Курсовая работа: Предназначение радиолокационной станции для обнаружения, сопровождения и определения координат надводных целей. Основной выбор антенной системы. Разработка структурной схемы передатчика и приемника. Исследование частоты повторения зондирующих импульсов.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ

1.1 Навигационная РЛС «Донец»

1.2 Структурная схема РЛС «ЛИС»

2. ВЫБОР СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

2.1 Выбор антенной системы

2.2 Разработка структурной схемы передатчика

2.3 Разработка структурной схемы приемника

3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТТХ РЛС

3.1 Выбор и обоснование тактических характеристик РЛС

3.1.1 Максимальная дальность обнаружения Dmax

3.1.2 Минимальная дальность действия РЛС Dmin

3.1.3 Разрешающая способность РЛС по дальности Rp

3.1.4 Разрешающая способность РЛС по азимуту на средней дальности

3.1.5 Период обзора Т

3.1.6 Секторы обзора по азимуту обз и по углу места обз

3.1.7 Точность определения координат по дальности Grn

3.1.8 Точность определения координат по азимуту Gan

3.1.9 Вероятность ложной тревоги F

3.1.10 Вероятность правильного обнаружения D

3.2 Выбор и обоснование технических характеристик РЛС

3.2.1 Режим работы РЛС

3.2.2 Рабочая длина волны л

3.2.3 Частота повторения зондирующих импульсов Fn

3.2.4 Длительность зондирующего импульса фu

3.2.5 Форма и ширина диаграммы направленности

3.2.6 Необходимый диаметр антенны

3.2.7 КНД и усиления антенны, эффективная площадь антенны

3.2.8 Скорость вращения антенны Ща

3.2.9 Количество импульсов в пакете Nu

3.2.10 Чувствительность приемника Pnmin

3.2.11 Оцениваем эффективную отражающую поверхность цели

3.2.12 Импульсная мощность излучения Pu

3.2.13 Средняя мощность излучения Pср передатчика

4. РАСЧЕТ СИСТЕМ АРУ И АПЧГ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Радиолокация - область радиотехники, занимающаяся применением радиоволн для обнаружения, определения координат и измерения параметров движения различных объектов.

Все объекты наблюдения в радиолокации называются целями. К ним относятся, например, корабли, самолеты, танки и т.д. операции выполняемые в радиолокации для обнаружения целей, измерения их координат и параметров движения, в целом называются радиолокационным наблюдением. Частные задачи радиолокационных наблюдений решаются радиолокационными устройствами (измерителями дальности, угловых координат, устройством селекции движущихся целей).

Совокупность функционально связанных радиолокационных устройств, предназначенных для решения какой-либо боевой задачи (обеспечение перехвата воздушных целей, прицеливание при действии по наземным целям и т.п.), называется радиолокационной системой. Техническая реализация радиолокационной системы в виде совокупности блоков или узлов обычно называется радиолокационной станцией (РЛС).

Тактические показатели радиолокационной станции (РЛС) характеризуют возможности ее боевого применения. Требования, предъявляемые к тактическим показателям РЛС, определяются ее назначением. Основными тактическими показателями РЛС любого назначения являются:

- зона обзора;

- измеряемые координаты и параметры цели;

- точность измерения;

- разрешающая способность;

- время обзора;

- помехозащищенность;

- надежность.

Зона обзора называется область пространства в пределах которой с помощью РЛС ведется непрерывное наблюдение за целями, т.е. обнаружение целей, измерение их координат и параметров движения с заданными надежностью и точностью.

Рисунок 4

Зона обзора характеризуется минимальной Dmin и максимальной дальностями обнаружения, сектором обзора по азимуту фаз и сектором обзора по углу места ум. Секторы обзора по азимуту и углу места для каждой РЛС выбираются в соответствии со способами ее боевого применения и могут изменятся в процессе выполнения боевой задачи.

Минимальная дальность обнаружения целей определяется временем после излучения, в течение которого РЛС не способны принять отраженные сигналы. Например при импульсном режиме работы РЛС это время определяется длительностью зондирующего импульса и инерционностью (постоянная времени ) антенного переключателя.

Под максимальной дальностью обнаружения цели понимают предельное ее удаление от РЛС, при котором обеспечивается обнаружение цели с заданной надежностью.

Время обзора характеризует темп обновления информации об обнаруживаемых объектах. Оно определяется временем в течение которого осуществляется однократный просмотор всех целей в зоне обзора РЛС.

Измеряемые координаты в точность их измерения характеризует возможность боевого применения РЛС, так как определение местоположения наземных целей достаточно измерить только две координаты: дальность и азимут, а при решении задач поражения воздушной цели надо знать такие параметры движения ее относительно РЛС как Д ( - скорость сближения, - угловые скорости).

Разрешающая способность РЛС характеризует возможность раздельного наблюдений целей, которые отличаются либо значением одной из координат, либо скоростью движения относительно РЛС. Различают разрешающую способность по дальности, направлению (азимуту, углу места) и скорости.

Разрешающая способность по Д- минимальное расстояние между двумя целями, при котором отметки этой цели, имеющих одинаковые угловые координаты и скорости, наблюдаются на экране индикатора раздельно.

Разрешающая способность по направлению определяется минимальным углом ( или ) между направлениями на две цели, расположенных на одинаковом расстоянии или удалении от РЛС и имеющих одинаковые скорости движения относительно РЛС, наблюдается на экране РЛС раздельно.

Разрешающая способность по скорости определяется минимальной разностью радиальных составляющих скоростей движения двух целей ( ), при которой отметки этих целей, расположенных в одной точке пространства, наблюдаются на экране РЛС раздельно.

Помехозащищенность характеризует возможности РЛС по обнаружению целей и измерению их координат в условиях действия помех.

Надежность РЛС характеризует ее способность выполнять свои функции в течение определенного времени в заданных условиях.

Технические показатели РЛС обеспечиваются соответствующим выбором ее технических характеристик, основными из которых для импульсных РЛС:

- длина волны или частота f;

- импульсная мощность или средняя мощность излучения;

- длительность импульса ВЧ колебаний ;

- частота посылок импульсов ;

- чувствительность приемника ;

- КПД .

Для РЛС непрерывного излучения:

- средняя длина волны ;

- мощность излучения ;

- девиация частоты ;

- частота модуляции ;

- чувствительность приемника .

Целью данной курсовой работы является изучение эксплуатации аэрологических и метеорологических радиотехнических информационных систем. Выбор и обоснование тактико-технических характеристик РЛС (ТТХ РЛС).

1. АНАЛИЗ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ

В настоящее время имеются РЛС обнаружения наземных, надводных целей, подразделяемые на классы:

РЛС ближнего действия;

РЛС малой дальности;

РЛС средней дальности;

РЛС большой дальности.

РЛС надводных целей предназначены для обнаружения надводных целей различного тоннажа: пассажирские суда, траулеры, буксиры, катера, боевые корабли различного класса, резиновые и металлические рыбацкие лодки. Данные объекты имеют различные геометрические размеры и различные эффективные площади рассеивания.

РЛС данного типа могут быть установлены как на судах, так и на суше, поэтому технические и тактические требования к данному типу РЛС могут отличаться друг от друга. При установке РЛС на движущемся судне необходимо предусмотреть стабилизации радиолокационного изображения при качаниях судна. Стабилизацию изображения РЛС установленной на суше осуществлять не надо.

В РЛС для обнаружения надводных целей диаграмма направленности должна быть узкой в горизонтальной плоскости и широкой в вертикальной плоскости.

Кроме того в РЛС отсутствует качание диаграммы направленности в вертикальной плоскости.

Ниже представлены структурные схемы некоторых типов судовых РЛС.

1.1 Навигационная РЛС «Донец»

РЛС является станцией кругового обзора и предназначена для установки на судах морского и речного флота водоизмещением от 300 т и выше для повышения безопасности плавания и решения навигационных задач судовождения. Ниже приведены тактико-технические характеристики РЛС «Донец», которые отличаются от РЛС «Донец-2» по дальности обнаружения среднего морского буя, разрешающей способностью по углу, импульсной мощностью, шириной диаграммы направленности и потребляемой мощностью.

Прибор А - Антенно-волноводное устройство предназначено для излучения в пространство зондирующих высокочастотных импульсов, прием части этих импульсов, отраженных от обнаруженных объектов, а также обеспечение синхронности и синфазности работы с прибором И, и получения отметки курса на приборе И.

Индикатор (Прибор И) предназначен для воспроизведения радиолокационного изображения, обеспечения синхронной работы основных приборов станции и управления работой всей станции.

В блоке И-1 вырабатываются запускающие импульсы с частотой следования в зависимости от шкалы дальности 1700 или 3400 имп/сек. Эти импульсы поступают: в прибор П для запуска модулятора и формирования зондирующих импульсов; для запуска схемы ВАРУ, а также, через линию задержки, для выработки прямоугольных импульсов развертки и подсветки экрана ЭЛТ. Там же вырабатываются импульсы для последующего формирования импульсов НКД, и импульсы отметки курса.

С этого же блока импульсы развертки и подсветки подаются на вращающуюся отклоняющую катушку ЭЛТ, благодаря чему на экране высвечивается развертка. Вырабатываемые в этом же блоке импульсы отметки курса дополнительно подсвечивают развертку в момент прохождения максимума излучения антенны через линию ДП судна.

В блоке И - 2 вырабатываются синусоидальные колебания частота которых определяется выбранной шкалой дальности. После ряда преобразований, синусоидальные колебания подаются в блок И - 12 в виде импульсов неподвижных колец дальности.

В блоке И - 12 производится усиление видеосигнала, поступающего из прибора П: с последнего каскада усиления блока И - 12, видеосигнал, вместе с импульсами НКД, поступает на катод ЭЛТ.

Блок И - 7 (электронно-лучевая трубка) предназначен для воспроизведения на экране радиолокационного изображения, регулировки яркости и фокусировки этого изображения, совмещения центра изображения с геометрическим центром экрана и обеспечения синхронного и синфазного вращения развертки с антенной.

Таблица 1. Технические параметры судовых РЛС: Наяда, Миус, Донец.

1.2 Структурная схема РЛС «ЛИС»

Рис.1.2. Структурная схема РЛС «Лис»

Назначение:

По принципу действия станция разведки является когерентно-доплеровской РЛС непрерывного излучения миллиметрового диапазона с фазо-кодоманипулированным сигналом. РЛС «Лис» - это мобильное средство обнаружения цели и устанавливается на автотранспорте. Она обеспечивает автоматическое обнаружение движущихся целей (людей и техники) в любое время года и суток, в дождь, в пыли и тумане при отсутствии оптической видимости.

Антенная система РЛС представляет собой пару раздельных антенн

(приемная и передающая антенны), чем обеспечивается необходимая развязка между передающим и приемным каналами. Антенны выполняются в виде параболоидов вращения. Облучатель - круглый волновод. Приемная передающая антенна расположены симметрично относительно вертикальной оси вращения всей антенной системы. Диаграмма направленности антенны близка к игольчатой. Малая ширина диаграммы направленности обеспечивает необходимую угловую разрешающую способность РЛС.

Технические параметры схемы таблица №2