Судовая навигационная радиолокационная станция. Проект судовой навигационной радиотехнической системы (РТС)

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра ТОР

Пояснительная записка к курсовой работе

на тему:

Судовая навигационная

радиолокационная станция

Выполнил:                                                                Преподаватель:

Студент группы РТ5-01У                                       Гребенщиков К.Д.   

Анохин Р.С.

Новосибирск

2003

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ. 2

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ. 3

1      Анализ технического задания.. 4

2      Выбор оптимальной рабочей длины волны.. 5

3      Выбор методов обнаружения надводных объектов.. 5

4      Выбор типа АФУ и расчет основных параметров.. 6

5      Выбор метода генерации и обработки зондирующего сигнала.. 9

6      Энергетический расчет РЛС.. 11

7      Выбор и описаний структурной схемы РЛС.. 13

8      РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.. 14

ЛИТЕРАТУРА.. 15

 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

 

Вариант 130.

Судовая навигационная РЛС.

Минимальная дальность действия                                          R_min= 75 м

Максимальная дальность действия                                         R_max= 7,5 км

Зона обзора РЛС по азимуту                                                   Ф_a= 360⁰

Минимальная высота цели над уровнем моря                        Н_min= 0,6 м

Высота подъема антенны РЛС                                                 h_а= 5м

Средняя ЭПР цели                                                                    s_ц= 0,5 м²

Вероятность правильного обнаружения                                 D = 0,9

Вероятность ложной тревоги                                                  F = 10-6 

Разрешающая способность РЛС по дальности                       d_R= 15 м

Разрешающая способность РЛС по азимуту                          d_a= 0,5⁰

1  Анализ технического задания

 

В техническом задании предлагается спроектировать судовую навигационную радиотехническую систему (РТС). Данная РЛС должна обнаружить и воспроизвести на индикаторе сигналы, отраженные от всех целей, находящихся над водной поверхностью (других судов, бакенов, участков суши), с заданной точностью по дальности и азимуту и вероятностными характеристиками.

К специфическим условиям применения РЛС следует отнести наблюдение целей на фоне водной поверхности и качка. Водная поверхность весьма интенсивно отражает радиоволны. Поэтому при конструировании РЛС должны быть предусмотрены меры по подавлению отражений от моря и компенсация качки корабля.

2  Выбор оптимальной рабочей длины волны

 

Для обеспечения радиолокационного облучения пространства вплоть до уровня морской поверхности длина волны не должна превосходить 10 см, это ограничение вызвано интерференцией между прямыми и отраженными от морской поверхности лучами. Длину волны выбираем с учетом требований по дальности действия РЛС. По графикам, приведенным на рис. 1 [1, с.247], можно определить, что для дальности » 7,5 км оптимальная длина волны с учетом поглощения лежит около 1 см. При l = 1 см не трудно обеспечить ширину луча в горизонтальной плоскости порядка 0,5⁰.

Рисунок-1. Зависимость оптимальной длины волны от требуемой дальности обнаружения.

3  Выбор методов обнаружения надводных объектов

В РЛС такого типа при относительно малой дальности действия используются импульсные некогерентные станции.

При импульсном режиме работы облучение цели производится не одним импульсом, а последовательностью из n импульсов (пачкой). Положительными сторонами импульсного режима работы является простота измерения расстояния до цели, в том числе при наличии большого числа целей, и возможность использования одной антенны для передающего и приемного устройств, простота технической реализации.

В некогерентных РЛС используется последовательность радиоимпульсов, у которых значение начальной фазы высокочастотных колебаний (в момент возникновения колебаний) от импульса к импульсу является случайными и взаимонезависимыми. Схема обработки таких сигналов содержит как обязательный элемент детектор огибающей и устройство накопления продетектированных сигналов. Некогерентные РЛС являются наиболее простыми по сравнению с другими видами импульсных станций.

4  Выбор типа АФУ и расчет основных параметров

 

Выбор типа антенны производим исходя из заданной разрешающей способности по азимуту. Реализовать малый сектор обзора по углу места в корабельной РЛС нельзя из-за качки корабля; приходиться расширять сектор обзора до 20-25⁰. Обзор узким иглообразным лучом в пределах такого широкого сектора привел бы к существенному увеличению периода обзора РЛС. Можно в принципе сохранить сектор обзора малым при использовании гиростабилизации антенны. Но это связано с существенным увеличением веса антенного устройства, что недопустимо при расположении антенны высоко над центром тяжести корабля (на мачте). Согласно вышесказанному в данной РЛС будем использовать плоский вертикальный луч, ширина которого по азимуту составляет q_0,5a = d_a / g_a = 0,5/1,5 = 0,333⁰ , где g_a - коэффициент ухудшения потенциальной разрешающей способности колеблется в пределах 1,5…3, а по углу места q_0,5b = 25⁰. Для обеспечения перечисленных требований будем использовать сегментную параболическую антенну рис.2, представляющую собой параболический цилиндр, ограниченный близко расположенными металлическими плоскостями, перпендикулярными его оси, облучаемый открытым концом прямоугольного волновода или небольшим рупором.