Ширина диаграммы направленности и разрешающая способность по угловым координатам

Ширина диаграммы направленности определяется с помощью величины разрешающей способности по угловой координате, выбранной в ходе обоснования тактических характеристик
0,7+ d_П /2πr,
где r- радиус на экране индикатора кругового обзора (ИКО), на котором находится цель. Отсюда следует, что на дальностях, соответствующих центру экрана, разрешающая способность по углу крайне низка. Лишенным этого недостатка является индикатор телевизионного типа, угловая разрешающая способность которого равна: 0,7+d_П/l.

5. Количество накапливаемых в приемнике импульсов и скорость вращения антенного устройства

Количество накапливаемых импульсов ,

где К_А – коэффициент, учитывающий форму ДНА, для конического луча равный 0,9;

- время обзора сектора обзора, выбранного в ходе обоснования тактических характеристик;

- сектор обзора, выбранный в ходе обоснования тактических характеристик;

- ширина диаграммы направленности антенны.

Метод обзора пространства так же, как скорость обзора, определяет количество накапливаемых импульсов в приемнике, т.е. количество импульсов в пачке.

6. Коэффициент направленного действия и ширина диаграммы направленности антенны радиолокатора

КНД антенны РЛС равен ,

где - эффективная площадь антенны; - размер параболической антенны.

Ширина диаграммы направленности антенны (ДНА) равна:

=.

- КПД волнового тракта приемопередатчика, лежащий в пределах 0,7 0,9.
7. Отношение сигнал/шум

Отношение сигнал/шум, при котором должен работать разрабатываемый радиолокатор Q=f(D,F), определяется из кривых обнаружения [37], примерный ход которых имеет вид, показанный на рис. 3.2

Для определения требуемого отношения сигнал/шум на характеристиках обнаружения следует задаться вероятностью правильного обнаружения (по оси ординат) при параметре кривой, соответствующей вероятности ложной тревоги. На графике рис. 3.2 показано определение отношения сигнал/шум для D=0,6 и F=10^-6, которое оказалось равным шести.
8. Чувствительность приемного тракта

Чувствительность приемника (min энергии) рассчитывается по формуле:

,

где - коэффициент шума приемника (шум-фактор), который рассчитывается в полосе пропускания. Всегда из-за внутренних шумов приемника. Величину можно выбрать с помощью табл. 3.2 [14] для определенной схемы построения приемника.

Рис. 3.2. Характеристики обнаружения для сигнала со случайной начальной фазой
для нефлюктуирующего сигнала
для дружно флюктуирующего сигнала.

Таблица 3.2

Шумовые характеристики радиоприемных устройств

Особенности построения схемы		Тп , К
УРЧ на ЛБВ	3,2…4,5	650…1000
УРЧ на базе параметрического усилителя	1,75…2	200…290
То же при Т=77К	1,15…1,5	45…140
Без УРЧ. Балансный смеситель на диодах с барьером Шотки	6…10	1450…2600

Чувствительность приёмника должна быть наивысшей, которую возможно обеспечить на данном этапе развития электронной техники и в данных условиях эксплуатации РЛС. Это требование исходит из того, что, в свою очередь, позволяет уменьшить габариты и вес радиолокатора в целом.

- учитывает потери на неоптимальность приемника.

Величина потерь лежит в пределах .

Потери определяются целым рядом факторов ,

где - характеризует потери на неоптимальную обработку одиночного импульса;

- определяет потери на неоптимальную обработку при некогерентном накоплении импульсов и т.д.

Обычно приемник неоптимален .

Часто полоса приемника выбирается из условия охвата основного лепестка спектра сигнала , тогда .

При этом .

Потери при некогерентном накоплении отраженных сигналов равны при 10. Величина, характеризующая отношения Е_С/Е_Ш в одиночном импульсе, называется коэффициентом различимости:
.
9. Мощность радиопередающего устройства
- импульсная мощность;

- средняя мощность радиолокатора,

где -скважность.

При расчете ТТХ необходимо знать эффективную поверхность рассеяния цели, с которой должен работать проектируемый радиолокатор. Если цель точечная, характерная для первичного обзорного наземного радиолокатора, ее ЭПР можно выбрать из табл. 3.3.
Таблица 3.3

Цель	ЭПР, м²
Истребитель	1,5-3
Бомбардировщик	4-125
Вертолет	1-3
Транспортный самолет	15-75
Самолет по технологии «Стелс»	0,1-1
Крылатая ракета	0,01-0,03

При получении чрезмерно большой величины мощности весь расчет следует повторить сначала, задавшись новыми исходными данными. При этом вариации можно подвергнуть длительность импульса, ширину ДНА, а, следовательно, ЭПР облучаемой цели, количество накапливаемых импульсов и другие параметры станции, определяющие потенциал.

Для определения мощности передающего устройства РЛС при зондировании протяженной цели следует произвести оценку ее эффективной поверхности рассеяния (ЭПР), которая для эллиптического сечения ДНА равна [1]:

,

где g - коэффициент обратного отражения, который может быть принят равным

0,001 для песчаной почвы;

- ширина ДНА в азимутальной плоскости;

- ширина ДНА в вертикальной плоскости.

Так, например, для дальности 600 км и игольчатого луча 0,05 радиан ЭПР цели равна:

,

а для дальности 20 км

.

Для объемно распределенной цели, например, при зондировании метеообразований, согласно [1]:

10. Потенциал радиолокационной станции

Важной комплексной характеристикой является энергетический потенциал РЛС, который определяется мощностью ГСВЧ, чувствительностью ПРМ и качеством обработки сигнала.

Показатель потенциала рассчитывается в дБ и равен

,

где - коэффициент, учитывающий потери индикатора, можно найти в [37];

- коэффициент, учитывающий зависимость отражающих свойств гидрометеоров от , а также потери из-за осадков можно найти там же;

- коэффициент, учитывающий потери на неоптимальность приемника.

В современных РЛС применяется цифровая обработка радиолокационной информации и совмещение радиолокационного изображения с индикаторами других радиолокационных, навигационных устройств и других систем самолета. При этом радиолокационная информация поступает в начале в бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ) и после ее преобразования в систему отображения информации. Таким образом, потребителем информации может быть как человек, так и вычислительная машина.

При расчете потенциала стации импульсная и средняя мощность рассчитываются в последнюю очередь.
3.2.3. Выбор и расчет тактико-технических характеристик вторичного радиолокатора
Методика расчета эксплуатационно-технических характеристик ответчика аналогична изложенной выше, однако, имеет некоторые особенности, заключающиеся в том, что параметры одного из каналов системы вторичной радиолокации определены выбором наземной её части. Например, если предполагается работа ответчика в режиме «УВД» с диспетчерским радиолокатором, то энергетический потенциал канала запросчик-ответчик должен быть равен потенциалу ответчик-запросчик: ,
где - дальность канала запросчик - ответчик;

-дальность канала ответчик – запросчик;

индекс «3» обозначает параметры и характеристики запросчика;

индекс «О» - те же параметры ответчика.

Несмотря на то, что многие параметры канала запросчик-ответчик определены ГОСТами и требованиями IGAO, при проектировании необходимо произвести проверочный расчет этого канала на оптимальную длину волны, разрешающую способность, энергетический потенциал и другие его параметры. Канал ответчика рассчитывается полностью, а параметры сигнала ответчика выбираются в соответствии с принятой в режимах «УВД» или «RBS» структурой координатных и информационных кодов.

В заключение отметим, что сложность расчета ТТХ радиолокационных систем и зачастую многократный их пересчет приводит к необходимости использования ЭВМ для этой цели. Программа расчета может быть составлена на любом языке программирования для ЭВМ, имеющейся в распоряжении проектанта. Распечатку программы и результатов расчета следует поместить в данный раздел проекта с комментариями и выводами.

В приложении методических указаний приведены программы расчета ТТХ в формате Mathcad: для первичной РЛС – приложение № 1, для вторичной (СО) – приложение № 2.

4. 
   Методические указания к составлению структурной схемы радиолокатора
   

Расчет тактико-технических характеристик и методы, определяющие возможность выделения радиолокационной информации, позволяют представить структурную схему радиолокационной системы. В курсовой работе должно быть изложено обоснование выбора этой схемы, причем разрабатываемый в дальнейшем блок или узел станции следует раскрыть более подробно, рассчитать его входные и выходные параметры. Обоснование использования отдельных блоков схемы должно быть конкретным в соответствии с расчетом ТТХ и задачами, выполняемыми станцией. Так, например, при требуемой импульсной мощности РЛС более десятков киловатт в генераторе СВЧ должны использоваться мощные электронные приборы (магнетрон, платинотрон, пролетный клистрон, ЛПД и т.п.), что и следует отразить на структурной схеме. Необходимость использования системы АПЧ должна быть доказана прикидочным расчетом нестабильности частоты ГСВЧ, гетеродина и доплеровских частот принимаемых сигналов. Таким же образом следует обосновать использование наиболее важных элементов структурной схемы. Структурная схема должна быть представлена в пояснительной записке курсовой работы и вычерчена в соответствии с требованиями ЕСКД. Пример такой схемы для РЛС «Гроза» приведен ниже на рис. 4.1.

На схеме рис. 4.1 введены следующие обозначения:

АБ - антенный блок; ДУП - датчик угловых положений; ЭДВА - электродвигатель вращения антенны; РВТ - решающий вращающий трансформатор; Пр - преобразователь; А - антенна ; ЭДНА - электродвигатель настройки; БСУ - блок стабилизации и управления; ФФВ - ферритовый фазовращатель; ВТ - вращающий трансформатор; УСА - устройство стаби-лизации; Цир - циркулятор; МГ - магнетрон; Р - разрядник; УР - устройство развертки; ВУ- видеоусилитель; Сх - синхронизатор; И - индикатор.

Крен

ДУП ЭДВА РВТ Пр

Тангаж



А ЭДНА

АБ ФФВ ВТ УСА БСУ

Цир МГ


Р ВАРУ Атт М





См1 Гет См2 АПЧ


ПУПЧ УПЧ ПП







УР ЭЛТ ВУ Сх

И

Рис. 4.1. Структурная схема РЛС “ Гроза “

5. Разработка функциональной схемы проектируемого узла радиолокатора
После выбора структурной схемы устройства, изучения и осмысления принципа его действия, определения характеристик необходимо произвести построение функциональной схемы детально разрабатываемого узла или блока. Пример построения структурной схемы приемного устройства РЛС имеет вид, показанный на рис. 5.1.
К антенне

к УПЧ

АП РЗП П МШУ См 1

АТТ Г

от передатчика

к УПЧ АПЧ

См 2

Рис. 5.1. Структурная схема ВЧ головки приемника РЛС

При этом необходимо иметь в виду, что исходные данные, параметры входных и выходных сигналов должны вытекать из расчетов, проводимых в предыдущем разделе. Разработка функциональной схемы должна быть произведена оптимальным образом. Критерием последнего является минимальное количество каскадов, применение современной элементной базы и схемотехнических решений, самостоятельность в решении инженерных задач.

Рекомендуется следующая последовательность действий на рассматриваемом этапе:

1. Исходя из функционального назначения проектируемого узла (блока, тракта), определяются требования к отдельным элементам устройства, характеристики и параметры входных и выходных сигналов.

2. Составляется функциональная схема устройства.

3. Определяются временные характеристики работы устройства и составляются временные диаграммы работы.

4. Составляется техническое описание устройства.

0. 
   <предыдущая страница | следующая страница>