Физика \ Радиотехнические системы

Разработка РЛС бокового обзора с синтезированной апертурой, страница 3

Рисунок 2 – Зеркальная антенна с двойной кривизной

Для РЛС с фокусированной синтезированной апертурой горизонтальный размер апертуры реальной антенны:

Выберем длину волны

Рассчитаем частоту зондирующего сигнала:

Для получения разрешающей способности длина синтезированной апертуры:

За время приёма сигнала цели РЛС проходит путь , поэтому  время облучения

Ширина спектра доплеровских частот в пределах луча антенны определяется

Для однозначного определения целей частота повторения импульсов должна удовлетворять условию.

Длительность импульсов найдём исходя из требуемой разрешающей способности по дальности

Определим ширину спектра зондирующего сигнала.

Количество отсчётов

Зная количество отсчётов и длину синтезированной апертуры, найдем раскрыв антенны da в горизонтальной плоскости

Раскрыв антенны в вертикальной плоскости можно выбирать из соотношения 1/2, 1/4, 1/6 к da

Рисунок 5 -  Раскрыв антенны

Выберем соотношение 1/2.

Для расчета коэффициента направленного действия зеркальной антенны с двойной кривизной воспользуемся симметричной зеркальной антенной. Рассчитаем коэффициент направленного действия для симметричной антенны с диаметром dА изображенной на рисунке 4. Коэффициент направленного действия для антенны с двойной кривизной будет в два раза меньше.

Рисунок 6 -  Симметричная зеркальная параболическая антенна

Определим площадь апертуры зеркала

Зададимся коэффициентом использования площади апертуры зеркала ().

Вычислим эффективную площадь раскрыва антенны.

Определим коэффициент направленного действия симметричной зеркальной антенны.

Теперь найдем коэффициент направленного действия зеркальной антенны с двойной кривизной зеркала.

4 Энергетический расчет РЛС

В РЛС, в которых используется синтезирование апертуры и сжатие импульсов отношение сигнал-шум находится:

где   Rмах- максимальная дальность действия РЛС;

σц- эффективная отражающая поверхность цели;

At – эффективная площадь апертуры;

Nш – коэффициент шума приёмника;

k – постоянная Больцмана, k=1,38*10-23 дж/град;

Т0- температура Кельвина, Т0=300˚ К;

Примем в качестве ЭОП поверхностно распределенной цели ЭОП разрешаемого участка поверхности, который соответствует одной элементарной цели, выделяемой РЛС. При условии равномерного облучения разрешаемого участка (что обычно всегда выполняется) для определения ЭОП достаточно знать площадь разрешаемого участка и удельную ЭОП.

Для определения ЭОП воспользуемся формулой:

где: σуд – коэффициент зависящий от типа поверхности;

δR – разрешающая способность РЛС по дальности;

δaz – разрешающая способность РЛС по азимуту;

Определим угол ε.

где ha - высота полета самолета;

Выберем тип поверхности гладкая земля, для которой из [2,283]:

Определим ЭОП.

Общий коэффициент шума приёмника может быть в пределах                         1÷10.

Коэффициент шума приемника в основном определяется входными цепями и первыми каскадами УВЧ. На практике входные цепи приемников имеют коэффициент шума равный 1 ÷ 1.5,  а УВЧ имеет коэффициент шума равный 2 ÷10.

Зададимся коэффициентом шума равным:

Эффективная площадь апертуры At равна:

Теперь выразим импульсную мощность передатчика.

Определим среднюю мощность передатчика.

Выбор и описание структурной схемы

Исходя из принципа действия РЛС при импульсном излучении, составим структурную схему РЛС с синтезированным раскрывом (Рисунок 3) приведённой в [1]

Скачать файл