Самолетная РЛС панорамного обзора

Задание к выпускной работе.

Вариант №204.

Максимальная дальность действия РЛС:  ;

Высота полета носителя РЛС: ;

Вероятность правильного обнаружения: ;

Вероятность ложной тревоги: ;

Разрешающая способность РЛС по дальности: ;

Разрешающая способность РЛС по азимуту: .
1. Анализ технического задания, особенности построения, эксплуатация РТС, технических требований и ограничений, накладываемых на разрабатываемую систему.

Данная система может быть использована в качестве системы просмотра местности на предмет наличия зданий, сооружений, заводов и т.д. Так как угол обзора  по азимуту составляет 360 градусов, то здесь необходимо применить механическое вращение антенны. Данная РЛС устанавливается на борт самолета, отсюда как следствие, существуют ограничения по энергопотреблению, а также по размерам антенны и массе всей системы. Предполагается, что данная РЛС будет работать в наихудших условиях, а именно, при сильном дожде с интенсивностью . Антенна располагается в нижней части самолета под обтекателем, изготовленным из специального сорта стекла с высокой точностью полировки, которое способствует отличному прохождению радиосигналов, с малым коэффициентом затухания и коэффициентом отражения. Антенна излучает высокочастотную энергию в виде широкого луча в вертикальной плоскости и узкого – в горизонтальной. При своем вращении антенна последовательно облучает земную поверхность. При расчетах РЛС предполагается, что самолет летит с постоянной скоростью, а также влияние ветра на отклонение от курса не учитываются.

2. Выбор оптимальной рабочей длины волны РТС.

Длина волны является одним из важнейших технических параметров РЛС, определяющих особенности распространения волн, требуемый энергетический потенциал при заданных показателях качества, конструкцию и габариты антенных устройств и элементов приемопередающих аппаратуры.

При проектировании большинства систем необходимо обеспечить заданную разрешающую способность по угловым координатам. Это достигается за счет соответствующего выбора ширины ДН или связанного с нею усиления антенны. В реальных условиях предельные размеры антенн, как правило, ограничены. В связи с этим длину волны следует выбирать так, чтобы при данных габаритах обеспечивалась требуемая угловая разрешающая способность. Тем самым будет обеспечиваться максимальная дальность действия или при данной дальности действия минимальная мощность излучения.

С другой стороны, при уменьшении длины волны увеличивается поглощение в атмосфере, что снижает дальность действия. Таким образом, в данной ситуации существует оптимальная длина волны, наиболее выгодная в энергетическом отношении.

        Опираясь на все эти условия, выберем длину волны равную 5-ти сантиметрам, что соответствует 6 ГГц, т.к. при такой длине волны, затухание в атмосфере при сильном дожде будет менее 0,03 дБ/км.[2] В учебном пособии под ред. Дулевича предложен график зависимости [5]. С помощью этой кривой можно определить дальность радиолокационного наблюдения:

1 шаг. Найти произведение , где                                                            затухание в атмосфере,

радиус действия РЛС без затухания.

2 шаг. По графику определяем

3 шаг. Величина , характеризующая относительное уменьшение дальности радиолокационного наблюдения вследствие затухания электромагнитных волн.

Где это расстояние с учетом затухания, требуемое по ТЗ.

.

Далее при расчетах будем использовать

3. Выбор и обоснование методов измерения координат с требуемой точностью и разрешающей способностью для данных условий эксплуатации.

Дальность до цели будем определять путем измерения времени запаздывания отраженного от цели сигнала, т.к. данный метод является одним из самых простых и способен реализовать заданную точность. Структурная схема импульсной РЛС кругового обзора изображена на рис.3.1. В РЛС используется одна антенна, как для передачи, так и для приема.

Рис. 3.1. Структурная схема импульсной РЛС кругового обзора.

4. Выбор типа антенно-фидерного устройства (АФУ) и расчет основных параметров.

РЛС типа пространственно-временного фильтра или коррелятора с фазированными антенными решетками (ФАР) обладают целым рядом преимуществ перед РЛС с антеннами, имеющими сплошной раскрыв. Эти преимущества объясняются как достоинствами самих ФАР,так и результатом совместной пространственно-временной обработки, не достижимым при раздельной обработке.