Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1. Задание на проектирование.
10 вариант
|
Разрешающая способность по дальности, м |
4 |
|
Разрешающая способность по радиальной ск-ти, м/с |
2 |
|
Разрешающая способность по азимуту, град |
2 |
|
Разрешающая способность по углу места, град |
25 |
|
Минимальная дальность обнаружения, м |
4 |
|
Максимальная дальность обнаружения, км |
80 |
|
Максимальная скорость цели, м/с |
40 |
|
Минимальная ЭПР обнаруживаемых целей, м2 |
5 |
|
Волнение моря, баллы |
3 |
|
Коэффициент шума приемника |
3 |
|
Минимальная высота полета воздушных целей , м |
100 |
2. Функциональная схема РЛС
Рис. 1. Функциональная схема РЛС.
Функциональная схема РЛС со сложным фазоманипулированным сигналом изображена на Рис. 1. Прием и передача осуществляются на одну антенну, поэтому ключи передатчика и приемника работают в противофазе, когда передается сигнал – прием не возможен, и наоборот. Скважность сигнала при таком построении РЛС не может быть меньше двойки. Так как прием ведется только в промежутках между передачей сигнала, то возможно искажение принятого сигнала из-за коммутации прием/передача. Приемник построен по супергетеродинной схеме. Формирование сложного сигнала осуществляться на промежуточной частоте. Применение сложного сигнала позволяет получить малую пиковую мощность излучения по сравнению с импульсной станцией того же энергопотенциала, и как следствие – это приводит к технологическим преимуществам, а именно, появляется возможность использование полупроводникового усилителя мощности с высоким КПД, большим сроком службы и низкими напряжениями питания. Сравнительно просто получить когерентный прием и обработку сигнала большой длительности, так как нет необходимости в качестве формирователей сигнала большой мощности использовать автогенераторные приборы (например магнетроны). Независимость энергопотенциала станции со сжатием импульса от длительности импульса, позволяет иметь одно и тоже разрешение по дальности на любых шкалах дальности. Станция имеет повышенную скрытность и более устойчива кнекоторым типам активных помех. Недостатками станции со сложным сигналом являются существенно большая сложность построения приемопередатчика и устройства обработки. Худшая помехоустойчивость к пассивным помехам по сравнению с импульсной когерентной станцией имеющей тоже разрешение по дальности. Эти недостатки в настоящее время не являются решающими, так нивелировались развитием технологий производства полупроводниковых усилительных приборов и цифровой обработки сигнала.
3. Анализ технического задания.
Минимальный период повторения сигнала (Tmin) определяется максимальной дальностью до цели (Rmax):
,
где c – скорость света. В случае невыполнения этого неравенства возникает неоднозначность по дальности.
Значение ширины доплеровского канала
Разрешение по доплеровской частоте связано с длительностью сигнала соотношением
Что бы получить разрешение по частоте 125 Гц, длительность сигнала должна быть не менее 11 мс.
Определим требуемый период обзора. Период обзора равен :
Примем минимальное время наблюдения, равное времени, за которое цель, двигающаяся с максимальной определяемой скоростью (Vmax) преодолеет расстояние от максимальной расчетной дальности обнаружения до РЛС:
Так же необходимо учитывать, что если время контакта с целью меньше, чем время нахождения цели в элементе разрешения по дальности, то разрешение по скорости будет определяться последним. Это происходит из-за того, накопление сигнала происходит отдельно в каждом дальностном канале. Таким образом, время контакта для скоростных целей не будет превышать:
4. Расчет импульсной мощности передатчика
Оценим суммарное число пространственно –скоростных каналов.
Число каналов по дальности равно
Число каналов по азимуту
Число каналов по скорости
Суммарное число каналов рано произведению каналов
Расчетный коэффициент усиления антенны равен
Вероятность правильного обнаружения D=0.9. Вероятность ложной тревоги .
По заданным вероятностям ложной тревоги и правильного обнаружения определим соотношение сигнал/(шум+помеха) на выходе устройства обработки перед пороговой схемой
Рассчитаем мощность шумов на входе приемника в полосе приема, которая определяется по формуле:
При отсутствии пассивных помех от подстилающей поверхности, для обеспечения заданной вероятности правильного обнаружения мощность сигнала на выходе устройства обработки должна быть равна:
По основному уравнению радиолокации рассчитаем среднюю излучаемую мощность
Перейдем от средней мощности к импульсной
5.Расчет зоны видимости РЛС в свободном пространстве
Допустим, цель имеет Релеевское распределение амплитуды сигнала.
Тогда вероятность правильного обнаружения, при обнаружении цели на фоне нормального белого шума определяется соотношением
Рис1. Вероятность правильного обнаружения, при обнаружении цели на фоне нормального белого шума
6. Выбор сигнала.
Длительность чипа фазоманипулированного сигнала рассчитаем исходя из значения длины элемента разрешения по дальности:
Минимальное время повторения импульса:
Выберем время повторения импульсов так, чтобы за время контакта с целью было излучено целое количество периодов:
Количество элементов сигнала при скважности Q=5:
Незначительно увеличив скважность, в качестве сигнала можно использовать m-последовательность длины 4095. Для генерации такой последовательности потребуется сдвиговый регистр длины 12 с обратными связями. Обратные связи задаются вектором
[12 ,2 , 0]
7. Расчет зоны видимости РЛС с учетом подстилающей поверхности
В этом случае, одновременно с отраженным сигналом от цели на вход РЛС поступает сигнал, отраженный от участка морской поверхности вокруг цели. Рассчитаем мощность этого сигнала для импульсной РЛС.
ЭПР морской поверхности определяется как произведение площади облучаемой поверхности на удельную ЭПР моря. Облучаемую поверхность можно оценить как площадь соответствующего элементу разрешения РЛС.
Если антенна РЛС находится на высоте над поверхностью моря, то она облучает морскую поверхность под углом. В результате протяженность облучаемого участка морской поверхности соответствующего одному участку разрешения уменьшается в .
Найдем площадь облучаемой поверхности моря Sm (рис. 2).
Эта площадь будет определятся, как разность площадей секторов с радиусами и , R – расстояние до элемента разрешения. Ширина сектора равна ширине диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости.
Если антенна РЛС находится на высоте над поверхностью моря, то она облучает морскую поверхность под углом (рис). В результате протяженность облучаемого участка морской поверхности соответствующего одному участку разрешения уменьшается в : .
Общая облучаемая площадь тогда равна:
Соответственно ЭПР моря равно
,
где, - удельная ЭПР моря.
Таблица 2. Удельная ЭПР моря при частоте
9.3 ГГц и волнении моря в 3 балла
|
Угол олучения поверхности |
Удельная ЭПР моря, дБ |
|
0.10 |
-51 |
|
0.30 |
-45 |
|
30 |
-35 |
|
100 |
-32 |
|
300 |
-24 |
Для получения промежуточных значений аппроксимируем удельную ЭПР функцией вида:
Рис. 3. Аппроксимированное значение ЭПР моря
Коррелированная помеха.
Мощность коррелированной помехи находится:
Рис. 4. Мощность сигнала
Рис.5 Вероятность правильного обнаружения для коррелированной помехи.
Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический
Университет им. В.И. Ульянова
Кафедра РС
Курсовой проект по курсу
«Радиолокационные комплексы»
Вариант 10
Выполнил:
студент группы 7101
Креханов Н.Н.
Санкт-Петербург
2012 г