Рлс исследования атмосферы Земли
 Скачать 3.42 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ» (КНИТУ-КАИ) Институт радиоэлектроники и телекоммуникаций Кафедра радиоэлектронных и телекоммуникационных систем 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы» Курсовая работа по дисциплине: РЛС на тему: РЛС исследования атмосферы Земли Обучающийся гр.5404 ____________ Самигуллин А.Н. (номер группы) (подпись, дата) (Ф.И.О.) Руководитель ст.преподаватель Краснов В.Б. (должность) (Ф.И.О.) Курсовая работа зачтена с оценкой ________________ ___________________ (подпись, дата) Казань 2018 Рецензия ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ЗАДАНИЕ НА КУРС Р Аннотация. В данной курсовой работе были сравнены и раскрыты особенности метеорологических РЛС исследования атмосферы Земли по ТТХ, раскрыта структура некогерентной РЛС и временных диаграмм, а также проведен расчет ТТХ РЛС в соответствии с заданием, выданным преподавателем.  Содержание 1. Аналитический обзор 8 2.Принцип работы некогерентной РЛСт 19 1. Аналитический обзор 9 2. Принцип работы некогерентной РЛСт 14 3. Расчет ТТХ 17 4. Заключение…………………………………………………………………………………...25 5.Список использованных источников 25 6.Приложения………………………………………………………………………………… 26 Введение  В настоящее время во всем мире основным измерительным метеорологическим средством для дистанционного зондирования атмосферы являются метеорадары. С помощью метеорадиолокаторов в метеорологии производятся различные наблюдения: - определение скорости и направления движения метеообразований; - обнаружение атмосферных фронтов и границ облаков и осадков; - обнаружение турбулентных и конвективных образований атмосферы; - определение фазового состава метеообразований. При этом как в отечественных, так и в зарубежных ДМРЛ (ДМРЛ – допплеровский метеорологический радиолокатор) используются простые зондирующие сигналы с высокой импульсной мощностью (несколько сотен кВт), а для разрешения противоречия между однозначностью измерений дальности и скорости используются два режима работы с различными периодами повторения импульсов. Недостатками указанных принципов являются: - снижение производительности ДМРЛ из-за введения двух режимов работы: режим «отражаемость» (период вращения по азимуту 10 сек) и режим «скорость» (период – 20 сек); - различная дальность действия ДМРЛ в зависимости от режима («отражаемость» – 250 км, «скорость» – 125 км); - высокая импульсная мощность передающего устройства, снижающая надежность, удобство эксплуатации и характеристики ЭМС (электромагнитная совместимость) ДМРЛ; - большое число импульсов в пачке, необходимое для точного измерения скорости метеообразований методом ДПФ (дискретного преобразования Фурье) или пульс-парным методом при ограниченном применении вобуляции частоты повторения импульсов (не более 3 различных периодов) с целью устранения неоднозначности по скорости; - необходимость увеличения импульсной мощности передатчика в два раза для работы на двух поляризациях, что приводит к замене передатчика на более мощный и использования элегаза для поддува волноводного тракта. Для традиционных РЛС, работающих с точечными целями, методы устранения отмеченных недостатков известны. В частности, для снижения импульсной мощности РЛС используются сложные сигналы, а для устранения неоднозначности по дальности и скорости – вобуляция периодов повторения импульсов в широких пределах. Для повышения точности оценки спектров применяются «сверхразрешающие» (по сравнению с методом ДПФ) алгоритмы спектрального анализа (СА). Однако применимость указанных методов в метеолокации не очевидна по нескольким причинам. Особенностью метеолокации является протяженный характер метеообъектов, их относительно невысокая скорость и возможная турбулентность. В отличие от классической радиолокации, где обнаруживаемые цели имеют размеры меньше размеров элемента разрешения, в метеолокации обнаруживаемые цели представляют собой протяжённые объекты, локация которых предъявляет особые требования к параметрам зондирующего сигнала, к корреляционной обработке и к стабильности характеристик приёмного и передающего трактов. Метеолокатор должен обеспечивать хорошее разрешение гидрометеоров и с высокой точностью определять границы метеообразований. Кроме того, в метеолокации требуется высокая точность измерения мощности сигналов, отражённых от гидрометеоров. В последнее время появились теоретические и экспериментальные результаты по использованию сложных сигналов в метеорадиолокаторах с целью повышения потенциала и улучшения эксплуатационных характеристик МРЛ, при сохранении разрешающей способности, присущей простым сигналам. При использовании ЛЧМ сигналов, для обеспечения достоверности измерения параметров протяжённых объектов, практически такой же, как и для локатора с простым сигналом, необходимо использовать специальную весовую обработку – инверсную фильтрацию с последующим весовым окном Натолла. При такой обработке уровень боковых лепестков уменьшается до 97,5 дБ, а потери, при оптимальном выборе полосы пропускания инверсного фильтра, составляет величину 0,9 дБ, что на 0,4 дБ лучше, чем при использовании окна Хэмминга Дополнительное уменьшение потерь в отношении сигнал/шум с 0,9 дБ до 0,4 дБ можно получить при использовании специальных синтезированных нелинейночастотно модулированных (НЧМ) сигналов. Кроме того, НЧМ сигналы обеспечивают улучшение доплеровской устойчивости. Таким образом, основные преимущества НЧМ сигналов перед ЛЧМ – это меньшие потери в отношении сигнал/шум (0.4 дБ), более высокая доплеровская устойчивость, отсутствие инверсного фильтра и возможность обработки во временной области. При оценке спектральных характеристик метеоцелей (для определения параметров скорости метеообъектов) традиционно применяется спектральный анализ на основе дискретного преобразования Фурье (ДПФ). 
 |