Расчет системных параметров радиолокационной системы
Федеральное
агентство по образованию РФ.
РГРТУ
Кафедра РТС
"Расчет
системных параметров РЛС"
Рязань 2007
Цель работы: изучение взаимосвязи основных
системотехнических параметров и характеристик при проектировании РЛС.
Предварительный расчет:
1.
Рассчитать и построить зависимость энергетической дальности обнаружения R от мощности передатчика Pp при
следующих значениях параметров: Pш=10-14Вт,
G=10000, λ=0.03 м, Sc=10 м2,
kc=4096, Q=-20дБ, Sn=1000м2, kn=10:
радиолокационный мощность импульс сигнал
2.
Рассчитать и поострить вероятностную характеристику D(Q) при μ=100:
1.
Исследование влияния параметров зондирующего сигнала на
характеристики РЛС.
|
База сложного сигнала
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
|
Разрешение по
дальности, м
|
30
|
15
|
10
|
7,5
|
6
|
5
|
4,29
|
3,75
|
3,33
|
3
|
2,73
|
2,5
|
2,3
|
2,14
|
2
|
При простом типе сигнала
и разрешении по дальности 20м, длительность импульса равна 0,1333 мкс.
Установим тип РЛС – "наземная",
а переключатель основного режима работы в положение "когерентно-импульсный".
Установим однозначно измеряемую дальность равную 75 Км.
Период следования
импульсов: 500 мкс
Частота повторения
импульсов: 2 кГц
Скважность: 499,8667
Максимальное число
каналов по дальности: 3749
Установим параметр "Длина
волны" равным 10 см.
|
О.и.д
|
45
|
50
|
55
|
60
|
65
|
70
|
75
|
80
|
85
|
90
|
95
|
100
|
105
|
|
О.и.с.
|
75
|
68,18
|
62,5
|
57,69
|
53,57
|
50
|
46,88
|
44,12
|
41,67
|
39,47
|
37,5
|
35,71
|
Установим переключатель "тип
РЛС" в положение "Бортовая", а переключатель основного режима
работы в положение "Импульсно-Доплеровский".
Частота повторения
импульсов: 44,72 кГц;
Период следования
импульсов: 22,36 мкс.
|
О.и.с.
|
800
|
850
|
900
|
950
|
1000
|
1050
|
1100
|
1150
|
1200
|
1250
|
1300
|
1350
|
1400
|
|
О.и.д.
|
4,584
|
4,32
|
4,085
|
3,874
|
3,683
|
3,511
|
3,354
|
3,21
|
3,079
|
2,957
|
2,845
|
2,741
|
2,644
|
2.
Расчет числа импульсов в пачке зондирующего сигнала
Установим переключатель
типа расчета импульсов в пачке в положение "Обеспечение времени обзора".
Затем установим необходимые параметры:
Минимальный угол по
азимуту: -30 град.
Максимальный угол по
азимуту: 30 град.
Разрешение по азимуту: 0,5
град.
Минимальный угол по углу
места: 0 град.
Максимальный угол по углу
места: 10 град.
Разрешение по углу места:
5 град.
Период следования
импульсов: 22,36 мкс.
|
Время обзора сектора сканирования
|
100
|
200
|
300
|
400
|
500
|
600
|
700
|
800
|
900
|
1000
|
|
Число импульсов в пачке
|
55
|
111
|
167
|
223
|
335
|
391
|
447
|
503
|
559
|
|
Время обзора сектора сканирования
|
1100
|
1200
|
1300
|
1400
|
1500
|
1600
|
1700
|
1800
|
1900
|
2000
|
|
Число импульсов в пачке
|
614
|
670
|
726
|
782
|
838
|
894
|
950
|
1006
|
1062
|
1118
|
3.
Исследование взаимосвязи энергетических параметров РЛС.
Определим графическую
зависимость выигрыша в отношении сигнал-шум от количества импульсов в пачке:
- при когерентном
накоплении
|
Количество импульсов в пачке
|
10
|
100
|
1000
|
10000
|
|
Выигрыш в отношении сигнал-шум
|
10
|
20
|
30
|
40
|
Из таблицы видно, что
зависимость логарифмическая: y =10*log(x)
- при некогерентном
направлении
|
Количество импульсов в пачке
|
10
|
100
|
1000
|
10000
|
|
Выигрыш в отношении сигнал-шум
|
5
|
10
|
15
|
20
|
Из таблицы видно, что
зависимость также логарифмическая: y =5*log(x)
4.
Расчет максимальной дальности обнаружения.
Энергетическая дальность
равная 200 км достигается при следующих значения параметров:
Длина волны: 14 см
ЭПР цели: 9 кв.м
Мощность передатчика 282
кВТ
Коэффициент усиления антенны:
499
Разрешение по дальности: 39
м
Вероятность правильного
обнаружения: 0,81
Вероятность ложной
тревоги: 0,00091
Количество импульсов в
пачке: 127
Зависимость
энергетической дальности от мощности передатчика:
|
Pпер
|
50
|
100
|
150
|
250
|
300
|
350
|
400
|
450
|
500
|
|
Эн. дальность
|
129,8
|
154,3
|
170,8
|
183,5
|
194
|
203,1
|
211,1
|
218,2
|
224,7
|
230,7
|
Зависимость
энергетической дальности от количества импульсов в пачке:
|
N
|
20
|
40
|
60
|
80
|
100
|
120
|
140
|
160
|
180
|
200
|
|
Эн. дальность
|
126
|
149,8
|
165,8
|
178,1
|
188,4
|
197,1
|
204,9
|
211,8
|
218,2
|
224
|
Зависимость вероятности
правильного обнаружения от энергетической дальности:
|
R
|
50
|
100
|
150
|
200
|
250
|
300
|
350
|
400
|
450
|
500
|
|
D
|
0,9992
|
0,9865
|
0,9341
|
0,8099
|
0,6105
|
0,3863
|
0,2061
|
0,09787
|
0,04492
|
0,02154
|
|
R
|
550
|
600
|
650
|
700
|
800
|
850
|
900
|
950
|
1000
|
|
D
|
0,01134
|
0,00667
|
0,004367
|
0,003136
|
0,002426
|
0,00199
|
0,001707
|
0,001515
|
0,00138
|
0,001282
|
Заключение
·
Увеличение базы сложного сигнала приводит к уменьшению
разрешающей способности РЛС по дальности.
·
Для наземной РЛС, работающей в когерентно-импульсном режиме
однозначно измеряемая скорость уменьшается с увеличением однозначно измеряемой
дальностью.
·
У бортовой РЛС в Импульсно-Доплеровском режиме работы также
однозначно измеряемая скорость уменьшается с увеличением однозначно измеряемой
дальностью.
·
При увеличении времени обзора сектора сканирования, количество
импульсов в пачке увеличивается линейно.
·
Наилучший выигрыш в отношении сигнал-шум (при одинаковом значении
количества импульсов в пачке) наблюдается при когерентном накоплении. С
увеличением количества импульсов в пачке выигрыш в отношении сигнал-шум растет.
·
Увеличение мощности передатчика приводит к увеличению
энергетической дальности. Однако при больших мощностях передатчика,
значительное приращение мощности дает незначительное приращение энергетической
дальности.
·
Увеличение количества импульсов в пачке так же влияет на
энергетическую дальность РЛС, как и увеличение мощности передатчика.
·
Вероятность правильного обнаружения уменьшается с увеличением
энергетической дальности.
Список
литературы
1) Перминов И.Г. "Физические
основы получения информации". 2006 год.
2) Артамонов В.М. "Электроавтоматика
судовых и самолетных радиолокационных станций". 1962 год.
3) Современная радиолокация. Анализ,
расчет и проектирование. Под редакцией Кобзарева Ю.В., М., Сов.радио,
1969г.-704стр.
4) Дулевич В.Е. Теоретические основы
радиолокации. М., Сов.радио, 1978г. – 608стр.
5) Ширман Я.Д. Теоретические основы
радиолокации. М., Сов.радио, 1970г. – 560стр.