Радиолокатор Экран 85 кт (канал коротких импульсов) курсант уч гр. Д174 Бамбурова Е. Е
 Скачать 35.7 Kb.
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «УЛЬЯНОВСКИЙ ИНСТИТУТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ ИМЕНИ ГЛАВНОГО МАРШАЛА АВИАЦИИ Б.П.БУГАЕВА» Кафедра «Авиационная техника» Расчетно-графическая работа по дисциплине «Автоматизированные системы управления» на тему: Радиолокатор «Экран 85 КТ» (канал коротких импульсов) выполнил: курсант уч. гр. Д-17-4 Бамбурова Е.Е. проверил: доцент кафедры АТ Лушников А.С. Ульяновск 2020 Содержание Список принятых сокращений 2 Введение 4 1 Аналитический обзор ОРЛ-А 6 1.1 Назначение, размещение и особенности ОРЛ-А 6 1.2 Требования ФАП и нормативы ИКАО для ОРЛ-А 7 1.3 Эксплуатационно-технические показатели ОРЛ-А «Экран 85 КТ» 9 2 Расчет технических паpаметpов ОРЛ-А «Экран 85 КТ» 10 3 Описание функциональной схемы ОРЛ-А «Экран 85 КТ» и принципов его работы 14 Заключение 16 Список использованных источников 17 Приложение 2. Зона обзора РЛС в вертикальной плоскости. Список принятых сокращений
ВведениеБезопасность и регулярность полетов ВС, а также экономические показатели воздушного движения ВС ГА в значительной степени определяются средствами РТОП. С помощью данных средств диспетчеры УВД решают такие важнейшие задачи, как УВД ВС, предотвращение конфликтных ситуаций в воздухе, обеспечение безопасных интервалов между ВС в вертикальной и горизонтальной плоскостях, принятие своевременных мер по оказанию помощи экипажам ВС при особых случаях в полете. Среди средств РТОП особое место занимают РЛС, обладающие информационными свойствами, которые в большинстве случаев выдвигают их на первое место по эффективности использования в АС УВД и неавтоматизированных системах УВД. К таким характерным свойствам относятся: высокая оперативность получения данных о координатах ВС и дополнительной информации, необходимой для целей УВД; высокая степень объективности полученных данных, поскольку субъективный фактор в РЛС проявляется лишь на последней стадии переработки информации при считывании ее диспетчером; полнота информации о ДВО во всей контролируемой зоне управления; наглядность представления информации о местоположении ВС и траекторий их движения, так как радиолокационное изображение воздушной обстановки на экранах индикаторов РЛС, как правило, является как бы уменьшенной моделью реального расположения ВС в пространстве; высокая точность и надежность наземных РЛС, поскольку условия работы аппаратуры на земле в стационарных условиях позволяют использовать резервирование, уменьшить диапазон климатических воздействий на оборудование, увеличить размеры антенн, защитить антенны от аэродинамических нагрузок, облегчить условия обслуживания аппаратуры. Потребители радиолокационной информации предъявляют к РЛС различные, зачастую противоречивые требования, удовлетворить которым одновременно одна РЛС не может. Поэтому они дифференцируются по определенным группам в зависимости от функций различных служб, использующих информацию РЛС. В соответствии с таким распределением все РЛС разделяются на определенное число видов. В некоторых случаях разрабатываются РЛК, совмещающие функции двух или большего числа видов РЛС. Кроме РЛС, информация которых непосредственно используется для УВД, в ГА нашли применение и другие виды РЛС, как, например, посадочные, обзора летного поля, метеорологические, вторичные. Первые из них используются для контроля за процессом захода ВС на посадку. Радиолокаторы обзора летного поля позволяют диспетчеру руления в условиях плохой видимости определять взаимное расположение ВС, находящихся на стоянках, рулежных дорожках, ВПП. Метеорадиолокаторы обнаруживают очаги гроз и ливневых осадков, оказывая тем самым большую помощь диспетчерам УВД в обеспечении безопасности полетов. ВРЛ позволяют получать дополнительную полетную информацию о ВС, без которой невозможно эффективное функционирование АС УВД. 1 Аналитический обзор ОРЛ-А1.1 Назначение, размещение и особенности ОРЛ-АОРЛ-А предназначены для обнаружения и измерения координат ВС в аэродромной зоне с последующей выдачей информации о воздушной обстановке в центры УВД для целей контроля и ОВД. При использовании ОРЛ-А в составе АС УВД они обязательно сопрягаются с ВРЛ, образуя РЛК, и имеют в своем составе АПОИ. ОРЛ-А устанавливают, как правило, вблизи КТА аэродрома, но не ближе 120 м от оси ВПП и на удалении не более 3 км от КДП. ОРЛ-А ориентируют относительно северного направления магнитного меридиана. ОРЛ-А должен быть размещен таким образом, чтобы обеспечивался радиолокационный контроль за полетами ВС на контролируемых маршрутах в районе данного аэродрома. В секторах прохождения контролируемых трасс и маршрутов полетов ВС величины углов закрытия по углу места с высоты фазового центра антенны ОРЛ-А должны составлять не более 1,5° при работе в автономном режиме. В состав оборудования должны входить: АФС, приемо-передающая аппаратура; первичный канал радиолокатора; встроенный вторичный канал радиолокатора или автономный ВРЛ, сопряженный с ОРЛ-А; аппаратура обработки радиолокационной информации; аппаратура сопряжения с системами отображения воздушной обстановки или АС УВД; аппаратура передачи данных; система контроля, управления и сигнализации. 1.2 Требования ФАП и нормативы ИКАО для ОРЛ-АОсновные требования ФАП к ОРЛ-А приведены в табл.1. Таблица 1
Основные рекомендации ИКАО для ОРЛ-А приведены в табл.2. Таблица 2
1.3 Эксплуатационно-технические показатели ОРЛ-А «Экран 85 КТ»Эксплуатационно-технические показатели ОРЛ-А «Экран 85 КТ» приведены в табл.3. Таблица 3
2 Расчет технических паpаметpов ОРЛ-А «Экран 85 КТ»2.1 Исходные данные Эффективная отрaжающая площадь цели [кв.м] Sц = 20 Максимальная дальность действия [ км ] Rmax = 50 Вероятность: ПРАВИЛЬНОГО ОБНАРУЖЕНИЯ D = 0.8 ЛОЖНОЙ ТРЕВОГИ F = 1e-006 Зона обзора: по азимуту [град] Alfa = 360 по углу места [град] Beta = 45 Разрешающая способность: по дальности [метр] Delta_R = 600 по азимуту [град] Delta_A = 4.1 по углу места [град] Delta_B = 0 по скорости [км/ч] Delta_V = 0 Погрешность измерения: дальности [метр] Sigma_R = 150 азимута [град] Sigma_A = 1 угла места [град] Sigma_B = 0 скорости [км/ч] Sigma_V = 0 Максимальный размер антенны: по горизонтали [метр] d_max = 7.5 по вертикали [метр] d_max = 4 Максимальное время обзора [ с ] Tобз = 6 2.2 Опpеделение отношения сигнал/шум Для модели сигнала в виде последовательности радиоимпульсов - некогерентных с дружно флюктуирующими амплитудами; отношение СИГНАЛ / ШУМ q = 121.826214 2.3 Выбоp pабочей длины волны С учетом энеpгетических огpаничений в pадиолинии, тpебований по pазpешающей способности и точности измеpения угловых кооpдинат пpи огpаничениях pазмеpов антенны выбpали рабочую длину волны [ см ] = 23.000000 2.4 Расчет паpаметpов антенны и системы обзоpа - ширина диаграммы направленности антенны на уровне 0.5 мощности: в горизонтальной плоскости [гpад] = 3.153846 в вертикальной плоскости [гpад] = 45.000000 - коэффициент направленного действия КНД = 211.3821 - эффективная площадь антенны [кв.м] = 0.889844 - линейные размеры антенны : по горизонтали [ м ] = 4.375610 по вертикали [ м ] = 0.306667 - время облучения точечной цели [ с ] = 0.026282 2.5 Расчет частоты повтоpения зондиpующих импульсов и их числа в пачке - частота повтоpения импульсов [ Гц ] = 300.000000 - число импульсов в пачке Nc = 8 2.6 Расчет сpедней мощности излучения - коэффициент pазличимости Кр = 77.255648 - коэффициент поглощения энеpгии pадиоволн в тpопосфеpе [дБ/км] = 0.010000 - коэффициент шума пpиемника Кш = 2.000000 - сpедняя мощность излучения [ Вт ] = 7.851184 2.7 Выбоp зондиpующего сигнала В качестве зондиpующих используем простые сигналы последовательность зондирующих импульсов некогерентных с большой скважностью дальность измеряется однозначно - длительность радиоимпульсов [ мкс] = 1.000000 - импульсная мощность излучения [ кВт] = 26.170613 2.8 Расчет потенциальной разрешающей способности - потенциальная разрешающая способность : по дальности [ м ] = 150.000000 по азимуту [град] = 4.100000 2.9 Pасчет потенциальной точности измерения координат - потенциальная среднeквадратическая погрешность измерения : дальности [ м ] = 7.667362 азимута [град] = 0.161211 3 Описание функциональной схемы ОРЛ-А «Экран 85 КТ» и принципов его работыАнтенно-фидерное устройство РЛС состоит из зеркала двойной кривизны и двух рупорных облучателей и формирует в пространстве диаграмму направленности по закону cosec2. За счёт смещения облучателей нижних углов (НУ) и верхних углов (ВУ) формируются основной (НУ) и дополнительный (ВУ) лучи диаграммы направленности. При этом, основной (нижний) луч используется для излучения энергии и её приёма, как по первичному, так и по вторичному каналам. Дополнительный луч используется только на приём и только по первичному каналу. Зона действия верхнего луча регулируется по дальности в пределах 0…50 км с установленной дискретностью. Использование дополнительного (верхнего) луча увеличивает зону обзора РЛС в вертикальной плоскости и позволяет реализовать эффективные алгоритмы подавления отражений от местных предметов. В состав антенного устройства входит преобразователь «Вал-код», с которого снимается азимутальная информация в виде масштабных азимутальных импульсов (МАИ). МАИ поступают в шкаф синхронизации и сопряжения и используются при обработке отраженных сигналов. Передача электромагнитной энергии между вращающейся антенной и неподвижными узлами приёмо-передающей системы осуществляется с помощью блока вращающихся переходов. Сигналы, отраженные от ВС, принимаются антенной РЛС и по фидерному тракту поступают в приемник первичного канала (ПК). Каждый из приемников первичного канала имеет два входа: один для сигналов, поступающих от облучателя нижних углов, а второй от облучателя верхних углов. Коммутация этих входов производится по высокой частоте с помощью коммутаторов, размещенных в приемных устройствах. Управление коммутатором - временное. Оно производится специальным импульсом переключения. Длительность импульса переключения может изменяться в зависимости от положения переключателя, размещенного на лицевой панели шкафа синхронизации и сопряжения. При этом сигналы от облучателя верхних углов могут подаваться до различных значений рабочей дальности 0, 10, 20, 30, 40 и 50 км. Эта дальность устанавливается в зависимости от рельефа местности: чем более он гористый, тем больше должна быть зона верхних углов. Использование сигналов с антенны ВУ наряду с положительным качеством (уменьшение мощности отраженных сигналов от местных предметов) понижает дальность обнаружения низколетящих целей. Поэтому наиболее приемлема установка рабочей дальности по верхним углам до 20 км. Принятый эхо-сигнал проходит через антенный переключатель и коммутатор ВЧ, который служит для защиты входных цепей приемника, и поступает на вход каскада УВЧ, конструктивно размещённого в передатчике первичного канала соответствующего комплекта. После усиления эхо-сигнал поступает в приемное устройство первичного канала ПК, где он преобразуется на промежуточную частоту 20 МГц. Далее полезный сигнал на промежуточной частоте поступает на вход системы СДЦ, где проходит обработку в схеме двукратной ЧПК на приборах с зарядовой связью. В результате обработки выделяются сигналы от движущихся целей и подавляются сигналы от местных предметов и низкоскоростных метеообразований. С выхода приемного устройства первичного канала обработанный видеосигнал через блок сопряжения поступает на вход АПОИ «ВУОКСА» или «Приор». Одновременно видеосигнал с блока сопряжения поступает в соответствующий блок синхронизации и сопряжения, оттуда через блок сигналов аппаратуры КДП подается на индикатор кругового обзора. ЗаключениеВ ходе выполнения данной расчетно-графической работы были изучены основные эксплуатационные характеристики ОРЛ-А «Экран85КТ», назначение размещение и особенности ОРЛ-А, был произведен расчет технических параметров данной РЛС с помощью компьютерной программы, изучены рекомендации ИКАО и требования ФАП для рассматриваемого типа РЛС, а также построены зона обнаружения РЛС в вертикальной плоскости и электрическая функциональная схема. Рассмотренный в данной работе ОРЛ-А не полностью соответствует требованиям ФАП и рекомендациям ИКАО, разработанным для наиболее эффективного УВД. Список использованных источниковТучков, Н.Т. Автоматизированные системы и радиоэлектронные средства управления воздушным движением: учеб. для вузов/ Н.Т. Тучков. – М.: Транспорт, 1994 – 368 с. Перевезенцев, Л.Т. Радиолокационные системы аэропортов.учебник для вузов гражданской авиации. – 2-е издание, переработанное и дополненное/ Л.Т. Перевезенцев, В.Н. Огарков. – М.: Транспорт, 1991 – 360 с. Лушников, А.С. Наземные радиоэлектронные средства обеспечения полетов воздушных судов: учебное пособие. 2-е издание, исправленное/ А.С. Лушников - УВАУ ГА, 2012 – 47 с. Лушников, А.С. Радиотехнические системы связи, воздушной навигации и управления воздушным движением/ А.С. Лушников, С.Н. Тарасов// методические указания по курсовому проектированию для курсантов и студентов ОЗО специальности 240300, специализации 240305. Ульяновск: УВАУ ГА, 2000 – 30 с. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||