Исследование сигналов, отраженных от подвижного протяженного на-дводного объекта на выходе РЛС обзорного типа с разработкой алго. диплом вкр. Исследование сигналов, отраженных от подвижного протяженного надводного объекта на выходе рлс обзорного типа с разработкой алгоритма определения дальности цели Листов Лист Лит
 Скачать 1.33 Mb.
|
|
1.2. Назначение, задачи и принцип работы морской радиолокационной станции (РЛС) FURUNO РЛС производства компании Furuno. Если на судне установлена РЛС (радиолокационная станция) производства компании Furuno, то все окружающие понимают, что владелец предпочитает самое качественное и современное навигационное судовое оборудование Все радиолокационные станции (морские радары) Furuno изготовлены из компонентов самого высокого качества, поэтому можно быть уверенным, что они выдержат любые капризы погоды в суровых морских условиях. Точность обнаружения целей судовых радаров Furuno такова, что РЛС увидит цель несмотря ни на что. Рассмотрим на примере одну из серий радиолокационных станций компании Furuno: Furuno FAR-2318/FAR-2328/FAR-2338S/FAR-2338S-NXT - РЛС с широкоэкранным ЖК-дисплеем диагональю 23 или 27 дюймов, cоответствую- щим требованиям IMO к судам водоизмещением свыше 10000 регистровых тонн. Эти модели отличаются ультрасовременной конструкцией антенны и ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 16 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим инновационными технологиями обработки сигналов. Передовые технологии FURUNO, а также интуитивно понятный дизайн, пользовательский интерфейс повышают ситуационную осведомленность и обеспечивают максимальную безопасность навигации и судоходства. Радиолокационное изображение быстро регулируется нажатием одной кнопки. Если активирована функция АСЕ, система автоматически настраивает фильтр подавления помехи регулировку усиления в зависимости от состояния моря и метеорологических условий. Благодаря функции Fast Target Tracking™ РЛС Furuno FAR-2318/FAR- 2328/FAR-2338S/FAR-2338S-NXT быстро предоставляет точную информацию о сопровождаемой цели требуется всего несколько секунд, чтобы отобразить вектор скорости и путевого угла, что позволяет заблаговременно принять необходимые меры и избежать аварии. Эргономичные органы управления радаров способствуют удобному использованию и непринужденной работе с оборудованием вдаль- нем рейсе, что имеет большое значение. Блоки управления этой серии РЛС разработаны с учетом принципов эргономики, чтобы обеспечить комфортную работу оператора. Всеми операциями можно управлять с помощью трекбола. Рисунок 1.1. Схема подключения ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 17 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим РЛС Furuno FAR-2318/FAR-2328/FAR-2338S/FAR-2338S-NXT разработаны для обеспечения более четких и точных радиолокационных изображений окружающего пространства. При этом повышенная надежность сочетается с более низкой общей стоимостью и простым техническим обслуживанием. Высокое качество изображений достигается, благодаря процессору обработки сигналов внутри антенного блока, который преобразует аналоговые сигналы в цифровые непосредственно перед их отправкой на блок процессора. Сеть Ethernet обеспечивает надежную передачу сигналов между антенной и подпалубным блоком процессора. Простая установка радаров Furuno FAR-2318/FAR-2328/FAR- 2338S/FAR-2338S-NXT в качестве нового оборудования и при модернизации предыдущих моделей благодаря расширенным возможностям. Дополнительный преобразователь сигналов LAN позволяет осуществлять связь по локальной сети. Локальная сеть позволяет расширить возможности РЛС при подключении к существующей или новой системе, например, ЭКНИС и РДР. Особенности радилокационных станций Furuno FAR-2318/FAR- 2328/FAR-2338S/FAR-2338S-NXT: Возможность выбора широкоэкранного монитора 27″ (модель MU- 270W). ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 18 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим Рисунок 1.2. Широкоэкранный монитор радилокационных станций Furuno FAR-2318/FAR- 2328/FAR-2338S/FAR-2338S-NXT Благодаря увеличенному широкоэкранному монитору на нем отображаются полей данных TT. Функция автоматического подавления помех (ACE) для непревзойденной четкости эхосигналов. Радиолокационное изображение быстро регулируется нажатием одной кнопки Функция быстрого сопровождения целей Fast Target Tracking™ для предотвращения столкновений на ранних этапах, требуется всего несколько секунд, чтобы отобразить вектор скорости и путевого угла цели. Панель быстрого доступа InstantAccess bar™ содержит контекстные меню часто используемых задач (функций/действий) Эргономичные органы управления для непринужденной работы. Всеми операциями можно управлять с помощью трекбола. Модернизированная антенна для сверхточных сигналов и высокой надежности. Новая форма антенны подавляет аэродинамическое сопротивление и облегчает нагрузку на редуктор. ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 19 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим Рисунок 1.3. Модернизированная антенна радилокационных станций Furuno FAR- 2318/FAR-2328/FAR-2338S/FAR-2338S-NXT РЛС Furuno FAR-2318/FAR-2328 диапазона могут использоваться в качестве ледовой РЛС или системы обнаружения разливов нефти при подключении радар-процессора FICE-100 или FOIL-200. Конструкция редуктора также была изменена. Снижение аэродинамического сопротивления и бесколлекторный двигатель постоянного тока увеличивают прочность редуктора и срок его эксплуатации. Твердотельная модель РЛС Furuno FAR-2338S-NXT - отличное обнаружение целей и надежность в эксплуатации. Позволяет создавать четкие эхограммы, включая более слабые эхосигналы от небольших судов. При модернизации могут использоваться существующий монитор, блок управления и кабели (при установке вместо РЛС Furuno серии FAR-2xx7). Дополнительный преобразователь сигналов LAN позволяет осуществлять связь по локальной сети. При использовании дополнительного концентратора локальной сети межкоммутаторное соединение можно выполнять только с помощью кабеля. Стандартный комплект поставки РЛС Furuno FAR-2318/FAR-2328/FAR- 2338S/FAR-2338S-NXT:– Блок дисплея MU-231/MU-270W; ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 20 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим Рисунок 1.4. Блок Блок дисплея MU-231/MU-270W Блок процессора RPU-025; Рисунок 1.5. Блок процессора RPU-025 Блок управления RCU-014; Блок управления с трекболом (указывается при заказе) RCU-015; ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 21 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим Блок дистанционного управления RCU-016; Рисунок 1.6. Блок управления RCU-014, блок управления с трекболом RCU-015, блок дистанционного управления RCU-016 Излучатель антенны XN12CF/XN20CF/XN24CF/SN36CF; ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 22 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим Рисунок 1.7. Излучатель антенны XN12CF/XN20CF/XN24CF/SN36CF Приемопередатчик RTR-105/106/107/108/109/111; Редуктор RSB-128/129/130/131/133; Кабель DVI (5 м) DVI-D/D S-LINK М Стандартные запасные части и материалы для установки Блок контроля РМ-32А/52А/52В; Опционально: Распределительная коробка RJB-001 –Аналого-цифровой преобразователь Е Коммутирующий концентратор HUB-100 Интеллектуальный концентратор HUB-3000 Антиобледенитель ОР03-226/227/231/232 Преобразователь сигнала LAN: Х-диапазон ОРОЗ-247-З, диапазон (магнетрон) ОРОЗ-247-2, диапазон (NXT) ОРОЗ-247-1 ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 23 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим 1.3. Назначение, состав и принцип работы приемного устройства РЛС Балтика Ка-диапазона 1.3.1 Назначение и выполняемые функции Комплекс предназначен для обнаружения надводных (наземных) целей, определения их местоположения на охраняемой акватории, визуального сопровождения надводных (наземных) целей и выдачи служебных тревожных) извещений, путем – радиолокационного – обнаружения проникновения цели в контролируемую зону с выдачей звукового сигнала оператору – автоматического или ручного захвата обнаруженной целина радиолокационное автосопровождение с выработкой параметров положения и движения цели – автоматизированного наведения телевизионно-оптических средств наблюдения на обнаруженную радиолокационную цель – автоматическую запись изображения экранов всех дисплеев оператора с обеспечением архивации этих записей на стандартных носителях цифровой информации (HDD) для длительного хранения. – автоматизации процессов сбора, обработки, регистрации и передачи на автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора радиолокационной, телевизионной информации о надводной обстановке, а также о техническом состоянии аппаратуры системы – автоматизации управления аппаратурой комплекса путем формирования и передачи команд управления – ведения визуального наблюдения при помощи телевизионно-оптических систем в дневное время. К индивидуальным особенностям изделия комплекса следует отнести ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 24 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим – способность непрерывно и круглосуточно работать в дистанционном и полуавтоматическом режиме с применением радиолокационных модулей (РЛМ) миллиметрового и сантиметрового диапазона волн, совместно с телевизи- онно-оптическими системами – специальное программное обеспечение позволяет при работе двух радиолокационных модулей совместно обрабатывать РЛИ от этих РЛМ и отображать ее на едином автоматизированном рабочем месте (АРМ), что значительно повышает вероятность обнаружения малых быстроходных целей при воздействии гидрометеопомех; Включение в состав комплекса радиолокационных средств сантиметрового и миллиметрового диапазонов волн позволяет объединить достоинства, свойственные станциям разных диапазонов. Это обеспечивает большую дальность обнаружения целей, высокую точность измерения координат целей, более высокую помехозащищенность при воздействии как активных, таки пассивных помех, меньшую уязвимость в условиях применения средств электронного противодействия. РЛС сантиметрового и миллиметрового диапазонов обладают различными свойствами по обнаружению и детализации целей. Это вызвано зависимостью ЭПР целей от частоты облучения, а также различиями в разрешающей способности по углу и дальности РЛС разных диапазонов. РЛС сантиметрового-диапазона при приемлемой помехоустойчивости имеет неплохую разрешающую способность и точность по углу и дальности, может выполнять все задачи контроля за объектами, мониторинга обстановки на средних и больших дальностях. РЛС миллиметрового-диапазона обладает более высокой точностью и разрешающей способностью по сравнению с РЛС сантиметрового- диапазона. Может быть использована для обнаружения и точного определения координат малоразмерных надводных целей типа шлюпка, ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 25 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим резиновая лодка, пловец, преимущественно на средних и малых дальностях. Программное обеспечение РЛС Балтика позволяет одновременно обрабатывать, отображать и регистрировать радиолокационную информацию от радиолокационных модулей миллиметрового и сантиметрового диапазонов волн, что значительно повышает вероятность обнаружения целей, а также обрабатывать, отображать и регистрировать видеоинформацию от оптико-элек- тронного устройства. Совместная обработка информации от РЛС миллиметрового и сантиметрового диапазонов позволяет выделить преимущества и скомпенсировать недостатки РЛС отдельных диапазонов. РЛК "Балтика-Б" обеспечивает − возможность эксплуатации АПТН в автономном режиме (без присутствия оператора) с удалённого поста управления − автоматизированное обнаружение, распознавание и сопровождение надводных (наземных) целей, определение их координат и параметров движения − непрерывное круглосуточное наблюдение за охраняемым участком с выдачей оператору тревожного сигнала при обнаружении цели − автоматизацию процессов сбора, обработки и регистрации радиолокационной и телевизионной информации – автоматизированную передачу информации с автономного поста технического наблюдения (АПТН) на вышестоящие уровни, в том числе в – автоматизированную систему технического контроля (АСТК);комплексный подход к оснащению АПТН вспомогательными системами резервное энергоснабжение, мачтовые устройства, каналы передачи данных, собственная безопасность объекта – сопряжение и интеграцию технических средств на едином АРМ оператора. ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 26 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим 1.3.2. Состав приемного устройства Приемник состоит из двух конструктивно законченных блоков – входного блока приемника СВЧ сигнала, предназначенного для усиления и преобразования в первую промежуточную частоту – блока основного усиления на первой и второй промежуточных частотах. В свою очередь в состав блоков входят функционально законченные модули. 1) входной сверхвысокочастотный блок (ВСВЧБ) содержит в себе – входной модуль (модуль ВМ) – модуль перестраиваемого первого гетеродина (МГ1)/модуль формирователь (МФ); 2) блок основного усиления на первой и второй промежуточных частотах состоит из – модуля промежуточной частоты (МПЧ); – модуля выходной (МВ – модуля автоподстройки частоты (МАПЧ); – модуля второго гетеродина (МГ – модуля питания (МПа) модуль ИВЭП 12/3, б) модуль ИВЭП +5/5–1/1 в) стабилизатор 1.3.3. Принцип работы приемного устройства Входной модуль (ВМ) выполняет следующие функции – защиту входа приемника от воздействия зондирующих сигналов – возможность расширения динамического диапазона принимаемых сигналов – усиление входного сигнала с частотой f0 (в диапазоне 33,4÷34,2 ГГц – защита приемного тракта вовремя работы передатчика ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 27 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим – формирование сигнала первой промежуточной частоты fпч1= 1316 МГц основного сигнала и сигнала для работы МАПЧ. Модуль первого гетеродина/модуль преобразователь (МГ1/МФ) выполняет формирование сигнала первого гетеродина с частотой fr1 в диапазоне 32884 МГц ÷ МГц – запирание приемника вовремя работы передатчика на величину не менее 40 дБ – формирование сигнала первого гетеродина с частотой fr1 для сигнала автоподстройки частоты. Модуль промежуточной частоты (МПЧ) выполняет – фильтрация первого и второго зеркальных каналов приема – усиление сигнала на частоте fпч1; – формирование полосы пропускания на fпч1 (2∆f= 33 ÷ МГц – запирание приемного тракта вовремя работы передатчика на величину не менее 40 дБ – обеспечение временной автоматической регулировки усиления ВАРУ с требуемыми регулировками ВАРУ по глубине и по длительности при подаче внешних управляющих сигналов – обеспечение ручной регулировки усиления (РРУ) с требуемой регулировкой РРУ по глубине при подаче внешнего управляющего сигнала – преобразование сигнала первой промежуточной частоты fпч1 = 1316 МГЦ в сигнал второй промежуточной частоты fпч2 = 84 МГц – усиление сигнала на частоте fпч2; – формирование импульсов управления модулями приметного устройства от внешнего бланкирующего импульса – выдачу интегрального сигнала контроля работоспособности. Модуль выходной (МВ) выполняет ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 28 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим – переключение полос пропускания на второй промежуточной частоте fпч2 = 84 МГц – формирование сквозных полос пропускания приемного тракта 2∆f = МГц для режима I, 2∆f ≥ 7 МГц для режима II, III; – обеспечение линейно–логарифмической характеристики приемного тракта – детектирование сигналов второй промежуточной частоты fпч2. Модуль автоподстройки частоты (МАПЧ) выполняет – обеспечение автоматической подстройки частоты (АПЧ) первого гетеродина приемника посредством поиска и захвата частоты сигнала передатчика, подаваемого на вход АПЧ приемника – обеспечение ручной подстройки частоты первого гетеродина приемника – выдача сигнала контроля захвата системы АПЧ; – обеспечение работы системы АПЧ в режиме памяти. Модуль второго гетеродина (МГ) выполняет – формирование сигнала второго гетеродина с частотой fr2 = 1232 МГц. Модуль питания выполняет – формирование напряжений питания прочих модулей приемного устройства от внешней сети постоянного тока В и В ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 29 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим 1.4. Основные ТТХ РЛС Балтика Таблица Технические характеристики Ширина ДН антенны БТ1–0102М в азимутальной плоскости, град, не более 0,26 Ширина ДН антенны БТ1–0102М в угломестной плоскости, град, не более 7 Коэффициент усиления антенны, не менее 7000 ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 30 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим – антенна БТ1–0102М Уровень боковых лепестков диаграммы направленности антенн в азимутальной плоскости, дБ, не более Минус 25 Поляризация излучения Круговая Таблица Технические параметры ПРД Частота генерации 33,4–34,2 ГГц Импульсная мощность излучения, не менее 12 кВт Частота следования зондирующих импульсов – в режиме Короткий импульс РКД 3500 Гц – в режиме Средний импульс РСД 1250 Гц – в режиме Длинный импульс РБД Гц Длительность огибающей зондирующих импульсов – в режиме Короткий импульс 0,05±0,015 мкс – в режиме Средний импульс 0,2±0,05 мкс – в режиме Длинный импульс 0,4±0,1 мкс Таблица 1.3– Технические параметры ПРМ Напряжение выходного видеосигнала на нагрузке 50 Ом от 2,3 до 3,7 В Импульсная чувствительность с использованием МШУ погрешность измерения ±3%): – в режиме РКД минус 130 Дб/Вт – в режиме РСД и РБД минус 126 Дб/Вт Полоса пропускания – в режиме РКД – в режиме РСД и РБД 33 МГц 7 МГц ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 31 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим Глубина ВАРУ не менее 40 Дб Длительность действия ВАРУ в пределах от 10 до 70 мкс Глубина РРУ не менее 50 Дб Диапазон РПЧ в пределах от 33,4 до 34,2 ГГц ВКР.766.02.РТС2022.ПЗ 32 Лист Дата Подп. № докум. Лис. Вим Глава 2 . Исследование сигналов, отражённых от протяжённой надводной цели, при определения дальности. Для заданных пороговых уровнях сигнала (п, по материалам записи цифровых сигналов РЛС Балтика, с использованием способа определения дальности по местоположению геометрического центра ПНО и определения дальности по местоположению максимального значения сигнала, отражённого от ПНО. 2.1 Общая характеристика целей. Исходные данные |