3. SCHÉMA DE FONCTIONNEMENT DU RADAR

Les radars à impulsions qui fournissent une réception cohérente et contiennent un dispositif CTC sont appelés radars de sélection de cible mobile (radars MTS).

L'objectif principal de l'utilisation du radar avec SDC est de rejeter les signaux d'interférence passifs provenant de cibles fixes (bâtiments, collines, arbres) et d'isoler les signaux réfléchis par des cibles mobiles pour leur utilisation ultérieure dans les détecteurs et l'affichage de la situation radar sur l'indicateur.

Les radars avec SDC sont divisés en véritables cohérents et pseudo-cohérents.

Dans les radars véritablement cohérents, le signal de sondage est une séquence cohérente d'impulsions radio avec la même phase initiale de toutes les impulsions radio ou avec une différence connue dans les phases initiales des impulsions radio séparées par .

Dans les radars pseudo-cohérents, le signal de sondage est une séquence incohérente d'impulsions radio, mais lors du traitement des signaux reçus, le caractère aléatoire des phases initiales est utilisé de manière à ce que la réception devienne cohérente.

En d'autres termes, tant dans les radars véritablement cohérents que dans les radars pseudo-cohérents, le signal à la sortie du trajet linéaire du récepteur, obtenu lorsque le signal de sondage est réfléchi par une cible ponctuelle stationnaire, est une rafale cohérente pulsée avec le même phases initiales des impulsions radio, et lorsqu'elles sont réfléchies par un point cible en mouvement point cible se déplaçant à une vitesse radiale les phases initiales des impulsions radio dans les périodes de répétition adjacentes diffèrent de .

Lors de l'analyse du fonctionnement des radars à impulsions cohérentes, on suppose généralement qu'à l'intérieur du « faisceau » principal, le diagramme de rayonnement est constant et qu'à l'extérieur du « faisceau » principal, il n'y a ni émission ni réception. Cette hypothèse nous permet de supposer que même en tenant compte du balayage de l'antenne, les amplitudes de toutes les impulsions de la rafale cohérente obtenue en réfléchissant le signal de sondage à partir d'un point cible mobile ou stationnaire sont les mêmes.

Les véritables radars cohérents sont construits sur la base d'un émetteur à plusieurs étages avec des amplificateurs de puissance de sortie, et les radars pseudo-cohérents sont construits sur la base d'un générateur haute fréquence.

Pour le radar conçu, il est nécessaire d'utiliser des signaux complexes avec , pour cela, en règle générale, des radars véritablement cohérents sont utilisés.

La figure 3.1 montre un schéma fonctionnel simplifié d'une des variantes de véritables radars cohérents.

Riz. 3.1 Schéma fonctionnel généralisé du radar

Un schéma fonctionnel étendu d’un véritable radar cohérent est donné en Annexe 3.

Dans ce radar avec SDC, un amplificateur de puissance (PA) avec modulation d'impulsions est utilisé comme émetteur, et le signal de référence est généré à l'aide d'un générateur stable (SG) d'oscillations harmoniques à fréquence f etc. L'avantage de ce schéma est qu'il permet l'utilisation d'une méthode de génération active FMS non seulement à la fréquence porteuse, mais également à des fréquences radio inférieures.

Le signal d'un oscillateur stable (SG) comme signal de référence est transmis à un détecteur cohérent (CD). Il va également au formateur de signal PM (FFMS) puis au mélangeur (SM1), où un signal est simultanément fourni par l'oscillateur local local (MG), générant une oscillation harmonique à une fréquence f mg = f 0 -f etc. Les oscillations de la sortie de SM1 à une fréquence f 0 sont fournies à un amplificateur de puissance (PA), dans lequel se produisent l'amplification et la modulation d'impulsions d'une oscillation harmonique FM avec une fréquence f 0. A la sortie de l'amplificateur de puissance, des impulsions FM de la puissance et de la durée requises sont obtenues, suivies d'une fréquence f n. Ces impulsions sont fournies à l'antenne via un commutateur d'antenne (AS).

En mode réception, les signaux de la sortie AP sont envoyés au mélangeur (SM2), où l'oscillation de la MG est simultanément fournie. Les signaux de fréquence intermédiaire de la sortie CM2 sont envoyés à un amplificateur radiofréquence (U), accordé sur la fréquence intermédiaire, puis à un filtre adapté, puis au CD, où le signal de référence de la sortie SG est fourni. Les signaux de la sortie du CD sont fournis au dispositif à travers une compensation de période (CPC) d'une multiplicité donnée. Après conversion en signaux unipolaires, la sortie du PSC est transmise à un dispositif de stockage de train d'impulsions (BP), puis à un amplificateur vidéo (VA), et de celui-ci à des dispositifs de détection et de mesure des coordonnées cibles.

Pour compenser l'instabilité de la ligne à retard utilisée dans le PTC, il est nécessaire d'ajuster la période de répétition des impulsions émises. À ces fins, une unité de synchronisation (BS) est utilisée qui, compte tenu de cette instabilité, contrôle la formation d'un paquet d'impulsions de sondage et l'unité de configuration initiale (IBU) via un circuit logique (LC).

Sélectionnons la base d'éléments pour ce schéma structurel :

Dans les radars de détection panoramique, les plus utilisées sont les antennes à miroir, constituées d'un émetteur faiblement directionnel et d'un réflecteur miroir. Le réflecteur est réalisé sous la forme d'un parabaloïde tronqué, ce qui permet d'obtenir un diagramme de rayonnement en forme de carré cosécant.

Un tube à ondes progressives (TWT) est utilisé comme amplificateur de puissance.

Le récepteur du radar est construit à l'aide d'un circuit superhétérodyne, ce qui permet une plus grande sensibilité du trajet de réception. Le dispositif d'entrée du récepteur est un mélangeur à semi-conducteurs.

Oscillateur local local dû à exigences élevées La stabilité de fréquence est réalisée sur la base d'un oscillateur maître stable.

Un filtre adapté pour un signal FM peut être mis en œuvre sur la base de lignes à retard ultrasoniques (ULL).

Le pilote FMS est décrit lors du calcul des paramètres du signal PM.

BIBLIOGRAPHIE

1. Instructions méthodologiques pour l'étude du thème « Principes et fondements physiques de la construction de systèmes radar et de radionavigation » dans la discipline « Fondements de la théorie des systèmes d'ingénierie radio » pour les étudiants de la spécialité 23.01 / Comp. M.B. Sverdlik. – Odessa : OPI, 1991. – 112 p.

2. Textes de cours sur la discipline « Fondements de la théorie des systèmes d'ingénierie radio ». Section « Détection de signal » pour les étudiants de la spécialité 23.01 / Comp. M.B. Sverdlik. – Odessa : OPI. 1992. – 87 p.

3. Lignes directrices pour l'étude du thème « Estimation statistique des paramètres et synthèse des mesures de coordonnées cibles » pour les étudiants de la spécialité 23.01 / Comp. M.B. Sverdlik. – Odessa : OPI, 1990. – 53 p.

4. Textes de cours sur la discipline « Fondements de la théorie des systèmes d'ingénierie radio ». Section « Signaux complexes » pour les étudiants de la spécialité 23.01 / Comp. M.B. Sverdlik. – Odessa : OPU. 1996. – 51 p.

5. Lignes directrices pour la conception des cours dans la discipline « Fondements de la théorie des systèmes d'ingénierie radio » pour les étudiants de la spécialité 23.01 / Comp. M.B.Sverdlik, A.A.Kononov, V.G.Makarenko. – Odessa : OPI, 1991. – 52 p.

6. Lezin Yu. S. « Introduction à la théorie et à la technologie des systèmes d'ingénierie radio » : Manuel. manuel pour les universités. –M. : Radio et Communications, 1986. – 280 p., ill.

7. «Systèmes d'ingénierie radio» / Sub. éd. Yu.M. Kazarinova. – M. : Plus haut. école, 1990.

Annexe 2

Schéma fonctionnel d'un filtre adapté pour une rafale cohérente de 12 impulsions de signaux PM à 15 positions.

A – filtre adapté pour une impulsion

B – accumulateur de rafales d’impulsions

Annexe 3

Schéma fonctionnel étendu du radar

Un schéma détaillé d'un filtre adapté (MF) et d'une unité d'accumulation (BN) est donné en annexe 2. Le schéma détaillé du CPC, grâce à la courtoisie de l'enseignant, n'a pas besoin d'être remis aux étudiants de premier cycle.

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Les exigences élevées en matière de stabilité de la fréquence porteuse des signaux de sondage et la nécessité de générer des signaux complexes et cohérents ont conduit à l'émergence de dispositifs de transmission réalisés à l'aide d'un circuit à plusieurs étages. Des excitateurs de faible puissance sont utilisés comme premier étage et un amplificateur de puissance à plusieurs étages est utilisé comme étages suivants.

Dans un tel émetteur, la stabilité de la fréquence du signal de sondage est déterminée principalement par des oscillateurs maîtres de faible puissance, dont la fréquence est stabilisée par des méthodes connues, par exemple à l'aide de quartz.

L'excitatrice peut être construite selon un circuit permettant une commutation rapide (en quelques microsecondes) d'une fréquence de fonctionnement à une autre. Il peut également générer un signal modulé en fréquence linéaire ou modulé par code de phase à l'aide de l'une des méthodes. Ces questions seront discutées en détail dans les sous-sections suivantes.

Lors de la génération du signal d'excitation, il est possible de prévoir sa connexion rigide avec la fréquence du signal hétérodyne du mélangeur, ce qui élimine le besoin d'utiliser l'AFC. Enfin, dans un tel émetteur, il est possible de recevoir un paquet d'impulsions cohérentes, ce qui permet d'utiliser une compensation par filtre de corrélation des interférences passives, ainsi que de combiner les signaux de différents canaux sur une entrée commune ou de les diviser en entrées distinctes pour alimenter divers éléments d'une antenne réseau à commande de phase.

Dans le cas général, le schéma fonctionnel d'un dispositif d'émission radar à impulsions à plusieurs étages est illustré à la Fig. 3.9.

Figure 3.9. Schéma fonctionnel d'un dispositif de transmission radar à impulsions à plusieurs étages

La puissance d'oscillation de l'excitateur doit être suffisante pour exciter la cascade qui le suit. Etant donné que la formation du signal s'effectue à puissance réduite, le niveau de puissance de sortie requis du signal de sondage est obtenu par une amplification étape par étape.

Dans les radars pulsés, la modulation d'impulsions est réalisée en fonction du niveau de puissance de sortie, soit en un étage, soit en plusieurs derniers étages d'amplification puissants.

Dans certains cas, il est plus pratique de générer un signal à une fréquence plus basse. Dans ce cas, les étapes préliminaires comprennent soit des multiplicateurs de fréquence, soit des mélangeurs (voir Fig. 3.10)

Figure 3.10. Un exemple de circuit de conditionnement de signal.

Les dispositifs à contrôle électrodynamique du flux d'électrons sont largement utilisés comme étages d'amplification d'un émetteur multi-étages : klystrons, tubes à ondes progressives (TWT), tubes à ondes inverses (BWV), etc.

Ainsi, les dispositifs de transmission à plusieurs étages sont utilisés avec des exigences élevées en matière de stabilité de fréquence et sont construits selon le schéma « Oscillateur maître - amplificateur de puissance ». Des exemples de radars utilisant de tels dispositifs de transmission sont les radars 55Zh6, 22Zh6M, etc.

3.3.3 Modulateurs d'impulsions radar

Les modulateurs radar produisent de puissantes impulsions vidéo haute tension d'une durée et d'une période de répétition données pour alimenter les circuits anodiques des dispositifs générateurs et amplificateurs. La durée des impulsions modulantes de divers radars va de quelques unités à des dizaines de microsecondes, et la période de répétition est de plusieurs millisecondes. Cela vous permet d'accumuler de l'énergie pendant la pause entre les rafales et de la restituer à la charge pendant la durée de l'impulsion.

Dans les appareils de transmission dotés d'un amplificateur de puissance, le nombre de modulateurs et leurs caractéristiques dépendent du circuit de la ligne amplificateur et du type d'appareils utilisés. L'interaction du modulateur avec les éléments du dispositif de transmission (en utilisant l'exemple d'un dispositif de transmission avec un auto-oscillateur dans l'étage de sortie) est illustrée à la Fig. 3.11.

Figure 3.11. Interaction du modulateur avec les éléments du dispositif émetteur.

Le redresseur haute tension convertit l'alimentation CA en haute tension CC, qui est fournie au modulateur. Le modulateur contrôle le fonctionnement du générateur haute fréquence. Si le dispositif de transmission utilise la modulation anodique, il allume alors l'alimentation anodique du générateur de micro-ondes pendant une durée égale à la durée de l'impulsion de sondage. La caractéristique fondamentale d'un modulateur radar (contrairement aux modulateurs d'autres appareils d'ingénierie radio) est la transformation de puissance qu'il effectue. Le modulateur de l'émetteur radar emmagasine l'énergie provenant du redresseur haute tension pendant une durée approximativement égale à la période de répétition T n. En même temps

E m = R. V · T n, (3.7)

Où E m – énergie accumulée par le modulateur ; R. c – puissance du redresseur haute tension.

L'énergie accumulée est transférée par le modulateur à la charge pendant la durée de l'impulsion. Ainsi,

E m = R. m t et, (3.8)

Où R. m est la puissance des impulsions de sortie du modulateur.

A partir des formules (3.7) et (3.8) on obtient

R. dans = R. m t Et / T article (3.9)

Parce que le t Et<< T p, alors R. V<< R. m. Cela permet, lors de la conception d'un radar, de choisir un redresseur haute tension de moindre puissance, donc de dimensions et de poids réduits.

La composition du modulateur est déterminée par son type. Cependant, tous ces dispositifs se caractérisent par la présence d'éléments tels qu'une self de charge, un dispositif de stockage d'énergie, un élément de commutation, un transformateur d'impulsions, des circuits de protection et de correction. Considérons les circuits des principaux types de modulateurs d'impulsions utilisés dans les radars RTV.

Dans les dispositifs d'émission des radars RTV, deux types de modulateurs d'impulsions sont les plus largement utilisés : avec une décharge complète du dispositif de stockage d'énergie ; avec décharge partielle du dispositif de stockage d'énergie.

Le dispositif de stockage d'énergie peut être le champ électrique d'un condensateur ou le champ magnétique d'un inducteur. Une longue ligne artificielle, équivalente à une capacité ou une inductance, peut également être utilisée comme dispositif de stockage d'énergie.

Actuellement, dans la plupart des cas, des périphériques de stockage capacitifs sont utilisés, car... les dispositifs de stockage inductifs se caractérisent par un très faible rendement.

La figure 3.12 montre un schéma fonctionnel d'un émetteur radar fonctionnant en mode de modulation d'impulsions anodiques. Comme le montre le schéma, un modulateur d'impulsions se compose de deux éléments principaux : un dispositif de stockage d'énergie et un dispositif de commutation. Lorsque le dispositif de commutation est ouvert, pendant la pause entre les impulsions, de l'énergie s'accumule dans le dispositif de stockage. Lorsque l'interrupteur est fermé, l'énergie accumulée pendant la durée de l'impulsion est dépensée pour alimenter le générateur de micro-ondes.

Figure 3.12. Schéma fonctionnel de l'émetteur radar.

En tant que dispositif de commutation, on utilise soit un tube électronique (triode), soit un commutateur actif à transistor, soit des dispositifs à décharge gazeuse (ioniques) - des thyratrons, ou des thyristors et des éclateurs contrôlés.

Le principal avantage des dispositifs de commutation à base de tubes à vide et de transistors est leur faible inertie, qui leur permet d'être allumés et éteints à tout moment à l'aide d'une impulsion de commande de faible puissance fournie à l'électrode de commande (grille de lampe ou base de transistor) du changer. Cependant, les tubes à vide ont une résistance interne élevée et les commutateurs basés sur des tubes à vide ont donc un rendement relativement faible.

Les dispositifs de commutation ioniques et à thyristors ont une faible résistance interne et transmettent facilement des courants de dizaines et de centaines d'ampères. L'inconvénient des dispositifs de commutation d'ions est qu'à l'aide d'une impulsion de commande, il est possible de déterminer avec précision uniquement le moment auquel le dispositif de stockage commence à se décharger. Il est beaucoup plus difficile de contrôler l'ouverture du commutateur ionique. Par conséquent, la fin de la décharge du lecteur est déterminée par le temps de décharge du lecteur, c'est-à-dire dépend des paramètres du lecteur lui-même.

Modulateurs à stockage capacitif. De tels modulateurs sont largement utilisés dans les radars modernes. Le circuit modulateur est illustré à la Fig. 3.13.

Symboles sur le schéma : AVEC n – condensateur qui stocke l'énergie ; À– un interrupteur, représenté comme un interrupteur ; R. h – résistance de limitation ou de charge ; R. d – résistance du générateur micro-onde alimenté par le modulateur.

Dans les pauses entre les impulsions, le commutateur À ouvert et le condensateur AVEC n est chargé à partir d'une source d'alimentation via une résistance R. h, stocker de l'énergie. La tension aux bornes du condensateur monte jusqu'à la tension source E O. A la fin de la charge, l'interrupteur À se ferme en connectant le condensateur AVEC n au générateur, et le condensateur se décharge vers le générateur. Une fois le condensateur déchargé, l'interrupteur s'ouvre à nouveau, une nouvelle charge de la capacité de stockage se produit, etc.

Figure 3.13. Circuit modulateur simplifié.

Résistance R. h détermine la durée de la charge et limite le courant de la source d'alimentation pendant la fermeture de l'interrupteur. L'ampleur de cette résistance est plusieurs fois plus grande R. d, de sorte que le condensateur se charge relativement lentement et que le courant qui le traverse R. h pendant la décharge du condensateur, était négligeable.

Dans le modulateur considéré, des modes de décharge complète et partielle de la capacité de stockage sont possibles. Dans le premier cas, l'interrupteur, une fois fermé, ne s'ouvre que lorsque la capacité de stockage est complètement déchargée, auquel cas la tension qui y est appliquée devient nulle. Les oscillogrammes de tension aux nœuds individuels du modulateur fonctionnant en mode décharge complète sont illustrés sur la Fig. 3.14 (ligne épaisse).

L'inconvénient d'un modulateur fonctionnant dans le mode de décharge complète de la capacité de stockage est la forme d'impulsion insatisfaisante, loin d'être rectangulaire et le faible rendement (environ 50 %). C’est pourquoi ils sont extrêmement rarement utilisés.

Lorsque le modulateur fonctionne en mode décharge partielle, l'interrupteur se ferme pendant une courte période (égale à t) et s'ouvre lorsque le condensateur conserve encore la charge et la tension U c est significatif. La nature du changement de tension sur le condensateur de stockage est illustrée sur la figure 3.14 (trait fin).

UN)

b)

Figure 3.14. Oscillogrammes de tension aux nœuds de modulateur individuels.

Modulateurs avec ligne artificielle(modulateurs linéaires). On sait qu'une ligne ouverte à son extrémité, chargée sous tension E l, lorsqu'il est déchargé jusqu'à la résistance R.=  crée une impulsion de tension rectangulaire avec une amplitude E l/2 et durée

Où je- longueur de la ligne; L " , C" – inductance et capacité distribuées de la ligne.

En utilisant la ligne comme dispositif de stockage d'énergie, il est possible de construire des modulateurs avec un mode de décharge complète qui produisent des impulsions de bonne forme rectangulaire. Cependant, la longueur de la ligne est inacceptable pour un placement dans des émetteurs. Au lieu de lignes réelles dans les modulateurs, vous pouvez utiliser des lignes artificielles constituées d'inductances et de capacités individuelles (Fig. 3.15).

Les modulateurs d'impulsions avec lignes artificielles sont largement utilisés dans les appareils de transmission radar modernes (par exemple, le radar 55Zh6). Ils se distinguent par leur compacité, leur haut rendement et permettent de recevoir des impulsions de très haute puissance avec une forme peu différente du rectangulaire.

Considérons les processus dans un modulateur avec une ligne de chaîne artificielle (Fig. 3.15), composée de trois sections.

L'impédance caractéristique de la ligne est égale à la résistance de charge  = R. D. Lorsque l'interrupteur est ouvert, la source d'alimentation charge la ligne à la tension U je = E O. Après la charge, l'interrupteur se ferme et connecte la ligne au générateur (à la charge). Depuis la résistance R. r = , puis lorsque le collecteur est fermé, une tension instantanée apparaît aux bornes du générateur égale à E o /2. De ce fait, des oscillations brusques se produisent dans le générateur et le front montant de l'impulsion s'avère raide. L'autre moitié de la tension E o /2 chute à l'impédance caractéristique de la ligne et provoque une onde de tension progressive se propageant jusqu'à l'extrémité ouverte de la ligne, la déchargeant partiellement au fur et à mesure de sa propagation. L'onde est réfléchie depuis l'extrémité ouverte de la ligne sans changer de polarité et, revenant au début de la ligne, est complètement absorbée par la charge.

Figure 3.15. Circuit simplifié d'un modulateur avec une ligne artificielle.

Dans le circuit de la figure 3.15, la tension de la source doit être 2 fois supérieure à la tension d'alimentation du générateur. Pour éliminer cet inconvénient, le circuit de la Fig. 3.16a est utilisé, dans lequel la ligne est chargée à travers un inducteur L h avec une faible résistance aux pertes. La bobine forme un circuit avec la capacité de ligne et la charge de ligne prend le caractère d'oscillations amorties (Fig. 3.16b). Après la moitié de la période, la tension de ligne monte à U l = 2· E O. A ce moment, le collecteur se ferme et la tension sur le générateur devient égale U l /2 = E oh, c'est à dire tension source.

UN)

b)

Figure 3.16. Circuit modulateur avec ligne artificielle

L'efficacité du modulateur lors de la charge de la ligne par inductance augmente jusqu'à 90-95 %. Mais pour bénéficier de ces avantages, la bobine de charge doit avoir un coefficient d'inductance important. De plus, l'interrupteur doit se fermer exactement aux moments de tension maximale sur la ligne. Tout cela complique considérablement la conception du modulateur et du circuit de commande du commutateur.

Par conséquent, en pratique, une diode est souvent connectée en série avec l'inductance de charge, comme le montre la figure 3.17a. Avec cet ajout, la ligne, chargée au maximum dans la première moitié de la période (Fig. 3.17b), en raison de la conductivité unidirectionnelle de la diode, ne peut pas être déchargée et la tension sur celle-ci reste constante jusqu'à l'interrupteur est fermé.

Ainsi, dans l'exemple considéré, il n'y a pas besoin d'une fermeture d'interrupteur coordonnée aux oscillations, et le circuit de commande est simplifié. Dans le même temps, le coefficient d'inductance de la bobine de charge diminue également.

Figure 3.17. Schémas expliquant le fonctionnement du modulateur.

En raison des pertes de tension sur la résistance interne de la diode et du facteur de qualité relativement faible du circuit de charge ( Q < 10) минимальное напряжение на линии оказывается не выше (1,7-1,8)E oh, et l'efficacité du modulateur est de 85 à 90 %. Un circuit modulateur similaire est utilisé dans le dispositif de transmission du radar 55Zh6, P-18, 5N84A.

À titre d'exemple, la figure 3.18 montre un schéma de circuit d'un modulateur avec une ligne artificielle.

Dans un modulateur de ce type, le dispositif de stockage est une ligne artificielle et un thyratron ou thyristor est utilisé comme élément de commutation. L'élément de commutation est ouvert par une impulsion externe, qui détermine uniquement le moment où le dispositif de stockage commence à se décharger. La forme et la durée de l'impulsion à la sortie du modulateur sont déterminées par les paramètres des éléments passifs du circuit.

Figure 3.18. Schéma schématique d'un modulateur avec une ligne artificielle.

La formation d'impulsions se termine lorsque le dispositif de stockage est complètement déchargé via un interrupteur et un transformateur d'impulsions, qui font correspondre la résistance de charge avec l'impédance caractéristique de la ligne de formation. En cas de fonctionnement d'urgence du modulateur sur une charge non adaptée, des circuits de protection sont prévus (sur la Fig. 3.18 - diode D2).

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Travail d'études supérieures

Appareil de transmission radar à portée centimétrique

ANNOTATION

Dans ce projet de thèse, un dispositif de transmission radio pour un radar à portée centimétrique a été conçu.

L'objectif du projet de diplôme, basé sur une analyse des armes d'attaque aérienne modernes et prometteuses, est de justifier les exigences relatives aux principaux paramètres d'un radar de détection prometteur, ainsi que de concevoir un dispositif de transmission radio pour ce radar.

appareil émetteur radio station radar portée

Introduction

1. Analyse des armes d'attaque aérienne modernes et prometteuses

2. Justification tactique et technique des principaux paramètres du radar

2.1 Principales caractéristiques techniques du transmetteur d'impulsions

2.2 Influence des structures et des paramètres de sondage des impulsions radio sur les caractéristiques techniques du radar

2.3 Influence des structures et des paramètres de sondage des impulsions radio sur l'immunité au bruit radar

3. Développement diagramme Radar

3.1 Chemin de génération et d'émission de signaux radar

3.1.1 Dispositif d'antenne

3.1.2 Trajectoire radar haute fréquence

3.2 Réception du signal et chemin de sélection

4 Calcul de la puissance d'impulsion requise du RPU et du gain de l'antenne

4.1 Sélection du type d'antenne, calcul des dimensions et du gain de l'antenne

4.2 Calcul de la puissance d'émission requise

4.3 Calcul approximatif de la puissance consommée du réseau

5 Développement d'un schéma fonctionnel du RPU

5.1 Fonctions assurées par le dispositif de transmission radio

5.2 Schémas fonctionnels du RPU. Circuit émetteur à un étage et à plusieurs étages

5.3 Développement d'un schéma fonctionnel du centre de contrôle

INTRODUCTION

Pour assurer une défense fiable de l’État, tous les types de forces armées sont développés. Dans le même temps, dans les conditions modernes, lorsque les armes nucléaires et divers moyens de les acheminer vers des cibles - missiles balistiques et de croisière - sont devenus au premier plan parmi les moyens de guerre, le rôle de la défense aérienne s'est considérablement accru.

L'expérience des guerres locales en Irak et en Yougoslavie a indéniablement montré que la défense aérienne, dans les conditions modernes, est devenue un facteur d'importance stratégique. L'amélioration des armes d'attaque aérienne et des tactiques de leur utilisation a posé de nouvelles exigences en matière de défense antiaérienne. Il doit être insonorisant, suffisamment efficace pour toute la gamme d'altitudes et de vitesses pratiquement réalisables et assurer le combat contre des cibles de petite taille.

L'une des principales orientations vers la résolution des problèmes de défense aérienne est d'assurer une détection et un suivi fiables des cibles aériennes lors de vols à toutes les altitudes, jusqu'aux altitudes extrêmement basses, dans des conditions de contre-mesures électroniques.

Dans cette thèse, basée sur une analyse des armes d'attaque aérienne modernes et prometteuses, les exigences relatives aux principaux paramètres d'un radar de détection prometteur seront justifiées. Un dispositif de transmission radio pour ce radar a été conçu et un excitateur de signal PCM multifréquence avec excursion de fréquence discrètement variable a été développé.

1 . ANALYSE DU MODERNE ET PROMETTEURMOYENS D'ATTAQUE AÉRIENNE

Ces dernières années, l’éventail des formes de menace militaire s’est considérablement élargi. L’accent est de plus en plus mis sur l’augmentation de la présence d’importantes forces américaines sur une base permanente ou temporaire et sur l’augmentation de la capacité de les renforcer rapidement pour relever les défis internationaux par la menace ou le recours direct à la puissance militaire.

Dans le contexte de changements spectaculaires survenant sur la scène internationale et associés à l'intensification des processus de traités visant à réduire divers types de forces armées et d'armes, améliorant ainsi les relations entre les États-Unis et la Russie, les dirigeants militaro-politiques américains achèvent une révision de la stratégie militaire, qui repose sur quatre dispositions principales : assurer la dissuasion stratégique par la dissuasion, maintenir le déploiement avancé dans les régions clés, répondre efficacement aux situations de crise et maintenir la capacité d'augmenter rapidement la taille et la puissance des forces armées si nécessaire.

Dans les années 1990, la stratégie militaire américaine a adopté une nouvelle approche pour déterminer le type de guerres auxquelles les forces armées américaines pourraient participer. Parallèlement à la classification des guerres selon leur échelle et les moyens de les mener, la doctrine militaire américaine subdivise toutes les formes possibles de lutte armée dans les relations interétatiques selon leur intensité. Dans ce cas, on distingue trois groupes de conflits : haute, moyenne et faible intensité. Les conflits de haute intensité comprennent les guerres d'envergure mondiale entre États ou leurs coalitions, dans lesquelles les parties belligérantes utilisent toutes les armes nucléaires, chimiques et biologiques disponibles pour atteindre des objectifs politiques décisifs.

Les conflits d’intensité moyenne comprennent les guerres entre États ou coalitions d’États utilisant toutes les forces et tous les moyens, y compris l’usage limité d’armes de destruction massive.

Les dirigeants politiques et militaires américains estiment qu'à l'heure actuelle, la probabilité d'un affrontement à grande échelle entre les États-Unis et la Russie en raison de la parité nucléaire existante et de l'amélioration des relations entre les deux pays ces dernières années est faible. Dans le même temps, il est reconnu que la possibilité d'une participation américaine à des conflits de faible intensité s'est accrue, ce qui fait référence à la fois aux formes d'utilisation des forces armées (opérations de combat limitées, démonstration de force) et aux actions économiques, politiques et idéologiques qui peuvent être entreprises par les États-Unis dans diverses régions du monde dans le but de « protéger les intérêts américains ». Dans le même temps, les États-Unis s'arrogent le droit non seulement d'intervenir à leur guise dans les affaires des États souverains, mais également de déterminer sous quelle forme le faire.

Le Pentagone envisage trois aspects d’une telle intervention :

Contre les pays en développement, dirigés par des gouvernements que Washington n’aime pas ;

Soutien aux régimes pro-américains dont la stabilité est menacée ;

Contre les États qui, tels que définis par les États-Unis, comportent des « éléments terroristes » qui menacent les intérêts américains.

Malgré la réduction significative de la possibilité d'un conflit nucléaire mondial et le changement d'orientation vers la préparation des forces armées américaines à participer à des conflits de faible intensité, les dirigeants américains n'excluent pas la possibilité d'une guerre à grande échelle contre la Russie, qui, selon les estimations américaines, « a la capacité physique de détruire les États-Unis d’un seul coup écrasant ».

L’escalade de conflits de faible intensité vers des hostilités à plus grande échelle, pouvant aller jusqu’à une guerre totale, est considérée comme un moyen possible de déclencher une guerre sur les principaux théâtres. Cependant, les dirigeants militaires américains considèrent que le principal moyen de déclencher des guerres à grande échelle est une attaque surprise menée par des groupes de troupes déployés à l'avance en temps de paix.

De manière générale, les mesures prises par les États-Unis pour atteindre une supériorité militaro-stratégique et militaro-technique sur notre pays, ainsi que l'accent mis sur le recours à la force militaire pour atteindre les objectifs de politique étrangère, permettent, selon Washington, de poursuivre le cap envisagé par la stratégie de sécurité nationale, visant non seulement à « contenir globalement » la Russie, mais aussi à tirer le meilleur parti de la situation actuelle pour créer un nouveau système de relations internationales dans lequel les États-Unis se verraient attribuer le rôle de le leader incontesté, doté de pouvoirs spéciaux en raison de ses énormes atouts économiques et militaires. De ce qui a été discuté ci-dessus, il s’ensuit que l’un des opposants probables de la Russie sont les forces armées américaines et le bloc de l’OTAN dans son ensemble.

L'expérience des récentes guerres locales montre que les dirigeants américains attribuent le rôle principal à l'US Air Force et à l'OTAN dans la conduite des opérations militaires. La principale force capable de retenir l'aviation sont les troupes de défense aérienne ; il faut prendre en compte à la fois les tactiques d'utilisation et les capacités techniques des armes d'attaque aérienne.

Actuellement, les moyens d’attaque aérienne comprennent les moyens d’aviation stratégiques, les moyens d’aviation tactique, les moyens d’aviation navale, les moyens d’aviation de l’armée, les véhicules aériens sans pilote (UAV) et les armes aéroportées (Figure 1). Les TA et les avions embarqués sont considérés par le commandement des États-Unis et de l'OTAN comme la principale force de frappe sur le théâtre d'opérations dans tous les types de guerres avec et sans recours aux armes nucléaires. Les tactiques de l'aviation tactique et embarquée pour percer les défenses aériennes de l'Armée de l'Air prévoient une certaine formation opérationnelle, comprenant plusieurs groupes d'avions à diverses fins stratégiques :

Groupe de suppression des incendies de la défense aérienne de l'Armée de l'Air ;

Groupes de grève ;

Groupes de couverture directe pour les groupes d'attaque des chasseurs de défense aérienne de l'Air Force ;

Équipes de suppression électronique de la Force aérienne ;

Groupes de contrôle et de reconnaissance des résultats de la frappe ;

Groupes de détection et de contrôle radar à longue portée.

Figure 1 - Classification des armes d'attaque aérienne

Les groupes d'attaque d'avions TA et SA sont conçus pour frapper des cibles avec des avions F-111, F-117, TORNADO, JAGUAR, HARRIER, ainsi que des A-7D, A-10, ALFA-JET (tableau 1).

Les groupes de suppression d'incendie des systèmes de défense aérienne de l'Armée de l'Air sont conçus pour détruire ou désactiver les systèmes de défense aérienne de l'Armée de l'Air afin d'« aveugler » le système de défense aérienne de l'Armée de l'Air, de perturber le système de défense aérienne de la Défense aérienne et de faire des trous dans le système de défense aérienne de l'Armée de l'Air. . Les cibles des tirs peuvent être des radars, des postes de commandement, des aérodromes, des points de guidage d'avions de chasse et des positions de défense aérienne.

La méthode la plus courante de suppression des incendies des systèmes de défense aérienne de l'armée de l'air est considérée comme une attaque groupée par un vol d'avions avec couverture et utilisation de missiles conventionnels et antiradar tels que "SHRIKE", "STANDARD-ARM". ", " DANGER ", " ALARME ", " TESSIT RAINBOW ".

Tableau 1

Le principal missile anti-radar actuellement en service dans l'US Air Force et la Navy est le missile anti-radar HARM (AQM-88A). Il est conçu pour détruire les radars de défense aérienne et de défense aérienne de l'armée de l'air opérant dans la plage décimétrique et centimétrique. Les principales caractéristiques de performance du PRLR sont données dans le tableau 2.

Tableau 2

Nom	Portée de tir, km	Vitesse de vol, m/s	Précision de tir, m	Transporteurs
BRAS STANDARD
TESSIT-ARC-EN-CIEL		Petit (jusqu'à 830 km/h)

Un groupe de couverture directe pour les groupes d'attaque des chasseurs de défense aérienne de l'Air Force. L'US Air Force est armée de chasseurs intercepteurs, ainsi que de chasseurs multirôles tels que le F-2 Tornado ; FGR "fantôme", 2F-15

Les caractéristiques de performances de ces avions sont données dans le tableau 3.

Tableau 3

Le groupe de suppression électronique de l'Armée de l'Air est conçu pour mettre en œuvre un ensemble de mesures et d'actions visant à supprimer électroniquement l'ennemi et à protéger ses troupes (forces) et ses systèmes d'armes contre la suppression électronique. Il représente les mesures et les actions menées par les troupes pour supprimer et désinformer l'énergie du rayonnement électromagnétique sur les zones et systèmes électroniques ennemis.

La désinformation radio dans le système de guerre électronique vise à tromper l'ennemi en exploitant faussement les systèmes de contrôle électronique de ses troupes, en modifiant leurs modes de fonctionnement et en imitant le fonctionnement des systèmes d'information électroniques du camp adverse. Les principales méthodes de désinformation radiophonique sont :

Afficher de faux signes démasquant les SER, les objets et les conditions ;

Pénétrer délibérément dans les réseaux radio et les directions radio ennemis, en leur transmettant de fausses informations et commandes ;

Distorsion des informations, des signaux et des indicatifs d'appel ;

Augmenter l'intensité des travaux des zones de distribution dans les directions secondaires tout en maintenant le mode de fonctionnement dans les principales.

Les mesures énumérées, combinées à d’autres mesures de désinformation, peuvent donner à l’ennemi l’impression que les troupes se concentrent et préparent une opération alors qu’en réalité ce n’est pas le cas. Les activités visant à assurer la guerre électronique comprennent la recherche, l'interception et l'analyse des émissions, l'identification et la détermination de l'emplacement des équipements de guerre électronique ennemis, l'évaluation de la menace qu'ils représentent pour la suppression électronique ultérieure et la désignation de cibles pour les armes, ainsi que la gestion de leurs propres forces et de la guerre électronique. équipement.

L'US Air Force a adopté l'avion de reconnaissance RF-4C, ainsi que les avions de guerre électronique EF-111 et EC-130H. Les caractéristiques des avions de ce type sont données dans les tableaux 4, 5.

Tableau 4

Ainsi, en analysant les caractéristiques de l'utilisation des forces aériennes américaines et de l'OTAN, ainsi que sur la base de l'expérience des guerres locales, on peut constater que l'US Air Force utilise activement toutes les capacités techniques de l'aviation. Avec l’usage massif des armes aéroportées, tout est pris en compte, du relief, du terrain, des conditions météorologiques jusqu’à la tactique.

Les tactiques des opérations aériennes ennemies dans les guerres locales se caractérisent par le recours massif aux frappes aériennes, l'absence de modèle dans le choix des options de frappe, des techniques tactiques et des méthodes d'action, un soutien global aux actions des groupes de frappe, la volonté de obtenir la surprise, réduire le temps passé par les avions dans la zone de tir anti-aérien, etc. Les frappes aériennes combinées deviennent complexes et sont largement utilisées pour résoudre divers problèmes : drones, avions furtifs, radars et radars infrarouges et brouilleurs électroniques. Pour assurer une détection rapide de l'ennemi aux limites les plus éloignées de la détection, il est nécessaire d'utiliser activement des radars de détection, qui assureront la détection de l'ennemi à des altitudes allant jusqu'aux limites les plus éloignées. Cette station doit avoir une immunité aux signaux émis et au bruit à haute énergie.

2 JUSTIFICATION TACTIQUE ET TECHNIQUEPRINCIPAUX PARAMÈTRES DU RADAR

2.1 Principales caractéristiques techniquesémetteur d'impulsions

La tâche principale de la conception préliminaire d'un dispositif de transmission radio est de justifier les exigences relatives à ses caractéristiques techniques sur la base d'une analyse des exigences relatives aux caractéristiques tactiques du radar conçu, ainsi que de sélectionner une structure d'émetteur qui garantit la faisabilité de les exigences justifiées. Par conséquent, dans ce numéro, l'attention principale est accordée à l'analyse de l'influence des paramètres des signaux de sondage sur les principales caractéristiques tactiques du radar conçu.

Différents types de signaux sonores sont utilisés dans les systèmes radar :

Continu non modulé ;

Amplitude continue modulée ;

Fréquence continue modulée ;

Impulsion.

Le choix de l'un ou l'autre type de signal de sondage dépend de la nature des tâches résolues par le système radar et des conditions de son fonctionnement. Cependant, les radars PTV, ainsi que la plupart des radars destinés à d'autres fins, utilisent des signaux de sonde pulsés. Cela est dû au fait que leur utilisation permet de mesurer avec précision la distance jusqu'à une cible et de simplifier la conception du radar grâce à l'utilisation d'un système commun d'émission et de réception.

Les principaux paramètres du sondage des impulsions radio sont :

Longueur d'onde (fréquence) des oscillations générées ;

Plage de réglage ;

Puissance d'impulsion R I ;

Durée d'impulsion f I ;

Fréquence F P ou période de répétition T P des impulsions de sondage ;

Largeur du spectre PI.

Selon leur structure, les impulsions radio peuvent être :

Cohérent et incohérent ;

Simple et complexe.

Les impulsions radio sont dites cohérentes si la phase initiale d'oscillation de chaque impulsion radio est la même ou change d'impulsion en impulsion selon une certaine loi. Si la phase initiale des oscillations haute fréquence d’une impulsion à l’autre est une variable aléatoire, ces impulsions radio sont incohérentes.

Le spectre d'une séquence d'impulsions radio incohérentes est toujours continu ; sa forme est déterminée par la forme du spectre d'une seule impulsion radio. Le spectre d'une séquence cohérente d'un nombre limité d'impulsions radio est en forme de peigne, son enveloppe reprend la forme du spectre d'une seule impulsion radio. À mesure que le nombre d'impulsions dans un paquet d'impulsions radio cohérentes augmente, la largeur des crêtes spectrales diminue et se rapproche d'un spectre de raies.

Les impulsions radio sont dites simples si le produit de la largeur spectrale P I et de la durée de l'impulsion f I, appelé base du signal, est de l'ordre de l'unité :

Si B>>1, un tel signal est dit complexe. Dignité signaux simples est la simplicité de leur formation et leur traitement optimal. Cependant, leur utilisation limite la possibilité de mise en œuvre technique des exigences relatives aux caractéristiques tactiques du radar conçu. Ainsi, les radars modernes et encore plus prometteurs utilisent principalement des signaux complexes de deux types :

Impulsions radio avec modulation de fréquence intrapulse linéaire (LPM) ou non linéaire (NLM);

Impulsions radio avec manipulation de phase intra-impulsionnelle (du latin « manus » - main), dans lesquelles la phase des oscillations au sein de l'impulsion à certains intervalles de temps change brusquement de 180°. Puisque ces changements brusques se produisent selon un certain code binaire, ces impulsions sont appelées manipulation par code de phase (PCM).

La justification des exigences relatives aux caractéristiques techniques de l'émetteur est effectuée sur la base des exigences relatives aux caractéristiques tactiques du radar. Il est donc nécessaire d'analyser l'influence des structures et des paramètres des impulsions radioélectriques sur les principales caractéristiques tactiques du radar. La longueur d'onde étant un paramètre commun au système émetteur, récepteur et antenne-guide d'ondes, ses exigences doivent être justifiées au stade de la conception du système du radar dans son ensemble.

2.2 Influence des structures et des paramètres de sondage des impulsions radio sur les caractéristiques tactiques du radar

Comme on le sait, la portée maximale d'un radar est déterminée par la relation :

où E S est l'énergie du signal de l'émetteur ;

G PER - gain de l'antenne émettrice ;

Un PR est la surface effective de l'antenne de réception ;

y C - cible EPR ;

r - coefficient de discriminabilité (ou paramètre de détection) ;

N 0 est la densité spectrale de puissance du bruit propre du récepteur, recalculée à son entrée.

Considérons plus en détail les paramètres inclus dans l'expression (2.2).

Les valeurs de G PER et A PR sont justifiées lors de la conception préliminaire de l'antenne. Si une antenne est utilisée pour l'émission et la réception, il existe une connexion entre elles

Comme déjà mentionné, la longueur d'onde doit déjà être sélectionnée au stade de la conception du système du radar dans son ensemble. La surface effective de l'antenne est liée à sa surface géométrique par la relation

où n est le coefficient d'utilisation de la zone d'ouverture de l'antenne. Sa valeur est de l'ordre de 0,5 .. 0,6. La zone géométrique est limitée par les dimensions admissibles de l'antenne.

Densité spectrale de puissance du bruit :

Où k= 1,38·10 -23 J/k - Constante de Boltzmann,

T 0 - température absolue de la source de bruit équivalente (dans les calculs, T 0 = 290 k est supposé),

Ш - facteur de bruit du récepteur.

Compte tenu de la bande passante du récepteur N 0, la sensibilité maximale du récepteur est déterminée.

Le coefficient de discriminabilité est le rapport signal/bruit en puissance nécessaire pour détecter un signal avec des indicateurs de qualité donnés - la probabilité d'une détection correcte et d'une fausse alarme.

L'énergie du signal générée par l'émetteur lors de l'irradiation de la cible est directement liée à l'émetteur :

où P I est la puissance d'impulsion de l'émetteur,

f I - durée de l'impulsion de sondage,

M est le nombre d'impulsions irradiant la cible (le nombre d'impulsions dans un paquet).

Nombre d'impulsions :

où Дв 0,5 est la largeur du diagramme de rayonnement de l'antenne dans le plan azimutal (en radians),

T OBZ - période de visualisation de l'espace en azimut.

Les paramètres Дв 0,5 et Т OBZ ne concernent pas directement l'émetteur. Cela inclut R I, f I, T P. Du point de vue d'assurer une plage de détection donnée, il est nécessaire d'augmenter R I, f I et de réduire T P (ou d'augmenter F P = 1/ T P).

L'augmentation de F P est limitée par la valeur de la plage uniquement mesurée :

Une augmentation de la puissance d'impulsion s'accompagne d'une augmentation des exigences en matière de résistance électrique du chemin de génération et d'émission du signal, et conduit également à une diminution de la furtivité du radar et de sa protection contre les armes à tête chercheuse.

L'augmentation de la durée de l'impulsion (s'il s'agit d'une impulsion simple) entraîne une diminution de la résolution de la portée. résoudre les contradictions entre les exigences de portée de détection et de résolution de portée est possible sur la base du passage à des impulsions radio complexes, puisque la résolution de portée est déterminée par la largeur spectrale du signal PS :

Comme on le sait, la précision potentielle de la mesure de distance (c'est-à-dire l'erreur quadratique moyenne maximale réalisable) est déterminée par la relation

Cela montre que pour augmenter la précision potentielle, il est nécessaire d'augmenter simultanément l'énergie du signal reçu (c'est-à-dire d'augmenter le rapport signal/bruit).

d) et la largeur du spectre du signal, ce qui est impossible dans le cas de l'utilisation de simples impulsions radio.

Par conséquent, tout comme pour garantir une plage de détection donnée, des signaux complexes doivent être utilisés pour répondre aux exigences de précision de mesure de distance.

2.3 Influence des structures et des paramètres de sondage des impulsions radio sur l'immunité au bruit radar

L'immunité au bruit d'un radar est sa capacité à remplir des fonctions spécifiées avec les indicateurs de qualité requis dans des conditions d'exposition à des interférences actives et passives, intentionnelles et non intentionnelles.

Cette caractéristique est déterminée par le secret de fonctionnement du radar et son immunité au bruit.

La furtivité se mesure par la probabilité de détecter un radar fonctionnant grâce aux radiations par les moyens de reconnaissance électronique ennemis. Une réduction de cette probabilité est assurée par une diminution de la puissance d'impulsion du signal émis et une modification brusque de ses principaux paramètres.

Une évaluation quantitative de l'immunité au bruit du radar est le rapport entre la puissance du signal et la puissance d'interférence à la sortie du filtre optimal, qui garantit les valeurs requises des caractéristiques de détection et de la précision de la mesure des coordonnées.

L'immunité au bruit aux interférences sonores actives est assurée en augmentant l'énergie du signal de sondage. Dans le même temps, pour garantir le secret, il est nécessaire de ne pas augmenter sa puissance d'impulsion. Cette contradiction est résolue grâce à l'utilisation de signaux de sondage complexes.

L'augmentation de l'immunité au bruit du radar contre les effets des interférences de masquage passif est obtenue en augmentant la portée et la résolution en vitesse. Une augmentation de la résolution en distance (accompagnée d'une augmentation de la résolution des coordonnées angulaires) entraîne une diminution du volume résolu et, par conséquent, une diminution de la valeur RCS moyenne d'une source d'interférence passive (nuage de réflecteurs dipolaires, surface sous-jacente, etc.).

La résolution de vitesse vous permet d'isoler le signal souhaité à l'aide de l'effet Doppler. Fournir une résolution en termes de portée et de vitesse est associé à la nécessité de surmonter le principe d'incertitude connu dans la théorie des radars. Cette exigence est pleinement satisfaite par les paquets d'impulsions radio complexes, à condition que la durée du paquet f pack = MT p dépasse largement la durée de l'interférence passive.

où DR pp est la taille radiale de l'interférence passive.

Les systèmes qui mettent en œuvre une résolution de cible dans un contexte d'interférence passive basée sur l'utilisation de l'effet Doppler sont appelés systèmes de sélection de cible mobile (MTS). Techniquement, la mise en œuvre de systèmes SDC est possible en utilisant des paquets cohérents d’impulsions radio de sondage. Dans ce cas, il est possible diverses options construction de radars à impulsions cohérentes :

Radars véritablement cohérents (l'émetteur génère une séquence cohérente d'impulsions radio) ;

Radars pseudo-cohérents à cohérence interne (l'émetteur génère des impulsions radio incohérentes dont les phases sont stockées par l'oscillateur local dit cohérent pendant la période de répétition des impulsions de sondage) ;

Pseudo-cohérent avec cohérence externe (pour assurer la cohérence, des signaux provenant d'objets stationnaires situés dans le même élément de résolution qu'une cible mobile sont utilisés).

Le choix de l'une ou l'autre option pour la construction d'un radar à impulsions cohérentes est déterminé par les exigences d'efficacité du fonctionnement du système SDC.

De ce qui précède, il s'ensuit que les paramètres et la structure des impulsions de sondage ont un impact significatif sur la portée du radar, ses caractéristiques de précision et sa résolution en portée et en vitesse. Pour garantir la précision de la plage et des coordonnées spécifiées, il est nécessaire d'augmenter l'énergie du signal reçu, pour lequel, avec une valeur fixe de la puissance d'impulsion du signal de sondage, il est nécessaire d'augmenter la durée d'une seule impulsion et le nombre d'impulsions reçues dans une rafale. La résolution simultanée de la portée et de la vitesse est possible grâce à l'utilisation d'impulsions radio complexes.

Dans ce travail, lors du développement d'un dispositif de transmission, j'utiliserai un signal FCM, qui fournira une énergie de signal élevée, ainsi qu'une immunité au bruit.

3 . DÉVELOPPEMENT D'UN DIAGRAMME RADAR

Les radars à impulsions sont ceux dans lesquels la distance jusqu'à la cible est déterminée en mesurant le temps de retard du signal d'écho par rapport au signal d'impulsion de sondage.

La composition du schéma structurel d'une station radar est déterminée par ses fonctions (Figure 3.1).

De manière générale, pour obtenir des informations sur les cibles par la méthode radar, la station doit assurer les fonctions suivantes :

Irradiation de cibles avec de l'énergie électromagnétique (sondage de la zone de visualisation) ;

Recevoir les signaux d'écho réfléchis par la cible et les séparer des interférences ;

Affichage des informations radar reçues et mesure des coordonnées de la cible ;

Détermination de la nationalité ;

Entrée des informations radar dans le dispositif de traitement et sortie dans les canaux de communication.

Graphique 3.1

La réalisation de la première fonction est assurée par le chemin de génération et de rayonnement, qui transmet séquentiellement les signaux PCM, les transmet à l'antenne et les rayonne dans l'espace. Le chemin comprend : un dispositif de transmission, un dispositif d'alimentation et une antenne. Les fonctions de réception des signaux réfléchis par la cible et de les séparer des interférences sont assurées par le chemin de réception et de séparation des signaux des interférences. Ici, les problèmes de filtrage, d'amplification, de conversion des signaux et de séparation du bruit, des interférences passives et actives sont résolus. Les principaux éléments du parcours sont : un dispositif d'alimentation d'antenne, un dispositif de réception, un dispositif anti-interférence.

L'affichage de la situation aérienne dans la zone de visualisation radar et la détermination des coordonnées des cibles sont résolus à l'aide de terminaux radar. Les terminaux radar peuvent être des dispositifs de mesure et d'acquisition automatiques de coordonnées, d'indicateurs ou d'autres dispositifs d'affichage. Pour synchroniser le fonctionnement des dispositifs de transmission, d'indication et d'autres systèmes radar dans le temps, un système de déclenchement est nécessaire.

Pour mesurer les coordonnées à partir de dispositifs indicateurs ou par traitement automatique du signal, il est nécessaire de générer des marques d'échelle spéciales ou des codes de portée, d'azimut et d'altitude.

L'identification des cibles est effectuée dans un système d'identification spécial, dont font partie intégrante des interrogateurs radar au sol interfacés avec le radar. La spécification des éléments du schéma structurel d'un radar à impulsions, la composition, le but et l'interaction des systèmes individuels seront discutés plus en détail.

3.1 Chemin de génération et d'émission de signaux radar

Les principales tâches résolues par la voie de génération et d'émission d'un radar pulsé sont :

Création d'impulsions micro-ondes à haute énergie d'une structure, d'une durée et d'une périodicité données ;

Canaliser l'énergie de ces impulsions du dispositif émetteur vers le système d'antenne avec un minimum de pertes possibles ;

Émission directionnelle d'impulsions d'ondes électromagnétiques.

Les composants du chemin, conformément aux tâches à résoudre, sont des dispositifs de transmission, des chemins haute fréquence et des systèmes d'antennes radar (Figure 3.2).

Dans les chemins de génération et de rayonnement, en plus des principales énumérées, des tâches spécifiques supplémentaires sont résolues :

Isolation des dispositifs d'émission et de réception lors du fonctionnement en rayonnement et en réception ;

Dérivation de l'énergie micro-onde pour contrôler la puissance et le spectre du signal de sondage, commutation du dispositif de transmission vers un système d'antenne ou équivalent ;

Modification du niveau, de la structure du signal et de la fréquence porteuse ;

Protection du personnel contre les radiations.

Graphique 3.2

3.1.1 Dispositif d'antenne

Le dispositif d'antenne radar est destiné à :

Conversion de l'énergie vibratoire générée par l'émetteur en énergie des ondes électromagnétiques dans l'espace (rayonnement) ;

Capter l'énergie des ondes électromagnétiques (signaux d'écho) sous un certain angle solide de l'espace et la concentrer à l'entrée de la ligne de réception ;

Concentrations d'énergie des ondes électromagnétiques dans un certain angle solide pendant le rayonnement ;

Sélection de la direction du rayonnement et de la réception de l'énergie des ondes électromagnétiques conformément à de la manière acceptée aperçu de l'espace.

Dans un radar pulsé, les instants de mesure du signal de sondage et de réception des signaux d'écho sont séparés, ce qui permet d'assurer le fonctionnement d'une même antenne en réception et en émission.

Les paramètres des systèmes d'antennes déterminent en grande partie les capacités de combat d'une station radar, telles que la portée, la forme de la zone de visualisation, le temps nécessaire pour balayer l'espace, la précision de la détermination des coordonnées angulaires, la résolution des coordonnées angulaires et l'immunité au bruit.

Les principaux paramètres du dispositif d'antenne radar sont :

Gain de l'antenne;

Forme du motif directionnel ;

Niveau des lobes latéraux, plage ;

Résistance aux charges de vent, au givrage, aux ondes de choc ;

Possibilité de démontage et de montage rapides ;

Facilité de transport.

Le gain de l'antenne G permet d'augmenter la portée du radar, et est assuré par les dimensions physiques de l'antenne. Il existe une relation bien connue entre le gain, la taille de l’antenne et la longueur d’onde :

où A est la surface de l'antenne ;

je - longueur d'onde;

K A - coefficient d'utilisation de la surface de l'antenne ;

з А - efficacité de l'antenne.

Le gain de l'antenne est lié au coefficient directionnel G H par la relation :

La forme du diagramme de rayonnement est une caractéristique importante de l’antenne. Le diagramme directionnel de puissance d'une antenne est la dépendance du gain sur les coordonnées angulaires.

Le diagramme de rayonnement est caractérisé par la largeur du lobe principal dans le plan horizontal et vertical à mi-niveau de puissance, ainsi que par le niveau des lobes secondaires. Ces paramètres sont étroitement liés au gain et aux dimensions géométriques de l'antenne L r

où L r est la taille de la section dans le plan correspondant ;

K r est un coefficient dépendant de la répartition du champ dans l'ouverture de l'antenne (généralement K r =50є..80є).

La forme du diagramme de rayonnement de l'antenne radar dans le plan vertical a un impact significatif sur les caractéristiques du radar telles que la précision et la résolution des mesures le long des coordonnées angulaires, l'immunité au bruit et la vitesse d'observation. Pour les stations de détection radar qui assurent une surveillance circulaire de l'espace, le plus rationnel est un diagramme de rayonnement large dans le plan vertical et étroit dans le plan horizontal.

Dans la partie isodistance de la zone de détection, le gain de l'antenne doit être approximativement constant. Dans la section iso-altitude de la zone de détection, le gain d'angle d'élévation doit évoluer selon la loi du « carré cosécant ». Dans ce cas, un signal d'intensité constante arrive à l'entrée du récepteur à une altitude de vol cible constante et à différentes portées.

Le niveau des lobes secondaires affecte l'intensité des interférences actives reçues des brouilleurs, des interférences passives des objets locaux et aggrave ainsi l'immunité au bruit du radar. La réception des échos des lobes secondaires des cibles rend difficile la détermination de leur véritable emplacement.

En plus de détériorer l'immunité au bruit, les lobes secondaires provoquent une diminution de la sensibilité des canaux de réception en raison de la réception de bruit supplémentaire provenant de l'espace environnant. Le niveau des lobes latéraux dépend de manière significative de la loi de répartition du champ dans l'ouverture de l'antenne miroir et de la puissance des radiateurs individuels du réseau d'antennes.

Dans les antennes miroir valeur admissible Le niveau des lobes latéraux est de 17 à 23 dB, dans les antennes directrices, il est d'environ 15 dB. Pour réduire l'influence des lobes secondaires sur l'immunité au bruit du radar, des circuits de suppression spéciaux sont utilisés.

3.1.2 Trajectoire radar haute fréquence

Le trajet radar haute fréquence transmet l'énergie haute fréquence des impulsions de sondage de l'émetteur à l'antenne et reçoit les signaux d'écho de l'antenne à l'entrée du récepteur.

Les principales données techniques des chemins haute fréquence sont les suivantes :

Le degré d'adéquation du chemin haute fréquence avec la charge ;

Pertes d'énergie dans le trajet haute fréquence ;

Puissance maximale transmise.

Le degré d'adéquation du chemin haute fréquence avec la charge est caractérisé par le coefficient onde stationnaire tension

où est le coefficient de réflexion ;

Résistances complexes de charge et de ligne de transmission ;

ou la valeur inverse KW - le coefficient d'onde progressive.

On considère généralement que la charge est bien adaptée à la ligne de transport si K NE< 1,2 и согласована удовлетворительно, если К СВ = 1,2- 2. при К СВ менее 2 от нагрузки отражается менее 11% падающей мощности.

Les pertes d'énergie dans le trajet haute fréquence sont causées par les pertes thermiques dans les surfaces conductrices métalliques et les pertes diélectriques de la ligne de transmission.

Le montant des pertes est généralement caractérisé par le coefficient d'absorption. Pour une ligne de transmission, on utilise une valeur d'atténuation linéaire, exprimée en décibels par mètre de longueur.

Pour les guides d'ondes, la valeur de travail de l'atténuation linéaire est de 0,01 à 0,05 dB/m, pour les lignes de transmission à ruban et coaxiales de 0,05 à 0,5 dB/m. Les pertes sur le trajet radar sont de 0,5 à 1 dB pour l'émission et de 2 à 3 dB pour la réception.

La puissance maximale du trajet haute fréquence est limitée par les conditions de claquage et l'échauffement admissible du diélectrique de la ligne de transmission.

3.2 Réception du signal et chemin de sélection

Le chemin de réception et d'isolation des signaux d'écho est conçu pour transférer l'énergie des signaux cibles et des interférences des systèmes d'antennes vers l'entrée des dispositifs de réception radar, en amplifiant et en filtrant les signaux cibles sur fond d'interférences. Les signaux interférents comprennent l'énergie du bruit interne des appareils de réception et des sources de bruit externes naturelles et intentionnelles.

4 . CALCUL PRÉLIMINAIRE DU RPU. CALCUL DU REQUISPUISSANCE D'IMPULSION RPU ET GAIN D'ANTENNE

Le calcul de la puissance d'impulsion requise du dispositif de transmission radio et du gain de l'antenne sera effectué pour trois bandes d'ondes : centimétrique, décimétrique et métrique.

Tout d'abord, sélectionnons le type d'antenne et calculons les dimensions de l'antenne.

4.1 Sélection du type d'antenne, calcul des dimensions de l'antenne etgagner

L'antenne radar doit avoir un diagramme de rayonnement offrant une haute résolution en coordonnées angulaires. Les antennes les plus utilisées pour les radars pulsés sont les antennes paraboliques à miroir. Ces antennes permettent d'obtenir relativement facilement un diagramme de rayonnement offrant une haute résolution en coordonnées angulaires et un faible niveau de lobes latéraux du diagramme de rayonnement. Pour un radar à trois coordonnées avec un angle de vision en élévation parallèle, il est recommandé de sélectionner soit une découpe symétrique dans un paraboloïde de rotation comme forme de miroir, soit un cylindre parabolique avec une antenne réseau à commande de phase comme source d'alimentation.

et pour les antennes directrices

où Di est la largeur du diagramme de rayonnement de l'antenne à mi-niveau de puissance dans le plan correspondant ;

je - longueur d'onde;

UN- taille de l'antenne dans le plan correspondant ;

L est la taille longitudinale de l'antenne directrice.

Il faut tenir compte du fait que valeur minimum Le coefficient dans l'expression (4.1) correspond au niveau le plus élevé des lobes secondaires, la valeur maximale du coefficient correspond au niveau minimum des lobes secondaires, donc, pour assurer une immunité élevée au bruit du radar par lobes secondaires, la valeur du coefficient dans l’expression (4.1), il convient de choisir entre 70 et 90.

Tableau 4.1

Une fois la verticale ( UN) et horizontale ( V) dimensions du miroir, la zone géométrique de l'antenne doit être déterminée

S=(0,8..0,9) un B.(4.3)

Tableau 4.2

Le choix de l'antenne se termine par le calcul du gain de l'antenne

Tableau 4.4

Pour déterminer la valeur du coefficient de distinction total (r?), il est nécessaire, à l'aide des courbes de détection (Annexe A), sur la base des probabilités données de détection correcte D et de fausse alarme F L, de déterminer le coefficient de distinction pour un traitement optimal de r.

Pour une simple impulsion radio non modulée et un signal PCM, le filtrage optimal d'une seule impulsion (un seul échantillon du signal PCM) est remplacé par un filtrage quasi optimal. Dans ce cas, des pertes surviennent dans le rapport signal/bruit égal à

gC =0,8 dB.(4,9)

De plus, au lieu d’une accumulation cohérente, une accumulation incohérente est utilisée. Les pertes dues à une accumulation incohérente (g N) d'un pack peuvent être déterminées à partir des graphiques correspondants (Annexe B). si un traitement numérique est effectué, les pertes causées par le traitement numérique doivent également être prises en compte, c'est-à-dire prendre en compte le bruit de quantification r C. Enfin :

G? = g + g C + g H + g C. (4.10)

Tableau 4.6

Après avoir déterminé r? l'énergie du signal de sondage peut être trouvée à l'aide de la formule (4.6). l'énergie du signal de sondage est liée à la puissance de l'impulsion par la relation

E = b R I f I M, (4.11)

où b est un coefficient prenant en compte la non-rectangularité du pack. Il est recommandé de choisir b

A partir de l’expression (4.11), la puissance d’impulsion peut être déterminée. Pour un radar à trois coordonnées, la valeur de puissance d'impulsion obtenue doit être multipliée par le nombre de canaux en élévation.

4.3 Calcul approximatif de la puissance consommée du réseau

En utilisant la puissance d'impulsion, vous pouvez déterminer la puissance consommée par l'étage de sortie du dispositif de transmission radio radar à partir des alimentations

où Q=T/f I - rapport cyclique du signal,

z G - efficacité du dispositif générateur,

z M - efficacité du modulateur (z M = 0,7..0,8),

z V - efficacité du redresseur (z V = 0,8..0,9),

z T - efficacité du transformateur (z T = 0,6)

5 . DÉVELOPPEMENT DU SCHÉMA STRUCTUREL DU RPU

5.1 Fonctions assurées par le dispositif de transmission radio

Le dispositif de transmission radio remplit les fonctions suivantes :

Crée des oscillations à haute fréquence (porteuse informations utiles), qui sont obtenus à la suite de la conversion de sources d'énergie courant continu en énergie de courant à haute fréquence. Ce processus est appelé génération et le dispositif dans lequel le courant haute fréquence est créé est appelé générateur.

Les oscillations haute fréquence sont contrôlées.

La nécessité de contrôler les oscillations à haute fréquence se pose dans chacune des lignes radio, dont toute la diversité peut être réduite à deux types principaux : les communications et les radars.

Dans les liaisons radio connectées, des informations utiles sont stockées à leurs extrémités d'émission en modifiant un ou plusieurs paramètres d'oscillations haute fréquence (amplitude, fréquence ou phase) selon la loi appropriée. Le processus de contrôle des oscillations à haute fréquence est appelé modulation et le dispositif avec lequel ce processus est effectué est appelé modulateur. Dans les systèmes radar, les informations utiles ne sont pas stockées à leurs extrémités de transmission, mais apparaissent lorsque les ondes électromagnétiques sont réfléchies par des objets (cibles). Cependant, dans ce type de liaison radio, il existe également un besoin de modulation primaire ou de manipulation du courant haute fréquence pour garantir la capacité à extraire des informations utiles sur le trajet de réception. Un appareil de transmission radio se compose d'un ensemble d'équipements qui créent un courant haute fréquence modulé. Par rapport à un système radar, l'émetteur est conçu pour générer un signal sonore, et dans le cas général, pour générer un signal radio conformément aux exigences formulées lors du développement d'un système radio spécifique. En plus des fonctions mentionnées ci-dessus - génération et modulation - le dispositif d'émission radio, à l'aide d'un système d'alimentation d'antenne, effectue la canalisation et le rayonnement vers dans la bonne direction courant haute fréquence modulé ou manipulé sous forme d’ondes électromagnétiques.

5.2 Schémas fonctionnels des appareils de transmission radio. Circuits émetteurs à un et plusieurs étages

Pour remplir les fonctions ci-dessus, le dispositif de transmission radio doit être constitué d'un modulateur, d'un générateur haute fréquence, d'une antenne et d'alimentations. De plus, la plupart des émetteurs modernes incluent un système UBS (contrôle, blocage et signalisation), qui comporte des éléments d'automatisation, de contrôle et de blocage qui fournissent la séquence de commutation nécessaire, la capacité de maintenir un fonctionnement normal et de contrôler le fonctionnement du dispositif de transmission radio.

Selon les exigences du transmetteur, elles peuvent être réalisées à l'aide d'un circuit à un ou plusieurs étages. Le schéma fonctionnel d'un émetteur à un étage est illustré à la figure 5.1, qui comprend un modulateur, un générateur auto-excité, un chemin d'alimentation, une source d'alimentation, un système de contrôle automatique de fréquence et un système de contrôle, de blocage et de signalisation.

Figure 5.1 - Circuit émetteur à un étage

Pour augmenter la puissance de sortie de l'émetteur et la stabilité de la fréquence des oscillations générées, les émetteurs sont réalisés selon un circuit à plusieurs étages (Figure 5.2) ou, comme on les appelle, sous forme de chaînes d'amplification.

Figure 5.2 - Circuit émetteur à plusieurs étages

Des oscillations électromagnétiques de la stabilité requise sont créées dans un oscillateur maître (MG), puis en les multipliant en fréquence (MF) et en les amplifiant en puissance dans un préamplificateur et un amplificateur de puissance, le signal initial est amené aux paramètres requis.

5.3 Développement d'un schéma fonctionnel d'un dispositif de transmission radio

Cet appareil conçu pour générer dans chaque sondage une à quatre impulsions radio FCM à des fréquences différentes, se succédant sans intervalle de temps (Figure 5.3).

Graphique 5.3

Pour assurer une grande stabilité de la fréquence des signaux de sondage, le dispositif de transmission est conçu selon le circuit « excitatrice - amplificateur de puissance de faible puissance et très stable » (Figure 5.4).

Le pathogène forme un ensemble de signaux simples et complexes. A la sortie du shaper lors du réglage des filtres passe-bande au premier, ( P.-1) et P. composants du signal de sortie du modulateur, un ensemble d'impulsions radio simples et d'impulsions radio FCM avec les mêmes lois de modulation par déphasage est formé : à la sortie 1 - avec une fréquence φ 0 + φ M (FKM), à la sortie 2 - avec une fréquence 0 + ( P.-1)Sh M (FCM pour même P., simple pour impair P.), à la sortie 4 - avec fréquence u 0 - P. Shch M (FKM pour impair P., simple pour même P.), à la sortie 3 - avec fréquence (2 P.-1)Sh M (FKM pour tout P.). D'autres combinaisons de signaux sont possibles en fonction des réglages des filtres passe-bande.

La cohérence des impulsions à fréquence intermédiaire est assurée de la manière suivante. La tension continue à fréquence intermédiaire provenant du synthétiseur de fréquence entre dans le système de synchronisation, où elle est convertie en une séquence d'impulsions d'horloge (TI), à partir de laquelle des impulsions stroboscopiques sont formées à chaque période de répétition. Des impulsions stroboscopiques, chacune d'une durée de φ, se succèdent sans intervalle de temps. L'avant de chacun d'eux est rigidement relié à la phase de la tension à fréquence intermédiaire. Les circuits des touches s'ouvrent pendant un temps correspondant à la durée de l'impulsion stroboscopique.

Figure 5.4 - Dispositif de transmission radio

Ainsi, l'utilisation de la même tension de fréquence intermédiaire hautement stable en fréquence pour former des impulsions de sondage garantit la réception d'une séquence cohérente d'impulsions et une grande stabilité de leur répétition.

L'amplificateur de puissance sert à amplifier les signaux d'impulsion haute fréquence provenant de l'excitatrice jusqu'au niveau requis.

Afin d'affaiblir l'effet des vitesses « aveugles », ainsi que de protéger le radar des missiles anti-radar, une oscillation de la fréquence des impulsions de la sonde est utilisée. Le réglage des filtres passe-bande vous permet de générer différentes combinaisons de signaux, ce qui augmente l'immunité au bruit du radar.

Z conclusion

La situation militaro-politique dans le monde, malgré tous les efforts de notre pays, reste tendue, en raison de l'expansion du bloc de l'OTAN vers l'Est aux dépens des pays de l'ancienne communauté socialiste (République tchèque, Hongrie, Pologne), ainsi que les pays des anciennes républiques soviétiques. Par conséquent, la probabilité que l’ennemi soit capable à tout moment de lancer une frappe massive sur d’importantes cibles militaires gouvernementales ne diminue pas.

Dans le même temps, l'ennemi potentiel ne cesse d'améliorer son équipement militaire : de nouveaux types de systèmes de missiles anti-aériens, de chasseurs, de bombardiers, de lanceurs de missiles, de missiles guidés et de bombes aériennes sont créés. Les équipements de protection des avions sont en cours d'amélioration, notamment les systèmes de guerre électronique comprenant des équipements de brouillage actif et passif.

Pour contrer efficacement les frappes aériennes potentielles de l'ennemi, il faut des moyens de reconnaissance capables de détecter des cibles aériennes à des portées maximales et protégés des interférences actives et passives.

À la suite de ces travaux, une analyse a été réalisée sur les tactiques d'utilisation des systèmes d'attaque aéroportés et leur impact sur la capacité de détection d'objets aéroportés. Une analyse des méthodes de génération et des types de signaux de sondage a été réalisée, sur cette base les caractéristiques ont été calculées et une proposition a été élaborée pour améliorer le dispositif de transmission. L'excitateur de signal FCM développé permet la formation d'un ensemble de signaux simples et FCM. Cet appareil vous permet d'augmenter l'immunité au bruit du radar contre les interférences actives et passives, et assure également la détection des systèmes d'attaque aéroportés ennemis sur des lignes de détection éloignées.

Annexe A

Indicateurs de qualité pour une détection optimale de signaux cohérents avec des paramètres aléatoires

Signal avec des paramètres complètement connus

Signal de phase uniforme

Appendice B

Graphique des pertes moyennes résultant de l'accumulation d'une rafale incohérente constituée de M impulsions et utilisée pour calculer les pertes lors de l'affichage visuel d'un signal sur l'écran PPI

Graphique numérique de perte d'accumulation incohérente

(P.- nombre d'impulsions accumulées)

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Le radar émet énergie électromagnétique et détecte les échos provenant des objets réfléchis et détermine également leurs caractéristiques. L'objectif du projet de cours est d'envisager un radar polyvalent et de calculer les indicateurs tactiques de ce radar : portée maximale prenant en compte l'absorption ; résolution réelle en portée et en azimut ; réelle précision des mesures de portée et d'azimut. La partie théorique fournit un schéma fonctionnel d'un radar actif pulsé pour cibles aériennes pour le contrôle aérien.

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Les systèmes radar (radars) sont conçus pour détecter et déterminer les coordonnées actuelles (portée, vitesse, élévation et azimut) des objets réfléchis.

Le radar émet de l'énergie électromagnétique, détecte les échos provenant des objets réfléchis et détermine également leurs caractéristiques.

L'objectif du projet de cours est d'envisager un radar polyvalent et de calculer les indicateurs tactiques de ce radar : portée maximale prenant en compte l'absorption ; résolution réelle en portée et en azimut ; réelle précision des mesures de portée et d'azimut.

La partie théorique fournit un schéma fonctionnel d'un radar actif pulsé pour cibles aériennes pour le contrôle aérien. Les paramètres du système et les formules pour son calcul sont également donnés.

Dans la partie calcul, les paramètres suivants ont été déterminés : portée maximale prenant en compte l'absorption, résolution réelle de portée et d'azimut, précision de mesure de portée et d'azimut.

1. Partie théorique

1.1 Schéma fonctionnel du radarvue panoramique

Radar le domaine de l'ingénierie radio, qui permet l'observation radar de divers objets, c'est-à-dire leur détection, la mesure de coordonnées et de paramètres de mouvement, ainsi que l'identification de certaines propriétés structurelles ou physiques en utilisant des ondes radio réfléchies ou réémises par des objets ou leur propre émission radio. Les informations obtenues lors de la surveillance radar sont appelées radar. Les dispositifs de surveillance radar technique radio sont appelés stations radar (radars) ou radars. Les objets de surveillance radar eux-mêmes sont appelés cibles radar ou simplement cibles. Lors de l'utilisation d'ondes radio réfléchies, les cibles radar sont des irrégularités paramètres électriques milieu (perméabilité diélectrique et magnétique, conductivité) dans lequel se propage l'onde primaire. Cela comprend les avions (avions, hélicoptères, ballons météo, etc.), les hydrométéores (pluie, neige, grêle, nuages, etc.), les rivières et navires de mer, objets au sol (bâtiments, voitures, avions dans les aéroports, etc.), toutes sortes d'objets militaires, etc. Les objets astronomiques constituent un type particulier de cibles radar.

La source des informations radar est le signal radar. Selon les modalités d'obtention, on distingue les types de surveillance radar suivants.

1. Radar à réponse passive,basé sur le fait que les oscillations émises par le signal de sondage radar sont réfléchies par la cible et pénètrent dans le récepteur radar sous la forme d'un signal réfléchi. Ce type de surveillance est parfois également appelé radar à réponse active et passive.

Radar à réponse active,appelé radar actif à réponse active, il se caractérise par le fait que le signal de réponse n'est pas réfléchi, mais réémis à l'aide d'un transpondeur spécial - un répéteur. Dans le même temps, la portée et le contraste de l'observation radar augmentent considérablement.

Le radar passif est basé sur la réception des propres émissions radio des cibles, principalement dans les gammes millimétriques et centimétriques. Si le signal sonore dans les deux cas précédents peut être utilisé comme signal de référence, ce qui offre la possibilité fondamentale de mesurer la plage et la vitesse, alors dans ce cas, une telle possibilité n'existe pas.

Un système radar peut être considéré comme un canal radar, similaire aux canaux de communication radio ou de télémétrie. Les principaux composants d'un radar sont un émetteur, un récepteur, une antenne et un terminal.

Les principales étapes de la surveillance radar sont :détection, mesure, résolution et reconnaissance.

Détection est le processus consistant à décider de la présence d'objectifs avec une probabilité acceptable d'une décision erronée.

La mesure vous permet d'estimer les coordonnées des cibles et les paramètres de leur mouvement avec des erreurs acceptables.

Autorisation consiste à effectuer les tâches de détection et de mesure des coordonnées d'une cible en présence d'autres cibles proches en termes de portée, de vitesse, etc.

Reconnaissance permet d'établir certains traits caractéristiques de la cible : s'agit-il d'un point ou d'un groupe, en mouvement ou en groupe, etc.

Les informations radar provenant du radar sont transmises par canal radio ou par câble au point de contrôle. Le processus de suivi radar de cibles individuelles est automatisé et effectué à l'aide d'un ordinateur.

La navigation aérienne le long de la route est assurée par les mêmes radars que ceux utilisés dans le contrôle du trafic aérien. Ils sont utilisés à la fois pour contrôler le respect d’un itinéraire donné et pour déterminer la localisation pendant le vol.

Pour effectuer l'atterrissage et son automatisation, ainsi que les systèmes de balises radio, les radars d'atterrissage sont largement utilisés, permettant de surveiller l'écart de l'avion par rapport à la trajectoire et à la trajectoire de descente.

Un certain nombre de radars aéroportés sont également utilisés dans l'aviation civile. Cela comprend principalement un radar embarqué pour détecter les formations météorologiques dangereuses et les obstacles. Habituellement, il sert également à étudier la Terre afin d'offrir la possibilité d'une navigation autonome le long de repères radar au sol caractéristiques.

Les systèmes radar (radars) sont conçus pour détecter et déterminer les coordonnées actuelles (portée, vitesse, élévation et azimut) des objets réfléchis. Le radar émet de l'énergie électromagnétique, détecte les échos provenant des objets réfléchis et détermine également leurs caractéristiques.

Considérons le fonctionnement d'un radar actif pulsé pour détecter des cibles aériennes pour le contrôle du trafic aérien (ATC), dont la structure est illustrée à la figure 1. Le dispositif de contrôle de vue (contrôle d'antenne) est utilisé pour visualiser l'espace (généralement circulaire) avec un faisceau d'antenne, étroit dans le plan horizontal et large dans le plan vertical.

Le radar en question utilise un mode de rayonnement pulsé, par conséquent, au moment où la prochaine impulsion radio de sondage se termine, la seule antenne passe de l'émetteur au récepteur et est utilisée pour la réception jusqu'à ce que la prochaine impulsion radio de sondage commence à être générée, après quoi l'antenne est à nouveau connecté à l'émetteur, et ainsi de suite.

Cette opération est effectuée par un commutateur d'émission-réception (RTS). Les impulsions de déclenchement, qui définissent la période de répétition des signaux de sondage et synchronisent le fonctionnement de tous les sous-systèmes radar, sont générées par un synchroniseur. Le signal du récepteur après le convertisseur analogique-numérique (ADC) est fourni au processeur de signal de l'équipement de traitement de l'information, où le traitement primaire de l'information est effectué, consistant à détecter le signal et à modifier les coordonnées de la cible. Des marques cibles et des traces de trajectoire sont formées lors du traitement initial des informations dans le processeur de données.

Les signaux générés, ainsi que les informations sur la position angulaire de l'antenne, sont transmis pour traitement ultérieur au poste de commande, ainsi que pour surveillance à l'indicateur de visibilité panoramique (PVI). À vie de la batterie Le radar ICO constitue le principal élément de surveillance de la situation aérienne. Un tel radar traite généralement les informations sous forme numérique. A cet effet, un dispositif de conversion du signal en code numérique (ADC) est prévu.

Figure 1 Schéma fonctionnel du radar polyvalent

1.2 Définitions et principaux paramètres du système. Formules de calcul

Caractéristiques tactiques de base du radar

Portée maximale

La portée maximale est fixée par des exigences tactiques et dépend de nombreuses caractéristiques techniques du radar, des conditions de propagation des ondes radio et des caractéristiques de la cible, qui sont soumises à des changements aléatoires dans les conditions réelles d'utilisation des stations. La portée maximale est donc une caractéristique probabiliste.

L'équation de portée en espace libre (c'est-à-dire sans prendre en compte l'influence du sol et l'absorption dans l'atmosphère) pour une cible ponctuelle établit la relation entre tous les principaux paramètres du radar.

où E est l - énergie émise en une impulsion;

S une - surface d'antenne effective;

Sefo - zone cible réfléchissante efficace;

 - longueur d'onde ;

kp - coefficient de discriminabilité (rapport d'énergie signal sur bruit à l'entrée du récepteur, qui assure la réception des signaux avec une probabilité donnée de détection correcte W par et la probabilité d'une fausse alarme Wlt);

E ch - énergie du bruit agissant lors de la réception.

Où R et - et puissance d'impulsion;

 et , - durée de pouls.

Où d ag - taille horizontale du miroir de l'antenne;

d av - taille verticale du miroir de l'antenne.

k r = k r.t. ,

où k r.t. - coefficient théorique de distinction.

k r.t. =,

où q 0 - paramètre de détection ;

N - le nombre d'impulsions reçues de la cible.

où Wlt - probabilité de fausse alerte ;

W par - probabilité de détection correcte.

où t région,

F et - fréquence d'envoi des impulsions;

Q a0,5 - largeur du diagramme de rayonnement de l'antenne à un niveau de puissance de 0,5

où est la vitesse angulaire de rotation de l'antenne.

où T révision est la période de révision.

où k =1,38  10 -23 J/deg - constante de Boltzmann ;

k ch - facteur de bruit du récepteur ;

T - température du récepteur en degrés Kelvin ( T =300K).

La portée maximale du radar, en tenant compte de l'absorption de l'énergie des ondes radio.

où  âne - coefficient d'atténuation;

D - largeur de la couche d'affaiblissement.

Portée minimale du radar

Si le système d'antenne n'impose aucune restriction, la portée minimale du radar est déterminée par la durée de l'impulsion et le temps de récupération du commutateur d'antenne.

où c est la vitesse de propagation d'une onde électromagnétique dans le vide, c = 3∙10 8 ;

 et , - durée de pouls;

τ dans - temps de récupération du commutateur d'antenne.

Résolution de la portée radar

La résolution de portée réelle lors de l'utilisation d'un indicateur de visibilité panoramique comme périphérique de sortie sera déterminée par la formule

 (D)=  (D) sueur +  (D) ind,

g de  (D) sueur - résolution de portée potentielle ;

 (D) ind. - résolution de plage de l'indicateur.

Pour un signal sous forme de rafale incohérente impulsions rectangulaires:

où c est la vitesse de propagation d'une onde électromagnétique dans le vide ; c = 3∙10 8 ;

 et , - durée de pouls;

 (D) ind. - la résolution de plage de l'indicateur est calculée par la formule

g de D shk - valeur limite de l'échelle de portée ;

k e = 0,4 - facteur d'utilisation de l'écran,

Q f - qualité de focalisation du tube.

Résolution en azimut du radar

La résolution azimutale réelle est déterminée par la formule :

 ( az) =  ( az) sueur +  ( az) ind,

où  ( az ) pot - résolution potentielle en azimut lors de l'approximation du diagramme de rayonnement d'une courbe de Gauss ;

 ( az ) ind - résolution azimutale de l'indicateur

 ( az ) sueur =1,3  Q une 0,5 ,

 ( az ) ind = d n M f ,

où DN - diamètre du spot du tube cathodique ;

Mf échelle d'échelle.

où r - supprimer le repère du centre de l'écran.

Précision de la détermination des coordonnées par plage Et

La précision de la détermination de la portée dépend de la précision de la mesure du retard du signal réfléchi, des erreurs dues à un traitement sous-optimal du signal, de la présence de retards de signal non pris en compte dans les chemins de transmission, de réception et d'indication et d'erreurs aléatoires dans la mesure de la portée dans les dispositifs indicateurs.

La précision est caractérisée par l'erreur de mesure. L'erreur quadratique moyenne résultante de la mesure de la plage est déterminée par la formule :

où  (D) transpire - erreur potentielle de mesure de portée.

 (D) répartition erreur due à la non-linéarité de la propagation ;

 (D) application - erreur matérielle.

où q 0 - double rapport signal/bruit.

Précision de la détermination des coordonnées azimutales

Des erreurs systématiques dans les mesures d'azimut peuvent survenir en raison d'une orientation imprécise du système d'antenne radar et d'une inadéquation entre la position de l'antenne et l'échelle électrique d'azimut.

Les erreurs aléatoires dans la mesure de l'azimut cible sont causées par l'instabilité du système de rotation de l'antenne, l'instabilité des schémas de génération de marquage d'azimut, ainsi que des erreurs de lecture.

L’erreur quadratique moyenne résultante dans la mesure de l’azimut est déterminée par :

Données initiales (option 5)

1. Longueur d'onde  , [cm] …............................................. .............................. .... 6
2. Puissance d'impulsion R et , [kW] .............................................. .............. 600
3. Durée de pouls et , [μs] .............................................. ...... ........... 2,2
4. Fréquence d'envoi d'impulsions F et , [Hz]............................................................ ....... ...... 700
5. Taille horizontale du miroir d'antenne d ag [m] ....................... 7
6. Taille verticale miroirs d'antenne d av , [m] ....................... 2,5
7. Examen de la période de révision T , [Avec] .............................................. .............................. 25
8. Facteur de bruit du récepteur k ch ................................................. ....... 5
9. Probabilité de détection correcte W par ............................. .......... 0,8
10. Probabilité de fausse alerte Est-ce que... ................................................ ....... 10 -5
11. Diamètre de l'écran de l'indicateur de vue autour d e , [mm] .................... 400
12. Zone cible réfléchissante efficace S efo, [m 2 ] …...................... 30
13. Qualité de mise au point Q f ............................................................... ...... 400
14. Limite d'échelle de plage D shk1 , [km] .......................... 50 D shk2 , [km] ............................ 400
15. Marques de mesure de portéeD , [km] ............................................ 15
16. Marques de mesure d'azimut , [degré] ........................................... 4

2. Calcul des indicateurs tactiques du radar polyvalent

2.1 Calcul de la portée maximale en tenant compte de l'absorption

Premièrement, la portée maximale du radar est calculée sans tenir compte de l'atténuation de l'énergie des ondes radio lors de la propagation. Le calcul s'effectue selon la formule :

(1)

Calculons et établissons les quantités incluses dans cette expression :

E isl = P et  et =600  10 3  2,2  10 -6 =1,32 [J]

S a = d ag d av =  7  2,5 = 8,75 [m 2 ]

k r = k r.t.

k r.t. =

101,2

0,51 [degrés]

14,4 [degrés/s]

En substituant les valeurs résultantes, nous aurons :

t région = 0,036 [s], N = 25 impulsions et k r.t. = 2,02.

Soit = ​​10, alors k P =20.

E ch - énergie du bruit agissant lors de la réception :

E w = kk w T = 1,38  10 -23  5  300=2,07  10 -20 [J]

En substituant toutes les valeurs obtenues dans (1), on trouve 634,38 [km]

Déterminons maintenant la portée maximale du radar, en tenant compte de l'absorption de l'énergie des ondes radio :

(2)

Valeur  âne nous le trouvons à partir des graphiques. Pour =6 cm  âne pris égal à 0,01 dB/km. Supposons que l'atténuation se produise sur toute la plage. Sous cette condition, la formule (2) prend la forme d'une équation transcendantale

(3)

Nous résolvons graphiquement l’équation (3). Pour osl = 0,01 dB/km et D max = 634,38 km calculés D max.osl = 305,9 km.

Conclusion: D'après les calculs obtenus, il ressort clairement que la portée maximale du radar, compte tenu de l'atténuation de l'énergie des ondes radio lors de la propagation, est égale à D max.os l = 305,9 [km].

2.2 Calcul de la portée réelle et de la résolution en azimut

La résolution de portée réelle lors de l'utilisation d'un indicateur de visibilité panoramique comme périphérique de sortie sera déterminée par la formule :

 (D) =  (D) sueur +  (D) ind

Pour un signal sous la forme d'un train incohérent d'impulsions rectangulaires

0,33 [km]

pour D shk1 =50 [km],  (D) ind1 =0,31 [km]

pour D shk2 =400 [km],  (D) ind2 =2,50 [km]

Résolution de la plage réelle :

pour D sem1 =50 km  (D) 1 =  (D) sueur +  (D) ind1 =0,33+0,31=0,64 [km]

pour D sem2 =400 km  (D) 2 =  (D) sueur +  (D) ind2 =0,33+2,50=2,83 [km]

Nous calculons la résolution azimutale réelle à l'aide de la formule :

 ( az) =  ( az) sueur +  ( az) ind

 ( az ) sueur =1,3  Q a 0,5 =0,663 [deg]

 ( az ) ind = d n M f

En prenant r = k e d e / 2 (repère sur le bord de l'écran), on obtient

0,717 [degrés]

 ( az )=0,663+0,717=1,38 [deg]

Conclusion: La résolution réelle de la plage est :

pour D shk1 = 0,64 [km], pour D shk2 = 2,83 [km].

Résolution azimutale réelle :

 ( az )=1,38 [deg].

2.3 Calcul de la précision réelle des mesures de distance et d'azimut

La précision est caractérisée par l'erreur de mesure. L'erreur quadratique moyenne résultante dans la mesure de la plage sera calculée à l'aide de la formule :

40,86

 (D) sueur = [km]

Erreur due à la non-linéarité de la propagation (D) répartition négligé. Erreurs matérielles (D) application se réduisent à des erreurs de lecture sur l’échelle indicatrice (D) indicateur . Nous adoptons la méthode de comptage par marques électroniques (anneaux d'échelle) sur l'écran indicateur d'affichage panoramique.

 (D) ind = 0,1  D =1,5 [km], où  D - prix de division d'échelle.

 (D) = = 5 [km]

Nous déterminons l’erreur quadratique moyenne résultante dans la mesure de l’azimut de la même manière :

0,065

 ( az ) ind =0,1   = 0,4

Conclusion: Après avoir calculé l'erreur quadratique moyenne résultante de la mesure de la plage, nous obtenons (D)  ( az) =0,4 [deg].

Conclusion

Dans ce cours, les paramètres d'un radar actif pulsé ont été calculés (portée maximale prenant en compte l'absorption, résolution réelle en portée et en azimut, précision des mesures de portée et d'azimut) pour la détection de cibles aériennes pour le contrôle du trafic aérien.

Lors des calculs, les données suivantes ont été obtenues :

1. La portée maximale du radar, compte tenu de l'atténuation de l'énergie des ondes radio lors de la propagation, est égale à D max.osl = 305,9 [km] ;

2. La résolution en plage réelle est égale à :

pour D sem1 = 0,64 [km] ;

pour D shk2 = 2,83 [km].

Résolution azimutale réelle : ( az )=1,38 [deg].

3. L'erreur quadratique moyenne résultante de la mesure de la plage est obtenue(D) =1,5 [km]. Erreur quadratique moyenne de la mesure de l'azimut ( az ) =0,4 [deg].

Les avantages des radars à impulsions incluent la facilité de mesurer les distances des cibles et leur résolution de portée, en particulier lorsqu'il y a de nombreuses cibles dans la zone de visualisation, ainsi qu'un découplage temporel presque complet entre les oscillations reçues et émises. Cette dernière circonstance permet d'utiliser la même antenne pour l'émission et la réception.

L'inconvénient des radars pulsés est la nécessité d'utiliser une puissance de crête élevée des oscillations émises, ainsi que l'incapacité de mesurer de courtes distances et de grandes zones mortes.

Les radars sont utilisés pour résoudre un large éventail de problèmes : depuis l'atterrissage en douceur des engins spatiaux sur la surface des planètes jusqu'à la mesure de la vitesse des mouvements humains, du contrôle des armes dans les systèmes de défense antimissile et anti-aérienne jusqu'à la protection personnelle.

Bibliographie

1. Vasin V.V. Gamme de systèmes de mesure radiotechniques. Développement méthodologique. -M.:MIEM 1977
2. Vasin V.V. Résolution et précision des mesures dans les systèmes de mesure radiotechniques. Développement méthodologique. - M. : MIEM 1977
3. Vasin V.V. Méthodes de mesure des coordonnées et de la vitesse radiale des objets dans les systèmes de mesure d'ingénierie radio. Notes de lecture. - M. : MIEM 1975.

4. Bakoulev P.A. Systèmes radar. Manuel pour les universités. M. : « Radio-

Techniques" 2004

5. Systèmes radio: Manuel pour les universités / Yu. M. Kazarinov [etc.] ; Éd. Yu. M. Kazarinova. M. : Académie, 2008. 590 p. :

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Le principe de fonctionnement d'un radar à impulsions peut être compris en considérant le « Schéma fonctionnel simplifié d'un radar à impulsions (Fig. 3.1, diapositive 20, 25 ) et des graphiques expliquant le fonctionnement d'un radar à impulsions (Fig. 3.2, diapositive 21, 26 ).

Il est préférable de commencer à envisager le fonctionnement d'un radar à impulsions à partir de l'unité de synchronisation (unité de lancement) de la station. Ce bloc fixe le « rythme » de fonctionnement de la station : il fixe la fréquence de répétition des signaux sonores, synchronise le fonctionnement du dispositif indicateur avec le fonctionnement de l'émetteur de la station. Le synchroniseur produit des impulsions pointues à court terme ET zapper avec une certaine fréquence de répétition T P.. Structurellement, le synchroniseur peut être réalisé sous la forme d'un bloc séparé ou être une seule unité avec le modulateur de station.

Modulateur contrôle le fonctionnement du générateur de micro-ondes, l'allume et l'éteint. Le modulateur est déclenché par des impulsions de synchronisation et génère de puissantes impulsions rectangulaires de l'amplitude requise U m et durée τ Et. Le générateur micro-ondes n'est allumé qu'en présence d'impulsions modulatrices. La fréquence de commutation du générateur de micro-ondes et, par conséquent, le taux de répétition des impulsions de sondage sont déterminés par la fréquence des impulsions du synchroniseur. T P.. La durée de fonctionnement du générateur de micro-ondes à chaque mise sous tension (c'est-à-dire la durée de l'impulsion de sondage) dépend de la durée de l'impulsion formée dans le modulateur τ Et. Durée d'impulsion du modulateur τ Et s'élève généralement à des unités de microsecondes, et les pauses entre elles sont des centaines et des milliers de microsecondes.

Sous l'influence de la tension du modulateur, le générateur micro-ondes génère de puissantes impulsions radio U gène, dont la durée et la forme sont déterminées par la durée et la forme des impulsions du modulateur. Les oscillations à haute fréquence, c'est-à-dire les impulsions de sondage du générateur de micro-ondes, pénètrent dans l'antenne via le commutateur d'antenne. La fréquence d'oscillation des impulsions radio est déterminée par les paramètres du générateur de micro-ondes.

Commutateur d'antenne (AP) offre la possibilité de faire fonctionner l’émetteur et le récepteur sur une antenne commune. Pendant la génération de l'impulsion de sondage (μs), il connecte l'antenne à la sortie de l'émetteur et bloque l'entrée du récepteur, et le reste du temps (le temps de pause est de centaines, milliers de μs) il connecte le l'antenne à l'entrée du récepteur et la déconnecte de l'émetteur. Dans les radars à impulsions, des commutateurs automatiques à grande vitesse sont utilisés comme commutateurs d'antenne.

L'antenne convertit les oscillations micro-ondes en énergie électromagnétique (ondes radio) et la concentre en un faisceau étroit. Les signaux réfléchis par la cible sont reçus par l'antenne, passent par le commutateur d'antenne et arrivent à l'entrée du récepteur U Avec, où ils sont sélectionnés, amplifiés, détectés et fournis aux dispositifs indicateurs via un équipement anti-interférence.

L'équipement anti-brouillage n'est activé qu'en cas d'interférence passive et active dans la zone de couverture radar. Cet équipement sera étudié en détail dans le thème 7.

Le dispositif indicateur est le dispositif terminal du radar et est utilisé pour afficher et récupérer les informations radar. Le circuit électrique et la conception des dispositifs indicateurs sont déterminés par l'objectif pratique de la station et peuvent être très différents. Par exemple, pour les radars de détection, à l'aide de dispositifs indicateurs, la situation aérienne doit être reproduite et les coordonnées des cibles D et β doivent être déterminées. Ces indicateurs sont appelés indicateurs à 360 degrés (PVI). Les radars de mesure d'altitude cible (altimètres) utilisent des indicateurs d'altitude. Les indicateurs de portée mesurent uniquement la distance jusqu'à la cible et sont utilisés pour le contrôle.

Pour déterminer avec précision la portée, il est nécessaire de mesurer l'intervalle de temps t h(dizaines et centaines de microsecondes) avec une grande précision, c'est-à-dire que des dispositifs à très faible inertie sont nécessaires. Par conséquent, les indicateurs de portée utilisent des tubes cathodiques (CRT) comme instruments de mesure.

Note. Le principe de la mesure de portée a été étudié dans la leçon 1. Par conséquent, lors de l'étude de cette question, l'attention principale doit être accordée à la formation d'un balayage sur le PPI.

L'essence de la mesure de plage (temps de retard t h) l'utilisation d'un tube cathodique peut être expliquée à l'aide de l'exemple de l'utilisation d'un balayage linéaire dans un tube avec contrôle électrostatique du faisceau d'électrons.

Lors du balayage linéaire dans un tube cathodique, le faisceau d'électrons est influencé par la tension de balayage U R. se déplace périodiquement à vitesse constante en ligne droite de gauche à droite (Fig. 1.7, diapositive 9, 12 ). La tension de balayage est générée par un générateur de balayage spécial, qui est déclenché par la même impulsion de synchronisation que le modulateur de l'émetteur. Par conséquent, le mouvement du faisceau à travers l’écran commence à chaque fois que l’impulsion de la sonde est envoyée.

Lors de l'utilisation d'une marque d'amplitude cible, le signal réfléchi provenant de la sortie du récepteur fait dévier le faisceau dans une direction perpendiculaire. Ainsi, le signal réfléchi peut être vu sur l’écran du tube. Plus la cible est éloignée, plus le temps s'écoule avant que l'impulsion réfléchie apparaisse et plus le faisceau a le temps de se déplacer vers la droite le long de la ligne de balayage. Évidemment, chaque point de la ligne de balayage correspond à un certain moment d'arrivée du signal réfléchi et, par conséquent, à une certaine valeur de distance.

Les radars fonctionnant en mode de visualisation panoramique utilisent des indicateurs de visualisation panoramique (PVI) et des CRT avec déviation du faisceau électromagnétique et une marque de luminosité. L'antenne radar à faisceau étroit (BP) est déplacée par le mécanisme de rotation de l'antenne dans le plan horizontal et « visualise » l'espace environnant (Fig. 3.3, diapositive,

Sur le PPI, la ligne de balayage de distance tourne en azimut de manière synchrone avec l'antenne, et le début du mouvement du faisceau d'électrons depuis le centre du tube dans la direction radiale coïncide avec le moment d'émission de l'impulsion de sondage. La rotation synchrone du balayage sur le PPI avec l'antenne radar est réalisée à l'aide d'un entraînement synchrone de puissance (SSD). Les signaux de réponse sont affichés sur l'écran indicateur sous la forme d'une marque de luminosité.

PPI vous permet de déterminer simultanément la plage D et azimut β objectifs. Pour faciliter la référence sur l'écran PPI électroniquement les marques d'échelle sont dessinées sous forme de cercles et les marques d'azimut sous forme de lignes radiales brillantes (Fig. 3.3, diapositive, 8, 27 ).

Note. À l'aide d'un téléviseur et d'une carte TV, invitez les élèves à déterminer les coordonnées des cibles. Précisez l'échelle de l'indicateur : les marques de distance suivent après 10 km, les marques d'azimut – après 10 degrés.

CONCLUSION

(glisser 28)

Déterminer la distance à un objet à l'aide de la méthode des impulsions revient à mesurer le temps de retard t h signal réfléchi par rapport à l’impulsion de sondage. Le moment d'émission de l'impulsion de sondage est considéré comme le début du compte à rebours du temps de propagation des ondes radio.

Avantages des radars à impulsions :

commodité d'observation visuelle de toutes les cibles irradiées par l'antenne simultanément sous forme de marques sur l'écran indicateur ;

le fonctionnement alternatif de l'émetteur et du récepteur permet l'utilisation d'une antenne commune pour l'émission et la réception.

Deuxième question d'étude.

Indicateurs clés de la méthode impulsionnelle

Les principaux indicateurs de la méthode impulsionnelle sont (diapositive 29) :

Portée maximale déterminée sans ambiguïté, D;

résolution de plage, δD;

portée minimale détectable, D min .

Regardons ces indicateurs.

Portée maximale sans ambiguïté

La portée maximale d'un radar est déterminée par la formule de base du radar et dépend des paramètres du radar.

L'absence d'ambiguïté de la détermination de la distance à un objet dépend de la période de répétition des impulsions de sondage T P.. De plus, cette question sera formulée comme suit.

La portée maximale du radar est de 300 km. Déterminer le temps de retard jusqu'à une cible située à cette distance

La période de répétition des impulsions de sondage a été choisie pour être de 1 000 µs. Déterminer la distance jusqu'à la cible dont le temps de retard est égal à T P.

Il y a deux cibles dans l'espace aérien : la cible n°1 à une portée de 100 km et la cible n°2 à une portée de 200 km. À quoi ressembleront les marques de ces cibles sur l'indicateur radar (Fig. 3.4, diapositive 22, 30 ).

Lors du sondage de l'espace avec des impulsions avec une période de répétition de 1000 μs, la marque de la cible n°1 sera affichée à une distance de 50 km, car après une portée de 150 km une nouvelle période de balayage commencera et la cible lointaine donnera un marque au début de l'échelle (à une distance de 50 km). La plage calculée ne correspond pas à la plage réelle.

Comment éliminer toute ambiguïté dans la détermination de la portée ?

Après avoir résumé les réponses des élèves, tirez la conclusion suivante :

Pour déterminer sans ambiguïté la portée, il est nécessaire de sélectionner la période de répétition des impulsions de sondage en fonction de la portée maximale spécifiée du radar, c'est-à-dire

Pour une portée donnée de 300 km, la période de répétition des impulsions de sondage doit être supérieure à 2000 µs ou la fréquence de répétition doit être inférieure à 500 Hz.

De plus, la portée maximale détectable dépend de la largeur du faisceau, de la vitesse de rotation de l'antenne et du nombre requis d'impulsions réfléchies par la cible par rotation de l'antenne.

La résolution de portée (δD) est la distance minimale entre deux cibles situées au même angle d'azimut et d'élévation à laquelle les signaux réfléchis par elles sont observés séparément sur l'écran indicateur.(Fig. 3.5, diapositive 23, 31, 32 ).

Pour une durée donnée de l'impulsion de sondage τ Et et la distance entre les cibles ∆D 1 les cibles n°1 et n°2 sont irradiées séparément. Avec la même durée d'impulsion, mais à distance entre les cibles ∆D 2 les cibles n°3 et n°4 sont irradiées simultanément. Par conséquent, dans le premier cas, les PPI seront visibles séparément à l’écran, et dans le second, ensemble. Il s'ensuit que pour une réception séparée de signaux impulsionnels, il est nécessaire que l'intervalle de temps entre les instants de leur réception soit supérieur à la durée de l'impulsion τ Et (∆ t > τ Et )

Différence minimale (D 2 - D 1 ), dans lequel les cibles sont visibles séparément sur l'écran, il existe par définition une résolution de portée δD, ainsi

En plus de la durée d'impulsion τ Et La résolution de portée de la station est influencée par la résolution de l'indicateur, déterminée par l'échelle de balayage et le diamètre minimum du point lumineux sur l'écran CRT ( d P. ≈ 1mm). Plus l'échelle de balayage de la plage est grande et meilleure est la focalisation du faisceau CRT, meilleure est la résolution de l'indicateur.

En général, la résolution en portée du radar est égale à

Où δD Et– résolution de l'indicateur.

Le moins δD , meilleure est la résolution. Généralement, la résolution de portée d'un radar est δD= (0,5...5)km.

Contrairement à la résolution en distance, la résolution en coordonnées angulaires (azimut δβ et l'élévation δε ) Pas dépend de la méthode radar et est déterminé par la largeur du diagramme de rayonnement de l'antenne dans le plan correspondant, qui est généralement mesurée à mi-niveau de puissance.

Résolution en azimut du radar δβ Ô est égal à:

δβ Ô = φ 0,5r Ô + δβ Et Ô ,

Où φ 0,5r Ô– largeur du diagramme de rayonnement à mi-puissance dans le plan horizontal ;

δβ Et Ô- résolution azimutale de l'équipement indicateur.

Les capacités haute résolution du radar permettent d'observer séparément et de déterminer les coordonnées de cibles proches.

La portée minimale détectable est la distance la plus courte à laquelle la station peut encore détecter la cible. Parfois, l’espace autour de la station dans lequel les cibles ne sont pas détectées est appelé zone « morte ». ( glisser 33 ).

L'utilisation d'une antenne dans un radar à impulsions pour transmettre des impulsions de sondage et recevoir des signaux réfléchis nécessite d'éteindre le récepteur pendant la durée de l'émission de l'impulsion de sondage. τ toi. Par conséquent, les signaux réfléchis arrivant à une station lorsque son récepteur n'est pas connecté à l'antenne ne seront pas reçus et enregistrés sur les indicateurs. La durée pendant laquelle le récepteur ne peut pas recevoir les signaux réfléchis est déterminée par la durée de l'impulsion de sondage. τ toi et le temps nécessaire pour faire passer l'antenne de l'émission à la réception après exposition à une impulsion de sondage de l'émetteur t V .

Connaissant ce temps, la valeur de la plage minimale D min le radar à impulsions peut être déterminé par la formule

Où τ toi- durée de l'impulsion de la sonde radar ;

t V- le temps de mise sous tension du récepteur après la fin de l'impulsion de sondage de l'émetteur (unités - μs).

Par exemple. À τ toi= 10µs D min = 1500 m

à τ toi= 1 µs D min = 150 m.

Il convient de garder à l'esprit qu'une augmentation du rayon de la zone « morte » D min résulte de la présence sur l'écran d'un indicateur réfléchi par les objets locaux et de la plage de rotation limitée de l'antenne en élévation.

CONCLUSION

La méthode du radar à impulsions est efficace pour mesurer les portées d'objets situés à de longues distances.

Troisième question d'étude

Méthode de rayonnement continu

Parallèlement à l'utilisation de la méthode radar pulsée, elle peut être réalisée à l'aide d'installations à rayonnement énergétique continu. Avec la méthode de rayonnement continu, il est possible d’envoyer plus d’énergie vers la cible.

Outre l'avantage de l'ordre énergétique, la méthode de rayonnement continu est inférieure à la méthode pulsée dans un certain nombre d'indicateurs. Selon le paramètre du signal réfléchi qui sert de base à la mesure de la distance jusqu'à la cible, la méthode radar continue distingue :

méthode radar de phase (phasométrique);

méthode radar de fréquence.

Des méthodes radar combinées sont également possibles, notamment à phase d'impulsion et à fréquence d'impulsion.

Avec la méthode des phases Dans le radar, la distance à la cible est jugée par la différence entre les phases des oscillations réfléchies émises et reçues. Les premières méthodes métriques de phase pour mesurer la distance ont été proposées et développées par les académiciens L.I. Mandelstam et N.D. Papaleksi. Ces méthodes ont trouvé une application dans les systèmes de radionavigation aéronautique à longue portée et à ondes longues.

Avec la méthode des fréquences En radar, la distance à la cible est jugée par la fréquence des battements entre les signaux directs et réfléchis.

Note. Les étudiants étudient ces méthodes de manière indépendante. Littérature : Slutsky V.Z. Technologie impulsionnelle et principes fondamentaux du radar. p. 227-236.

CONCLUSION

Déterminer la distance à un objet à l'aide de la méthode des impulsions revient à modifier le temps de retard tres du signal réfléchi par rapport à l'impulsion de sondage.

Pour déterminer sans ambiguïté la distance à un objet, il faut que t zap.max ≤ T p.

La résolution en distance δD est d'autant meilleure que la durée de l'impulsion de sondage τ u est courte.