СПб гэту
Методические указания к
курсовому проекту
по курсу
«Радиолокационные комплексы»
2012
1 Функциональная схема рлс
Функциональная схема РЛС со сложным фазоманипулированным сигналом изображена на Рис. 1. Прием и передача осуществляются на одну антенну, поэтому ключи передатчика и приемника работают в противофазе, когда передается сигнал – прием не возможен, и наоборот. Скважность сигнала при таком построении РЛС не может быть меньше двойки. Так как прием ведется только в промежутках между передачей сигнала, то возможно искажение принятого сигнала из-за коммутации прием/передача.
Приемник построен по супергетеродинной схеме. Формирование сложного сигнала осуществляться на промежуточной частоте.
Применение сложного сигнала позволяет получить малую пиковую мощность излучения по сравнению с импульсной станцией того же энергопотенциала, и как следствие – это приводит к технологическим преимуществам, а именно, появляется возможность использование полупроводникового усилителя мощности с высоким КПД, большим сроком службы и низкими напряжениями питания. Сравнительно просто получить когерентный прием и обработку сигнала большой длительности, так как нет необходимости в качестве формирователей сигнала большой мощности использовать автогенераторные приборы (например магнетроны).
Независимость энергопотенциала станции со сжатием импульса от длительности импульса, позволяет иметь одно и тоже разрешение по дальности на любых шкалах дальности.
Станция имеет повышенную скрытность и более устойчива к некоторым типам активных помех.
Недостатками станции со сложным сигналом являются существенно большая сложность построения приемопередатчика и устройства обработки. Худшая помехоустойчивость к пассивным помехам по сравнению с импульсной когерентной станцией имеющей тоже разрешение по дальности.
Эти недостатки в настоящее время не являются решающими, так нивелировались развитием технологий производства полупроводниковых усилительных приборов и цифровой обработки сигнала.
Р
Устройство
обработки сигнала
Устройство
обработки сигнала
исунок
1 – Функциональная схема РЛС
2 Анализ технического задания
Расчет параметров сигнала
1. Период повторения сигнала.
Выбор длительности зондирующего сигнала определяется следующими факторами
длина сигнала должна быть таковой , чтобы обеспечивалась селекция по доплеровской частоте, или точность определения скорости.
сигнала должен иметь максимально возможную длину, чтобы энергия была его максимальна
длительность сигнала не должно превышать время контакта с целью, то есть время пока диаграмма направленности антенны смотрит на цель при сканировании.
Минимальный период повторения сигнала (Tmin) определяется максимальной дальностью до цели (Rmax):
,
где c – скорость света. В случае
невыполнения этого неравенства возникает
неоднозначность по дальности.
Максимальный период повторения сигнала определяется максимальной Допплеровской частотой (Fdmax) принимаемого сигнала, которая, в свою очередь, зависит от максимальной скорости цели (Vmax):
,
,
λ – длина электромагнитной волны
излучаемого сигнала.
Часто
требования к ТТХ РЛС приводят к ситуации,
когда
.
Рассмотрим основные способы разрешения
этого противоречия.
1. Использование вобуляции периода сигнала. В этом случае по очереди излучается два сигнала с различными периодами, и осуществляется мультипликативная обработка в спектральной области. В этом случае периоды повторения определяются из соотношений:
,
а T2
вычисляется из соотношения:
,
Tc
– время контакта с целью (будет рассмотрено
позднее); коэффициент 1.4 в формуле
учитывает расширение
спектра импульса.
2.
Использование траекторной обработки
для определения скорости и направления
движения быстродвижущихся целей.
Определим критерий разделения целей
на медленные и быстрые. Примем, что
период повторения равен Tmin, и
тогда:
,
следовательно:
,
т.е. допплеровская скорость цели, которая
может быть однозначно определена
(медленная цель) не должна превышать
.
Для целей, движущихся с большей скоростью
необходимо использовать траекторную
обработку.
Время контакта с целью.
Время контакта с целью оценивается по формуле
где
скорость вращения антенны выраженная
в оборотах в минуту.
Если угловое положение цели таково, что начало времени накопления приходится на середину диаграммы направленности, то сигнал от цели копится всего половину времени от времени контакта с целью. Чтобы уменьшить зависимость амплитуды накопленного сигнала от углового положения цели и начала времени накопления, лучше время накопления брать меньше чем время контакта с целью или использовать скользящее окно.
Значение ширины доплеровского канала рассчитанного по формуле
Разрешение по доплеровской частоте связано с длительностью сигнала соотношением
Имеющееся время контакта с целью обеспечивает разрешение по доплеровской частоте только
