Самолётная РЛС для обнаружения надводных целей

Министерство высшего и среднего образования РФ

НГТУ

Кафедра ТОР

Самолётная РЛС для обнаружения надводных целей

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по курсу : Основы РТС.

Новосибирск 99 г.

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Вариант 240.

Самолётная РЛС для обнаружения надводных целей

Максимальная дальность действия                                           R_max     =          150 км

Зона обзора РЛС по азимуту                                                     Ф_a        =          360⁰

Максимальная высота полета цели                                           Н_max    =        3 м

Высота подъема антенны РЛС                                        h_а          =        3 км

Средняя ЭПР цели                                                                     s_ц          =        10 м²

Разрешающая способность РЛС по дальности                        d_R          =          150м

Разрешающая способность РЛС по азимуту                            d_a          =          1.5⁰

Среднеквадратичная ошибка измерения дальности                 s_R         =        15 м

Среднеквадратичная ошибка измерения азимута          s_a         =        0.1⁰

Вероятность правильного обнаружения                                   D       =          0.85

Вероятность ложной тревоги                                                    F        =          10^-7

2. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ.

Радиолокационная станция (РЛС) должна  просто и быстро (эффективно) обозревать пространство. Наиболее удобна,  в нашем случае,  антенна с  косеконсной  формой диаграммы направленности (ДН). Эта диаграмма позволяет  обозреть пространство лучом, с ширенной  равной ширине ДН по уровню 0.5  и длиной определяемой ДН антенны по углу места по уровню 0.5. Нами выбрано  зеркало двойной кривизны, облучаемое рупором. Для такой антенны ширина диаграммы направленности по углу места составляет 60⁰. Ширина ДН в азимутальной плоскости рассчитывается по следующей формуле[1.стр.593,11-72]:

                                                 (2.1)

D_а = 1.5 м - ширина антенны в горизонтальной плоскости.

Из этой формулы получаем ограничения по максимальной длине волны, которая обеспечивает заданную разрешающую способность по азимуту. Но на длину волны накладывается ограничение и снизу - по энергии [2.стр.257, рис.11.1]. Получаем минимальную длину волны равной 2.5 см. Окончательно выбираем длину волны в следующем пункте.  Эта длине волны должна являться оптимальной по энергии[2.стр.275,рис.11.1].

Разрешающая способность по дальности накладывает ограничение на максимальную длительность импульса [2.стр.161, 6-11]:

                                                   (2.2)

Вообще, максимальную длину волны и длительность импульса нужно брать  меньше из-за вносимого ухудшения разрешающей способности индикатора по азимуту и дальности.

                                                            (2.3)

                                                           (2.4)

Так же мы ограниченны в импульсной мощности. Учитывая максимальную дальность, выбираем для передатчика магнетрон. Максимальная импульсная мощность, которую можно пропустить через волновод и кабели ограниченна из-за возможности пробоя.  Поскольку мы выбрали магнетрон, импульсы будут некогерентные. Но расчёт произведём не только для одного импульса и некогерентной пачки, но и для когерентной пачки. И если импульсная мощность для работы на заданное расстояние при когерентной пачке окажется реализуемой выберем ее. Для генерации когерентной пачки магнетрон не подходит и требуется другой, менее мощный  прибор – например клистрон.  И применим внутриимпульсную модуляцию (ЛЧМ).

Для удовлетворения заданных среднеквадратических ошибок измерения, нужно обеспечить определенные соотношения сигнал/шум (q).  Минимальный уровень q получим из следующих формул [2.стр.172,7.5,7.3]:

(2.5)

(2.6)

Значит, приблизительно q равно 8.46. Реально оно будет меньше так как потенциальная разрешающую способность РЛС по дальности должна быть меньше, чтобы с учётом системной погрешности, соответствовать заданной.

Для обеспечения заданных вероятностей  требуется q, определяемое из заданных F и D по следующей формуле:  [4.стр163,10].

                                                       (2.7)

На это значение q мы и будем ориентироваться для одного импульса.

Кривизна земли  накладывает ограничение на максимальную дальность действия РЛС. Нужно найти потенциальную достижимую дальность. Её находим по формуле [3.стр.414,]:

                              (2.8)

Поскольку максимальная дальность до цели равно 150 км – то есть меньше потенциально достижимой, мы можем работать на заданное расстояние.