность, м1733Разрешающая способность станции по радиальной скорости, м/с141,723Максимальная измеряемая дальность, км182,626Количество каналов по дальности, единиц165Количество каналов по скорости, единиц1416ЗАКЛЮЧЕНИЕВ работе был разработан облик импульсной радиолокационной станции,осуществляющей секторный обзор.Были определены следующие параметры:– длина волны несущей;– тип антенной системы;– габаритные размеры антенной системы;– полоса сигнала, длительность одного дискрета, длительностьимпульса, период повторения;– диапазон однозначного измерения дальности и радиальной скорости;– количество и расположение слепых зон по дальности и радиальнойскорости;– количество элементов разрешения по дальности и радиальнойскорости;– чувствительность приёмника РЛС;– максимальная дальность обнаружения заданной цели;– точность измерения РЛС по дальности, радиальной скорости иугловым координатам.17СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1.

Информационные технологии в радиотехнических системах: Учеб. пособие/ В.А. Васин [и др.]; Под ред. И.Б. Федорова. 3-е изд., перераб. и доп. М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 846с.2. Трухачев А. А., Радиолокационные сигналы и их применения. – М.:Воениздат, 2005. – 320 с.3. Бакулев П.А. Радиолокационные системы. Учебник для вузов. – М.:Радиотехника, 2004 – 320 с.4. Радиоэлектронные системы: Основы построения и теория. Справочник /Я.Д.

Ширман, Ю.И. Лосев, Н.Н. Минервин и др.; Под ред. Я.Д. Ширмана. –М.: ЗАО "Маквис", 1998. – 828 с.18.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов домашнего задания