Проектирование и расчет наземной радиолокационной станции наблюдения в зоне аэропорта, страница 3

При проектировании системы необходимо обеспечить заданную разрешающую способность по угловой координате (азимутальный угол). Это достигается за счет соответствующего выбора ширины диаграммы направленности (ДН) или связанного с ней усиления антенны. При этом, как следует из уравнения дальности, заданного в соответствующей форме с учетом поглощения в атмосфере, увеличение длинны волны ведет к росту дальности РЛС. Однако это сопровождается увеличением габаритов антенн. В связи с этим длину волны следует выбирать так, чтобы при данных габаритах обеспечивалась требуемая угловая разрешающая способность. Тем самым будет обеспечена минимальная мощность излучения при заданной дальности.

Как было сказано ранее, в РЛС используется импульсный зондирующий сигнал. Как известно, длительность импульса на прямую связанна с разрешающей способностью по дальности:

Период повторения импульсов выберем из условия однозначности измерений при максимальной дальности:

 , где  — скорость света,  - коэффициент запаса.

Частота повторения импульсов равна:

Запишем основное уравнение радиолокации для определения длинны волны несущего колебания и излучаемой мощности:

, где:  - энергия, излучаемая РЛС за один импульс;

 - КНД антенны;

 - суммарный коэффициент потерь, учитывающий потери, вызванные затуханием сигнала в антенно-фидерном устройстве, несогласованностью АЧХ приемника со спектром сигнала, детектированием и другими причинами.

 - температура окружающей среды;

 - постоянная Больцмана.

 - ОСШ на входе приемника, при котором достигаются заданные параметры обнаружения.

Найдем КНД ФАР:

, где - линейный размер ФАР.

НГТУ.687274.033.

Лист

6

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

 - ширина диаграммы направленности в азимутальной плоскости, численно равна разрешающей способности по азимуту.

 - коэффициент использования поверхности антенны.

.

Минимальное отношение сигнал/шум найдем из условия [1, стр. 42]:

.

Таким образом, мы имеем уравнение, выражающее связь между длиной волны и излучаемой мощностью:

.

Из [2, стр. 80] известно, что на частотах 22.2 ГГц наблюдается резонансное поглощение колебаний парами воды в атмосфере. Так же известно, что при увеличении частоты возрастает затухание колебаний в атмосфере. Руководствуясь этим, выберем частоту несущих колебаний равную 21 ГГц (мм). Импульсная мощность сигнала Р_изл ограничена значением 500 кВт из-за возможности пробоя в тракте передатчика. На выбранной частоте мощность передатчика составляет:

 кВт.

На данном этапе основные параметры зондирующего сигнала определены.

НГТУ.687274.033.

Лист

7

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

5. Выбор типа АФУ и расчет основных параметров.

Антенна является одним из важнейших устройств РТС, позволяющих при соответствующем выборе характеристик решить задачи обзора пространства, разрешения целей, измерения. При проектировании РТС необходимо выбрать тип антенны, позволяющий решить поставленные задачи, произвести расчет ее основных характеристик.

Как говорилось ранее, выберем антенну с электронным сканированием типа фазированной антенной решетки (ФАР). В настоящее время в РТС широко применяются разнообразные фазированные антенные решетки.