3. Выбор и обоснование методов измерения координат с требуемой точностью и разрешающей способностью для данных условий эксплуатации.

Дальность до цели будем определять путем измерения времени запаздывания отраженного от цели сигнала, т.к. данный метод является одним из самых простых и способен реализовать заданную точность. Структурная схема импульсной РЛС кругового обзора изображена на рис.3.1. В РЛС используется одна антенна, как для передачи, так и для приема.

Рис. 3.1. Структурная схема импульсной РЛС кругового обзора.

4. Выбор типа антенно-фидерного устройства (афу) и расчет основных параметров.

РЛС типа пространственно-временного фильтра или корреля­тора с фазированными антенными решетками (ФАР) обладают целым ря­дом преимуществ перед РЛС с антеннами, имеющими сплошной раскрыв. Эти преимущества объясняются как достоинствами са­мих ФАР, так и результатом совместной пространственно-времен­ной обработки, не достижимым при раздельной обработке.

К достоинствам ФАР относится возможность одновременной работы РЛС по нескольким целям в самых различных режимах (поиск, захват, слежение), а также возможность гибкого электрон­ного управления лучом или несколькими лучами одновременно. Благодаря этому значительно возрастает темп обзора, вероятность обнаружения, точность измерений и снижаются энергетические затраты, так как в РЛС со сплошными подвижными антеннами ино­гда до 50% мощности расходуется на громоздкий антенный привод, а наличие люфтов, трения и ветровой нагрузки приводит к допол­нительным ошибкам по углу. Фазированные антенны решетки до­пускают также возможность практически мгновенного обзора всей за­данной зоны. Они обладают высокой механической прочностью, не требуют антенного привода и громоздких и дорогих антенных обтекателей, не нуждаются в прецизионной обработке поверхности по лекалам к благодаря большому числу однотипных элементов удобны для массового поточного производства. Надежность РЛС с фазированными антенными решетками исключительно высока; выход из строя до 20 — 30% элементов в различных местах ФАР практически не снижает угловой точности и разрешающей способности. К сожалению, ФАР пока еще очень дороги, тяжелы, имеют повышенную шумовую температуру и большие потери мощности на высокочастотных элементах. Однако эти недостатки в принципе преодолимы. Совмещение пространственной и временной обработки при наличии ФАР позволяет реализовать такие их дополнительные преимущества, как сверхбыстрый обзор в течение одного импуль­са, гибкий последовательный поиск, учитывающий возможность принятия решения на каждом очередном шаге и поэтому дающий дополнительное снижение затрат энергии и времени и т. п.[5].

Определим раскрыв антенны: .

Число облучающих элементов в ФАР найдем из соотношения:

Отсюда найдем коэффициент направленного действия (КНД):

Определим эффективную площадь антенны:

,

Площадь раскрыва полотна ФАР равна: .

5. Выбор и обоснование методов измерения координат.

Разрешающая способность по времени запаздывания характеризуют интервал , в пределах которого нормированная автокорреляционная функция огибающего сигнала больше либо равна 0,5 (). Для прямоугольного импульса. Двум сигналам смещенным по времени на, соответствует разнесение двух целей по дальности на, называемое потенциальной разрешающей способностью.

Разрешающая способность оконечного устройства обзорной РЛС – индикатора кругового обзора (ИКО) - зависит от дальности действия, длины линии разверткии диаметра пятнана экране индикатора:

, (1)

где коэффициент учитывает минимальное расстояние между не сливающимися на экране импульсами. Результирующая разрешающая способность РЛС:.

В данной работе предлагается производить наблюдение за поверхностью земли на ИКО, для грубого определения местоположения цели, а так же использовать монитор, для более точного просмотра секторов в градусов. Для включения нужного сектора просмотра можно воспользоваться обычными переключателями.

Предлагается взять 20-ти дюймовый (по диагонали) монитор со следующими его техническими характеристиками:

Размер зерна (точки): ;

Размер экрана по горизонтали:

Размер экрана по вертикали:

Определим , подставив значения в формулу (1).

Результирующая разрешающая способность, заданная в ТЗ, равна , так как мы получили

.

Далее будем считать, что .

Разрешающая способность по азимуту обзорного радиолокатора численно характеризуется минимальным углом между направлениями на две равноудаленные относительно РЛС неподвижные цели, при котором их сигналы еще фиксируются раздельно. Здесь существует полная аналогия с дальномерным каналом РЛС.

Потенциальная разрешающая способность по азимуту определяется диаграммой направленности антенны, и приближенно ее можно считать равной ширине диаграммы направленности по уровню половинной мощности [4].

Разрешающая способность монитора по угловой координате зависит от дальности до цели:

и минимально влияет на результирующую разрешающую способность на максимальной дальности.