Судовая навигационная радиолокационная станция, страница 4

-  ширина основного луча диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости 1° по уровню половинной мощности (апертура 2,3 метра);

-  ширина основного луча диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости 18° по уровню половинной мощности;

-  коэффициент усиления относительно изотропной антенны 31 дБ;

-  боковые лепестки в пределах сектора ±10° относительно оси антенны на 28 дБ и более ниже максимума основного луча;

-  боковые лепестки за пределами сектора ±10° относительно оси антенны на 35 дБ и более ниже максимума основного луча.

Но мы будем производить расчет для общего случая – щелевой линейной антенной решетки с рассчитанными выше параметрами.

В импульсной РЛС, использующей одну антенну для излучения и приема сигнала, необходим антенный переключатель, обеспечивающий развязку, которая будет рассчитана далее и время переключения, обусловленное минимальной дальностью действия станции:

(19)

Такое время переключения может обеспечить антенный переключатель, выполненный на p-i-n диоде.

Определим оставшиеся необходимые параметры сигнала.

6 Выбор метода генерации зондирующего сигнала и метода обработки отраженных сигналов. Расчет коэффициента различимости, исходя из допустимых ошибок обнаружения сигнала и измерения его параметров

Проектируемая РЛС будет излучать зондирующий сигнал в виде периодической последовательности импульсов. Зная максимальную дальность действия, определим период повторения импульсов:

(20)

здесь k_з – коэффициент запаса (при благоприятных условиях проектируемая РЛС возможно сможет обеспечить заданную в техническом задании дальность).

Найдем теперь частоту повторения импульсов:

(21)

Рассчитаем коэффициент шума приемника. Будем учитывать первые два каскада, так как вносимый коэффициент шума остальных каскадов незначителен.

(22)

В качестве усилителя высокой частоты применим параметрический усилитель со следующими шумовыми параметрами: Т_ш = 300 К, N_ш.увч = 1+Т_ш/Т_о = 2,03, коэффициент усиления К_увч = 200. В качестве преобразователя применим балансный диодный смеситель со следующими шумовыми параметрами: Т_ш = 2000 К, N_ш=1+Т_ш/Т_о=7,9; Т_о = 290 К.

Тогда коэффициент шума приемника будет:

(23)

Вычислим коэффициент различимости для одного импульса. Ранее уже было определено значение отношения сигнал/шум в зависимости от вероятности правильного обнаружения и вероятности ложной тревоги. Тогда коэффициент различимости равен:

(24)

В реальной РТС существую потери, обусловленные:

-  неоптимальностью полосы УПЧ: 0,5 дБ

-  неоптимальности формы ДН: 2 дБ

-  неоптимальной формы АЧХ приемника: 0,8 дБ

-  потери при цифровой обработке сигнала: 2,5 дБ

Суммарный коэффициент различимости равен:

(25)

Определим теперь необходимую энергию импульса зондирующего сигнала:

(26)

Определим необходимое количество импульсов для обеспечения заданного отношения сигнал/шум. Из [1] и [2] найдем изменение эпр воды в зависимости от расстояния до цели: она имеет максимальное значение при спокойной поверхности воды и меняется в пределах от 13 до 14 м². Выберем максимальное значение и определим отношение сигнал/шум, которое обеспечит один импульс:

(27)

Определим количество импульсов в пачке, которое обеспечит необходимое отношение сигнал/шум:

(28)

Для обеспечения заданных вероятностей правильного обнаружения и ложной тревоги достаточно 16 импульсов. Однако поверхность воды в море редко бывает спокойной и эффективная отражающая поверхность воды во много раз меньше, следовательно количество импульсов необходимо меньшее количество и в проектируемой РЛС они как бы получаются с запасом.

Время накопления импульсов составляет:

(29)

Определим время полного сканирования пространства по азимуту:

(30)