Энергетический расчет корабельной РЛС с когерентной обработкой сигнала

содержание.

Введение.…………………………………………………………….        

1.   Выбор и расчет основных тактико–технических  параметров.

1.1  Расчет потерь энергии ………………………………………….

1.2  Определение спектральной плотности помехи на входе приёмника………………………………………………………..

1.3  Выбор длительности зондирующего сигнала……………….…

1.4  Выбор параметров антенны……………………………………..

1.5  Расчет уровня порога обнаружения и минимального отношения

C/Ш на входе приёмника………………………………………..

1.6  Расчёт импульсной мощности передающего устройства…….

1.7  Расчет мощности передатчика помех………………………….

2.  Функциональная схема разрабатываемой РЛС ………………

3.  Заключение

Введение

Радиолокацией называется совокупность радиотехнических методов и средств наблюдения различных объектов в окружающем их пространстве. Наблюдение производится радиолокационными станциями, а наблюдаемые объекты  называются радиолокационными целями. Радиолокационное наблюдение включает в себя  обнаружение радиолокационных целей и измерение параметров принимаемой от них электромагнитной волны, характеризующих относительное положение и скорость взаимного перемещения РЛС и целей, а  также размеры целей, их конфигурацию, ориентацию, отражающие свойства и т.д.

В настоящее время радиолокация использует широкий диапазон электромагнитных волн включая инфракрасные и световые колебания,  а также рентгеновское и гамма излучения Методы радиолокации широко применяются также в звуколокации, основанной на использовании механических ультразвуковых колебаний упругой среды, а не электромагнитных волн.

В настоящее время практически нет такой области, в которой бы не нашли применения радиолокационные методы и средства.

В военной области задачами РЛС являются обнаружение и определение координат кораблей, самолетов и беспилотных объектов управление стрельбой и бомбометанием независимо от условий оптической видимости,наблюдение за полем боя,бесконтактный подрыв зарядов и т.п.

С помощью РЛС решаются задачи мирного характера такие как, например, навигационное обеспечение самолетов, кораблей и космических аппаратов, предупреждение столкновений на суше,на море и в воздухе, разведка погоды, радиоастрономические исследования и другое.

Большое научное значение имеют такие применения РЛС как контроль траекторий спутников и других объектов, сближение, наведение и посадка космических аппаратов, изучение природных ресурсов, астрофизические исследования и т. п.

В данной курсовой работе приведен энергетический расчет корабельной РЛС с когерентной обработкой сигнала.

1.Выбор и расчет основных тактико-технических параметров.

1.1Расчет потерь энергии.

Электромагнитные волны при распространении в атмосфере ослабляются ( поглащаются и рассеиваются ) входящими в состав атмосферы газами, а также водяным паром и гидрометеорами ( дождь, снег, град, туман ). Наиболее существенное ослабления вносят кислород атмосферы, водяной, пар и дождь. Интенсивность ослабления за счет воздействия отдельного фактора оценивается удельным коэффициентом ослабления - [дБ/км], равным относительному уменьшению плотности потока энергии на 1км траектории роспространения.

C учетом двухстороннего ослабления при радиолокационном обнаружении полный коэффициент потерь при распространении:

 , где -длина участка, на котором происходит потери за счет рассматриваемого фактора, км.

На рис.6.1 [1] изображена зависимость от длины волны суммарных удельных потерь в кислороде и водяном паре – () и потерь в дожде различной интенсивности - .Из графиков находим:

d1+d2=0.03дБ/км, d3=0.03дБ/км.

Lp=10                                   =10      =3.98Db=1.5раз

Потери в антенно-фидерном тракте при приеме сигнала складываются из потерь энергии в фидерах-Lф, разрядниках-Lраз, и приемно-передающей антенне-Lа.

Lаф=Lф+Lразр+Lа.

Чаще всего в качестве фидеров используют волноводы, у которых удельные потери минимальны и составляют в среднем:

При =3 см – 0.15дБ/м. Длина фидеров  РЛС обнаружения колеблется от 3-5м до 15-20м (в среднем 5-10 м).[1].

Отсюда:=0.15дБ/км,=7м.

Lф=2dфL=2 0.15 7=2.1dB

Потери в разрядниках составляют в зависимости от типа разрядников Lразр=1-2дБ. Возмем Lразр=1.5дБ.[1] 

В среднем можно считать Lа=0.15дБ.[1]

Суммарные потери в антенно-фидерном тракте:Lаф=Lф+Lразр+Lа=2.1+1.5+0.15=3.75дБ(1.53раз)[1]

Суммарные потери за счет неоптимальности обработки в цепях РЛС состоят из потерь, обусловленных непрямоугольностью формы диаграммы направленности антенны; потерь за счет несогласованности формы и ширины полосы пропускания АЧХ приемника с формой и шириной спектра сигнала; потерь в детекторе за счет разбиения сигнала на N импульсов пачки; потерь в последетекторных импульсных сигналов; потери за счет нестабильности порога обнаружения и коэффициента усиления приемника. Суммарные потери за счет неоптимальности обработки имеют величину

Cп=5-11 дБ. Возмем Cп=7дБ(2.23раз)[1]

1.2  Определение спектральной плотности помехи на входе приемника.

Величина Nо в общем случае определяет суммарный уровень собственных шумов РЛС и внешних флюктуационных помех. 

Cпектральная плотность шума  выражается через эффективную шумовую температуру Tш:

 , где -постаянная Больцмана.Шумовая температура РЛС складывается из шумовой температуры антенны Тша и шумовой температуры приемного тракта Тшпр, т.е.

Тш=Тша+Тшпр.

В большинстве практических случаев шумовую температуру антенны принимают равной Тша=То=К .Шумовая температура приемного тракта :

.