Проектирование и расчёт судовой навигационной радиолокационнаой станции (РЛС)

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации.

Новосибирский Государственный Технический Университет.

Кафедра теоретических основ радиотехники.

Пояснительная записка к курсовой работе:

«Проектирование и расчёт судовой навигационной РЛС»

По курсу:

«Радиотехнические системы».

Новосибирск 2002 г.

1.  ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Вариант 113.

Максимальная дальность действия                                 Rmax=150км

Зона обзора РЛС по азимуту                                           Фa=90⁰

Зона обзора РЛС по углу места                                      Фb=90⁰

Максимальная высота полета цели                                 Нmax=30км

Высота подъема антенны РЛС                               hа=15м

Средняя ЭПР цели                                                           s_ц=5м²

Максимальная скорость движения цели                         V_Rmax=2000км/ч

Разрешающая способность РЛС по дальности               dR=300м

Разрешающая способность РЛС по азимуту                  da=3⁰

Разрешающая способность РЛС по углу места              db=3⁰

Среднеквадратичная ошибка измерения дальности       sR=5м

Среднеквадратичная ошибка измерения азимута sa=0.2⁰

Среднеквадратичная ошибка измерения угла места      sb=0.2⁰

2.АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ.

В техническом задании требуется спроектировать судовую радиотехническую систему (РТС) точного измерения координат воздушных целей. Как правило, РТС этого типа в качестве исходной информации получают целеуказание от РТС обнаружения воздушных целей с выделением некоторой области пространства, в которой находится цель. РТС измерения координат производит обзор (поиск цели) в пределах указанной области: при обнаружении цели происходит ее автоматический захват и сопровождение, т.е. непрерывное измерение координат и выдача соответствующей информации получателю.

Данная РТС является системой средней дальности. Проектирование ее во многом аналогично проектированию наземной РЛС. Одной из особенностей судовых РЛС является необходимость учитывать наличие мешающих отражений от морской поверхности. Так же должны присутствовать датчики крена судна и в системе цифровой обработки должны вводится соответствующие поправки результата измерения.

Для некоторых задач построения систем данного типа существуют общепринятые решения. В качестве зондирующего сигнала может использоваться зондирующий сигнал, который обеспечивает точное измерение дальности и требуемую разрешающую способность при относительно простом построении РЛС. РЛС имеет ограничительные зоны обзора по угловым координатам. Работа осуществляется в выделенном узком секторе, т.е. вращение антенны не требуется. Поэтому целесообразно применить антенну с электронным сканированием типа фазированной антенной решетки (ФАР).

Возможности ФАР наиболее полно реализуются при использовании в устройствах измерения координат и управления ДН цифровой элементной базой. Это также обеспечивает высокую надежность, удобство эксплуатации и ремонта, адаптируемость к конкретным условиям устройств РТС. В цифровом виде также наиболее выгодно осуществлять съем и передачу информации о координатах цели.

Так как РЛС устанавливается на корабль, отсюда ограничение на энергопотребление. Антенна располагается на мачте высотой 15 метров и должна иметь малую массу и возможно меньшую парусность. Всю ВЧ часть приемника и передатчик необходимо также разместить вблизи антенны. По коаксиальному кабелю снижения сигнал передавать на промежуточной частоте и по нему же постоянное напряжение питания, для простоты контактов поворотного устройства. Для отказа от стабилизации платформы антенны расширим ее диаграмму направленности (ДН) в угломестной плоскости до 10-20 градусов.

3.  ВЫБОР МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ.

Системы измерения координат должны обеспечивать требуемую точность измерения, иметь высокую помехозащищенность, быть надежными и удобными в эксплуатации. Так как не требуется производить измерение скорости, то целесообразно использовать импульсный сигнал РЛС. Измерение дальности проводится с помощью анализа временных задержек. Чтобы обеспечить непрерывное сопровождение цели, измеритель дальности строится в виде следящей системы.

Измеритель угловых координат (пеленгатор) целесообразно применить моноимпульсный. Измерение угла прихода волны осуществляется с помощью сравнения амплитуд сигналов, полученных в различных приемных каналах (амплитудный пеленгатор). Эта схема обладает высокой помехоустойчивостью по отношению к флюктуациям сигнала и к амплитудно-модулированным помехам. Следящая система обеспечивает автоматическое сопровождение цели, управляя ДН ФАР в соответствии с информацией об угловых координатах цели.