3. RADAR BLOKKÁBRA

A koherens vételt biztosító és CTC-eszközt tartalmazó impulzusradarokat mozgó célkiválasztó radaroknak (MTS radaroknak) nevezik.

A radar SDC-vel való használatának fő célja az álló célpontok (épületek, dombok, fák) passzív interferencia jeleinek visszautasítása, valamint a mozgó célpontokról visszaverődő jelek elkülönítése további detektorokban való felhasználáshoz és a radarhelyzet jelzőn való megjelenítéséhez.

Az SDC-vel rendelkező radarokat valódi koherens és pszeudokoherens csoportokra osztják.

Valódi koherens radarok esetén a hangzó jel olyan rádióimpulzusok koherens sorozata, ahol az összes rádióimpulzus azonos kezdeti fázisa van, vagy a rádióimpulzusok kezdeti fázisai között ismert különbség van, egymástól .

Az álkoherens radaroknál a hangzó jel inkoherens rádióimpulzus-sorozat, de a vett jelek feldolgozása során a kezdeti fázisok véletlenszerűségét használják ki úgy, hogy a vétel koherenssé válik.

Más szóval, mind a valódi koherens radarokban, mind a pszeudokoherens radarokban a vevő lineáris útvonalának kimenetén a jel, amelyet akkor kapunk, amikor a szondázási jel visszaverődik egy állóponti célpontról, egy impulzusos koherens burst, amelynek ugyanaz a jele. a rádióimpulzusok kezdeti fázisaiban, és amikor visszaverődik egy mozgó célpontról, a radiális sebességgel mozgó célpontról a rádióimpulzusok kezdeti fázisai a szomszédos ismétlési periódusokban különböznek egymástól.

A koherens impulzusú radarok működésének elemzésekor általában abból indulunk ki, hogy a főnyalábon belül a sugárzási mintázat állandó, a főnyalábon kívül pedig nincs sugárzás vagy vétel. Ez a feltevés lehetővé teszi azt a feltételezést, hogy még az antenna letapogatását is figyelembe véve a mozgó vagy álló célpontról érkező tapintójel visszaverésével kapott koherens burst összes impulzusának amplitúdója azonos.

Az igazi koherens radarok egy többfokozatú, kimeneti teljesítményerősítős adóra épülnek, a pszeudokoherens radarok pedig egy nagyfrekvenciás generátorra.

A tervezett radarhoz komplex jeleket kell használni, ehhez általában igaz-koherens radarokat használnak.

A 3.1. ábra a valódi koherens radarok egyik változatának egyszerűsített blokkdiagramját mutatja.

Rizs. 3.1 A radar általános blokkvázlata

A valódi koherens radar kibővített blokkdiagramja a 3. függelékben található.

Ebben az SDC-vel ellátott radarban impulzusmodulációval ellátott teljesítményerősítőt (PA) használnak adóként, és a referenciajelet egy stabil harmonikus generátor (SG) segítségével állítják elő f frekvencián stb. Ennek a sémának az az előnye, hogy nem csak a vivőfrekvencián, hanem az alacsonyabb rádiófrekvenciákon is lehetővé teszi az FMS aktív generálási módszer használatát.

A stabil oszcillátor (SG) jelét referenciajelként egy koherens detektorba (CD) táplálják. A PM jelformálóhoz (FFMS), majd a keverőhöz (SM1) is eljut, ahol egyidejűleg a helyi helyi oszcillátor (MG) jelet táplál, harmonikus oszcillációt generálva f mg =f 0 -f frekvencián stb. Az SM1 kimenetének f 0 frekvenciájú oszcillációit egy teljesítményerősítő (PA) táplálja, amelyben egy f 0 frekvenciájú harmonikus FM oszcilláció erősítése és impulzusmodulációja történik. A teljesítményerősítő kimenetén a kívánt teljesítményű és időtartamú FM impulzusok jönnek létre f n frekvenciával, amelyek egy antennakapcsolón (AS) keresztül jutnak az antennához.

Fogadási módban az AP kimenet jelei a keverőbe (SM2) kerülnek, ahol egyidejűleg az MG oszcillációját is továbbítják. A CM2 kimenet közbülső frekvenciájú jelei egy rádiófrekvenciás erősítőbe (U) kerülnek, köztes frekvenciára hangolva, majd egy illesztett szűrőre, majd a CD-re, ahol az SG kimenet referenciajelét továbbítják. A CD kimenetéről érkező jelek egy adott többszörösen átmenő perióduskompenzáció (CPC) jutnak az eszközhöz. Az unipoláris jelekké alakítás után a PSC kimenete egy impulzussorozat-tároló eszközre (BP), majd egy videoerősítőre (VA) kerül, és onnan a célkoordináták észlelésére és mérésére szolgáló eszközökre kerül.

A PTC-ben használt késleltetési vonal instabilitásának kompenzálására be kell állítani a kibocsátott impulzusok ismétlési periódusát. Erre a célra egy szinkronizációs egységet (BS) használnak, amely ezt az instabilitást figyelembe véve egy logikai áramkörön (LC) keresztül vezérli a vizsgáló impulzusokból álló csomag és a kezdeti beállítási egység (IBU) kialakulását.

Válasszuk ki ennek a szerkezeti diagramnak az elemalapot:

Az átfogó érzékelő radarokban a legszélesebb körben használt tükörantennák, amelyek egy gyengén irányított emitterből és egy tükörreflektorból állnak. A reflektor csonka parabaloid formájában készül, amely lehetővé teszi a koszekáns négyzet alakú sugárzási mintázatot.

Egy utazóhullámú csövet (TWT) használnak teljesítményerősítőként.

A radarban található vevő szuperheterodin áramkör segítségével épül fel, amely lehetővé teszi a vételi útvonal nagyobb érzékenységét. A vevő bemeneti eszköze egy félvezető keverő.

Helyi lokális oszcillátor miatt magas követelmények A frekvenciastabilitást egy stabil master oszcillátor alapján hajtják végre.

Ultrahangos késleltetési vonalak (ULL) alapján egy illesztett szűrő FM jelhez valósítható meg.

Az FMS-illesztőprogram leírása a PM-jel paramétereinek kiszámításakor történik.

BIBLIOGRÁFIA

1. Módszertani utasítások a „Radar- és rádiónavigációs rendszerek felépítésének elvei és fizikai alapjai” témakör tanulmányozásához a „Rádiótechnikai rendszerek elméletének alapjai” szakterület hallgatói számára 23.01 / Összeg. M.B. Sverdlik. – Odessza: OPI, 1991. – 112 p.

2. Előadások szövegei a „Rádiótechnikai rendszerek elméletének alapjai” tudományágról. „Jelérzékelés” szekció szakos hallgatóknak 23.01 / Összeg. M.B. Sverdlik. – Odessza: OPI. 1992. – 87 p.

3. Útmutató a „Paraméterek statisztikai becslése és a célkoordináta mérések szintézise” témakör tanulmányozásához szakos hallgatók számára 23.01 / Összeg. M.B. Sverdlik. – Odessza: OPI, 1990. – 53 p.

4. Előadások szövegei a „Rádiótechnikai rendszerek elméletének alapjai” tudományágról. „Komplex jelek” szekció szakos hallgatóknak 23.01 / Összeg. M.B. Sverdlik. – Odessza: OPU. 1996. – 51 p.

5. Útmutató a „Rádiótechnikai rendszerek elméletének alapjai” tudományterület tantárgytervezéséhez szakos hallgatók számára 23.01 / Összeg. M.B.Sverdlik, A.A.Kononov, V.G.Makarenko. – Odessza: OPI, 1991. – 52 p.

6. Lezin Yu. S. „Bevezetés a rádiótechnikai rendszerek elméletébe és technológiájába”: Tankönyv. kézikönyv egyetemek számára. –M.: Rádió és Hírközlés, 1986. – 280 p., ill.

7. „Rádiómérnöki rendszerek” / al. szerk. Yu.M. Kazarinova. – M.: Feljebb. iskola, 1990.

2. függelék

Egy illesztett szűrő blokkvázlata 15 pozíciós PM jelek koherens, 12 impulzusú burstához.

A – illeszkedő szűrő egy impulzushoz

B – impulzusburst akkumulátor

3. függelék

A radar bővített blokkvázlata

Az illesztett szűrő (MF) és egy felhalmozási egység (BN) részletes diagramja a 2. függelékben található. A CPC részletes diagramját a tanár jóvoltából nem kell átadni az egyetemistáknak.

Csökkentse a tüzek valószínűségét ebben a létesítményben. KÖVETKEZTETÉS Az Uszt-Kamenogorszki vízerőmű zsilipkamrájában a folyami közlekedés biztonságának biztosítása érdekében ebben az érettségi projektben egy felszíni célpontok észlelésére alkalmas radarállomást fejlesztettek ki, amely sokkal hatékonyabb, mint például egy videó megfigyelő. rendszer. A fő taktikai...

A műszaki kiválóság, a harci és működési tulajdonságok nem voltak alacsonyabbak a legjobb külföldi modelleknél, és gyakran meg is haladták azokat. Az ezekben az években készített minták többsége kisebb-nagyobb mértékben nagy pontosságú fegyver volt. Nagy pontosságú inerciarendszereket, korrekciós és távirányító rendszereket használtak a pályán való mozgáshoz, valamint a döntőbe bevezető rendszereket...

A vaksebesség és a távolsági kétértelműség SOI-jelenségei, amelyek kiküszöbölésére szükség volt a távolságkövető vevő konstrukciójának általánosan elfogadott sémájának megváltoztatására, valamint a DDS használatára számos probléma megoldására. Fontos műszaki megoldást találtunk a vevőrendszer tervezésekor, hogy a radar csiripelés üzemmódban történő működtetéséhez ugyanazokat a csomópontokat és a szinkronizációs rendszer elemeit használjuk...

Észlelési lehetőségek. Mivel a vett N impulzusos csomag koherens, akkor. 2. Zavarparaméterek számítása 2.1 Gát- és célinterferencia zavaró zavaró radar adóteljesítményének kiszámítása A duzzasztómű-radaroknak több fő típusa van: direkt zajadók; Jammers erős...

A szondázó jelek vivőfrekvenciájának stabilitásával szemben támasztott magas követelmények, valamint az összetett és koherens jelek előállításának szükségessége a többlépcsős áramkör felhasználásával készült átviteli eszközök megjelenéséhez vezetett. Első fokozatként kis teljesítményű gerjesztőket használnak, ezt követően pedig többfokozatú teljesítményerősítőt használnak.

Egy ilyen adóban a szondázási jel frekvenciájának stabilitását főként kis teljesítményű mesteroszcillátorok határozzák meg, amelyek frekvenciáját ismert módszerekkel, például kvarc segítségével stabilizáljuk.

A gerjesztő egy olyan áramkör szerint építhető fel, amely lehetővé teszi a gyors (néhány mikroszekundumon belüli) átkapcsolást egyik működési frekvenciáról a másikra. Lineáris frekvenciamodulált vagy fáziskód modulált jelet is generálhat az egyik módszerrel. Ezeket a kérdéseket a következő alfejezetekben részletesen tárgyaljuk.

A gerjesztő jel generálásakor biztosítani lehet annak merev kapcsolatát a keverő heterodin jelének frekvenciájával, ami kiküszöböli az AFC használatának szükségességét. Végül egy ilyen adóban lehetőség van egy koherens impulzuscsomag fogadására, amely lehetővé teszi a passzív interferencia korrelációs-szűrő kompenzációját, valamint a különböző csatornák jeleinek kombinálását egy közös bemenetre, vagy külön bemenetekre osztva. fázisú antenna különböző elemei.

Általános esetben egy többlépcsős impulzusradar adóberendezés blokkvázlata a 3.9.

3.9. ábra. Többlépcsős impulzusradar adóberendezés blokkvázlata

A gerjesztő rezgési erejének elegendőnek kell lennie az azt követő kaszkád gerjesztéséhez. Mivel a jelképzés csökkentett teljesítménnyel történik, a tapintójel szükséges kimeneti teljesítményszintjét fokozatonkénti erősítéssel érik el.

Az impulzusos radarokban az impulzusmoduláció a kimeneti teljesítményszinttől függően történik, akár egy fokozatban, akár több utolsó erős erősítési fokozatban.

Bizonyos esetekben kényelmesebb alacsonyabb frekvencián jelet generálni. Ebben az esetben az előzetes szakaszok vagy frekvenciaszorzókat vagy keverőket tartalmaznak (lásd 3.10. ábra).

3.10. Példa egy jelkondicionáló áramkörre.

Az elektronáramlás elektrodinamikus vezérlésével rendelkező eszközöket széles körben használják többlépcsős adók erősítési fokozataiként: klystronok, utazó hullámcsövek (TWT), fordított hullámú csövek (BWV) stb.

Így a többfokozatú adókészülékeket magas frekvenciastabilitási követelményekkel használják, és a „Master oscillator - teljesítményerősítő” séma szerint épülnek fel. Ilyen sugárzó eszközöket használó radarok például az 55Zh6, 22Zh6M stb.

3.3.3 Radar impulzusmodulátorok

A radarmodulátorok adott időtartamú és ismétlési periódusú nagy teljesítményű nagyfeszültségű videoimpulzusokat állítanak elő a generátor és erősítő eszközök anódáramköreinek táplálására. A különböző radarok moduláló impulzusainak időtartama egységektől több tíz mikroszekundumig terjed, az ismétlési periódus pedig több ezredmásodperc. Ez lehetővé teszi az energia felhalmozódását a kitörések közötti szünetben, és az impulzus időtartama alatt a terhelésre engedi fel.

A teljesítményerősítővel ellátott adókészülékeknél a modulátorok száma és jellemzői az erősítő vezeték áramkörétől és a használt eszközök típusától függenek. A modulátor kölcsönhatása az adókészülék elemeivel (egy végfokozatban önoszcillátorral ellátott adókészülék példájával) a 3.11. ábrán látható.

3.11. ábra. A modulátor kölcsönhatása az adóeszköz elemeivel.

A nagyfeszültségű egyenirányító a váltakozó áramú tápegységet nagy DC feszültséggé alakítja, amelyet a modulátor táplál. A modulátor vezérli a nagyfrekvenciás generátor működését. Ha az adókészülék anódmodulációt használ, akkor a szondázó impulzus időtartamával megegyező időtartamra bekapcsolja a mikrohullámú generátor anódos tápellátását. A radarmodulátor alapvető jellemzője (más rádiótechnikai eszközök modulátoraival szemben) az általa végrehajtott teljesítményátalakítás. A radar adó modulátor a nagyfeszültségű egyenirányítóból érkező energiát körülbelül az ismétlési periódussal megegyező ideig tárolja. T n. Ugyanakkor

E m = R V · T n, (3,7)

Ahol E m – a modulátor által felhalmozott energia; R c – a nagyfeszültségű egyenirányító teljesítménye.

A felhalmozott energiát a modulátor az impulzus időtartama alatt átadja a terhelésnek. Ennélfogva,

E m = R m tés (3.8)

Ahol R m a modulátor kimeneti impulzusainak teljesítménye.

A (3.7) és (3.8) képletekből kapjuk

R in = R m tés / T tétel (3.9)

Mert a tÉs<< T p, akkor R V<< R m. Ez lehetővé teszi, hogy a radar tervezésekor kisebb teljesítményű, ezért kisebb méretű és tömegű nagyfeszültségű egyenirányítót válasszunk.

A modulátor összetételét a típusa határozza meg. Azonban minden ilyen eszközre jellemző az olyan elemek jelenléte, mint a töltőfojtó, egy energiatároló eszköz, egy kapcsolóelem, egy impulzustranszformátor, védelmi és korrekciós áramkörök. Tekintsük az RTV radarokban használt impulzusmodulátorok főbb típusainak áramköreit.

Az RTV radarok adóberendezéseiben kétféle impulzusmodulátort használnak legszélesebb körben: az energiatároló eszköz teljes kisütésével; az energiatároló eszköz részleges kisütésével.

Az energiatároló eszköz lehet egy kondenzátor elektromos tere vagy egy tekercs mágneses tere. Egy mesterséges hosszú vezeték, amely egyenértékű a kapacitással vagy az induktivitással, energiatárolóként is használható.

Jelenleg a legtöbb esetben kapacitív tárolóeszközöket használnak, mert... Az induktív tárolóeszközöket nagyon alacsony hatásfok jellemzi.

A 3.12. ábra egy anód impulzusmodulációs módban működő radaradó blokkvázlatát mutatja. Amint az ábrán látható, az impulzusmodulátor két fő elemből áll: egy energiatároló eszközből és egy kapcsolókészülékből. Amikor a kapcsolókészülék nyitva van, az impulzusok közötti szünetben energia halmozódik fel a tárolóeszközben. Amikor a kapcsoló zárva van, az impulzus időtartama alatt felhalmozott energiát a mikrohullámú generátor táplálására fordítják.

3.12. ábra. Radar adó blokkvázlata.

Kapcsolóeszközként vagy elektroncsövet (triódát) vagy tranzisztoros aktív kapcsolót, vagy gázkisüléses (ionos) eszközöket - tiratronokat, vagy tirisztorokat és szabályozott szikraközöket használnak.

A vákuumcsöveken és tranzisztorokon alapuló kapcsolókészülékek fő előnye az alacsony tehetetlenség, amely lehetővé teszi azok bármikori be- és kikapcsolását egy kis teljesítményű vezérlőimpulzus segítségével, amelyet a vezérlőelektródára (lámparácsra vagy tranzisztor alapra) juttatnak. kapcsoló. A vákuumcsövek azonban nagy belső ellenállással rendelkeznek, ezért a vákuumcsöveken alapuló kapcsolók viszonylag alacsony hatásfokkal rendelkeznek.

Az ionos és tirisztoros kapcsolóeszközök alacsony belső ellenállással rendelkeznek, és könnyen átengedik a több tíz és száz amperes áramot. Az ionkapcsoló eszközök hátránya, hogy egy vezérlőimpulzus segítségével csak azt a pillanatot lehet pontosan meghatározni, amikor a tárolóeszköz kisütni kezd. Az ionkapcsoló nyitását sokkal nehezebb szabályozni. Ezért a hajtás kisütésének végét a hajtás kisütési ideje határozza meg, azaz. a hajtás paramétereitől függ.

Modulátorok kapacitív tárolóval. Az ilyen modulátorokat széles körben használják a modern radarokban. A modulátor áramkörét a 3.13. ábra mutatja.

Szimbólumok a diagramon: VAL VEL n – energiát tároló kondenzátor; NAK NEK– egy kapcsoló, amely kapcsolóként van ábrázolva; R h – korlátozó vagy töltési ellenállás; R d – a modulátor által táplált mikrohullámú generátor ellenállása.

Az impulzusok közötti szünetekben a kommutátor NAK NEK nyitott és a kondenzátor VAL VEL n áramforrásról egy ellenálláson keresztül töltődik R h, energia tárolása. A kondenzátor feszültsége a forrás feszültségére emelkedik E O. A töltés végén a kapcsoló NAK NEK a kondenzátor bekötésével zár VAL VEL n a generátorhoz, a kondenzátor pedig a generátorhoz kisül. A kondenzátor lemerülése után a kapcsoló ismét kinyílik, a tárolókapacitás új töltése történik stb.

3.13. ábra. Egyszerűsített modulátor áramkör.

Ellenállás R h meghatározza a töltés időtartamát és korlátozza az áramforrásból érkező áramot a kapcsolózárás alatt. Ennek az ellenállásnak a nagysága sokszorosa R d, így a kondenzátor viszonylag lassan töltődik, és az áram átfolyik R h a kondenzátor kisülése során elhanyagolható volt.

A vizsgált modulátorban a tárolókapacitás teljes és részleges kisütésének módjai lehetségesek. Az első esetben a kapcsoló zárt állapotban nem nyit ki, amíg a tárolókapacitás teljesen le nem merül, ekkor a feszültség nullává válik. A teljes kisülési módban működő modulátor egyes csomópontjainak feszültségoszcillogramjait a 3.14. ábra mutatja (vastag vonal).

A tárolókapacitás teljes kisütésével működő modulátor hátránya a nem kielégítő, távolról sem téglalap alakú impulzusforma és alacsony hatásfoka (kb. 50%). Ezért rendkívül ritkán használják őket.

Amikor a modulátor részleges kisülési módban működik, a kapcsoló rövid időre bezár (egyenlő a t) és akkor nyílik ki, ha a kondenzátor továbbra is tölti és megtartja a feszültséget U c jelentős. A tárolókondenzátor feszültségváltozásának természetét a 3.14. ábra mutatja (vékony vonal).

A)

b)

3.14. ábra. Feszültségoszcillogramok az egyes modulátor csomópontokon.

Modulátorok mesterséges vonallal(lineáris modulátorok). Ismeretes, hogy a vezeték a végén megnyílik, feszültségre töltődik E l, ellenállásra kisütve R=  amplitúdójú téglalap alakú feszültségimpulzust hoz létre E l/2 és időtartama

Ahol l– vonalhossz; L " , C" – a vonal elosztott induktivitása és kapacitása.

A vezetéket energiatároló eszközként használva teljes kisütésű modulátorok építhetők, amelyek jó téglalap alakú impulzusokat állítanak elő. A vonal hossza azonban elfogadhatatlan az adókban való elhelyezéshez. A modulátorokban a valódi vonalak helyett használhatunk egyedi induktivitásokból és kapacitásokból álló mesterséges vonalakat (3.15. ábra).

A mesterséges vonalakkal ellátott impulzusmodulátorokat széles körben használják a modern radaradó eszközökben (például 55Zh6 radar). Megkülönböztetik őket tömörségükről, nagy hatékonyságukról, és lehetővé teszik nagyon nagy teljesítményű impulzusok fogadását, amelyek alakja alig különbözik a téglalap alakútól.

Tekintsük a folyamatokat egy mesterséges láncsorral rendelkező modulátorban (3.15. ábra), amely három szakaszból áll.

A vonal karakterisztikus impedanciája megegyezik a terhelési ellenállással  = R d) Amikor a kapcsoló nyitva van, az áramforrás feszültségre tölti a vezetéket U l = E O. Töltés után a kapcsoló zár, és a vezetéket a generátorhoz (a terheléshez) csatlakoztatja. Az ellenállás óta R r = , akkor a kommutátor zárásakor pillanatnyi feszültség jelenik meg a generátor kapcsain E o /2. Emiatt a generátorban éles oszcillációk lépnek fel, és az impulzus elülső éle meredek lesz. A feszültség másik fele E o /2 a vezeték karakterisztikus impedanciáján leesik, és haladó feszültséghullámot okoz, amely a vezeték nyitott végére terjed, terjedése során azt részben kisüti. A hullám a vezeték nyitott végéről a polaritás megváltoztatása nélkül visszaverődik, és a vonal elejére visszatérve teljesen elnyeli a terhelés.

3.15. Modulátor egyszerűsített áramköre mesterséges vezetékkel.

A 3.15. ábra áramkörében a forrásfeszültségnek a generátor tápfeszültségének kétszerese kell lennie. Ennek a hátránynak a kiküszöbölésére a 3.16a ábra áramkörét alkalmazzuk, amelyben a vezetéket induktoron keresztül töltjük fel. L h alacsony veszteségállósággal. A tekercs a vonali kapacitással egy áramkört alkot, a vonali töltés csillapított rezgések jellegét veszi fel (3.16b. ábra). A periódus fele után a hálózati feszültség emelkedik U l = 2· E O. Ebben a pillanatban a kommutátor zár, és a generátor feszültsége egyenlő lesz U l /2 = Eó, mármint. forrás feszültség.

A)

b)

3.16. ábra. Modulátor áramkör mesterséges vezetékkel

A modulátor hatásfoka a vezeték induktivitáson keresztüli töltésekor 90-95% -ra nő. De ezeknek az előnyöknek a megvalósításához a töltőtekercsnek jelentős induktivitási együtthatóval kell rendelkeznie. Ezenkívül a kapcsolónak pontosan a vezeték maximális feszültségének pillanatában kell zárnia. Mindez jelentősen megnehezíti a modulátor és a kapcsolóvezérlő áramkör kialakítását.

Ezért a gyakorlatban egy diódát gyakran sorba kötnek a töltési induktivitás mellett, amint az a 3.17a ábrán látható. Ezzel a kiegészítéssel a periódus első felében maximálisan feltöltött vezeték (3.17b. ábra) a dióda egyirányú vezetőképessége miatt nem kisüthető, és a feszültség a kapcsolásig állandó marad rajta. zárva.

Így a vizsgált példában nincs szükség rezgésekkel koordinált kapcsolózárásra, és a vezérlőáramkör egyszerűsödik. Ugyanakkor a töltőtekercs induktivitási együtthatója is csökken.

3.17. ábra. A modulátor működését magyarázó diagramok.

A dióda belső ellenállásának feszültségvesztesége és a töltőáramkör viszonylag alacsony minőségi tényezője miatt ( K < 10) минимальное напряжение на линии оказывается не выше (1,7-1,8)E ja, és a modulátor hatásfoka 85-90%. Hasonló modulátor áramkört használnak az 55Zh6, P-18, 5N84A radar adóeszközében.

Példaként a 3.18. ábra egy mesterséges vezetékes modulátor kapcsolási rajzát mutatja.

Egy ilyen típusú modulátorban a tárolóeszköz egy mesterséges vezeték, kapcsolóelemként pedig tiratront vagy tirisztort használnak. A kapcsolóelemet egy külső impulzus nyitja, amely csak azt a pillanatot határozza meg, amikor a tárolóeszköz kisütni kezd. Az impulzus alakját és időtartamát a modulátor kimenetén az áramkör passzív elemeinek paraméterei határozzák meg.

3.18. ábra. Mesterséges vonalú modulátor sematikus diagramja.

Az impulzusképzés akkor ér véget, amikor a tárolóeszköz teljesen lemerül egy kapcsolón és egy impulzustranszformátoron keresztül, amely a terhelési ellenállást az alakító vezeték jellemző impedanciájával egyezteti. Abban az esetben, ha a modulátor vészhelyzetben működik páratlan terhelés mellett, védőáramkörök vannak biztosítva (3.18. ábra - D2 dióda).

Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

Közzétéve: http://www.allbest.ru/

Diplomás munka

Centiméteres hatótávolságú radar adóeszköz

MEGJEGYZÉS

Ebben a szakdolgozatban egy centiméteres hatótávolságú radar rádióadó eszközét tervezték.

A korszerű és ígéretes légitámadási fegyverek elemzésén alapuló diplomaterv célja egy ígéretes érzékelő radar főbb paramétereivel szemben támasztott követelmények megalapozása, valamint ehhez a radarhoz rádióadó berendezés tervezése.

készülék rádióadó radarállomás hatótávolsága

Bevezetés

1. A modern és ígéretes légitámadási fegyverek elemzése

2. A radar főbb paramétereinek taktikai és műszaki indoklása

2.1 Az impulzusadó főbb műszaki jellemzői

2.2 A rádióimpulzus-szondák szerkezetének és paramétereinek hatása a radar műszaki jellemzőire

2.3 A rádióimpulzusok szondázási szerkezetének és paramétereinek hatása a radarzaj-tűrőképességre

3. Fejlesztés blokk diagramm Radar

3.1 A radarjelek létrehozásának és kibocsátásának útvonala

3.1.1 Antenna eszköz

3.1.2 Nagyfrekvenciás radarút

3.2 Jelvételi és kiválasztási útvonal

4 Az RPU és az antennaerősítés szükséges impulzusteljesítményének kiszámítása

4.1 Az antenna típusának kiválasztása, a méretek és az antenna erősítés kiszámítása

4.2 A szükséges adóteljesítmény kiszámítása

4.3 A hálózatról fogyasztott energia hozzávetőleges számítása

5 Az RPU blokkdiagramjának kidolgozása

5.1 A rádióadó készülék által végzett funkciók

5.2 Az RPU blokkdiagramjai. Egy- és többfokozatú adóáramkör

5.3 Vezérlőközpont blokkvázlatának kidolgozása

BEVEZETÉS

Az állam megbízható védelmének biztosítása érdekében minden típusú fegyveres erőt fejlesztenek. Ugyanakkor a modern viszonyok között, amikor a hadviselés eszközei között előtérbe kerültek az atomfegyverek és az azokat célba juttató különféle eszközök - ballisztikus és cirkáló rakéták -, a légvédelem szerepe mérhetetlenül megnőtt.

Az iraki és jugoszláviai helyi háborúk tapasztalatai tagadhatatlanul azt mutatják, hogy a légvédelem a modern körülmények között stratégiai jelentőségű tényezővé vált. A légi támadó fegyverek fejlesztése és alkalmazásuk taktikája új követelményeket támaszt a légvédelmi védelemmel szemben. Zajállónak kell lennie, kellően hatékonynak kell lennie a teljes gyakorlatilag elérhető magassági és sebességtartományban, és biztosítania kell a harcot kis méretű célpontok ellen.

A légvédelmi problémák megoldásának egyik fő iránya a légi célpontok megbízható észlelésének és követésének biztosítása repülés közben bármilyen magasságban, egészen a rendkívül alacsonyig, elektronikus ellenintézkedések körülményei között.

Ebben a dolgozatban a modern és ígéretes légi támadó fegyverek elemzése alapján egy ígéretes érzékelő radar főbb paramétereivel szemben támasztott követelmények kerülnek alátámasztásra. Ehhez a radarhoz egy rádióadót terveztek, és egy többfrekvenciás PCM jelgerjesztőt fejlesztettek ki diszkréten változtatható frekvencia eltéréssel.

1 . A MODERN ÉS ÍGÉRETES ELEMZÉSELÉGI TÁMADÁS ESZKÖZÖK

Az elmúlt években a katonai erővel való fenyegetés formáinak köre jelentősen bővült. Egyre nagyobb hangsúlyt fektetnek a nagy amerikai haderők állandó vagy ideiglenes jelenlétének növelésére, valamint arra, hogy gyorsan megerősítsék őket a nemzetközi kihívások kezelésére a katonai erő fenyegetésével vagy közvetlen felhasználásával.

A nemzetközi színtéren végbemenő drámai változásokkal összefüggésben, amelyek a különféle fegyveres erők és fegyverek csökkentését célzó szerződési folyamatok felerősödésével, valamint az Egyesült Államok és Oroszország közötti kapcsolatok javításával kapcsolatosak, az amerikai katonai-politikai vezetés befejezi a a katonai stratégia, amely négy fő rendelkezésre épül: az elrettentés révén a stratégiai elrettentés biztosítása, a kulcsfontosságú régiókban az előretolt bevetés fenntartása, a válsághelyzetekre való hatékony reagálás, valamint a fegyveres erők méretének és erejének szükség esetén gyors növelésére való képesség fenntartása.

A kilencvenes években az amerikai katonai stratégia új megközelítést alkalmazott annak meghatározására, hogy milyen típusú háborúkban vehetnek részt az amerikai fegyveres erők. Az Egyesült Államok katonai doktrínája a háborúk mértéke és megvívásának módja szerinti osztályozása mellett az államközi kapcsolatokban folytatott fegyveres harc minden lehetséges formáját intenzitás szerint osztja fel. Ebben az esetben a konfliktusoknak három csoportját különböztetjük meg: magas, közepes és alacsony intenzitású. A nagy intenzitású konfliktusok közé tartoznak az államok vagy koalícióik közötti globális hatókörű háborúk, amelyekben a harcoló felek minden rendelkezésre álló nukleáris, vegyi és biológiai fegyvert felhasználnak meghatározó politikai célok elérése érdekében.

A közepes intenzitású konfliktusok közé tartoznak az államok vagy államkoalíciók közötti háborúk, amelyek minden erőt és eszközt felhasználnak, beleértve a tömegpusztító fegyverek korlátozott használatát is.

Az amerikai katonai-politikai vezetés úgy véli, hogy jelenleg alacsony a valószínűsége annak, hogy az Egyesült Államok és Oroszország között nagyszabású összecsapás következzen be a fennálló nukleáris paritás és a két ország közötti kapcsolatok javulása miatt az elmúlt években. Ugyanakkor elismert tény, hogy megnőtt az Egyesült Államok részvételének lehetősége alacsony intenzitású konfliktusokban, ami egyaránt vonatkozik a fegyveres erők alkalmazási formáira (korlátozott harci műveletek, erődemonstráció), valamint a gazdasági, politikai és ideológiai akciókra, amelyek az Egyesült Államok a világ különböző régióiban végrehajthatja az „amerikai érdekek védelme” céljából. Ugyanakkor az Egyesült Államok feljogosítja magának a jogot, hogy ne csak saját belátása szerint beavatkozzon a szuverén államok ügyeibe, hanem azt is meghatározza, hogy ezt milyen formában tegye meg.

A Pentagon az ilyen beavatkozás három aspektusát képzeli el:

A Washington által nem kedvelt kormányok által vezetett fejlődő országok ellen;

Olyan Amerika-barát rezsimek támogatása, amelyek stabilitása veszélyben van;

Azokkal az államokkal szemben, amelyek az Egyesült Államok meghatározása szerint „terrorista elemekkel” rendelkeznek, amelyek veszélyeztetik az amerikai érdekeket.

A globális nukleáris konfliktus lehetőségének jelentős csökkenése és az amerikai fegyveres erők alacsony intenzitású konfliktusokban való részvételre való felkészítésének hangsúlyeltolódása ellenére az amerikai vezetés nem zárja ki egy nagyszabású Oroszország elleni háború lehetőségét, amely amerikai becslések szerint „megvan a fizikai képessége, hogy egyetlen megsemmisítő csapással elpusztítsa az Egyesült Államokat”.

Az alacsony intenzitású konfliktusok nagyobb léptékű ellenségeskedésekké torkollását, egészen a teljes háborúig, a háború elindításának lehetséges módja a nagy színházakban. A nagyszabású háborúk kirobbantásának fő módjának azonban az amerikai katonai vezetés a békeidőben előre telepített csapatcsoportok meglepetésszerű támadását tartja.

Általánosságban elmondható, hogy az Egyesült Államoknak az országunkkal szembeni katonai-stratégiai és haditechnikai fölény elérése érdekében tett intézkedései, valamint a katonai erő alkalmazásának hangsúlyozása a külpolitikai célok elérése érdekében Washington szerint lehetővé teszik a a nemzetbiztonsági stratégia által előirányzott irányt követni, amely nemcsak Oroszország „globális megfékezését” célozza, hanem a jelenlegi helyzet maximális kihasználását is egy új nemzetközi kapcsolatrendszer létrehozására, amelyben az Egyesült Államokra bíznák a nemzetközi kapcsolatok szerepét. a vitathatatlan vezető, hatalmas gazdasági és katonai eszközei miatt különleges hatáskörrel. A fentebb tárgyaltakból az következik, hogy Oroszország egyik valószínű ellenfele az amerikai fegyveres erők és a NATO blokk egésze.

A közelmúlt helyi háborúinak tapasztalatai azt mutatják, hogy az amerikai vezetés a főszerepet az amerikai légierőre és a NATO-ra hárítja a katonai műveletek végrehajtásában. A repülést korlátozni képes fő erő a légvédelmi csapatok, figyelembe kell venni a légi támadó fegyverek felhasználási taktikáját és technikai lehetőségeit egyaránt.

Jelenleg a légitámadási eszközök stratégiai repülési eszközökből, taktikai repülési eszközökből, haditengerészeti repülési eszközökből, hadsereg repülési eszközeiből, pilóta nélküli légi járművekből (UAV) és légi fegyverekből állnak (1. ábra). Az Egyesült Államok és a NATO parancsnoksága a TA-t és a hordozóra épülő repülőgépeket tekinti a fő ütőernek a hadműveleti színtéren minden típusú, nukleáris fegyverekkel és anélkül zajló háborúban. A taktikai és hordozó alapú repülés taktikája a légierő légvédelmének áttörésében egy bizonyos hadműveleti formációt biztosít, beleértve több repülőgép-csoportot különböző stratégiai célokra:

A légierő légvédelmi tűzoltó csoportja;

Sztrájkcsoportok;

Közvetlen fedőcsoportok a légierő légvédelmi vadászgépeinek csapásmérő csoportjai számára;

A légierő elektronikus elnyomó csapatai;

Ellenőrző és felderítő csoportok a csapás eredményeiért;

Nagy hatótávolságú radarérzékelő és vezérlő csoportok.

1. ábra - A légi támadó fegyverek osztályozása

A TA és SA repülőgépek csapásmérő csoportja az F-111, F-117, TORNADO, JAGUAR, HARRIER, valamint A-7D, A-10, ALFA-JET repülőgépek célpontjainak ütésére szolgál (1. táblázat).

A légierő légvédelmi rendszereinek tűzoltó csoportjait arra tervezték, hogy megsemmisítsék vagy letiltsák a légierő légvédelmi rendszereit, hogy „elvakítsák” a légierő légvédelmi rendszerét, megzavarják a légvédelmi tűzrendszert, és lyukakat készítsenek a légierő légvédelmi rendszerében. . A tűz célpontjai lehetnek radarok, parancsnoki állomások, repülőterek, vadászrepülőgépek irányítópontjai és légvédelmi állások.

A légierő légvédelmi rendszereinek tűzoltásának legáltalánosabb módszere egy fedélzeti repülőgép csoportos támadása, valamint hagyományos és radarellenes rakéták, például "SHRIKE", "STANDARD-ARM" használata. ", "HARM", "ALARM", "TESSIT RAINBOW".

Asztal 1

Az Egyesült Államok légierejének és haditengerészetének jelenleg szolgálatában álló fő radarellenes rakéta a HARM radarellenes rakéta (AQM-88A). Úgy tervezték, hogy megsemmisítse a légierő deciméter és centiméter tartományban működő légvédelmi és légvédelmi radarjait. A PRLR főbb teljesítményjellemzőit a 2. táblázat tartalmazza.

2. táblázat

Név	Lőtér, km	Repülési sebesség, m/s	Tüzelési pontosság, m	Hordozók
STANDARD-AR
TESSIT-SZIVÁRVÁNY		Kicsi (akár 830 km/h)

A légierő légvédelmi vadászgépeinek csapásmérő csoportjainak közvetlen fedezete. Az Egyesült Államok légiereje elfogó vadászgépekkel, valamint többcélú vadászgépekkel van felfegyverkezve, mint például az F-2 Tornado; "fantom" FGR, 2F-15

Ezen repülőgépek teljesítményjellemzőit a 3. táblázat tartalmazza.

3. táblázat

A légierő elektronikus elnyomó csoportját úgy tervezték, hogy egy sor intézkedést és akciót hajtson végre az ellenség elektronikus elnyomására, valamint csapatainak (haderőinek) és fegyverrendszereinek megvédésére az elektronikus elnyomástól. A csapatok által az elektromágneses sugárzás energiájának elnyomása és félretájékoztatása érdekében végrehajtott intézkedéseket és akciókat képviseli az ellenség elektronikus zónáin és rendszerein.

A rádiós dezinformációt az elektronikus hadviselés rendszerében az ellenség félrevezetésére hajtják végre csapataik elektronikus vezérlőrendszerének hamis működtetésével, működési módjuk megváltoztatásával, valamint a szembenálló fél elektronikus információs rendszereinek működésének imitálásával. A rádiós dezinformáció főbb módszerei a következők:

RES, tárgyak és állapotok hamis leleplező jeleinek megjelenítése;

Szándékos belépés az ellenséges rádióhálózatokba és rádióirányba, hamis információk és parancsok továbbítása hozzájuk;

Információk, jelzések és hívójelek torzítása;

Az elosztási zónák munkaintenzitásának növelése másodlagos irányokban, miközben a fő zónákban a működési módot megtartja.

A felsorolt ​​intézkedések más dezinformációs intézkedésekkel kombinálva azt a benyomást kelthetik az ellenségben, hogy a csapatok koncentrálnak és olyan műveletet készítenek elő, ahol a valóságban ez nem így van. Az elektronikus hadviselést biztosító tevékenységek közé tartozik a kibocsátások felkutatása, elfogása és elemzése, az ellenséges elektronikus hadviselési felszerelések azonosítása és helyének meghatározása, az általuk jelentett fenyegetés felmérése a későbbi elektronikus elnyomásra és célpontok kijelölése a fegyverekre, valamint a saját erők és az elektronikus hadviselés irányítása. felszerelés.

Az amerikai légierő átvette az RF-4C felderítő repülőgépeket, valamint az EF-111 és EC-130H elektronikus hadviselési repülőgépeket. Az ilyen típusú repülőgépek jellemzőit a 4., 5. táblázat tartalmazza.

4. táblázat

Így az amerikai és a NATO légierő felhasználásának sajátosságait elemezve, valamint a helyi háborúk tapasztalatai alapján megállapítható, hogy az amerikai légierő aktívan használja a repülés minden technikai adottságát. A légideszant fegyverek tömeges használatakor mindent figyelembe vesznek, a domborzattól, a terep- és időjárási viszonyoktól a taktikáig.

Az ellenséges légi hadműveletek taktikáját a helyi háborúkban a légicsapások tömeges alkalmazása, a sablon hiánya a csapási lehetőségek, a taktikai technikák és a cselekvési módszerek megválasztásában, a csapásmérő csoportok akcióinak átfogó támogatása, a meglepetések elérése, csökkentve a repülőgépek légvédelmi tűz zónájában eltöltött idejét stb. A kombinált légi csapások egyre összetettebbek, és széles körben használják különféle problémák megoldására: UAV-k, lopakodó repülőgépek, radar- és infravörös radar és elektronikus zavaró készülékek. Az ellenség időben történő észlelésének biztosítása érdekében az észlelés távoli határain aktívan kell használni az észlelő radarokat, amelyek biztosítják az ellenség felfedezését egészen a rendkívül alacsony magasságig a legtávolabbi határokon. Ennek az állomásnak nagy energiájú kibocsátott jel- és zajállósággal kell rendelkeznie.

2 TAKTIKAI ÉS TECHNIKAI INDOKOLÁSFŐ RADAR PARAMÉTEREI

2.1 Főbb műszaki jellemzőkimpulzus adó

A rádióadó berendezés előzetes tervezésének fő feladata a tervezett radar taktikai jellemzőire vonatkozó követelmények elemzése alapján a műszaki jellemzőire vonatkozó követelmények megalapozása, valamint olyan adószerkezet kiválasztása, amely biztosítja a tervezett radar taktikai jellemzőire vonatkozó követelményeket. az indokolt követelményeket. Ezért ebben a számban a fő figyelmet a szondajelek paramétereinek a tervezett radar fő taktikai jellemzőire gyakorolt ​​hatásának elemzésére fordítjuk.

A radarrendszerekben különféle típusú hangjelzéseket használnak:

Folyamatos modulálatlan;

Folyamatos amplitúdó modulált;

Folyamatos frekvencia modulált;

Impulzus.

Az egyik vagy másik típusú szondázási jel kiválasztása a radarrendszer által megoldott feladatok jellegétől és működési feltételeitől függ. Azonban a PTV radarok, valamint a legtöbb egyéb célú radar impulzusos szondajeleket használnak. Ez annak köszönhető, hogy használatuk lehetővé teszi a célpont távolságának pontos mérését, és egyszerűsíti a radar tervezését a közös átviteli és vételi rendszernek köszönhetően.

A rádióimpulzusok megszólaltatásának fő paraméterei a következők:

A generált rezgések hullámhossza (frekvenciája);

Hangolási tartomány;

impulzusteljesítmény R I;

impulzus időtartama f I;

A szondázó impulzusok F P frekvenciája vagy T P ismétlési periódusa;

PI spektrum szélesség.

Szerkezetük szerint a rádióimpulzusok lehetnek:

Koherens és inkoherens;

Egyszerű és összetett.

A rádióimpulzusokat koherensnek nevezzük, ha az egyes rádióimpulzusok oszcillációjának kezdeti fázisa azonos, vagy egy bizonyos törvény szerint impulzusról impulzusra változik. Ha az impulzusról impulzusra történő nagyfrekvenciás oszcillációk kezdeti fázisa egy valószínűségi változó, akkor az ilyen rádióimpulzusok inkoherensek.

Az inkoherens rádióimpulzusok sorozatának spektruma mindig folytonos, alakját egyetlen rádióimpulzus spektrumának alakja határozza meg. Egy korlátozott számú rádióimpulzusból álló koherens sorozat spektruma fésű alakú, burkológörbéje megismétli egyetlen rádióimpulzus spektrumának alakját. Ahogy az impulzusok száma egy koherens rádióimpulzus-csomagban növekszik, a spektrumcsíkok szélessége csökken, és megközelíti a vonalspektrumot.

A rádióimpulzusokat egyszerűnek nevezzük, ha a P I spektrumszélesség és az f I impulzusidő szorzata, az úgynevezett jelbázis egységnyi:

Ha B>>1, az ilyen jelet komplexnek nevezzük. Méltóság egyszerű jelek kialakításuk egyszerűsége és optimális feldolgozása. Használatuk azonban korlátozza a tervezett radar taktikai jellemzőire vonatkozó követelmények műszaki megvalósításának lehetőségét. Ezért a modern és még ígéretesebb radarok elsősorban kétféle összetett jelet használnak:

Rádióimpulzusok intraimpulzusos lineáris (LPM) vagy nemlineáris (NLM) frekvenciamodulációval.

Rádióimpulzusok az impulzuson belüli fázismanipulációval (a latin „manus” szóból - kéz), amelyben az impulzuson belüli rezgések fázisa bizonyos időközönként hirtelen 180 ° -kal változik. Mivel ezek a hirtelen változások egy bizonyos bináris kód, az ilyen impulzusokat fáziskód-manipuláltnak (PCM) nevezik.

Az adó műszaki jellemzőire vonatkozó követelmények igazolása a radar taktikai jellemzőire vonatkozó követelmények alapján történik. Ezért szükséges elemezni a rádióimpulzusok szerkezetének és paramétereinek hatását a radar fő taktikai jellemzőire. Mivel a hullámhossz az adó, a vevő és az antenna-hullámvezető rendszer közös paramétere, a rá vonatkozó követelményeket a radar egészének rendszertervezési szakaszában indokolni kell.

2.2 A rádióimpulzusok szerkezetének és paramétereinek hatása a radar taktikai jellemzőire

Mint ismeretes, a radar maximális hatótávolságát a következő összefüggés határozza meg:

ahol ES az adó jelének energiája;

G PER - az adóantenna erősítése;

A PR a vevőantenna hatásos területe;

y C - cél ESR;

r - megkülönböztethetőségi együttható (vagy észlelési paraméter);

N 0 a vevő saját zajának teljesítményspektrális sűrűsége, újraszámítva a bemenetére.

Tekintsük részletesebben a (2.2) kifejezésben szereplő paramétereket.

A G PER és A PR értékei az antenna előzetes tervezése során indokoltak. Ha egy antennát használnak az adáshoz és a vételhez, kapcsolat van közöttük

Amint már említettük, a hullámhosszt már a radar egészének rendszertervezési szakaszában kell kiválasztani. Az antenna effektív területe a geometriai területével van összefüggésben

ahol n az antennanyílás területének kihasználtsági együtthatója. Értéke 0,5 .. 0,6 nagyságrendű. A geometriai területet az antenna megengedett méretei korlátozzák.

Zajteljesítmény spektrális sűrűsége:

Ahol k= 1,38·10 -23 J/k - Boltzmann-állandó,

T 0 - az egyenértékű zajforrás abszolút hőmérséklete (a számításokban T 0 =290 k-t feltételezünk),

Ш - vevő zajszáma.

Az N 0 vevő sávszélesség figyelembevételével meghatározzuk a vevő maximális érzékenységét.

A megkülönböztethetőségi együttható a jel/zaj arány a teljesítményben, amely egy adott minőségi mutatókkal rendelkező jel észleléséhez szükséges - a helyes észlelés és a téves riasztás valószínűsége.

Az adóhoz közvetlenül kapcsolódik az adó által a céltárgy besugárzása során generált jelenergia:

ahol P I az adó impulzusteljesítménye,

f I - a szondázó impulzus időtartama,

M a célt besugárzó impulzusok száma (egy csomagban lévő impulzusok száma).

Impulzusok száma:

ahol Дв 0,5 az antenna sugárzási mintázatának szélessége azimutális síkban (radiánban),

T OBZ - azimutban mért látótér periódusa.

A Дв 0.5 és Т OBZ paraméterek nem kapcsolódnak közvetlenül a távadóhoz. Ide tartozik az R I, f I, T P. Adott érzékelési tartomány biztosítása szempontjából R I, f I növelése és T P csökkentése szükséges (vagy F P = 1/ T P növelése).

Az F P növekedését az egyedileg mért tartomány értéke korlátozza:

Az impulzusteljesítmény növekedése a jelgenerálás és a kibocsátási út elektromos erősségére vonatkozó követelmények növekedésével jár együtt, valamint a radar lopakodásának és a behatoló fegyverekkel szembeni védelmének csökkenéséhez vezet.

Az impulzus időtartamának növelése (ha ez egy egyszerű impulzus) a tartomány felbontásának csökkenéséhez vezet. az érzékelési tartomány és a tartományfelbontás követelményei közötti ellentmondások feloldása az összetett rádióimpulzusokra való átállás alapján lehetséges, mivel a tartományfelbontást a PS jel spektrumszélessége határozza meg:

Mint ismeretes, a tartománymérés potenciális pontosságát (azaz a maximálisan elérhető négyzetes átlaghibát) az összefüggés határozza meg.

Ez azt mutatja, hogy a potenciális pontosság növeléséhez egyidejűleg növelni kell a vett jel energiáját (azaz a jel-zaj arányt)

d) és a jel spektrum szélessége, ami egyszerű rádióimpulzusok alkalmazása esetén lehetetlen.

Ezért, csakúgy, mint egy adott érzékelési tartomány biztosításához, összetett jeleket kell alkalmazni a tartomány mérési pontosság követelményeinek teljesítése érdekében.

2.3 A rádióimpulzusok szondázási szerkezetének és paramétereinek hatása a radarzaj-tűrőképességre

A radar zajtűrése az a képessége, hogy meghatározott funkciókat hajtson végre a szükséges minőségi mutatókkal, szándékos és nem szándékos aktív és passzív interferenciának való kitett körülmények között.

Ezt a jellemzőt a radar működésének titkossága és zajtűrése határozza meg.

A lopakodást a kibocsátó radar ellenséges elektronikus felderítő eszközzel történő észlelésének valószínűségével mérik. Ennek a valószínűségnek a csökkenését a kibocsátott jel impulzusteljesítményének csökkenése és a fő paraméterek hirtelen megváltozása biztosítja.

A radar zajtűrésének kvantitatív értékelése a jelteljesítmény és az interferenciateljesítmény aránya az optimális szűrő kimenetén, amely biztosítja az észlelési jellemzők és a koordináta mérési pontosság szükséges értékeit.

Az aktív zaj interferenciával szembeni zajvédelem a tapintójel energiájának növelésével biztosított. Ugyanakkor a titoktartás érdekében nem kell növelni az impulzusteljesítményt. Ezt az ellentmondást komplex vizsgálójelek használatával oldják fel.

A radar passzív maszkolási interferencia hatásaival szembeni zajtűrő képességének növelése a hatótávolság és a sebességfelbontás növelésével érhető el. A hatótávolság-felbontás növekedése (a szögkoordináta-felbontás növekedésével együtt) a feloldott térfogat csökkenéséhez, következésképpen egy passzív interferenciaforrás átlagos RCS-értékének csökkenéséhez vezet (dipól reflektorok felhője, mögöttes felület, stb.).

A sebességfelbontás lehetővé teszi a kívánt jel elkülönítését a Doppler-effektus segítségével. A felbontás biztosítása mind a hatótávolságban, mind a sebességben a radarelméletből ismert bizonytalansági elv leküzdésének szükségességével függ össze. Ezt a követelményt a legteljesebben az összetett rádióimpulzusokból álló csomagok elégítik ki, feltéve, hogy az f pack = MT p csomag időtartama jelentősen meghaladja a passzív interferencia időtartamát.

ahol DR pp a passzív interferencia radiális mérete.

Azokat a rendszereket, amelyek a Doppler-effektuson alapuló passzív interferencia hátterében valósítják meg a célfelbontást, mozgó célkiválasztó rendszereknek (MTS) nevezik. Technikailag az SDC rendszerek megvalósítása a vizsgáló rádióimpulzusok koherens csomagjaival lehetséges. Ebben az esetben lehetséges különféle lehetőségeket koherens impulzusú radarok építése:

Valóban koherens radarok (az adó rádióimpulzusok koherens sorozatát állítja elő);

Pszeudokoherens radarok belső koherenciával (az adó inkoherens rádióimpulzusokat generál, amelyek fázisait az ún. koherens lokális oszcillátor tárolja a szondázó impulzusok ismétlési periódusára);

Pszeudokoherens külső koherenciával (a koherencia biztosítása érdekében a mozgó célponttal azonos felbontású elemben elhelyezkedő álló objektumok jeleit használják fel).

A koherens impulzusú radar felépítésének egyik vagy másik lehetőségének kiválasztását az SDC rendszer működésének hatékonyságára vonatkozó követelmények határozzák meg.

A fentiekből következik, hogy a szondázó impulzusok paraméterei és szerkezete jelentős hatással van a radar hatótávolságára, pontossági jellemzőire, valamint a hatótávolságban és sebességben való felbontásra. A megadott tartomány és koordináta mérési pontosság biztosításához szükséges a vett jel energiájának növelése, amelyhez a szondázó jel impulzusteljesítményének fix értékével egy impulzus időtartamának növelése, ill. a vett impulzusok száma egy sorozatban. Egyidejű hatótávolság és sebességfelbontás lehetséges összetett rádióimpulzusok használatával.

Ebben a munkában egy adóeszköz fejlesztésénél FCM jelet fogok használni, amely nagy jelenergiát, valamint zajtűrést biztosít.

3 . RADAR BLOKKDIAGRAM FEJLESZTÉSE

Az impulzusradarok azok, amelyekben a célpont távolságát a visszhangjel késleltetési idejének mérésével határozzák meg a vizsgáló impulzusjelhez képest.

A radarállomás szerkezeti diagramjának összetételét a funkciói határozzák meg (3.1. ábra).

Általánosságban elmondható, hogy a célpontokról radar módszerrel történő információszerzéshez az állomásnak a következő funkciókat kell biztosítania:

Célpontok besugárzása elektromágneses energiával (a látóterület szondázása);

A célpontról visszavert visszhangjelek vétele és az interferencia elválasztása;

A vett radarinformációk megjelenítése és a cél koordinátáinak mérése;

Az állampolgárság meghatározása;

A radarinformáció bevitele a feldolgozó eszközbe és kimenete a kommunikációs csatornákba.

3.1. ábra

Az első funkció teljesítését a generálás és a sugárzási út biztosítja, amely szekvenciálisan hajtja végre a PCM jeleket, továbbítja az antennához és kisugározza az űrbe. Az útvonal tartalmaz: egy adóeszközt, egy adagolóeszközt és egy antennát. A céltárgyról visszavert jelek vételének és az interferencia-leválasztásnak a funkcióit a jelek vételének és az interferencia-leválasztásnak az útja végzi. Itt a jelek szűrésének, erősítésének, átalakításának, zajtól, passzív és aktív interferenciától való elválasztásának problémáit oldják meg. Az út fő elemei: antenna-adagoló eszköz, vevőkészülék, interferencia-elhárító eszköz.

A radar látókörzetében a légi helyzet megjelenítése és a célpontok koordinátáinak meghatározása radar végberendezésekkel történik. A radar-végberendezések lehetnek automatikus mérési és koordináta-felvételi eszközök, indikátorok vagy egyéb megjelenítő eszközök. Az adó-, jelző- és egyéb radarrendszerek működésének időben történő szinkronizálásához trigger rendszer szükséges.

A koordináták jelzőeszközökről vagy automatikus jelfeldolgozással történő méréséhez speciális skálajeleket vagy tartomány-, azimut- és magasságkódokat kell létrehozni.

A célpont azonosítása speciális azonosító rendszerben történik, melynek szerves részét képezik a radarral összekapcsolt földi radaros lekérdezők. A továbbiakban szó lesz az impulzusradar szerkezeti diagramjának elemeinek specifikációjáról, az egyes rendszerek összetételéről, céljáról és kölcsönhatásáról.

3.1 A radarjelek létrehozásának és kibocsátásának útvonala

Az impulzusradar generálásával és emissziós útjával megoldandó fő feladatok:

Adott szerkezetű, időtartamú és periodikus nagyenergiájú mikrohullámú impulzusok létrehozása;

Ezen impulzusok energiájának csatornázása az adókészülékből az antennarendszerbe minimális lehetséges veszteséggel;

Elektromágneses hullámok impulzusainak iránykibocsátása.

Az út elemei a megoldandó feladatoknak megfelelően adóberendezések, nagyfrekvenciás utak és radarantenna rendszerek (3.2. ábra).

A generálási és sugárzási utakban a felsoroltakon kívül további speciális feladatokat is megoldanak:

Az adó- és vevőkészülékek leválasztása sugárzási és vételi működés közben;

A mikrohullámú energia leágazása a szondázási jel teljesítményének és spektrumának szabályozására, az adóeszköz átkapcsolása antennarendszerre vagy azzal egyenértékűre;

A szint, a jelszerkezet és a vivőfrekvencia megváltoztatása;

A személyzet védelme a sugárzás ellen.

3.2. ábra

3.1.1 Antenna eszköz

A radarantenna eszköz a következőkre szolgál:

Az adó által generált rezgési energia átalakítása térben elektromágneses hullámok energiájává (sugárzás);

Az elektromágneses hullámok (visszhangjelek) energiájának rögzítése a tér bizonyos térszögéből és koncentrálása a vevővonal bemenetére;

Az elektromágneses hullámok energiakoncentrációi egy bizonyos térszögben a sugárzás során;

A sugárzás irányának és az elektromágneses hullámenergia vételének megválasztása szerint elfogadott módon a tér áttekintése.

Az impulzusradarban a szondázási jel mérési és a visszhangjelek vételének pillanatai elkülönülnek, ami lehetővé teszi, hogy ugyanazon antenna működését biztosítsuk a vételhez és az adáshoz.

Az antennarendszerek paraméterei nagymértékben meghatározzák a radarállomás harci képességeit, mint például a hatótávolság, a látómező alakja, a pásztázási idő, a szögkoordináták meghatározásának pontossága, a szögkoordináták felbontása és a zajállóság.

A radarantenna eszköz fő paraméterei a következők:

Antenna erősítés;

Irányított minta alakja;

Oldallebeny szint, tartomány;

Szélterhelésekkel, jegesedésekkel, lökéshullámokkal szembeni ellenállás;

Gyors szét- és összeszerelés lehetősége;

Könnyű szállítás.

A G antennaerősítés lehetővé teszi a radar hatótávolságának növelését, és ezt az antenna fizikai méretei biztosítják. Jól ismert kapcsolat van az erősítés, az antenna mérete és a hullámhossz között:

ahol A az antenna területe;

l - hullámhossz;

K A - az antennafelület kihasználtságának együtthatója;

з А - antenna hatékonysága.

Az antenna erősítését a G H iránytényezőhöz a következő összefüggéssel kapcsoljuk össze:

A sugárzási mintázat alakja az antenna fontos jellemzője. Az antenna teljesítmény-iránymintája az erősítés függése a szögkoordinátáktól.

A sugárzási mintázatot a főlebeny szélessége vízszintes és függőleges síkban fél teljesítményszinten, valamint az oldallebenyek szintje jellemzi. Ezek a paraméterek szorosan összefüggenek az L r antenna erősítésével és geometriai méreteivel

ahol L r a metszet mérete a megfelelő síkban;

A K r az antenna apertúrájában lévő téreloszlástól függő együttható (általában K r =50є...80є).

A radarantenna függőleges síkban lévő sugárzási mintázatának alakja jelentős hatással van a radar olyan jellemzőire, mint a mérési pontosság és felbontás a szögkoordináták mentén, a zajtűrés és a nézési sebesség. A tér körkörös felmérését biztosító radarérzékelő állomások esetében a legracionálisabb a függőleges síkban széles, a vízszintes síkban keskeny sugárzási mintázat.

Az érzékelési zóna azonos távolságú részében az antenna erősítésének megközelítőleg állandónak kell lennie. Az észlelési zóna izomagassági szakaszán a emelkedési szög erősítésének a „koszekánsnégyzet” törvény szerint kell változnia. Ebben az esetben állandó intenzitású jel érkezik a vevő bemenetére állandó célrepülési magasságban és különböző tartományokban.

Az oldallebenyek szintje befolyásolja a zavarók által vett aktív interferencia, a helyi objektumok passzív interferenciájának intenzitását, és ezáltal rontja a radar zajtűrő képességét. A célpontok oldallebeny-visszhangjának vétele megnehezíti azok valódi helyének meghatározását.

Amellett, hogy romlik a zajtűrő képesség, az oldallebenyek a vételi csatornák érzékenységének csökkenését okozzák a környező térből érkező további zajok vétele miatt. Az oldallebenyek szintje jelentősen függ a tükörantenna apertúrájában a téreloszlás törvényétől és az antennatömb egyes sugárzóinak teljesítményétől.

Tükörantennákban megengedett érték Az oldallebeny szintje 17-23 dB, a rendezőantennákban kb 15 dB. Az oldallebenyeknek a radar zajtűrésére gyakorolt ​​hatásának csökkentése érdekében speciális elnyomó áramköröket használnak.

3.1.2 Nagyfrekvenciás radarút

A nagyfrekvenciás radarútvonal a vizsgáló impulzusok nagyfrekvenciás energiáját továbbítja az adótól az antennához, és a vett visszhangjeleket az antennától a vevő bemenetéhez.

A nagyfrekvenciás utak főbb műszaki adatai a következők:

A nagyfrekvenciás út terheléshez való illeszkedésének mértéke;

Energiaveszteség a nagyfrekvenciás úton;

Maximális átviteli teljesítmény.

A nagyfrekvenciás út terheléshez való illeszkedésének mértékét az együttható jellemzi álló hullám feszültség

hol a reflexiós együttható;

Komplex terhelési és távvezetéki ellenállások;

vagy az inverz KW érték - a haladó hullám együtthatója.

Általában úgy vélik, hogy a terhelés jól illeszkedik a távvezetékhez, ha 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.

A nagyfrekvenciás pályán az energiaveszteséget a fémvezető felületek hővesztesége és az átviteli vezeték dielektromos veszteségei okozzák.

A veszteségek mértékét általában az abszorpciós együtthatóval jellemezzük. Egy távvezeték esetében lineáris csillapítási értéket használnak, decibelben hosszméterenként.

Hullámvezetőknél a lineáris csillapítás üzemi értéke 0,01-0,05 dB/m, szalagvezetékes és koaxiális távvezetékeknél 0,05-0,5 dB/m. A radarút vesztesége adásnál 0,5-1 dB, vételnél 2-3 dB.

A nagyfrekvenciás út maximális teljesítményét a meghibásodási feltételek és a távvezeték dielektrikumának megengedett melegítése korlátozza.

3.2 Jelvételi és kiválasztási útvonal

A visszhangjelek vételének és leválasztásának útja úgy van kialakítva, hogy a céljelek és az interferencia energiáját az antennarendszerekből a radarvevő eszközök bemenetére továbbítsa, erősítve és szűrve a céljeleket az interferencia hátterében. A zavaró jelek közé tartozik a vevőkészülékek belső zajának energiája és a külső természetes és szándékos zajforrások.

4 . AZ RPU ELŐZETES SZÁMÍTÁSA. A SZÜKSÉGES KISZÁMÍTÁSARPU impulzusteljesítmény és ANTENNA ERŐSÍTÉS

A rádióadó készülék szükséges impulzusteljesítményének és az antenna erősítésének kiszámítása három hullámsávra történik: centiméter, deciméter és méter.

Először is válasszuk ki az antenna típusát, és számítsuk ki az antenna méreteit.

4.1 Az antenna típusának kiválasztása, antenna méretek kiszámítása ésnyereség

A radarantennának olyan sugárzási mintával kell rendelkeznie, amely szögkoordinátákban nagy felbontást biztosít. Az impulzusos radarok legszélesebb körben használt antennái a tükörparabolaantennák. Ezek az antennák viszonylag egyszerűvé teszik olyan sugárzási mintázat létrehozását, amely nagy felbontást biztosít a szögkoordinátákban, és a sugárzási minta oldalsó lebenyeinek alacsony szintjét. Párhuzamos emelkedési szöggel rendelkező háromkoordinátás radar esetén javasolt tükörformaként szimmetrikus kivágást választani egy forgásparaboloidból, vagy betáplálásként egy parabolikus hengert fázisos antennával.

és rendezőantennákhoz

ahol Di az antenna sugárzási mintázatának szélessége fél teljesítményszinten a megfelelő síkban;

l - hullámhossz;

A- az antenna mérete a megfelelő síkban;

L a rendezőantenna hosszanti mérete.

Ezt figyelembe kell venni minimális érték A (4.1) kifejezésben szereplő együttható az oldallebenyek legmagasabb szintjének, az együttható maximális értéke az oldallebenyek minimális szintjének felel meg, ezért a radar oldallebenyek általi magas zajtűrésének biztosítása érdekében az együttható értéke a (4.1) kifejezésben a 70...90 tartományon belül kell kiválasztani.

4.1. táblázat

Miután a függőleges ( A) és vízszintes ( V) tükörméretek esetén meg kell határozni az antenna geometriai területét

S=(0,8...0,9) ab.(4.3)

4.2. táblázat

Az antenna kiválasztása az antenna erősítésének kiszámításával zárul

4.4. táblázat

A teljes megkülönböztethetőségi együttható (r?) értékének meghatározásához az észlelési görbék (A függelék) segítségével a helyes D és téves riasztás adott valószínűségei alapján meg kell határozni a megkülönböztethetőségi együtthatót az optimális feldolgozáshoz. r.

Egy egyszerű modulálatlan rádióimpulzus és egy PCM-jel esetén egyetlen impulzus (a PCM-jel egyetlen mintájának) optimális szűrését egy kvázioptimális helyettesíti. Ebben az esetben veszteség keletkezik a jel/zaj arányban egyenlő

g C = 0,8 dB. (4,9)

Továbbá a koherens felhalmozás helyett inkoherens akkumulációt használnak. Egy csomag inkoherens felhalmozódása miatti veszteségek (g N) a megfelelő grafikonokból határozhatók meg (B. függelék). ha digitális feldolgozás történik, akkor a digitális feldolgozás okozta veszteségeket is figyelembe kell venni, pl. Vegye figyelembe az r C kvantálási zajt. Végül:

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

4.6. táblázat

Az r meghatározása után? a szondázó jel energiája a (4.6) képlet segítségével meghatározható. a szondázó jel energiája az impulzusteljesítményhez kapcsolódik az összefüggés alapján

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

ahol b egy együttható, amely figyelembe veszi a csomag nem derékszögűségét. Javasolt a b

A (4.11) kifejezésből meghatározható az impulzusteljesítmény. Háromkoordinátás radar esetén a kapott impulzusteljesítmény értéket meg kell szorozni a magasságban lévő csatornák számával.

4.3 A hálózatról fogyasztott energia hozzávetőleges számítása

Az impulzusteljesítmény segítségével meghatározhatja a radar rádióadó eszköz kimeneti fokozata által a tápegységekről fogyasztott teljesítményt

ahol Q=T/f I - jel munkaciklus,

z G - a generátor hatásfoka,

z M - modulátor hatásfoka (z M = 0,7...0,8),

z V - egyenirányító hatásfoka (z V = 0,8...0,9),

z T - transzformátor hatásfoka (z T = 0,6)

5 . AZ RPU SZERKEZETI DIAGRAMJÁNAK FEJLESZTÉSE

5.1 A rádióadó készülék által végzett funkciók

A rádióadó készülék a következő funkciókat látja el:

Nagyfrekvenciás oszcillációkat hoz létre (hasznos információk hordozója), amelyek az energiaforrások átalakítása eredményeként jönnek létre. egyenáram nagyfrekvenciás áramenergiába. Ezt a folyamatot generálásnak nevezik, és azt az eszközt, amelyben nagyfrekvenciás áramot hoznak létre, generátornak.

A nagyfrekvenciás rezgések szabályozottak.

A nagyfrekvenciás rezgések szabályozásának szükségessége bármelyik rádióvonalon felmerül, amelyek sokfélesége két fő típusra redukálható: kommunikációra és radarra.

A csatlakoztatott rádiókapcsolatokban hasznos információkat tárolnak azok adóvégein a nagyfrekvenciás rezgések egy vagy több paraméterének (amplitúdó, frekvencia vagy fázis) megfelelő törvény szerinti megváltoztatásával. A nagyfrekvenciás rezgések szabályozásának folyamatát modulációnak, az eszközt pedig, amellyel ezt a folyamatot végrehajtják, modulátornak nevezik. A radarrendszerekben a hasznos információk nem az átviteli végükön tárolódnak, hanem akkor keletkeznek, amikor az elektromágneses hullámok visszaverődnek a tárgyakról (célpontokról). Az ilyen típusú rádiókapcsolatoknál azonban szükség van a nagyfrekvenciás áram elsődleges modulálására vagy manipulálására is, hogy biztosítsák a hasznos információ kinyerésének lehetőségét a vételi útvonalon. A rádióadó készülék egy sor berendezésből áll, amely modulált nagyfrekvenciás áramot hoz létre. Az adó egy radarrendszerrel kapcsolatban hangjelzés generálására, általános esetben rádiójel generálására szolgál az adott rádiórendszer fejlesztése során megfogalmazott követelményeknek megfelelően. A fent említett funkciókon - generáláson és moduláción - kívül a rádióadó készülék antenna-adagolóval csatornázást és sugárzást végez a helyes irányba modulált vagy manipulált nagyfrekvenciás áram elektromágneses hullámok formájában.

5.2 Rádióadó készülékek blokkvázlatai. Egy- és többfokozatú adóáramkörök

A fenti funkciók ellátásához a rádióadó készüléknek modulátorból, nagyfrekvenciás generátorból, antennából és tápegységekből kell állnia. Ezenkívül a legtöbb modern adó tartalmaz egy UBS (vezérlő, blokkoló és jelző) rendszert, amely olyan automatizálási, vezérlési és blokkolási elemekkel rendelkezik, amelyek biztosítják a szükséges kapcsolási sorrendet, a normál működés fenntartását és a rádióadó készülék működésének vezérlését.

A távadóval szemben támasztott követelményektől függően egy- vagy többfokozatú áramkörrel hajthatók végre. Az 5.1. ábrán látható egy egyfokozatú adó blokkvázlata, amely modulátort, öngerjesztő generátort, betáplálási útvonalat, áramforrást, automatikus frekvenciavezérlő rendszert és vezérlő-, blokkoló- és jelzőrendszert tartalmaz.

5.1 ábra - Egyfokozatú adóáramkör

Az adó kimeneti teljesítményének és a generált rezgések frekvenciájának stabilitásának növelése érdekében az adókat többlépcsős áramkör szerint készítik (5.2. ábra), vagy ahogy nevezik, erősítő láncok formájában.

5.2 ábra – Többfokozatú adóáramkör

A megkívánt stabilitású elektromágneses rezgéseket mesteroszcillátorban (MG) hozzuk létre, majd ezeket frekvenciában (MF) megszorozva, előerősítőben és teljesítményerősítőben teljesítményben felerősítve a kezdeti jelet a kívánt paraméterekre hozzuk.

5.3 Rádióadó berendezés blokkvázlatának kidolgozása

Ez az eszközúgy tervezték, hogy minden hangzásban egytől négyig különböző frekvenciájú FCM rádióimpulzust generáljon, amelyek időintervallum nélkül követik egymást (5.3. ábra).

5.3. ábra

A szondázó jelek frekvenciájának magas stabilitásának biztosítása érdekében az adókészüléket a „kis teljesítményű, nagyon stabil gerjesztő-teljesítményerősítő” áramkör szerint tervezték (5.4. ábra).

A kórokozó egyszerű és összetett jelek együttesét alkotja. A formáló kimenetén, amikor a sávszűrőket az elsőre állítja, ( P-1) és P A modulátor kimeneti jelének komponenseiből egyszerű rádióimpulzusok és FCM rádióimpulzusok együttese jön létre a fáziseltolásos kulcsozás azonos törvényeivel: az 1. kimeneten - φ 0 + φ M (FKM), a 2. kimeneten - frekvenciával φ 0 + ( P-1)Sh M (FCM páros P, egyszerű a páratlan P), a 4-es kimeneten - u 0 frekvenciával - P Shch M (FKM páratlan P, egyszerű még P), a 3. kimeneten - frekvenciával (2 P-1)Sh M (FKM bármely P). A jelek más kombinációi is lehetségesek a sáváteresztő szűrők beállításaitól függően.

A köztes frekvenciájú impulzusok koherenciáját a következőképpen biztosítjuk. A frekvenciaszintetizátor folyamatos köztes frekvenciájú feszültsége belép a szinkronizációs rendszerbe, ahol óraimpulzusok sorozatává (TI) alakul át, amelyből minden ismétlési periódusban villogó impulzusok keletkeznek. A villogó impulzusok, amelyek mindegyike φ időtartamú, időintervallum nélkül követik egymást. Mindegyik eleje mereven kapcsolódik a közbenső frekvenciájú feszültség fázisához. A kulcsáramkörök a villogó impulzus időtartamának megfelelő ideig nyitnak.

5.4. ábra - Rádióadó eszköz

Így ugyanazon nagy frekvenciastabil köztes frekvencia feszültség alkalmazása szondázó impulzusok képzésére biztosítja az impulzusok koherens sorozatának fogadását és azok ismétlődésének nagy stabilitását.

A teljesítményerősítő arra szolgál, hogy a gerjesztőből érkező nagyfrekvenciás impulzusjeleket a kívánt szintre erősítse.

A „vak” sebességek hatásának gyengítése, valamint a radar antiradar-rakétákkal szembeni védelme érdekében a szondaimpulzusok frekvenciájának ingadozását használják. A sávszűrők beállítása lehetővé teszi a jelek különböző kombinációinak létrehozását, ami növeli a radar zajtűrő képességét.

Z következtetés

A világ katonai-politikai helyzete hazánk minden erőfeszítése ellenére továbbra is feszült, a NATO-blokk keleti terjeszkedése következtében a volt szocialista közösség országainak (Csehország, Cseh Köztársaság) kárára. Magyarország, Lengyelország), valamint a volt Tanácsköztársaságok országai. Következésképpen nem csökken annak a valószínűsége, hogy az ellenség bármelyik pillanatban képes hatalmas csapást mérni a katonai kormányzat fontos célpontjaira.

Ugyanakkor a potenciális ellenség nem hagyja abba a katonai felszerelések fejlesztését, új típusú légvédelmi rakétarendszerek, vadászgépek, bombázók, rakétaindítók, irányított rakéták és légibombák készülnek. A repülőgép-védelmi berendezések fejlesztése folyamatban van, beleértve az aktív és passzív zavaró berendezéseket tartalmazó elektronikus hadviselési rendszereket is.

A potenciális ellenség légicsapásainak hatékony leküzdéséhez olyan felderítő eszközökre van szükség, amelyek képesek lennének a légi célpontok maximális hatótávolságban történő észlelésére, és védettek lennének az aktív és passzív interferencia ellen.

A munka eredményeként elemzés készült a légi támadórendszerek alkalmazásának taktikájáról és ezeknek a légi tárgyak észlelési képességére gyakorolt ​​hatásáról. Elvégeztem a szondázó jelek generálási módszereinek és típusainak elemzését, ennek alapján számították ki a jellemzőket, és javaslatot dolgoztak ki az adóberendezés fejlesztésére. A kifejlesztett FCM jelgerjesztő egyszerű és FCM jelek együttesének kialakítását teszi lehetővé. Ez az eszköz lehetővé teszi a radar zajvédelmének növelését az aktív és passzív interferencia ellen, valamint biztosítja az ellenséges légi támadórendszerek észlelését a távoli észlelési vonalakon.

A Függelék

Minőségi mutatók a koherens jelek optimális észleléséhez véletlenszerű paraméterekkel

Teljesen ismert paraméterekkel rendelkező jel

Egységes fázisjel

B. függelék

Az M impulzusból álló inkoherens burst felhalmozódásából származó átlagos veszteségek grafikonja, amelyet a veszteségek kiszámítására használnak, amikor egy jelet vizuálisan megjelenítenek a PPI képernyőn

Digitális inkoherens felhalmozási veszteség grafikon

(P- a felhalmozott impulzusok száma)

Közzétéve az Allbest.ru oldalon

Hasonló dokumentumok

Impulzusos radarállomás (radar) vevő projekt kidolgozása deciméteres tartományban. Radar osztályozás, vétel minőségi paraméterek. A szerkezeti vevőáramkör csomópontjainak paramétereinek kiszámítása. A vevő sávszélességének meghatározása.

szakdolgozat, hozzáadva: 2009.05.21


Repülőgép-leszállási rendszerek méter, centiméter és deciméter tartományban: rendeltetés, összetétel és belső felépítés, típusok és összehasonlító leírás. Micro-Cap áramkör modellező program, a projekt megvalósíthatósági tanulmánya.

tanfolyami munka, hozzáadva 2013.09.23


Többfunkciós adó-vevő készülék fejlesztése információgyűjtéshez külső eszközök- érzékelők. A vevők áttekintése a 433 MHz-es tartományban. Mikroszalagos antenna számítása középfrekvencián. Prototípus gyártási költségeinek számítása.

szakdolgozat, hozzáadva: 2013.10.20


Általános jellemzők tükörantenna, célja és alkalmazása. Egy centiméteres hullámú visszaverő parabola antenna kiszámítása piramiskürt formájában. Erősítés meghatározása tükörgyártási pontatlanság figyelembevételével.

tanfolyami munka, hozzáadva 2014.01.18


A frekvenciaszintetizátorok típusai. Módszerek és műszerek középhullámú jelek generálására, kibocsátásuk módszerei. A tervezett készülék blokkvázlatának kidolgozása, tápellátásának biztosítása. Középhullámú frekvenciaszintetizátor tanulmányozása.

szakdolgozat, hozzáadva: 2016.09.23


Funkcionális blokkvázlat kidolgozása, varikap és bemeneti hangoló áramkörök számítása, az erősítő oszcilláló áramkörének elemei és az erősítő első fokozata a megadott paraméterek szerinti hordozható hosszúhullámú rádióműsor vevő tervezése érdekében.

tanfolyami munka, hozzáadva 2010.01.27


Program a nagyfrekvenciás elektromágneses terek modellezésére CST Microwave Studio. W-sávos utazóhullámú lámpa (TWT) fő alkatrészeinek tervezése. Lassított, elektron-optikai, fókuszáló TWT rendszerek. Energiakibocsátás a lassító rendszerből.

szakdolgozat, hozzáadva: 2016.09.27


Rádióadó berendezés blokkvázlatának kidolgozása egyoldali sávos telefonáláshoz. Végfokozat, kollektor áramkör, kimenet illesztő eszköz, tranzisztoros oszcillátor számítása. Tranzisztor kiválasztása. Az áramellátási követelmények áttekintése.

tanfolyami munka, hozzáadva 2013.02.04


A taktika indoklása, kiválasztása és számítása technikai sajátosságok repülőgép radarállomás. Sugárzási paraméterek és maximális tartomány meghatározása. Célparaméterek becslése. Egy radarállomás általánosított blokkdiagramjának leírása.

tanfolyami munka, hozzáadva 2010.11.23


Egyoldalsávos modulációs üzemmódban működő rádióadó fejlesztése, amely kommunikációs eszközként terjedt el, mivel a beszédjel meglehetősen keskeny sávú. Tranzisztor bemeneti áramkörének számítása, kvarcoszcillátor számítása.

Radar bocsát ki elektromágneses energiaés érzékeli a visszavert tárgyakról érkező visszhangokat, és meghatározza azok jellemzőit is. A kurzusprojekt célja egy körkörös radar mérlegelése, és ennek a radarnak a taktikai mutatóinak kiszámítása: maximális hatótáv, figyelembe véve az abszorpciót; valós felbontás tartományban és azimutban; a tartomány- és azimutmérés valós pontossága. Az elméleti rész egy impulzusos aktív radar funkcionális diagramját mutatja be légi célpontok légiforgalmi irányításához.

Ossza meg munkáját a közösségi hálózatokon

Ha ez a munka nem felel meg Önnek, az oldal alján található a hasonló művek listája. Használhatja a kereső gombot is

A radarrendszereket (radarokat) a visszavert objektumok aktuális koordinátáinak (tartomány, sebesség, magasság és irányszög) észlelésére és meghatározására tervezték.

A radar elektromágneses energiát bocsát ki és érzékeli a visszavert tárgyakról érkező visszhangokat, és meghatározza azok jellemzőit is.

A kurzusprojekt célja egy körkörös radar mérlegelése, és ennek a radarnak a taktikai mutatóinak kiszámítása: maximális hatótáv, figyelembe véve az abszorpciót; valós felbontás tartományban és azimutban; a tartomány- és azimutmérés valós pontossága.

Az elméleti rész egy impulzusos aktív radar funkcionális diagramját mutatja be légi célpontok légiforgalmi irányításához. A rendszer paraméterei és számítási képletei is megadva vannak.

A számítási részben a következő paramétereket határoztuk meg: maximális tartomány az abszorpció figyelembevételével, valós tartomány és azimut felbontás, tartomány és azimut mérési pontosság.

1. Elméleti rész

1.1 Funkcionális diagram Radarkörbetekintés

Radar a rádiótechnika területe, amely különféle objektumok radarmegfigyelését, azaz észlelését, koordinátáinak és mozgási paramétereinek mérését, valamint egyes szerkezeti vagy fizikai tulajdonságok azonosítását biztosítja a tárgyak által visszavert vagy újra kibocsátott rádióhullámok, ill. saját rádiókibocsátásukat. A radaros megfigyelés során kapott információkat radarnak nevezzük. A rádiótechnikai radarmegfigyelő eszközöket radarállomásoknak (radaroknak) vagy radaroknak nevezik. Magukat a radaros megfigyelő objektumokat radarcélpontoknak vagy egyszerűen célpontoknak nevezik. Visszavert rádióhullámok használatakor a radarcélpontok bármilyen szabálytalanságot okoznak elektromos paraméterek közeg (dielektromos és mágneses permeabilitás, vezetőképesség), amelyben az elsődleges hullám terjed. Ide tartoznak a repülőgépek (repülőgépek, helikopterek, léggömbök stb.), a hidrometeorok (eső, hó, jégeső, felhők stb.), folyami és tengeri hajók, földi objektumok (épületek, autók, repülőterek repülői stb.), mindenféle katonai objektum, stb. A radarcélpontok egy speciális típusa a csillagászati ​​objektumok.

A radarinformáció forrása a radarjel. A megszerzési módszerektől függően a radaros megfigyelés következő típusait különböztetjük meg.

1. Passzív válaszradar,azon alapul, hogy a radarszondázó jel által kibocsátott oszcillációk a célpontról visszaverődnek és visszavert jel formájában jutnak be a radarvevőbe. Ezt a fajta megfigyelést néha aktív passzív válaszradarnak is nevezik.

Aktív válaszradar,Aktív válaszjelű aktív radarnak nevezik, az jellemzi, hogy a válaszjel nem tükröződik, hanem egy speciális transzponder - átjátszó segítségével - újra kibocsátja. Ugyanakkor jelentősen megnő a radaros megfigyelés hatótávolsága és kontrasztja.

A passzív radar a célpontok saját rádiósugárzásának vételén alapul, főleg a milliméter és centiméter tartományban. Ha az előző két esetben a szondázó jel referenciajelként használható, amely a tartomány és a sebesség mérésének alapvető lehetőségét biztosítja, akkor ebben az esetben nincs ilyen lehetőség.

A radarrendszert radarcsatornának tekinthetjük, hasonlóan a rádiókommunikációs vagy telemetriai csatornákhoz. A radar fő alkotóelemei egy adó, egy vevő, egy antennaeszköz és egy végberendezés.

A radaros megfigyelés fő szakaszai a következők:észlelés, mérés, felbontás és felismerés.

Érzékelés a célok meglétéről való döntés folyamata a hibás döntés elfogadható valószínűségével.

Mérés lehetővé teszi a célok koordinátáinak és mozgásuk paramétereinek elfogadható hibával történő becslését.

Engedély az egyik célpont koordinátáinak észlelésére és mérésére vonatkozó feladatok elvégzéséből áll, olyan többi célpont jelenlétében, amelyek hatótávolságban, sebességben stb.

Elismerés lehetővé teszi a cél néhány jellemző jellemzőjének megállapítását: pont vagy csoport, mozgás vagy csoport stb.

A radarról érkező radarinformációk rádiócsatornán vagy kábelen keresztül jutnak el a vezérlőponthoz. Az egyes célpontok radarkövetésének folyamata automatizált és számítógép segítségével történik.

A légijármű-navigációt az útvonalon ugyanazok a radarok biztosítják, amelyeket a légiforgalmi irányításban használnak. Egyrészt az adott útvonal betartásának figyelésére, másrészt a repülés közbeni hely meghatározására szolgálnak.

A leszálláshoz és annak automatizálásához a rádiós jelzőrendszerekkel együtt széles körben alkalmazzák a leszállási radarokat, amelyek figyelemmel kísérik a repülőgép iránytól és siklópályától való eltérését.

A polgári repülésben számos légi radarberendezést is használnak. Ez elsősorban a veszélyes időjárási képződmények és akadályok észlelésére szolgáló fedélzeti radarokat foglalja magában. Általában a Föld felmérésére is szolgál, hogy lehetővé tegye az autonóm navigációt a jellegzetes földi radar tereptárgyak mentén.

A radarrendszereket (radarokat) a visszavert objektumok aktuális koordinátáinak (tartomány, sebesség, magasság és irányszög) észlelésére és meghatározására tervezték. A radar elektromágneses energiát bocsát ki és érzékeli a visszavert tárgyakról érkező visszhangokat, és meghatározza azok jellemzőit is.

Tekintsük egy impulzusos aktív radar működését a légi célpontok érzékelésére a légiforgalmi irányítás (ATC) számára, melynek felépítése az 1. ábrán látható. A nézetvezérlő eszköz (antennavezérlés) a tér (általában kör alakú) megtekintésére szolgál. antennasugár, vízszintes síkban keskeny és függőlegesen széles.

A szóban forgó radar impulzusos sugárzási módot használ, ezért a következő szondázó rádióimpulzus végén az egyetlen antenna átvált adóról vevőre, és vételre szolgál mindaddig, amíg a következő szondázó rádióimpulzus generálása meg nem kezdődik, majd az antenna. ismét csatlakoztatva van az adóhoz, és így tovább.

Ezt a műveletet egy adó-vevő kapcsoló (RTS) hajtja végre. A trigger impulzusokat, amelyek beállítják a szondázó jelek ismétlési periódusát és szinkronizálják az összes radar alrendszer működését, egy szinkronizáló állítja elő. A vevőből az analóg-digitális átalakító (ADC) után érkező jel az információfeldolgozó berendezés jelfeldolgozójába kerül, ahol az elsődleges információfeldolgozás történik, amely a jel észleléséből és a cél koordinátáinak megváltoztatásából áll. A céljelek és a pályapályák az információ első feldolgozása során alakulnak ki az adatfeldolgozóban.

A generált jeleket az antenna szöghelyzetére vonatkozó információkkal együtt továbbítják további feldolgozás céljából a parancsnoki állomásra, valamint megfigyelésre a körkörös láthatóságjelzőnek (PVI). Amikor a radar önállóan működik, a PPI a légi helyzet figyelésének fő eleme. Az ilyen radar általában digitális formában dolgozza fel az információkat. Erre a célra a jelet digitális kóddá (ADC) alakító eszközt biztosítunk.

1. ábra A körkörös radar működési diagramja

1.2 A rendszer definíciói és főbb paraméterei. Számítási képletek

A radar alapvető taktikai jellemzői

Maximális hatósugár

A maximális hatótávolságot taktikai követelmények határozzák meg, és a radar számos műszaki jellemzőjétől, a rádióhullám-terjedési feltételektől és a céljellemzőktől függ, amelyek az állomások valós használati körülményeinek véletlenszerű változásainak vannak kitéve. Ezért a maximális tartomány valószínűségi jellemző.

A szabadtér hatótávolságú egyenlete (azaz a talaj hatásának és a légkörben való elnyelésének figyelembevétele nélkül) egy pontcélra meghatározza a kapcsolatot a radar összes fő paramétere között.

ahol E isl - egy impulzusban kibocsátott energia;

S a - hatékony antennaterület;

S efo - hatékony fényvisszaverő célterület;

 - hullámhossz;

k p - diszkriminálhatósági együttható (jel-zaj energia arány a vevő bemenetén, amely biztosítja a jelek vételét adott valószínűséggel a helyes észlelésnek W által és a téves riasztás valószínűsége Wlt);

E sh - vétel közben ható zajenergia.

Ahol R és - és impulzusteljesítmény;

 és , - impulzus időtartam.

hol d ag - az antennatükör vízszintes mérete;

d av - az antennatükör függőleges mérete.

k r = k r.t. ,

ahol k r.t. - elméleti megkülönböztethetőségi együttható.

k r.t. =,

ahol q 0 - észlelési paraméter;

N - a célponttól kapott impulzusok száma.

ahol Wlt - téves riasztás valószínűsége;

W által - a helyes észlelés valószínűsége.

hol t régió,

F és - impulzusküldési frekvencia;

Q a0.5 - az antenna sugárzási mintázatának szélessége 0,5 teljesítményszinten

ahol az antenna forgási szögsebessége.

ahol T felülvizsgálat a felülvizsgálati időszak.

ahol k =1,38  10 -23 J/deg - Boltzmann-állandó;

k sh - vevő zajalakja;

T - a vevő hőmérséklete Kelvin fokban ( T =300K).

A radar maximális hatótávolsága, figyelembe véve a rádióhullám-energia elnyelését.

ahol  szamár - csillapítási együttható;

 D - a gyengítő réteg szélessége.

Minimális radar hatótávolság

Ha az antennarendszer nem ír elő korlátozásokat, akkor a radar minimális hatótávolságát az impulzus időtartama és az antennakapcsoló helyreállítási ideje határozza meg.

ahol c egy elektromágneses hullám terjedési sebessége vákuumban, c = 3∙10 8 ;

 és , - impulzus időtartam;

τ in - az antennakapcsoló helyreállítási ideje.

A radar hatótávolságának felbontása

A valós hatótávolság felbontását körkörös láthatóság-jelző kimeneti eszközként történő használata esetén a képlet határozza meg

 (D)=  (D) verejték +  (D) ind,

g de  (D) izzadság - potenciál tartomány felbontása;

 (D) bev - az indikátor tartomány felbontása.

Inkoherens burst formájában megjelenő jelre téglalap alakú impulzusok:

ahol c egy elektromágneses hullám terjedési sebessége vákuumban; c = 3,10 8 ;

 és , - impulzus időtartam;

 (D) bev - a mutató tartomány felbontását a képlet számítja ki

g de D shk - a tartományskála határértéke;

k e = 0,4 - képernyő kihasználtsági tényező,

Q f - a cső fókuszálási minősége.

Radar azimut felbontás

A tényleges azimut felbontást a következő képlet határozza meg:

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

ahol  ( az ) pot - potenciális azimut felbontás a Gauss-görbe sugárzási mintázatának közelítésekor;

 ( az ) bev - az indikátor irányszög felbontása

 ( az ) izzadság =1,3  Q a 0,5 ,

 ( az ) ind = d n M f ,

ahol dn - a katódsugárcső pontátmérője;

M f skála skála.

ahol r - a jel eltávolítása a képernyő közepéről.

A koordináták tartományonkénti meghatározásának pontosságaÉs

A tartomány meghatározásának pontossága függ a visszavert jel késleltetésének mérési pontosságától, a szuboptimális jelfeldolgozásból adódó hibáktól, az adási, vételi és jelzési útvonalak el nem számolt késleltetéseitől, valamint az indikátorkészülékekben a tartománymérés véletlenszerű hibáitól.

A pontosságot mérési hiba jellemzi. A kapott tartománymérés négyzetes középhibáját a következő képlet határozza meg:

ahol  (D) izzad - potenciál tartomány mérési hiba.

 (D) eloszlás hiba a terjedés nemlinearitása miatt;

 (D) alkalmazás - hardver hiba.

ahol q 0 - dupla jel-zaj arány.

Azimut koordináta meghatározásának pontossága

Az irányszögmérésekben szisztematikus hibák fordulhatnak elő a radarantennarendszer pontatlan orientációja, valamint az antenna helyzete és az elektromos azimutskála közötti eltérés miatt.

A cél azimut mérésénél előforduló véletlenszerű hibákat az antenna forgatási rendszerének instabilitása, az azimutjelölés generálási sémák instabilitása, valamint olvasási hibák okozzák.

Az azimutmérés eredményül kapott négyzetes középhibáját a következők határozzák meg:

Kiindulási adatok (5. lehetőség)

1. Hullámhossz  , [cm] ................................................... .......................... .... 6
2. Impulzus teljesítmény R és , [kW] ................................................... .............. 600
3. Impulzus időtartam és , [μs] ................................................... ...... ........... 2,2
4. Impulzusküldési frekvencia F és , [Hz]................................................ ........... 700
5. Az antennatükör vízszintes mérete d ag [m] ........................ 7
6. Függőleges méret antenna tükrök d av , [m] ..................... 2.5
7. T felülvizsgálati időszak felülvizsgálata , [Val vel] .............................................. ......................... 25
8. Vevő zajadata k sh ................................................. ....... 5
9. A helyes észlelés valószínűsége W által ............................. .......... 0,8
10. A téves riasztás valószínűsége W lt.. ................................................ ....... 10 -5
11. Körülnézet jelző képernyő átmérője d e , [mm] ..................... 400
12. Hatékony fényvisszaverő célterület S efo, [m 2 ] …...................... 30
13. Fókusz minőség Q f ............................................................... ...... 400
14. Tartomány skálahatár D shk1 , [km] ........................... 50 D shk2 , [km] .......................... 400
15. Tartomány mérési jelek D , [km] .............................................. 15
16. Azimut mérési jelek , [fok] ......................................................... 4

2. A körradar taktikai mutatóinak számítása

2.1 A maximális tartomány kiszámítása az abszorpció figyelembevételével

Először is, a radar maximális hatótávolságát a rádióhullámok terjedése közbeni csillapítása nélkül számítják ki. A számítás a következő képlet szerint történik:

(1)

Számítsuk ki és állapítsuk meg a kifejezésben szereplő mennyiségeket:

E isl = P és  és =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 °

14,4 [fok/s]

A kapott értékeket behelyettesítve a következőket kapjuk:

t régió = 0,036 [s], N = 25 impulzus és k r.t. = 2,02.

Legyen = 10, akkor k P =20.

E sh - vétel közben ható zajenergia:

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

Az összes kapott értéket (1) behelyettesítve 634,38 [km]

Most meghatározzuk a radar maximális hatótávolságát, figyelembe véve a rádióhullám-energia abszorpcióját:

(2)

Érték  szamár a grafikonokból megtaláljuk. Mert =6 cm  szamár 0,01 dB/km. Tegyük fel, hogy a csillapítás a teljes tartományban fellép. Ilyen feltételek mellett a (2) képlet transzcendentális egyenlet alakját veszi fel

(3)

A (3) egyenletet grafikusan oldjuk meg. Mert osl = 0,01 dB/km és D max = 634,38 km számolva D max.osl = 305,9 km.

Következtetés: A kapott számításokból egyértelmű, hogy a radar maximális hatótávolsága, figyelembe véve a rádióhullám-energia csillapítását a terjedés során, egyenlő D max.os l = 305,9 [km].

2.2 A tényleges tartomány és azimut felbontás kiszámítása

A tényleges hatótávolság felbontást, ha körkörös láthatósági jelzőt használunk kimeneti eszközként, a következő képlet határozza meg:

 (D) =  (D) izzadság +  (D) ind

Egy téglalap alakú impulzusok inkoherens sorozata formájában megjelenő jelhez

0,33 [km]

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

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

Valós tartomány felbontása:

ha D hét1 =50 km  (D) 1 =  (D) izzadság +  (D) ind1 =0,33+0,31=0,64 [km]

ha D wk2 =400 km  (D) 2 =  (D) izzadság +  (D) ind2 =0,33+2,50=2,83 [km]

A valós azimut felbontást a következő képlettel számítjuk ki:

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

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

 ( az ) ind = d n M f

Ha r = k e d e / 2 (jel a képernyő szélén), megkapjuk

0,717 °

 ( az )=0,663+0,717=1,38 [deg]

Következtetés: A tényleges tartomány felbontása:

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

Valós azimut felbontás:

 ( az )=1,38 [fok].

2.3 A távolság- és azimutmérés valós pontosságának kiszámítása

A pontosságot mérési hiba jellemzi. A kapott tartománymérés négyzetes középhibáját a következő képlet segítségével számítjuk ki:

40,86

 (D) izzadság = [km]

Hiba a terjedés nemlinearitása miatt (D) eloszlás elhanyagolt. Hardver hibák (D) kb az indikátorskála olvasási hibáira redukálódnak (D) ind . Az elektronikus jelölésekkel (skálagyűrűkkel) történő számlálás módszerét alkalmazzuk a körkörös kijelző kijelzőjén.

 (D) ind = 0,1  D =1,5 [km], ahol  D - skálaosztás ára.

 (D) = = 5 [km]

Hasonló módon határozzuk meg az azimutmérés eredő négyzetes középhibáját:

0,065

 ( az ) ind =0,1   = 0,4

Következtetés: A kapott tartománymérés négyzetes középhibájának kiszámítása után megkapjuk (D)  ( az) =0,4 [fok].

Következtetés

Ebben a kurzusmunkában egy impulzusos aktív radar paramétereit számítottam ki (maximális hatótávolság az abszorpciót figyelembe véve, valós felbontás a tartományban és azimutban, a hatótávolság és az azimut mérések pontossága) a légi célpontok légiforgalmi irányítási célú észlelésére.

A számítások során a következő adatokat kaptuk:

1. A radar maximális hatótávolsága, figyelembe véve a rádióhullám-energia terjedés közbeni csillapítását, egyenlő D max.osl = 305,9 [km];

2. A valós tartomány felbontása egyenlő:

D wk1 esetén = 0,64 [km];

D shk2 esetén = 2,83 [km].

Valós azimut felbontás: ( az )=1,38 [fok].

3. A kapott tartománymérés négyzetes középhibáját kapjuk(D) =1,5 [km]. Az azimutmérés négyzetes középhibája ( az ) =0,4 [fok].

Az impulzusradarok előnyei közé tartozik a célpontok távolságának egyszerű mérése és hatótávolságuk felbontása, különösen, ha sok célpont van a látómezőben, valamint a vett és kibocsátott rezgések szinte teljes időbeli szétválasztása. Ez utóbbi körülmény lehetővé teszi, hogy ugyanazt az antennát használjuk adáshoz és vételhez egyaránt.

Az impulzusradarok hátránya a kibocsátott rezgések nagy csúcsteljesítményének alkalmazása, valamint az, hogy nem tudják mérni a kis hatótávolságú nagy holtzónákat.

A radarokat sokféle probléma megoldására használják: az űrhajók lágy leszállásának biztosításától a bolygók felszínén az emberi mozgás sebességének méréséig, a rakéta- és légvédelmi védelmi rendszerekben lévő fegyverek vezérlésétől a személyi védelemig.

Bibliográfia

1. Vasin V.V. Rádiótechnikai mérőrendszerek választéka. Módszertani fejlesztés. - M.:MIEM 1977
2. Vasin V.V. A mérések felbontása és pontossága rádiótechnikai mérőrendszerekben. Módszertani fejlesztés. - M.: MIEM 1977
3. Vasin V.V. Az objektumok koordinátáinak és radiális sebességének mérési módszerei rádiótechnikai mérőrendszerekben. Előadásjegyzet. - M.: MIEM 1975.

4. Bakulev P.A. Radar rendszerek. Tankönyv egyetemek számára. M.: „Rádió-

Technika" 2004

5. Rádiórendszerek: Tankönyv egyetemek számára / Yu. M. Kazarinov [stb.]; Szerk. Yu. M. Kazarinova. M.: Akadémia, 2008. 590 p.:

Egyéb hasonló művek, amelyek érdekelhetik.vshm>
1029.		Szoftverfejlesztés a számítógépes képzési rendszer (CTS) „Expert Systems” laboratóriumi komplexumához	4,25 MB
	Az AI területe több mint negyven éves fejlesztési múlttal rendelkezik. Kezdettől fogva számos nagyon összetett problémával foglalkozott, amelyek másokkal együtt ma is kutatás tárgyát képezik: a tételek automatikus bizonyítása...
3242.		A mérőrendszer elsődleges jelátalakítójának dinamikus jellemzőinek digitális korrekciójára szolgáló rendszer kidolgozása	306,75 KB
	Az időtartomány jelfeldolgozását széles körben használják a modern elektronikus oszcillográfiában és a digitális oszcilloszkópokban. A digitális spektrumanalizátorokat pedig a jelek privát tartományban történő megjelenítésére használják. A bővítőcsomagok a jelfeldolgozás matematikai vonatkozásainak tanulmányozására szolgálnak
13757.		Hálózati rendszer létrehozása az elektronikus tanfolyamtámogatás Operációs rendszerek tesztelésére (a Joomla eszközhéj példájával)	1,83 MB
	A tesztíró program lehetővé teszi, hogy kérdésekkel dolgozzon elektronikus formában használjon minden típust digitális információ hogy megjelenítse a kérdés tartalmát. Célja tanfolyami munka a teremtés modern modell webszolgáltatás a tudás tesztelésére webfejlesztő eszközök és szoftver implementáció segítségével a tesztrendszer hatékony működéséhez védelem az információmásolás és a tudáskontroll során elkövetett csalás ellen, stb.. Az utolsó kettő egyenlő feltételek megteremtését jelenti minden áthaladó tudáskontroll, csalás lehetetlensége ill. ..
523.		A szervezet funkcionális rendszerei. Az idegrendszer működése	4,53 KB
	A szervezet funkcionális rendszerei. Az idegrendszer munkája Az analizátorokon, azaz az érzékszerveken kívül más rendszerek is működnek a szervezetben. Ezek a rendszerek egyértelműen morfológiailag alakíthatók, azaz világos szerkezetűek. Ilyen rendszerek például a keringési, légző- vagy emésztőrendszerek.
6243.			44,47 KB
	CSRP Ügyfél szinkronizált erőforrás-tervezési osztályrendszerei. CRM rendszerek Customer Relationships Mngement ügyfélkapcsolat-kezelés. EAM osztályú rendszerek. Annak ellenére, hogy a vezető vállalkozások bevezetik a legerősebb rendszerek az ERP osztály már nem elegendő a vállalati bevételek növeléséhez.
3754.		Számrendszerek	21,73 KB
	A szám alapfogalom a matematikában, ami általában vagy mennyiséget, méretet, súlyt és hasonlókat jelent, vagy sorozatszámot, sorozatba rendezettséget, kódot, rejtjelezést és hasonlókat.
4228.		Társadalmi rendszerek	11,38 KB
	A Parsons a gázrendszernél nagyobb raktárt jelent. Az élet további tárolórendszerei a kulturális rendszer, a különlegesség rendszere és a viselkedési szervezet rendszere. A különböző megerősítési alrendszerek megkülönböztetése jellemző funkcióik alapján történhet. Ahhoz, hogy a rendszer működni tudjon, megtehető az integrációhoz való hozzáférés adaptálása és a nézet mentése előtt, így több funkcionális előnnyel is elégedett lehet.
9218.		REPÜLŐI TANFOLYAM RENDSZEREK	592,07 KB
	Átfogó módszer a tanfolyam meghatározására. A repülőgépek menetirányának meghatározására a különböző fizikai működési elveken alapuló irányműszerek és rendszerek legnagyobb csoportját hozták létre. Ezért az iránymérés során hibák lépnek fel a Föld forgása és a repülőgép Földhöz viszonyított mozgása miatt. Az irányleolvasások hibáinak csökkentése érdekében a giroszkóp-féliránytű látszólagos eltolódását, és a giroszkóp forgórészének tengelyének vízszintes helyzetét korrigálják.
5055.		Politikai rendszerek	38,09 KB
	A politikai rendszerek modernizációjának funkciói. Ha a politikát az ember és az állam interakciós szférájának tekintjük, ezeknek a kapcsolatoknak a kiépítésére két, a politikai élet történetében folyamatosan, de korántsem egyenletesen terjedő lehetőséget különböztethetünk meg.
8063.		Többbázisú rendszerek	7,39 KB
	A többbázisú rendszerek lehetővé teszik a különböző helyek végfelhasználói számára az adatok elérését és megosztását anélkül, hogy a meglévő adatbázisokat fizikailag integrálniuk kellene. Lehetővé teszik a felhasználók számára saját csomópontjaik adatbázisainak kezelését az elosztott DBMS-ek hagyományos típusaira jellemző központi vezérlés nélkül. A helyi adatbázis-adminisztrátor egy exportálási séma létrehozásával engedélyezheti a hozzáférést az adatbázis egy meghatározott részéhez.

Az impulzusradar működési elve megérthető, ha figyelembe vesszük az „Impulzusradar egyszerűsített blokkdiagramját (3.1. ábra, 20. dia, 25 ) és az impulzusradar működését magyarázó grafikonok (3.2. ábra, 21. dia, 26 ).

Az impulzusradar működését a legjobb az állomás szinkronizációs egységéből (kilövő egységéből) kezdeni. Ez a blokk beállítja az állomás működésének „ritmusát”: beállítja a hangjelzések ismétlődési gyakoriságát, szinkronizálja a jelzőkészülék működését az állomás adójának működésével. A szinkronizáló rövid távú éles impulzusokat produkál ÉS támad bizonyos ismétlési gyakorisággal T P. Szerkezetileg a szinkronizáló készülhet külön blokk formájában, vagy egy egység lehet az állomásmodulátorral.

Modulátor vezérli a mikrohullámú generátor működését, be- és kikapcsolja. A modulátort szinkronizáló impulzusok indítják el, és a kívánt amplitúdójú, erőteljes, négyszögletes impulzusokat állítják elő. U més időtartama τ És. A mikrohullámú generátor csak modulátorimpulzusok jelenlétében kapcsol be. A mikrohullámú generátor kapcsolási frekvenciáját, és ebből következően a szondázó impulzusok ismétlődési gyakoriságát a szinkronizáló impulzusok frekvenciája határozza meg. T P. A mikrohullámú generátor működésének időtartama minden egyes bekapcsoláskor (vagyis a szondázó impulzus időtartama) a modulátorban kialakuló impulzus időtartamától függ. τ És. Modulátor impulzus időtartama τ Ésáltalában mikroszekundum egységeket tesz ki, és a szünetek közöttük több száz és ezer mikroszekundum.

A modulátor feszültségének hatására a mikrohullámú generátor erőteljes rádióimpulzusokat generál U gén, melynek időtartamát és alakját a modulátorimpulzusok időtartama és alakja határozza meg. A nagyfrekvenciás rezgések, vagyis a mikrohullámú generátorból érkező impulzusok szondázó impulzusai az antennakapcsolón keresztül jutnak az antennába. A rádióimpulzusok oszcillációs frekvenciáját a mikrohullámú generátor paraméterei határozzák meg.

Antenna kapcsoló (AP) lehetővé teszi, hogy az adót és a vevőt egy közös antennán üzemeltetjük. A szondázó impulzus (μs) generálása során az antennát az adó kimenetére köti és a vevő bemenetét blokkolja, a fennmaradó időben (a szünetidő több száz, ezer μs) pedig a antennát a vevő bemenetére, és leválasztja az adóról. Az impulzusradarban az automatikus nagysebességű kapcsolókat antennakapcsolóként használják.

Az antenna a mikrohullámú rezgéseket elektromágneses energiává (rádióhullámokká) alakítja, és keskeny nyalábbá fókuszálja. A célpontról visszaverődő jeleket az antenna veszi, áthalad az antennakapcsolón és a vevő bemenetére érkezik U Val vel, ahol kiválogatják, felerősítik, észlelik és a jelzőeszközökhöz interferencia-elhárító berendezésen keresztül juttatják el.

A zavarásgátló berendezés csak akkor kapcsol be, ha a radar lefedettségi területén passzív és aktív interferencia lép fel. Ezt a berendezést részletesen a 7. témakörben tanulmányozzuk.

A jelzőeszköz a radar végberendezése, és radarinformációk megjelenítésére és lekérésére szolgál. A jelzőberendezések elektromos áramkörét és kialakítását az állomás gyakorlati rendeltetése határozza meg, és egészen eltérő lehet. Például, az érzékelő radarok esetében jelzőeszközök segítségével reprodukálni kell a levegő helyzetét és meg kell határozni a D és β célpontok koordinátáit. Ezeket a mutatókat 360 fokos mutatóknak (PVI) nevezik. A cél magasságmérő radarok (magasságmérők) magasságjelzőket használnak. A távolságjelzők csak a céltól való távolságot mérik, és ellenőrzésre szolgálnak.

A tartomány pontos meghatározásához meg kell mérni az időintervallumot t h(tíz és több száz mikroszekundum) nagy pontossággal, vagyis nagyon kis tehetetlenségű eszközökre van szükség. Ezért a tartományjelzők katódsugárcsöveket (CRT) használnak mérőműszerként.

Jegyzet. A tartománymérés elvét az 1. leckében tanulmányoztuk, ezért ennek a kérdésnek a tanulmányozása során a fő figyelmet a PPI sweep kialakulására kell fordítani.

A távolságmérés lényege (késleltetési idő t h) CRT használatával magyarázható az elektronsugár elektrosztatikus vezérlésével rendelkező csőben történő lineáris pásztázás példájával.

A katódsugárcsöves lineáris pásztázás során az elektronnyalábot a pásztázási feszültség befolyásolja U R periodikusan állandó sebességgel mozog egy egyenes vonalban balról jobbra (1.7. ábra, 9. dia, 12 ). A sweep feszültséget egy speciális sweep generátor állítja elő, amelyet ugyanaz a szinkronizáló impulzus vált ki, mint az adómodulátort. Ezért a sugár mozgása a képernyőn minden szondaimpulzus elküldésekor megkezdődik.

Cél amplitúdójel használatakor a vevő kimenetéről érkező visszavert jel a nyaláb merőleges irányú eltérítését okozza. Így a visszavert jel látható a cső képernyőjén. Minél távolabb van a célpont, annál több idő telik el a visszavert impulzus megjelenéséig, és minél távolabb jobbra van a nyalábnak ideje mozogni a pásztázási vonal mentén. Nyilvánvaló, hogy a letapogatási vonal minden pontja megfelel a visszavert jel érkezésének egy bizonyos pillanatának, és így egy bizonyos tartományértéknek.

A körbetekintési módban működő radarok körbetekintési jelzőket (PVI) és elektromágneses sugáreltérítéssel és fényerőjelzéssel ellátott CRT-ket használnak. A keskeny nyalábú (BP) radarantennát az antennaforgató mechanizmus mozgatja vízszintes síkban, és „látja” a környező teret (3.3. ábra, dia,

A PPI-n a tartománysöprés vonala az antennával szinkronban azimutban forog, és az elektronsugár sugárirányú mozgásának kezdete a cső közepétől egybeesik a szondázó impulzus kibocsátásának pillanatával. A sweep szinkron forgatása a PPI-n a radarantennával egy teljesítmény-szinkron meghajtó (SSD) segítségével történik. A válaszjelek a jelzőképernyőn fényerőjel formájában jelennek meg.

A PPI lehetővé teszi a tartomány egyidejű meghatározását Dés azimut β célokat. A könnyebb hivatkozás érdekében a PPI képernyőn elektronikusan A skálatartomány jelei körökben, a skála azimutjelek pedig fényes radiális vonalak formájában vannak megrajzolva (3.3. ábra, dia, 8, 27 ).

Jegyzet. TV-készülék és TV-kártya segítségével kérje meg a tanulókat, hogy határozzák meg a célpontok koordinátáit. Adja meg a jelző skáláját: 10 km után hatótávjelek, 10 fok után azimutjelek következnek.

KÖVETKEZTETÉS

(csúszik 28)

Az objektum távolságának impulzusos módszerrel történő meghatározása a késleltetési idő mérésén alapul t h visszavert jel a tapintó impulzushoz képest. A szondázó impulzus kibocsátásának pillanatát tekintjük a rádióhullámok terjedési idejének visszaszámlálásának kezdetének.

Az impulzusradarok előnyei:

az antenna által egyidejűleg besugárzott összes cél vizuális megfigyelésének kényelme a jelzőképernyőn lévő jelek formájában;

az adó és a vevő váltakozó működése lehetővé teszi egy közös antenna használatát az adáshoz és a vételhez.

Második tanulmányi kérdés.

Az impulzusmódszer főbb mutatói

Az impulzusmódszer fő mutatói: (dia 29) :

Egyértelműen meghatározott maximális hatótávolság, D;

távolság szerinti felbontó képesség, δD;

minimális kimutatható tartomány, D min .

Nézzük ezeket a mutatókat.

Egyértelmű maximális hatótávolság

A radar maximális hatótávolságát a radar alapképlete határozza meg, és a radar paramétereitől függ.

A tárgy távolságának meghatározásának egyértelműsége a szondázó impulzusok ismétlési periódusától függ T P. Továbbá ezt a kérdést a következőképpen fogalmazzuk meg.

A radar maximális hatótávolsága 300 km. Határozza meg a késleltetési időt egy ebben a tartományban lévő célponthoz

A szondázó impulzusok ismétlési periódusát 1000 μs-ra választottuk. Határozza meg a cél tartományát, amelynek késleltetési ideje egyenlő T P

Két célpont van a légtérben: az 1. számú cél 100 km-es hatótávolságban és a 2. számú cél 200 km-es hatótávolságban. Hogyan fognak kinézni ezeknek a célpontoknak a nyomai a radarjelzőn (3.4. ábra, 22. dia, 30 ).

Ha a teret 1000 μs ismétlési periódusú impulzusokkal szondázzuk, az 1. számú célpont jele 50 km távolságban jelenik meg, mivel 150 km hatótávolság után egy új sweep periódus kezdődik, és a távoli célpont ad egy értéket. jelölés a skála elején (50 km távolságban). A számított tartomány nem felel meg a ténylegesnek.

Hogyan lehet kiküszöbölni a kétértelműséget a tartomány meghatározásában?

A tanulók válaszainak összegzése után vonja le a következő következtetést:

A hatótávolság egyértelmű meghatározásához ki kell választani a szondázó impulzusok ismétlési periódusát a radar megadott maximális hatótávolságának megfelelően, azaz

Adott 300 km-es hatótávolság esetén a szondázó impulzusok ismétlési periódusának 2000 μs-nál nagyobbnak vagy az ismétlési frekvenciának 500 Hz-nél kisebbnek kell lennie.

Ezen túlmenően a maximális érzékelhető tartomány függ a sugár szélességétől, az antenna forgási sebességétől és a célpontról visszaverődő impulzusok szükséges számától az antenna elfordulásánként.

A hatótávolság felbontása (δD) az a minimális távolság két, azonos irányszögben és magassági szögben elhelyezkedő cél között, amelynél a róluk visszaverődő jelek külön-külön figyelhetők meg a kijelzőn.(3.5. ábra, 23. dia, 31, 32 ).

A szondázó impulzus adott időtartamára τ Ésés a célok közötti távolság ∆D 1 az 1. és 2. számú célpontokat külön sugározzák be. Ugyanolyan impulzusidővel, de távolságra a célok között ∆D 2 a 3. és 4. számú célpontot egyidejűleg sugározzák be. Következésképpen az első esetben a PPI-k külön-külön, a második esetben pedig együtt lesznek láthatóak a képernyőn. Ebből következik, hogy az impulzusjelek külön vételéhez szükséges, hogy a vételük pillanatai közötti időintervallum nagyobb legyen, mint az impulzus időtartama. τ És (∆ t > τ És )

Minimális különbség (D 2 – D 1 ), amelyben a célpontok külön-külön láthatók a képernyőn, definíció szerint van δD tartományfelbontás, ennélfogva

Az impulzus időtartama mellett τ És Az állomás hatótávolságának felbontását befolyásolja az indikátor felbontása, amelyet a pásztázási skála és a CRT képernyő fényfoltjának minimális átmérője határoz meg ( d P ≈ 1 mm). Minél nagyobb a tartomány sweep skála és minél jobb a CRT sugár fókuszálása, annál jobb a mutató felbontása.

Általában a radar hatótávolsági felbontása egyenlő

Ahol δD És– indikátor felbontás.

A kevesebb δD , annál jobb a felbontás. A radar hatótávolsági felbontása jellemzően az δD= (0,5...5) km.

A tartomány felbontásával ellentétben a felbontás szögkoordinátákban (azimut δβ és magasság δε ) Nem attól függ a radar módszertől, és az antenna sugárzási mintázatának szélessége határozza meg a megfelelő síkban, amelyet általában fél teljesítményszinten mérnek.

Radar azimut felbontás δβ O egyenlő:

δβ O = φ 0,5 r O + δβ És O ,

Ahol φ 0,5 r O– a sugárzási mintázat szélessége fél teljesítménynél a vízszintes síkban;

δβ És O- jelzőberendezés irányszög felbontása.

A radar nagy felbontású képességei lehetővé teszik a közeli célpontok külön megfigyelését és koordinátáinak meghatározását.

A legkisebb érzékelhető tartomány az a legrövidebb távolság, amelyen az állomás még képes észlelni a célt. Néha az állomás körüli teret, amelyben a célpontokat nem észlelik, „halott” zónának nevezik ( csúszik 33 ).

Ha egy impulzusradarban egy antennát használnak a tapintó impulzusok továbbítására és a visszavert jelek vételére, akkor a vevőt ki kell kapcsolni a szondázó impulzus kibocsátásának idejére. τ u. Ezért a visszavert jelek, amelyek egy olyan állomásra érkeznek, amikor annak vevője nincs csatlakoztatva az antennához, nem veszik és nem regisztrálják a jelzőfényeken. Azt az időtartamot, ameddig a vevő nem tudja fogadni a visszavert jeleket, a vizsgáló impulzus időtartama határozza meg τ ués az antenna adásról vételre történő átkapcsolásához szükséges idő, miután az adót szondázó impulzusnak vetették alá t V .

Ennek ismeretében a minimális tartomány értéke D min impulzusradar a képlettel határozható meg

Ahol τ u- a radarszonda impulzusának időtartama;

t V- a vevő bekapcsolásának ideje az adó impulzusának vége után (egységek - μs).

Például. Nál nél τ u= 10 µs D min = 1500 m

nál nél τ u= 1 µs D min = 150 m.

Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a „halott” zóna sugara megnő D min Ez a helyi tárgyakról visszaverődő indikátor jelenléte a képernyőn és az antenna magasságban lévő korlátozott forgási tartományából adódik.

KÖVETKEZTETÉS

Az impulzusradar módszer hatékonyan méri a nagy távolságra elhelyezkedő objektumok hatótávolságát.

Harmadik tanulmányi kérdés

Folyamatos sugárzási módszer

Az impulzusradar módszer alkalmazása mellett folyamatos energiasugárzású berendezésekkel is megvalósítható. A folyamatos sugárzás módszerével több energiát lehet küldeni a cél felé.

Az energiasorrend előnye mellett a folyamatos sugárzás módszere számos mutatóban alulmúlja az impulzusos módszert. Attól függően, hogy a visszavert jel melyik paramétere szolgál alapul a cél távolságának méréséhez, a folyamatos radar módszer megkülönbözteti:

fázis (fáziometrikus) radar módszer;

frekvencia radar módszer.

Kombinált radar módszerek is lehetségesek, különösen impulzusfázis és impulzus-frekvencia.

Fázismódszerrel A radarban a célpont távolságát a kibocsátott és a vett visszavert rezgések fáziskülönbsége alapján ítélik meg. A távolság mérésére szolgáló első fázismetrikus módszereket L. I. Mandelstam és N. D. Papaleksi akadémikusok javasolták és fejlesztették ki. Ezeket a módszereket a nagyhullámú, nagy hatótávolságú légi rádiónavigációs rendszerekben alkalmazták.

Frekvencia módszerrel A radarban a célpont távolságát a közvetlen és a visszavert jelek közötti ütések gyakorisága alapján ítélik meg.

Jegyzet. A tanulók önállóan tanulják ezeket a módszereket. Irodalom: Slutsky V.Z. Impulzustechnológia és a radar alapjai. 227-236.

KÖVETKEZTETÉS

Az objektum távolságának impulzusmódszerrel történő meghatározása a visszavert jel késleltetési idő tres-ének a tapintó impulzushoz viszonyított megváltoztatásán alapul.

Egy objektum távolságának egyértelmű meghatározásához szükséges, hogy t zap.max ≤ T p.

A δD tartományfelbontás annál jobb, minél rövidebb a τ u tapintóimpulzus időtartama.