Курсовая работа Судовая РЛС. Судовая навигационная Радиолокационная станция (1). Судовая навигационная Радиолокационная станция

• Название: Судовая навигационная Радиолокационная станция
• Анкор: Курсовая работа Судовая РЛС
• Дата: 24.01.2022
• Размер: 1.16 Mb.
• Имя файла: Судовая навигационная Радиолокационная станция (1).docx
• Тип: Курсовая; #340095
• страница: 8 из 9

1.3 Составление структурной схемы РЛС

Структурная схема представлена в Приложении А, Д.

2. Расчётная часть

2.1 Расчёт тактика технических характеристик

2.1.1Обоснование частоты излучаемых колебаний (длины волны)

Частота измеряемых колебаний влияет одновременно на несколько эксплуатационных параметров, поэтому необходимо учитывать связь длины волны с этими параметрами для поиска оптимального значения рабочей частоты.

При заданных геометрических размерах антенны длины волны определяем ширину диаграммы направленности антенны.

(1)

Где - ширина диаграммы направленности на уровне половинной мощности, град;

– размер раскрыва антенны =5 в радиолокаторе

– длина волны дана в параметрах 3,2см



Геометрические размеры волновода 48

Где c= - скорость света



Для волноводно – целевых антенн горизонтальные размеры определяют количество целевых элементов антенны N, расположенных на расстоянии друг от друга: от которого в свою очередь зависит ширина диаграммы направленности



Необходимо учитывать, что длина волны в волноводе отличается от длины волны в свободном пространстве и может быть определена по формуле



Где d-размер широкой стенки волновода прямоугольного сечения 2,8см для трехсантиметрового диапазона.
Ширина диаграммы направленности влияет на потенциальную разрешающую способность по направлению и точность измерения угловых координат





Где

- потенциальная среднеквадратичная погрешность измерения

1. 
   Отношение амплитуды сигнала к среднему квадратичному значению шума; для слабых сигналов (в момент обнаружения цели) а=1, по мере сближения с целью значения а возрастает;
   

- количество импульсов в пачке за один обзор (за время облучения), выбирается в пределах .

.
2.1.2Обоснование длительности излучаемых импульсов
Длительность излучаемых импульсов оказывает влияние на ряд эксплуатационных характеристик станции, особенно на разрешающую способность по дальности, погрешность измерения дальности и мертвую зону станции.

Разрешающая способность по дальности определяется как минимальное расстояние между двумя целями, находящимися на одном направлении, при котором они наблюдаются раздельно и зависят главным образом от длительности импульсов и разрешающей способности



Где с = - скорость света

– длительность импульса дана в исходных данных
2.1.3Максимальная дальность

км
2.1.4Минимальная дальность



Где - длительность зондирующего импульса дана в исходных данных

- время восстановления антенного переключателя
Эффективная площадь антенны связана с коэффициентом усиления антенны по мощности G соотношением



Где λ= 3,2 см – длина волны

G=1586 – коэффициент направленности антенны


Где и - ширина диаграммы направленности антенны в горизонтальной м вертикальной плоскостях соответственно. для судовых РЛС имеет значение около 20

- рассчитано ранее в зависимости от горизонтального размера антенны.

2.1.5Эффективная поверхность рассеяния 𝛔 в зависимости от водоизмещения наблюдаемого объекта P

Таблица 4 Водоизмещения наблюдаемых объектов

p	𝛔c
10 000 м3	Танкер
5000 т	Речное-грузовое судно
1000 т	Танкер

Где f = 9430МГц – рабочая частота дана в технических параметрах

P = 1000- водоизмещение судна в тыс. Тонн.
2.1.6Расчет основных эксплуатационных и технических характеристик проектируемой РЛС
Расчет различимости оконечного устройства (индикатора станции)


Где = - длительность импульса дана в исходных данных

Δf = -полоса пропускания приемника рассчитана ниже

- частота повторения

2.1.7 Расчет полосы пропускания

Δf= Гц

Где - длительность импульса дана в исходных данных

2.1.8 Расчет частоты повторения



Где с = – скорость света

км– максимальная дальность

- коэффициент запаса, учитывающий влияние индикатора взята в интернете

2.1.9Максимальная допустимая длительность импульса



Где =4,5 - разрешающая способность по дальности рассчитана в начале

С= – скорость света

2.1.10Обоснование частоты следования импульсов и скорости вращения антенны

Частота следования импульсов . Выбирается исходя из требования однозначного определения дальности и эффективного обнаружения объектов при работе РЛС в режиме кругового обзора. При этом необходимо учитывать длительность прямого и обратного хода развертки ЭЛТ, скорость вращения антенны и ширину диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости.

Для однозначного определения дальности до объекта необходимо, чтобы период повторения зондирующих импульсов превышал длительность прямого и обратного хода развертки монитора



Длительность связана с дальностью действия РЛС зависимостью

= =0,768



Таким образом можно записать, что



Или

Где - рассчитана раньше

Минимальная частота следования импульсов рассматривается совместно со скоростью вращения антенны и шириной диаграммы направленности антенна исходя из того, что для обнаружения цели с достаточно высокой вероятностью необходимо обеспечить облучение точечной цели определенным количеством импульсов при каждом приходе антенны направления на цель.

Время облучения точечной цели связано с шириной диаграммы направленности в горизонтальной плоскости и угловой скоростью вращения антенны Ω в зависимости



2.1.11Расчет угловой скорости вращения антенны



Ω- принимаем = 60%

Где - ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости рассчитана выше

– частота следования импульсов рассчитана выше

=20 – количество импульсов в пачке выбирается в пределах Выбираем .

2.1.12Обоснование необходимой мощности излучения



Где π=3,14-постоянная величина

=115,2 км -максимальная дальность рассчитана выше



=1 –коэффициент передачи антенно-фидерной системы.

рассчитанный ниже

=0,13– эффективная площадь антенны рассчитана выше



. Выбирается в пределах от 20…250м². Выбираем =20м².
2.1.13Расчет полосы пропускания и чувствительности приемника

За чувствительностью приемника в радиолокации принимается пороговая мощность сигнала на входе приемника, превышение которой дает необходимый для обнаружения выходной эффект. Она определяется в основном мощностью внутренних импульсов приемника



Где К- постоянная Больцмана, характеризующая приращение энергии шумов на единицу полосы пропускания при повышении температуры на 1 и равная 1,37

T=290 - температура приемника

Δf=0,685

- коэффициент шума выбирается для приемников без усилителей высокой частоты в пределах от 30 до 150. Выбираем в пределах

– коэффициент различимости рассчитан выше

Обычно в формулах РЛС приводится чувствительность не как мощность в ваттах, а как уровень мощности относительно пороговой мощности

, выражается в децибелах:



Где чувствительность полосы пропускания рассчитана выше

- уровень мощности в пределах 1Вт

2.1.14Рассчитываем среднюю мощность



Где – импульсная мощность рассчитана выше

- длительность импульса дана в исходных данных

- частота повторения рассчитаны выше

2.1.15Расчет коэффициента полезного действия антенно-волноводного тракта

ή=

где

коэффициент затухания в волноводе в 3-х сантиметровом диапазоне

2.1.16Вычисляем величину энергетического потенциала станции



Где импульсная мощность рассчитана выше

- чувствительность полосы пропускания рассчитана выше

ή=5- коэффициент полезного действия антенно- волноводного тракта рассчитан выше

G=1586- коэффициент направленности антенны рассчитан выше

λ=3,2см – длина волны дана в тактико-технических характеристиках
2.1.17Расчет потенциальной среднеквадратичной погрешности измерения дальности в зависимости от отношения сигнал-шум



Где с= - скорость света, постоянная величина

- длительность импульса дана в исходных данных

π= 3,14- постоянная величина

a = 1 – максимальная дальность в момент обнаружения дана в параметрах