Наземная РТС наблюдения в зоне аэропорта
Министерство
образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ
РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И ФИЗИКИ
КАФЕДРА
ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ РАДИОТЕХНИКИ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ
ЗАПИСКА
к
курсовой работе по курсу Радиотехнические системы
Наземная
РТС наблюдения в зоне аэропорта
Студент гр. РТ5-91
Преподаватель
Шабалов Р.А.
Молчанов А.Н.
Новосибирск-2013
Содержание
Задание
на проектируемую систему
Анализ
технического задания
Выбор
оптимальной рабочей длины волны
Антенная
система
Зона
действия РЛС
Методы
измерения координат
Выбор
зондирующего сигнала
Энергетический
расчет радиосистемы
Структурная
схема РЛС
Список
литературы
Задание на проектируемую систему
Вариант 030
Тема курсовой работы: Наземная РТС наблюдения в
зоне аэропорта.
Исходные данные для расчета:
максимальная дальность действия 
;
зона обзора РЛС по азимуту 
;
максимальная высота полета цели 
;
ЭПР цели 
;
вероятность правильного обнаружения 
;
вероятность ложного обнаружения 
разрешающая способность РЛС по
дальности 
;
разрешающая способность РЛС по
азимуту 
;
среднеквадратическая ошибка
измерения дальности 
;
среднеквадратическая ошибка
измерения азимута 
;
Анализ технического задания
При управлении воздушным движением
самолетов возникает задача обеспечить безопасность не только полетов самолетов,
но также и их безопасность при движении по ВПП на взлете и посадке и по
рулежным дорожкам, а также автотранспорта и людей, находящихся на летном поле.
Радиолокационные станции обзора летного поля предназначены для обеспечения
безопасности движения самолетов по летному полю в сложных метеорологических
условиях днем и ночью и решают следующие задачи: наблюдение за самолетами,
идущими на посадку с высоты 50 м и расстояния 4 км от начала ВПП, за движением
самолетов по ВПП и рулежным дорожкам, контроль за взлетающими самолетами
наблюдение и контроль за автотранспортом, пересекающим ВПП и движущимся по
рулежным дорожкам.
Роль РЛС обзора летного поля в общей
системе УВД возрастает в связи с усложнением метеорологических условий, при
которых могут осуществляться взлет и посадка самолетов.
РЛС обзора летного поля представляет
специальную радиолокационную станцию, обеспечивающую обзор земной поверхности
летного поля и предметов на ней, т. е. она выдает информацию о координатах
различных объектов, находящихся на летном поле (азимут и наклонная дальность),
и о их взаимном расположении.
Исходя из назначения и задач,
решаемых РЛС обзора летного поля, важнейшими характеристиками станции являются
высокая разрешающая способность и малая область мертвой зоны.
Радиолокаторы обзора летного поля
устанавливаются непосредственно на аэродроме, и поэтому их важной
характеристикой является малая область мертвой зоны, что позволяет наблюдать
объекты, находящиеся вблизи от РЛС. Мертвая зона определяется минимальной
дальностью действия радиолокатора.
Основной задачей РЛС обзора летного
поля является получение координатной информации от всех объектов, находящихся
на летном поле. В связи с этим все объекты должны хорошо наблюдаться из точки
размещения РЛС и не должны быть закрыты другими объектами. По этой причине для
обеспечения хорошего кругового обзора всего летного поля РЛС размещается на
специальной вышке высотой в несколько десятков метров.
Выбор оптимальной рабочей длины
волны
Длина волны является одним из
важнейших технических параметров РЛС, определяющих особенности распространения
волн, требуемый энергетический потенциал при заданных показателях качества, конструкцию
и габариты антенных устройств и элементов приемопередающей аппаратуры.
При проектировании большинства
систем необходимо обеспечить заданную разрешающую способность по угловым
координатам. Это достигается за счет соответствующего выбора ширины ДН или
связанного с нею усиления антенны. В реальных условиях предельные размеры
антенн, как правило, ограничены. В связи с этим длину волны следует выбирать
так, чтобы при данных габаритах обеспечивалась требуемая угловая разрешающая
способность. Тем самым будет обеспечиваться максимальная дальность действия или
при данной дальности действия минимальная мощность излучения.
Для данного типа РЛС потери в
атмосфере при малой дальности не играют большой роли, так как в станциях такого
типа для защиты от пассивных помех, отраженных гидрометеорами (туман, дождь,
снег и т.д.) используется поляризационная селекция сигналов. Данные станции
работают в миллиметровом диапазоне. По данным, представленным в [1, стр. 291]
выберем длину волны 
. Она
удовлетворяет всем вышеперечисленным условиям, а именно обеспечивает заданное
разрешение по азимуту и дальности и является приемлемой для использования в РЛС
данного типа.
Рабочая частота РЛС: 
.
Антенная система
В качестве передающей и приемной
антенны в данном типе РЛС используются усеченные параболоиды вращения (рис. 1).
В фокусе отражателей находятся рупорные облучатели с поляризационными
решетками. Пластины поляризационных решеток с помощью электромоторов могут быть
установлены под углом 
к длинной
стороне поперечного сечения волновода (рис. 1, б), либо перпендикулярно к ней.
Рис. 1. Конструкция антенной системы
РЛС обзора летного поля: а - передающая и приемная антенны; б - положения
пластин поляризационной решетки при линейной и круговой поляризации
В первом случае радиолокатор
излучает волны с круговой поляризацией, и этот режим работы используется при
наличии сильных пассивных помех (например в неблагоприятных погодных условиях).
Во втором случае радиолокатор излучает волны с линейной поляризацией. Этот
режим используется при слабых пассивных помехах от гидрометеоров или их отсутствии
для повышения дальности действия станции.
Зеркало антенны имеет апертуру L1 x
L2 , найдем размеры апертуры в азимутальной и угломестной плоскостях.
Разрешающая способность РЛС по
угловым координатам определяется рабочей длиной волны и размером апертуры
антенны и равна ширине ДН в соответствующих плоскостях.
Ширина ДН в азимутальной плоскости 
. Определим
горизонтальный
размер антенны: 
.
Ширина ДН в угломестной плоскости 
. Так как в
техническом задании не указана разрешающая способность по углу места необходимо
ею задаться. Передающая и приемная антенны в вертикальной плоскости имеют
косеканскую диаграмму направленности (рис. 2).
Рис. 2.