Әдебиет:

1. Дружинин В.В. Радиолокациялық технология негіздері бойынша анықтамалық. П. 344-352, 353-367, 368-375.

2. Қарпекин В.Е. Әуедегі нысанды анықтау радары. П. 30-47.

3. Карпекин В.Е., Рябцев И.Ф., Тюнин Н.Г., Хмель Н.Н. Қабылдау жүйелерінің шу көрсеткіштерін тексеру. П. 3-26.

Сұрақтар:

1. Радиолокациялық қабылдау құрылғыларының техникалық сипаттамасы.

2. Құрылымдық схемарадиолокациялық қабылдау құрылғысы.

1. Радиолокациялық қабылдау құрылғыларының техникалық сипаттамасы.

Анықтау радиолокациялық станциясының қабылдау жүйесі келесі негізгі міндеттерді шешеді:

Ауадағы объектілерден шағылысқан сигналдарды көптеген басқа сигналдардан оқшаулау (жиілікті таңдау);

Шағылысқан сигналдарды күшейту және олардың жиілігін түрлендіру;

Жоғары жиілікті сигналдарды анықтау және оларды индикаторлық құрылғының экранында көрсетуге ыңғайлы пішінге түрлендіру;

Кедергілерді басу үшін сигналды өңдеу.

Қабылдаушы жүйенің осы тапсырмаларды орындау сапасы оның сипаттамаларымен анықталады.

Олардың негізгілеріне мыналар жатады:

Қабылдағыштың сезімталдығы;

Шу фигурасы;

Динамикалық диапазон;

табыс;

өткізу қабілеттілігі;

Жұмыс жиілігі диапазоны;

Иммунитет.

Қабылдағыштың сезімталдығыәлсіз кіріс сигналдарымен өз функцияларын орындау қабілетін сипаттайды. Ол қабылдағыштың кірісіндегі сигналдың минималды мәнімен бағаланады, ол қабылдағыштың ішкі шуынан берілген асып кету үшін оның шығысында жеткілікті қуатты алу үшін қажет. Ол шекті және нақты сезімталдық мәндерімен сандық түрде анықталады.

Шектеуқабылдағыштың сезімталдығы P'n p. мин қабылдағыштың кірісіндегі минималды сигнал қуаты деп аталады, ол оның сызықтық бөлігінің шығысында (детектордың кірісі) бірлікке тең сигнал-шу қуат қатынасын қамтамасыз етеді.

Нағызқабылдағыштың сезімталдығы P p p. минқабылдағыштың сызықтық бөлігінің шығысында дискриминация коэффициентіне тең сигнал-шу қатынасын қамтамасыз ететін оның кірісіндегі сигнал қуаты деп аталады. q.

Нақты және соңғы сезімталдық тәуелділікпен байланысты:

P пп.мин = P ’п p.min * q.

Айырмашылық коэффициентіқабылдағыштың сызықтық бөлігінің шығысындағы сигнал-шуылдың рұқсат етілген минималды қатынасына сандық түрде тең, бұл кезде қабылдағыштың шығысындағы сигналды сенімді түрде анықтауға болады.

Қабылдағыштың сезімталдығы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым мән төмен болады P p p. мин... Қазіргі радиолокациялық қабылдағыштарда P p p. мин= 10 -13 - 10 -14 Вт.

Радиолокациялық қабылдағыштың сезімталдығы өзінің шуымен шектеледі. Олар антенна-толқын өткізгіш жолында, резисторларда, вакуумдық түтіктерде және жартылай өткізгіш құрылғыларда пайда болады.

Шудың себептері электрондар мен өткізгіштердің біркелкі жылулық қозғалысы, электронды түтіктердегі катодтардың электрондардың біркелкі емес эмиссиясы және т.б. Температураның жоғарылауымен ішкі шу деңгейі артады. Шудың қарқындылығы өте төмен. Дегенмен, олар қабылдағыш арқылы жоғары күшейту арқылы өткенде, оның шығысында терминалдық құрылғыны қозғай алатын кернеу жасайды. Индикатор экранында олар шу ізі ретінде байқалады.

Қабылдағыштың сызықтық бөлігіндегі шу шу санының көмегімен сандық түрде анықталады. Қабылдағыш шуының фигурасы Нқабылдағыштың кірісіндегі сигнал-шу қатынасы оның сызықтық бөлігінің шығысындағы сигнал-шу қатынасынан неше есе артық екенін көрсететін шама деп аталады, яғни.

Өзіндік шуы жоқ идеалды қабылдағыш үшін шу фигурасы бірлікке жарайды. Нақты қабылдағыштарда 2-ден 10-ға дейінгі шуыл көрсеткіші бар. Қабылдағыштың жоғары сезімталдығына қойылатын талап төмен шулы жоғары жиілікті күшейткіштерді пайдалану және антенна-толқынбағыт жолындағы жоғалтуларды барлық ықтимал азайту арқылы қол жеткізіледі.

Жоғары сезімталдықпен бірге қабылдағышта үлкен болуы керек динамикалық диапазон.Бұл оның кірісінде шудың болуына және пайдалы сигналдардың амплитудасының үлкен таралуына байланысты. Қабылдағыштың динамикалық диапазоны - кіріс сигналдарының ең үлкен құлдырауының мәні, оның шегінде ол әлі де қалыпты жұмысты қамтамасыз етеді. Сандық түрде динамикалық диапазон рұқсат етілген бұрмаланулармен қабылдағыш өңдейтін максималды кіріс сигналының децибелмен көрсетілген қабылдағыштың сезімталдығына қатынасымен бағаланады:

D = 10 lg (P pr. макс/Р бұрынғы мин)

Қазіргі радиолокациялық қондырғылардың қабылдау жүйелерінің динамикалық диапазоны кемінде 70 - 80 дБ болуы керек. Оның кеңеюіне қабылдағыштың сезімталдығын арттыру, күшейтуді басқару схемаларын қолдану және арнайы күшейткіш құрылғыларды қолдану арқылы қол жеткізіледі.

Қабылдағыштың күшейту қасиеттері сипатталады пайда.Қуатты күшейту коэффициентін ажыратыңыз Қ бжәне кернеудің өсуі TOУ.

Қуатты арттыру Pout қабылдағыштың шығысындағы сигнал қуатының қатынасы болып табылады. оның кірісіндегі қуатқа P in.:

K p = P out / P in

Кернеудің күшеюіұқсас анықталады:

K U = U шығыс / U кіріс

Күшейткіш салыстырмалы бірліктермен немесе децибелмен анықталады және

K дб = 20 lg TO

K рдб = 10 lgҚ б

Заманауи қабылдағыштарда жиынтық кіріс сонша жоғары болуы мүмкін

K p = (0,1-10) * 10 13немесе тиісінше Қ б= 120 - 140 d6.

Күшейту модулінің жиілікке тәуелділігі деп аталады жиілік реакциясы(3.70-сурет).

Күріш. 3,70. Қабылдағыш жиілік реакциясы.

Қабылдағыш жиілік реакциясыоның жиілік селективтілігін анықтайды, яғни. әртүрлі тасымалдаушы жиіліктегі тербелістер жиынтығынан пайдалы сигналды таңдау мүмкіндігі. Сандық жағынан қабылдағыштың жиілікті таңдау қабілеті оның өткізу қабілеттілігімен сипатталады Df. Өткізу қабілетіжиілік айырмасы ретінде анықталады f2және f1ол үшін TOтөмендейді, және Қ б- оның максималды мәнінен екі есе. Қабылдағыштың селективтілігі неғұрлым жоғары болса, оның амплитудалық-жиілік сипаттамасының нысаны U-тәріздіге жақынырақ болады.

Шектелген сезімталдық, өткізу қабілеттілігі және шу көрсеткіші мыналармен байланысты:

R 'pr. Мин = ДДСҰ* N * Df,

мұнда: R 'pr. Мин- В-де,

Кімге- Больцман тұрақтысы,

Бұл= 300 ° К, ДДСҰ= 4 * 10 -21 Вт / с,

Df- өткізу қабілеттілігі (МГц),

Ншу фигурасы болып табылады.

Жұмыс жиілігі диапазонықабылдағыш өңдейтін экстремалды жиіліктердің мәнімен анықталады. Ол келесі талаптармен анықталады:

Қабылдағыш диапазондағы кез келген жиілікке реттелуі керек;

Бұл диапазондағы қабылдағыш сипаттамалары белгіленген шектерде өзгеруі керек.

Жиі жұмыс жиілігі диапазоны қабылдағыш өңдейтін толқын ұзындығына сәйкес аталады. Микротолқын диапазонында, мысалы, сантиметрлік, дециметрлік және метрлік диапазондардың қабылдағыштары бар.

Иммунитетқабылдағыш әртүрлі кедергілердің әсерінен пайдалы сигналдың сенімді бөлінуін қамтамасыз ету қабілеті деп аталады.

Қорытынды:Қабылдаушы жүйенің радар құрамындағы тапсырмаларды орындау сапасы оның техникалық сипаттамаларымен анықталады, олардың негізгілері: сезімталдық, шудың фигурасы, динамикалық диапазон, күшейту, өткізу қабілеттілігі, жұмыс жиілігі диапазоны, шуға төзімділік.

2. Радиолокациялық қабылдау құрылғысының құрылымдық сұлбасы.

Ауа объектілерін анықтауға арналған радиолокациялық станцияның қабылдау жүйесі, әдетте, бір жиілікті түрлендіруі бар супергетеродиндік қабылдағыштың схемасы бойынша орындалады. Супергетеродинді қабылдағыштың құрылымдық сұлбасы 3.71-суретте көрсетілген.

Күріш. 3.71. Супергетеродинді қабылдағыштың құрылымдық схемасы.

Антенна-толқындық жүйе қабылдаған электромагниттік энергияның әлсіз сигналы жоғары жиілікті күшейткіштің (UHF) кірісіне түседі. Содан кейін қуат күшейтілген сигнал жоғары жиілікті сүзгіге беріледі.

Жоғары жиілікті сүзгі - сыйымдылығы мен индуктивтілігі бөлінген тербелмелі контур. Оның резонанстық жиілігі қабылданған сигналдың жиілігіне сәйкес келеді. Сүзгі пайдалы сигналдардың жиілігін таңдауға, сондай-ақ кескін арнасы бойымен кедергілерді басу үшін арналған.

Супергетеродиндік қабылдағыштағы негізгі күшейту қабылданған сигналдың жиілігінде емес, қабылданғаннан төмен (жүздеген есе) аралық жиілікте жүзеге асырылады. Радиолокациялық ақпаратты аралық жиілікке беру жиілікті түрлендіргіш арқылы жүзеге асырылады. Ол араластырғыштан, аз қуатты үздіксіз осциллятордан (тұрақты жергілікті осциллятор) және аралық жиілік фильтрінен (аралық жиілікті күшейткіштің кіріс сүзгісі) тұрады.

Тұрақты жергілікті осциллятордың тербеліс жиілігі fcgсигналдың тасымалдаушы жиілігінен өзгеше fcаралық жиіліктің мәні бойынша fpch, яғни. fpch = fcg - fcнемесе fpch = fc - fcg.

Миксерге бір уақытта екі кернеу әсер етеді: жоғары тасымалдаушы жиіліктегі түрлендірілетін сигналдың кернеуі fcжәне жиілікпен гармоникалық өзгеретін тұрақты жергілікті осциллятордың кернеуі fcg.

Кіріс сигналы сияқты пішіні бар тербеліс алу үшін тек бір аралас жиіліктің тербелісін таңдау керек. Үстінде кіріс сүзгісіаралық жиілікті күшейткіш (IFA) айырмашылық жиілігінің сигналын бөледі fpch = fcg - fcнемесе fpch = fc - fcg.

IF күшейткіші негізгі күшейтуді қамтамасыз етеді және қабылдағыштың өткізу қабілеттілігін анықтайды.

Супергетеродиндік қабылдағышта басқа жиілікті реттеу бір уақытта жоғары жиілікті сүзгі мен тұрақты жергілікті осциллятордың параметрін өзгертеді, осылайша аралық жиілік өзгеріссіз қалады. Бұл ресиверде тұрақты баптауы бар көп сатылы IF күшейткішіне ие болуға мүмкіндік береді.

Детектор модуляцияланған жоғары жиілікті толқын пішінін беру жүйесінің базалық жолақ сигналына сәйкес кернеуге түрлендіреді. Мысалы, оның кірісіне аралық жиілікті радиоимпульс берілгенде, детектордың шығысында бейне импульс қалыптасады.

Детектордан кейін сигнал төменгі жиілікті күшейткішпен (бейне күшейткіш) индикатор құрылғысының қалыпты жұмысы үшін қажетті мәнге дейін қосымша күшейтіледі.

Құрылымдық түрде төмен жиілікті күшейткішпен (ТЖҚ) бірге радиолокациялық кедергілерден қорғау тізбектері де жүзеге асырылады.

Детекторлар ерекше қызығушылық тудырады. Детектор хабарламаны сигналдан ажыратады және хабарламаны тасымалдаушы болып табылатын тасымалдаушы жоғары жиілікті тербелістерді жояды. Модуляция түріне сәйкес амплитудада, фазада немесе жиілікте модуляцияланған сигналдарды анықтау ажыратылады. Бұл функцияларды сәйкесінше амплитудалық, фазалық және жиілік детекторлары орындайды.

Детектордың шығыс тербеліс спектрі аймақта жатыр төмен жиіліктер(модуляция жиіліктері) және кіріс спектрі аймақта жоғары жиіліктер(сигналдың орталық жиілігі). Спектрдің мұндай түрлендіруі тек сызықты емес немесе параметрлік элементтері бар құрылғыларда мүмкін болады. Қазіргі заманғы детекторлардағы мұндай элементтердің рөлін әдетте жартылай өткізгіш диодтар орындайды, сирек биполярлы және өрістік транзисторлар. Модуляция жиілігі диапазонын таңдау және спектрдің жоғары жиілікті компоненттерін жою төмен жиілікті сүзгілермен (RC - немесе RLC - сүзгілер) жүзеге асырылады.

Детектордың негізгі түрі - амплитудалық детектор. Ол АМ сигналдарының детекторы ретінде дербес мәнге ие және сонымен қатар фазалық және жиілік детекторларының бөлігі болып табылады.

Зондтау сигналдарының тасымалдаушы жиілігінің тұрақтылығына қойылатын жоғары талаптар, күрделі және когерентті сигналдарды генерациялау қажеттілігі көп сатылы схема бойынша жасалған таратқыш құрылғылардың пайда болуына әкелді. Бірінші саты ретінде төмен қуатты қоздырғыштар, ал кейінгілер ретінде көп сатылы күшейткіш қолданылады.

Мұндай таратқышта зондтау сигналының жиілігінің тұрақтылығы негізінен аз қуатты негізгі осцилляторлармен анықталады, олардың жиілігі белгілі әдістермен тұрақтандырады, мысалы, кварцты қолдану арқылы.

Қоздырғыш бір жұмыс жиілігінен екіншісіне жылдам (бірнеше микросекунд ішінде) ауысуға мүмкіндік беретін схемаға сәйкес салынуы мүмкін. Ол сондай-ақ әдістердің бірімен шиқыл немесе фазалық модуляцияланған сигналды жасай алады. Бұл мәселелер келесі бөлімдерде егжей-тегжейлі талқыланады.

Қоздырғыш сигналын генерациялау кезінде оны араластырғыштың гетеродиндік сигналының жиілігімен қатаң байланысын қамтамасыз етуге болады, бұл АФҚ қолдану қажеттілігін болдырмайды. Ақырында, мұндай таратқышта пассивті кедергінің корреляциялық-фильтрлік компенсациясын қолдануға, сондай-ақ әртүрлі арналардан келетін сигналдарды ортақ кіріске біріктіруге немесе оларды бөлек кірістерге бөлуге мүмкіндік беретін когерентті импульстердің жарылуын алуға болады. фазалық антенна массивінің әртүрлі элементтерін қуаттандыру үшін.

Жалпы жағдайда импульстік радиолокатордың көп сатылы тарату құрылғысының құрылымдық схемасы 3.9-суретте көрсетілген.

3.9-сурет. Импульстік радиолокатордың көпсатылы таратқыш құрылғысының құрылымдық сұлбасы

Қоздырғыштың тербеліс күші келесі каскадты қоздыру үшін жеткілікті болуы керек. Сигналдарды кескіндеу төмендетілген қуатта жүзеге асырылатындықтан, зондтау сигналының қажетті шығыс қуат деңгейіне каскадты күшейту арқылы қол жеткізіледі.

В импульстік радаримпульстік модуляция шығу қуатының деңгейіне байланысты не бір кезеңде, не күшейтудің соңғы бірнеше қуатты кезеңдерінде жүзеге асырылады.

Кейбір жағдайларда сигналды төмендетілген жиілікте жасау ыңғайлы. Бұл жағдайда не жиілік көбейткіштері, не араластырғыштар алдын ала кезеңдерге қосылады (3.10-суретті қараңыз)

3.10-сурет. Сигналдарды кондиционерлеу сұлбасының мысалы.

Көпсатылы таратқыштың күшейткіш стадиялары ретінде электродинамикалық электрон ағынын басқаратын құрылғылар кеңінен қолданылады: клистрондар, қозғалатын толқын түтіктері (TWT), кері толқынды түтіктер (BWT) және т.б.

Осылайша, көп сатылы тарату құрылғылары жиілік тұрақтылығына жоғары талаптармен қолданылады және «Мастер осциллятор - қуат күшейткіш» схемасы бойынша құрастырылады. Мұндай тарату құрылғыларын пайдаланатын радарлардың мысалдары 55Ж6, 22Ж6М радарлары және т.б.

3.3.3 Радиолокациялық станциялардың импульстік модуляторлары

Радиолокациялық модуляторлар генератор мен күшейткіш құрылғылардың анодтық тізбектерін қоректендіру үшін белгіленген ұзақтығы мен қайталану кезеңіндегі қуатты жоғары вольтты бейне импульстерін жасайды. Әртүрлі радарлардың модуляциялық импульстарының ұзақтығы бірліктен ондаған микросекундқа дейін, ал қайталану кезеңі бірнеше миллисекундқа дейін жетеді. Бұл берілістер арасындағы үзіліс кезінде энергияны жинақтауға және оны импульс ұзақтығы кезінде жүктемеге беруге мүмкіндік береді.

Қуат күшейткіші бар таратқыш құрылғыларда модуляторлар саны және олардың сипаттамалары күшейткіш желісінің тізбегіне және қолданылатын құрылғылардың түріне байланысты. Модулятордың таратқыш құрылғының элементтерімен әрекеттесуі (мысалы, шығару сатысында осцилляторы бар таратқыш құрылғы) 3.11-суретте көрсетілген.

3.11-сурет. Модулятордың таратқыш құрылғының элементтерімен әрекеттесуі.

Жоғары вольтты түзеткіш айнымалы токты қуат көзінен жоғары тұрақты токқа түрлендіреді, ол модуляторға беріледі. Модулятор жоғары жиілікті генератордың жұмысын басқарады. Егер жіберуші құрылғыда анодтық модуляция қолданылса, онда ол зонд импульсінің ұзақтығына тең уақытқа микротолқынды генератордың анодтық қоректенуін қосады. Радиолокациялық модулятордың негізгі ерекшелігі (басқа радиотехникалық құрылғылардың модуляторларынан айырмашылығы) ол жүзеге асыратын қуатты түрлендіру болып табылады. Радиолокациялық таратқыш модуляторы жоғары вольтты түзеткіштен энергияны шамамен қайталау кезеңіне тең уақыт аралығында сақтайды. Т n. Бұл жағдайда

Е m = Р v · Т n, (3,7)

қайда Е m – модулятор жинақтаған энергия; Рв - жоғары вольтты түзеткіштің қуаты.

Жинақталған энергияны модулятор импульс ұзақтығы кезінде жүктемеге жеткізеді. Демек,

Е m = Рм тжәне, (3.8)

қайда Р m – модулятордың шығыс импульстерінің қуаты.

(3.7) және (3.8) формулаларынан аламыз

Р= ішінде Рм тжәне / Т(3,9) б.

Қаншалықты тжәне<< Тонда n Р v<< Рм Бұл радарды жобалау кезінде төмен қуатты жоғары вольтты түзеткішті, демек, кіші өлшемдері мен салмағын таңдауға мүмкіндік береді.

Модулятордың құрамы оның түріне байланысты анықталады. Дегенмен, мұндай құрылғылардың барлығы зарядтау дроссельі, энергияны сақтау, коммутациялық элемент, импульстік трансформатор, қорғаныс және түзету схемалары сияқты элементтердің болуымен сипатталады. RTV радиолокаторында қолданылатын импульстік модуляторлардың негізгі түрлерінің схемаларын қарастырыңыз.

RTV радиолокаторының таратқыш құрылғыларында импульстік модуляторлардың екі түрі кеңінен қолданылады: энергияны сақтауды толық разрядтаумен; энергия жинақтаушысының жартылай разрядымен.

Энергияны сақтау құрылғысы конденсатордың электр өрісі немесе индуктордың магнит өрісі болуы мүмкін. Сыйымдылыққа немесе индуктивтілікке баламалы жасанды ұзын сызықты энергияны сақтау ретінде де пайдалануға болады.

Қазіргі уақытта көп жағдайда сыйымдылық дискілері пайдаланылады, өйткені индуктивті сақтау өте төмен тиімділікпен сипатталады.

3.12-суретте анодтық импульстік модуляция режимінде жұмыс істейтін радиолокациялық таратқыштың құрылымдық сұлбасы көрсетілген. Диаграммада көрсетілгендей, импульстік модулятор екі негізгі элементтен тұрады: энергия сақтау құрылғысы және коммутациялық құрылғы. Импульстар арасындағы үзіліс кезінде коммутациялық құрылғы ашық болғанда, сақтау құрылғысында энергия жинақталады. Коммутатор жабылған кезде импульс ұзақтығы кезінде жинақталған энергия микротолқынды генераторды қуаттандыруға жұмсалады.

3.12-сурет. Радиолокациялық таратқыштың құрылымдық схемасы.

Коммутациялық құрылғы ретінде не электронды шам (триод) немесе транзисторлы активті қосқыш, не газразрядты (иондық) құрылғылар – тиратрондар, не тиристорлар және басқарылатын ұшқын саңылаулары қолданылады.

Электрондық түтіктер мен транзисторлар негізіндегі коммутациялық құрылғылардың негізгі артықшылығы төмен инерция болып табылады, ол коммутатордың басқару электродына (шам торы немесе транзистор негізі) қолданылатын төмен қуатты басқару импульсінің көмегімен кез келген уақытта қосуға және өшіруге мүмкіндік береді. . Дегенмен, вакуумдық түтіктердің ішкі кедергісі жоғары, сондықтан вакуумдық түтік ажыратқыштары салыстырмалы түрде төмен тиімділікке ие.

Иондық және тиристорлық коммутациялық құрылғылардың ішкі кедергісі төмен және ондаған және жүздеген ампер токтарын оңай өткізеді. Иондық коммутациялық құрылғылардың кемшілігі – басқару импульсінің көмегімен сақтау құрылғысының разрядтана бастаған сәтін ғана дәл анықтауға болады. Иондық қосқыштың ашылуын басқару әлдеқайда қиын. Демек, сақтау разрядының соңы сақтау разрядының уақытымен анықталады, яғни. дискінің параметрлеріне байланысты.

Сыйымдылығы бар модуляторлар.Мұндай модуляторлар қазіргі заманғы радарларда кеңінен қолданылады. Модулятор тізбегі 3.13-суретте көрсетілген.

Диаграммадағы белгілер: МЕН n – энергияны сақтайтын конденсатор; TO- коммутатор, коммутатор ретінде көрсетілген; Р h - шектеу немесе зарядтау кедергісі; Р d - модулятормен қамтамасыз етілген микротолқынды генератордың кедергісі.

Импульстар арасындағы үзілістерде қосқыш TOашық және конденсатор МЕН n кедергі арқылы қуат көзінен зарядталады Р h, энергияны сақтау. Конденсатордағы кернеу бастапқы кернеуге дейін көтеріледі ЕО. Зарядтың соңында қосқыш TOконденсаторды қосу арқылы жабылады МЕН n генераторға, ал конденсатор генераторға разрядталады. Конденсатор разрядталғаннан кейін коммутатор қайтадан ашылады, сақтау сыйымдылығының жаңа заряды пайда болады және т.б.

3.13-сурет. Модулятордың оңайлатылған сұлбасы.

Қарсылық Р s зарядтың ұзақтығын анықтайды және ажыратқышты жабу кезінде қуат көзінен токты шектейді. Бұл қарсылықтың шамасы бірнеше есе көп қабылданады Р d, конденсатордың салыстырмалы түрде баяу зарядталуы және токтың өтуі үшін Р s конденсаторды разрядтау кезінде елеусіз болды.

Қарастырылып отырған модуляторда сақтау сыйымдылығын толық және жартылай разрядтау режимдері мүмкін. Бірінші жағдайда коммутатор жабылған кезде сақтау сыйымдылығы толығымен разрядталғанша ашылмайды, бұл кезде оның кернеуі нөлге тең болады. Толық разряд режимінде жұмыс істейтін модулятордың жеке түйіндеріндегі кернеулердің осциллограммалары 3.14-суретте (қалың сызық) көрсетілген.

Сақтау сыйымдылығын толық босату режимінде жұмыс істейтін модулятордың кемшілігі қанағаттанарлықсыз, тікбұрышты импульстік пішіннен алыс және төмен ПӘК (шамамен 50%). Сондықтан олар сирек қолданылады.

Модулятор жартылай разряд режимінде жұмыс істегенде, коммутатор қысқа уақытқа жабылады (тең т) және конденсатор әлі де зарядын және кернеуді сақтаған кезде ашылады У c маңызды мәнге ие. Сақтау конденсаторындағы кернеудің өзгеру сипаты 3.14-суретте (жұқа сызық) көрсетілген.

а)

б)

3.14-сурет. Модулятордың жеке түйіндеріндегі кернеулердің осциллограммалары.

Жасанды сызық модуляторлары(сызықтық модуляторлар). Белгілі болғандай, кернеуге зарядталған ашық желі Е l, кедергіге разрядталған кезде Р=  амплитудасы бар тікбұрышты кернеу импульсін жасайды Ел / 2 және ұзақтығы

қайда л- сызық ұзындығы; Л " , C«- бөлінген индуктивтілік және желілік сыйымдылық.

Желіні энергияны сақтау құрылғысы ретінде пайдалана отырып, жақсы тікбұрышты пішінді импульстарды шығаратын толық разряд режимі бар модуляторларды құруға болады. Дегенмен, желінің ұзындығы таратқыштарға орналастыруға жарамсыз болып шықты. Модуляторлардағы нақты сызықтардың орнына жеке индукторлар мен конденсаторлардан тұратын жасанды сызықтарды қолдануға болады (3.15-сурет).

Жасанды желілері бар импульстік модуляторлар қазіргі радиолокациялық тарату құрылғыларында кеңінен қолданылады (мысалы, 55Ж6 радар). Олар ықшамдығымен, жоғары тиімділігімен ерекшеленеді және тікбұрыштыдан онша ерекшеленбейтін пішіні өте жоғары қуатты импульстарды алуға мүмкіндік береді.

Үш бөлімнен тұратын жасанды тізбек сызығы бар модулятордағы процестерді қарастырайық (3.15-сурет).

Желі кедергісі жүктеме кедергісіне тең  = Р d) Ажыратқыш ашық болған кезде қуат көзі желіні кернеуге дейін зарядтайды У l = ЕО. Зарядтаудан кейін коммутатор жабылады және желіні генераторға (жүктемеге) қосады. Қарсылықтан бері Р r = , содан кейін генератор терминалдарында коммутатор жабылған кезде лездік кернеу пайда болады, тең Е o / 2. Осыған байланысты генератордағы тербелістер кенеттен пайда болады және импульстің алдыңғы шеті тік болып шығады. Кернеудің екінші жартысы Е o / 2 желі кедергісіне түседі және желінің ашық ұшына таралатын қозғалатын кернеу толқынын тудырады, ол таралу кезінде оны ішінара зарядсыздандырады. Сызықтың ашық ұшынан толқын полярлықты өзгертпей шағылысады және сызықтың басына оралғанда, жүктеме толығымен жұтылады.

3.15-сурет. Модулятордың жасанды сызықпен оңайлатылған сұлбасы.

3.15-суреттегі тізбекте көздің кернеуі генератордың қоректену кернеуінен 2 есе көп болуы керек. Бұл кемшілікті жою үшін 3.16, а-суреттегі тізбек қолданылады, онда желі индуктор арқылы зарядталады. Лқарсылық жоғалтулары аз. Орам сызықтың сыйымдылығымен контурды құрайды, ал сызықтың заряды сөнген тербелістер сипатын алады (3.16, б-сурет). Жарты кезеңнен кейін желідегі кернеу жоғарылайды У l = 2 ЕО. Осы сәтте қосқыш жабылады және генератордағы кернеу тең болады У l / 2 = Ео, яғни. көз кернеуі.

а)

б)

3.16-сурет. Жасанды желі модуляторының сұлбасы

Индуктивтілік арқылы желіні зарядтау кезінде модулятордың тиімділігі 90-95% дейін артады. Бірақ бұл артықшылықтарды жүзеге асыру үшін зарядтау катушкасы маңызды индуктивті коэффициентке ие болуы керек. Сонымен қатар, коммутатор желідегі максималды кернеу сәтінде дәл жабылуы керек. Мұның бәрі модулятордың дизайнын және коммутатордың басқару схемасын айтарлықтай қиындатады.

Сондықтан іс жүзінде диодты 3.17а-суретте көрсетілгендей зарядтау индуктивтілігімен қатарға жиі қосады. Осы қосу арқылы периодтың бірінші жартысында максимумға дейін зарядталған желі (3.17б-сурет) диодтың бір жақты өткізгіштігіне байланысты разрядталмайды және ондағы кернеу коммутатор орнатылғанша тұрақты болып қалады. жабық.

Осылайша, қарастырылған мысалда тербелістермен үйлестірілген ажыратқышты жабудың қажеті жоқ және басқару схемасы жеңілдетілген. Бұл жағдайда зарядтау катушкасының индуктивтілік коэффициенті де төмендейді.

3.17-сурет. Модулятордың жұмысын түсіндіретін диаграммалар.

Диодтың ішкі кедергісіндегі кернеудің жоғалуына және зарядтау тізбегінің салыстырмалы түрде төмен Q-факторына байланысты ( Q < 10) минимальное напряжение на линии оказывается не выше (1,7-1,8)Е o, ал модулятордың ПӘК 85-90% құрайды. Ұқсас модулятор тізбегі 55Ж6, Р-18, 5Н84А радиолокаторының таратқыш құрылғысында қолданылады.

Мысал ретінде 3.18-суретте жасанды сызық модуляторының принципиалды сұлбасы көрсетілген.

Бұл түрдегі модуляторда сақтау орны жасанды желі болып табылады, ал коммутациялық элемент ретінде тиратрон немесе тиристор қолданылады. Коммутация элементі сыртқы импульс арқылы ашылады, ол тек сақтау құрылғысы зарядсыздана бастаған сәтін анықтайды. Модулятордың шығысындағы импульстің пішіні мен ұзақтығы пассивті тізбек элементтерінің параметрлерімен анықталады.

3.18-сурет. Жасанды сызығы бар модулятордың принципиалды сұлбасы.

Импульстің пайда болуы сақтау құрылғысы ауыстырып-қосқыш және импульстік трансформатор арқылы толығымен разрядталғанда аяқталады, ол жүктеме кедергісін қалыптау сызығының толқындық кедергісі арқылы сәйкестендіреді. Сәйкес келмейтін жүктеме үшін модулятордың авариялық жұмысы кезінде қорғаныс тізбектері қарастырылған (3.18-суретте - диод D2).

Импульстік радиолокатордың жұмыс істеу принципін «Импульсті радиолокатордың оңайлатылған құрылымдық схемасын (3.1-сурет, 20-слайд, 25 ) және импульстік радардың жұмысын түсіндіретін графиктер (Cурет 3.2, слайд 21, 26 ).

Станцияның синхрондау блогынан (іске қосу блогы) импульстік радардың жұмысын қарастыруды бастаған дұрыс. Бұл блок станция жұмысының «ритмін» белгілейді: ол зондтау сигналдарының қайталану жылдамдығын белгілейді, индикаторлық құрылғының жұмысын станция таратқышының жұмысымен синхрондайды. Синхронизатор қысқа мерзімді өткір ұшты импульстарды жасайды ЖӘНЕ запбелгілі бір қайталану жылдамдығымен Т П... Құрылымдық жағынан синхронизатор жеке блок түрінде жасалуы мүмкін немесе станция модуляторымен біртұтас тұтасты көрсетуі мүмкін.

Модулятор микротолқынды генератордың жұмысын басқарады, оны қосады және өшіреді. Модулятор синхронизатор импульстары арқылы іске қосылады және қажетті амплитуданың қуатты тікбұрышты импульстерін жасайды. У мжәне ұзақтығы τ және... Микротолқынды генератор модулятор импульстері болған кезде ғана қосылады. Микротолқынды генераторды қосу жиілігі, демек, зондтау импульстерінің қайталану жылдамдығы синхронизатор импульстерінің жиілігімен анықталады. Т П... Микротолқынды генераторды қосқан сайын оның ұзақтығы (яғни зонд импульсінің ұзақтығы) модулятордағы импульсті кескіндеу ұзақтығына байланысты. τ және... Модулятор импульсінің ұзақтығы τ жәнеәдетте бірнеше микросекунд, ал олардың арасындағы үзілістер жүздеген және мыңдаған микросекундтарды құрайды.

Модулятор кернеуінің әсерінен микротолқынды генератор қуатты радиоимпульстерді жасайды У ген, ұзақтығы мен пішіні модулятор импульстерінің ұзақтығы мен пішінімен анықталады. Жоғары жиілікті тербелістер, яғни микротолқынды генератордың зондтық импульстері антенна қосқышы арқылы антеннаға өтеді. Радиоимпульстердің тербеліс жиілігі микротолқынды генератордың параметрлерімен анықталады.

Антенна қосқышы (AP) таратқыш пен қабылдағышты бір жалпы антеннада басқару мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Зонд импульсінің (μс) генерациялануы кезінде ол антеннаны таратқыштың шығысына қосады және қабылдағыш кірісін блоктайды, ал қалған уақытта (үзіліс уақыты жүздеген, мыңдаған мкс) антеннаны қабылдағыш кірісін береді және оны таратқыштан ажыратады. Импульстік радарда антенна қосқыштары ретінде автоматты жоғары жылдамдықты қосқыштар қолданылады.

Антенна микротолқынды тербелістерді электромагниттік энергияға (радио толқындар) түрлендіреді және оны тар сәулеге бағыттайды. Нысанадан шағылған сигналдар антенна арқылы қабылданады, антенна қосқышы арқылы өтеді және қабылдағыш кірісіне енеді. У бірге, мұнда олар таңдалады, күшейтіледі, анықталады және кедергіге қарсы жабдық арқылы индикаторлық құрылғыларға беріледі.

Кептелуге қарсы жабдық радармен қамту аймағында пассивті және белсенді кедергі болған жағдайда ғана қосылады. Бұл жабдық 7-тақырыпта толық зерттеледі.

Дисплей құрылғысы радардың терминалдық құрылғысы болып табылады және радар туралы ақпаратты көрсету және алу үшін қызмет етеді. Көрсеткіш құрылғылардың электр тізбегі мен конструкциясы станцияның практикалық мақсатымен анықталады және өте әртүрлі болуы мүмкін. мысалы, индикаторлық құрылғылардың көмегімен радиолокациялық анықтау үшін әуе жағдайын қайта шығару және D және β нысаналарының координаттарын анықтау керек. Бұл көрсеткіштер жан-жақты көрініс индикаторлары (PIDs) деп аталады. Биіктік көрсеткіштері мақсатты биіктікті өлшеу радарларында (биіктік өлшегіштер) қолданылады. Диапазон индикаторлары мақсатқа дейінгі диапазонды ғана өлшейді және бақылау үшін пайдаланылады.

Диапазонды дәл анықтау үшін уақыт аралығын өлшеу қажет т с(ондаған және жүздеген микросекундтар) жоғары дәлдікпен, яғни инерциясы өте төмен құрылғылар қажет. Сондықтан диапазон индикаторларында өлшеу құралдары ретінде катодты-сәулелік түтіктер (ЭРТ) қолданылады.

Ескерту. Диапазонды өлшеу принципі 1-сабақта зерттелді, сондықтан бұл мәселені зерттеу кезінде ППИ бойынша сыпырғышты қалыптастыруға басты назар аудару керек.

Диапазонның мәні (уақыттың кешігуі т с) CRT көмегімен электростатикалық электронды сәулесі бар түтікте сызықты сыпыруды қолдану мысалымен түсіндіруге болады.

CRT-де сызықты сканерлеу кезінде сканерлеу кернеуінің әсерінен электронды сәуле У Рпериодты түрде солдан оңға қарай түзу сызықта тұрақты жылдамдықпен қозғалады (1.7-сурет, 9-слайд, 12 ). Тасымалдау кернеуі таратқыш модуляторы сияқты синхронизатордың импульсі арқылы іске қосылатын арнайы сыпырғыш генератор арқылы жасалады. Демек, сәуленің экрандағы қозғалысы зонд импульсі жіберілген сайын басталады.

Нысананың амплитудалық белгісін пайдаланған кезде қабылдағыштың шығысынан келетін шағылысқан сигнал сәуленің перпендикуляр бағытта ауытқуын тудырады. Осылайша, шағылысқан сигналды түтіктің экранында көруге болады. Нысана неғұрлым алыс болса, шағылысқан импульс пайда болғанға дейін соғұрлым көп уақыт өтеді және одан әрі оңға қарай сәуле сыпыру сызығы бойынша қозғала алады. Әлбетте, сканерлеу сызығының әрбір нүктесі шағылысқан сигналдың келуінің белгілі бір сәтіне және демек, диапазонның белгілі бір мәніне сәйкес келеді.

Дөңгелек қарау режимінде жұмыс істейтін радиолокацияда айналмалы көрініс индикаторлары (IKO) және электромагниттік сәуленің ауытқуы және жарықтық белгісі бар CRT қолданылады. Тар сәулесі бар радиолокациялық антенна (BP) антеннаның айналу механизмі арқылы көлденең жазықтықта қозғалады және қоршаған кеңістікті «сканерлейді» (Cурет 3.3, слайд,

PPI-де диапазонды тазарту сызығы антеннамен синхронды азимутта айналады, ал электронды сәуленің түтік ортасынан радиалды бағытта қозғалуының басталуы зонд импульсінің шығарылу сәтімен сәйкес келеді. Радар антеннасымен IKO-да сыпырғыштың синхронды айналуы қуатты синхронды жетектің (SSP) көмегімен жүзеге асырылады. Жауап сигналдары индикатор экранында жарықтық белгісі түрінде көрсетіледі.

ICO бір мезгілде диапазонды анықтауға мүмкіндік береді Dжәне азимут β мақсаттар. Оқуға ыңғайлы болу үшін ППИ экранында диапазонның шкала белгілері электронды түрде қолданылады, оларда шеңберлер пішіні және жарқыраған радиалды сызықтар түріндегі азимуттың масштаб белгілері бар (3.3-сурет, слайд, 8, 27 ).

Ескерту. Теледидар мен теледидар картасын пайдаланып, оқушыларды мақсаттар координаталарын анықтауға шақырыңыз. Көрсеткіштің масштабын көрсетіңіз: диапазон белгілері 10 км-ден кейін, азимут белгілері - 10 градустан кейін.

ҚОРЫТЫНДЫ

(слайд 28)

Импульстік әдіспен объектіге дейінгі қашықтықты анықтау кешігу уақытын өлшеуге дейін қысқарады т с зонд импульсіне қатысты шағылысқан сигнал. Радиотолқындардың таралу уақытының бастауы ретінде зонд импульсінің шығарылу сәті алынады.

Импульстік радарлардың артықшылықтары:

индикатор экранындағы белгілер түріндегі антеннамен бір мезгілде сәулеленетін барлық нысаналарды визуалды бақылаудың ыңғайлылығы;

таратқыш пен қабылдағыштың ауыспалы жұмысы жіберу және қабылдау үшін бір жалпы антеннаны пайдалануға мүмкіндік береді.

Екінші тренинг сұрағы.

Импульстік әдістің негізгі көрсеткіштері

Импульстік әдістің негізгі көрсеткіштері болып табылады (слайд 29) :

Бір мағыналы анықталған максималды диапазон, D;

диапазон ажыратымдылығы, δД;

минималды анықталатын диапазон, D мин .

Осы көрсеткіштерді қарастырайық.

Бір мағыналы максималды диапазон

Радиолокатордың максималды диапазоны негізгі радар формуласымен анықталады және радиолокациялық параметрлерге байланысты.

Объектіге дейінгі қашықтықты анықтаудың бір мәнділігі зонд импульстерінің қайталану кезеңіне байланысты. Т П... Әрі қарай бұл сұрақ келесідей баяндалады.

Радардың максималды қашықтығы - 300 км. Осы ауқымда орналасқан мақсатқа кешіктіру уақытын анықтаңыз

Зондтау импульстерінің қайталану кезеңі 1000 мкс тең таңдалды. Мақсатқа дейінгі диапазонды, кешігу уақытын анықтаңыз Т П

Әуе кеңістігінде екі нысана бар: №1 нысана 100 км қашықтықта және № 2 нысана 200 км қашықтықта. Бұл нысаналардың белгілері радар индикаторында қалай көрінеді (3.4-сурет, 22-слайд, 30 ).

Қайталану периоды 1000 мкс импульстермен кеңістікті зондтау кезінде №1 нысанадан белгі 50 км қашықтықта көрсетіледі, өйткені 150 км қашықтықтан кейін жаңа тазалау кезеңі басталады және алыстағы нысана шкаланың басы (50 км қашықтықта). Есептелген диапазон нақтыға сәйкес келмейді.

Диапазонды анықтаудағы екіұштылықты қалай жоюға болады?

Оқушылардың жауаптарын қорытындылаған соң, қорытынды жасаңыз:

Диапазонды бірмәнді анықтау үшін радардың белгіленген максималды диапазонына сәйкес зондтау импульстерінің қайталану кезеңін таңдау қажет, яғни

Берілген 300 км диапазон үшін дыбыс импульстерінің қайталану периоды 2000 мкс артық немесе қайталану жиілігі 500 Гц-тен аз болуы керек.

Сонымен қатар, максималды анықталатын диапазон антенна сәулесінің еніне, антеннаның айналу жылдамдығына және антеннаның бір айналуында нысанадан шағылған импульстердің қажетті санына байланысты.

Диапазон ажыратымдылығы (δД) - бір азимут пен биіктікте орналасқан екі нысананың арасындағы ең аз қашықтық, олардан шағылысқан сигналдар индикатор экранында бөлек бақыланады.(Cурет 3.5, слайд 23, 31, 32 ).

Зондтау импульсінің берілген ұзақтығы үшін τ жәнежәне нысаналар арасындағы қашықтық ∆Д 1 №1 және №2 нысаналар бөлек сәулеленеді. Импульстік ені бірдей, бірақ нысаналар арасындағы қашықтық ∆Д 2 № 3 және № 4 нысаналар бір уақытта сәулеленеді. Сондықтан, бірінші жағдайда, PPI экранда бөлек, ал екіншісінде - бірге көрінеді. Осыдан импульстік сигналдарды бөлек қабылдау үшін олардың қабылдау сәттері арасындағы уақыт интервалы импульс ұзақтығынан үлкен болуы керек деген қорытынды шығады. τ және (∆ т > τ және )

Ең аз айырмашылық (D 2 - Д 1 ), онда нысаналар экранда бөлек көрінеді, анықтау бойынша диапазон ажыратымдылығы δД, демек

Импульс ұзақтығына қосымша τ жәнедиапазон бойынша станцияның рұқсат ету қабілетіне сыпырып шкаласымен және CRT экранындағы жарқыраған нүктенің минималды диаметрімен анықталатын индикатордың рұқсаты әсер етеді ( г П ≈ 1 мм). Диапазонды тазалау шкаласы неғұрлым үлкен болса және CRT сәулесінің фокусы неғұрлым жақсы болса, индикатордың ажыратымдылығы соғұрлым жақсы болады.

Жалпы жағдайда радар диапазонының рұқсаты болып табылады

қайда δД және- көрсеткіштің рұқсаты.

Соғұрлым аз δД , ажыратымдылық соғұрлым жақсырақ. Әдетте, радар диапазонының ажыратымдылығы болып табылады δД= (0,5 ... 5) км.

Диапазон бойынша ажыратымдылықтан айырмашылығы бұрыштық координаталардағы рұқсат (азимутта) δβ және жердің бұрышы δε ) жоқ байланысты радиолокациялық әдістен және әдетте жарты қуат деңгейінде өлшенетін сәйкес жазықтықтағы антеннаның сәулелену үлгісінің ені бойынша анықталады.

Радар азимутының рұқсаты δβ Отең:

δβ О = φ 0,5р О + δβ және О ,

қайда φ 0,5р О- көлденең жазықтықта жарты қуатта бағытталған үлгінің ені;

δβ және О- индикаторлық жабдықтың азимуттық рұқсаты.

Ажыратымдылығы жоғары радиолокациялық станциялар жақын орналасқан нысандардың координаталарын бөлек бақылауға және анықтауға мүмкіндік береді.

Ең аз анықталатын диапазон – станция әлі де нысананы анықтай алатын ең қысқа қашықтық. Кейде станцияның айналасындағы нысаналар анықталмаған аумақты «өлі» аймақ деп атайды. (слайд 33 ).

Дыбыстық импульстарды беру және шағылысқан сигналдарды қабылдау үшін импульстік радиолокатордағы бір антеннаны пайдалану дыбыс импульсінің сәулеленуінің ұзақтығына қабылдағышты өшіруді талап етеді. τ u... Сондықтан оның қабылдағышы антеннаға қосылмаған сәтте станцияға келетін шағылысқан сигналдар қабылданбайды және индикаторларда тіркелмейді. Қабылдағыш шағылған сигналдарды қабылдай алмайтын уақыт ұзақтығы зонд импульсінің ұзақтығымен анықталады τ uжәне таратқыштың зонд импульсінің әсерінен кейін антеннаны жіберуден қабылдауға ауыстыруға қажетті уақыт т v .

Осы уақытты біле отырып, ең төменгі диапазонның мәні D мин импульстік радарды формула бойынша анықтауға болады

қайда τ u- радар зондының импульсінің ұзақтығы;

т v- таратқыштың зонд импульсі аяқталғаннан кейін қабылдағышты қосу уақыты (бірліктер - мкс).

мысалы... Сағат τ u= 10μс D мин = 1500 м

сағ τ u= 1 мкс D мин = 150 м.

«Өлі» аймақтың радиусын арттыру үшін ескеру қажет D мин экранда жергілікті объектілерден шағылысқан индикатордың болуына және антеннаның биіктіктегі айналу диапазонының шектеулі болуына әкеледі.

ҚОРЫТЫНДЫ

Импульстік радар әдісі үлкен қашықтықта орналасқан объектілердің диапазонын өлшеу үшін тиімді.

Үшінші оқу сұрағы

Үздіксіз сәулелену әдісі

Импульстік әдісті қолданумен қатар радиолокациялық энергияның үздіксіз сәулеленуі бар қондырғылардың көмегімен жүзеге асырылуы мүмкін. Үздіксіз сәуле шығару әдісі арқылы нысанаға қарай көп энергия жіберуге болады.

Энергия ретінің артықшылығымен қатар үздіксіз сәулелену әдісі бірқатар көрсеткіштер бойынша импульстік әдіске қарағанда төмен. Шағылысқан сигналдың қандай параметрі нысанаға дейінгі диапазонды өлшеуге негіз болатынына байланысты үздіксіз радиолокациялық әдіспен олар бөлінеді:

радардың фазалық (фазометриялық) әдісі;

радардың жиілік әдісі.

Радардың аралас әдістері де мүмкін, атап айтқанда, импульстік-фазалық және импульстік-жиілік.

Фазалық әдіспен Радар үшін нысанадан нысанаға дейінгі қашықтық шығарылатын және қабылданған шағылысқан тербелістердің фазалық айырмашылығымен бағаланады. Алғашқы фазометриялық қашықтықты өлшеу әдістерін академиктер Л.И.Мандельштам және Н.Д.Папалекси ұсынған және жасаған. Бұл әдістер ұзақ толқынды авиациялық радионавигациялық жүйелерде қолдануды тапты.

Жиілік әдісімен Радар үшін нысанаға дейінгі қашықтық тікелей және шағылысқан сигналдар арасындағы соғу жиілігімен бағаланады.

Ескерту. Бұл әдістерді студенттер өз бетінше оқиды. Әдебиет: Слуцкий В.З. Импульстік техника және радардың негіздері. S. 227-236.

ҚОРЫТЫНДЫ

Импульстік әдіспен объектіге дейінгі қашықтықты анықтау зонд импульсіне қатысты шағылысқан сигналдың кешігу уақытын t zap өзгертуге дейін қысқарады.

Нысанға дейінгі қашықтықты бір мәнді анықтау үшін t zap.mah ≤ T p болуы қажет.

Қашықтықтың ажыратымдылығы δД неғұрлым жақсы болса, зонд импульсінің ұзақтығы τ u соғұрлым қысқа болады.

Радар – бұл ғылыми әдістердің жиынтығы және техникалық құралдар, радиотолқындар көмегімен объектінің координаталары мен сипаттамаларын анықтау үшін қолданылады. Зерттелетін объект жиі радар нысанасы (немесе жай нысана) деп аталады.

Радиолокациялық тапсырмаларды орындауға арналған радиожабдықтар мен құралдар радиолокациялық жүйелер немесе құрылғылар (радар немесе RLU) деп аталады. Радиолокация негіздері келесі физикалық құбылыстар мен қасиеттерге негізделген:

• Таралу ортасында әртүрлі электрлік қасиеттері бар объектілерді кездестіретін радиотолқындар олардың үстіне шашыраңқы болады. Нысанадан шағылған толқын (немесе өзінің сәулеленуі) радиолокациялық жүйелерге нысананы анықтауға және анықтауға мүмкіндік береді.
• Үлкен қашықтықта радиотолқындардың таралуы белгілі ортада тұрақты жылдамдықпен түзу сызықты болып есептеледі. Бұл болжам нысанаға және оның бұрыштық координаттарына (белгілі бір қателікпен) жетуге мүмкіндік береді.
• Доплер эффектісі негізінде RLU-ға қатысты сәуле шығару нүктесінің радиалды жылдамдығы қабылданған шағылысқан сигналдың жиілігінен есептеледі.

Тарих анықтамасы

Радиотолқындардың шағылысу қабілетін 19 ғасырдың аяғында ұлы физик Г.Герц пен орыс инженер-электриктері көрсетті. ғасыр. 1904 жылғы патент бойынша бірінші радарды неміс инженері К.Хюльмейер жасаған. Ол телемобильоскоп деп атаған құрылғы Рейнде жүзетін кемелерде қолданылған. Дамумен байланысты радарларды пайдалану элемент ретінде өте перспективалы болып көрінді.Бұл бағыттағы зерттеулерді әлемнің көптеген елдерінің жетекші мамандары жүргізді.

1932 жылы ЛЭФИ (Ленинград электрофизикалық институты) ғылыми қызметкері Павел Кондратьевич Ощепков өз еңбектерінде радиолокацияның негізгі принципін сипаттады. Ол әріптестерімен ынтымақтастықтаБ.Қ. Шембель және В.В. Цимбалин 1934 жылдың жазында 150 м биіктікте 600 м қашықтықта нысананы анықтаған радар қондырғысының прототипін көрсетті.

Табиғат электромагниттік сәулеленунысандар радардың бірнеше түрлері туралы айтуға мүмкіндік береді:

• Пассивті радарнысаналарды (зымырандарды, ұшақтарды, ғарыштық объектілерді) тудыратын өзінің сәулеленуін (жылулық, электромагниттік және т.б.) зерттейді.
• Белсенді жауаппен белсендіегер объект өзінің таратқышымен жабдықталған болса және онымен әрекеттесу «сұраныс – жауап» алгоритмі бойынша жүзеге асса жүзеге асырылады.
• Пассивті жауаппен белсендіқайталама (шағылысқан) радиосигналды зерттеуді қамтиды. бұл жағдайда ол таратқыш пен қабылдағыштан тұрады.
• Жартылай белсенді радар- бұл шағылысқан сәулені қабылдағыш радардан тыс орналасқан жағдайда белсендінің ерекше жағдайы (мысалы, бұл мақсатты зымыранның құрылымдық элементі).

Әрбір түрдің өз артықшылықтары мен кемшіліктері бар.

Әдістері мен жабдықтары

Радиолокаторлардың барлық құралдары қолданылатын әдіс бойынша үздіксіз және импульстік радиолокацияларға бөлінеді.

Біріншісі олардың құрамында бір уақытта және үздіксіз жұмыс істейтін сәулеленуді таратқыш пен қабылдағышты қамтиды. Осы принцип бойынша алғашқы радиолокациялық құрылғылар жасалды. Мұндай жүйенің мысалы ретінде радиобиіктік өлшегіш (ұшақтың жер бетінен қашықтығын анықтайтын авиациялық құрылғы) немесе көліктің жылдамдығын анықтау үшін барлық автокөлік жүргізушілеріне белгілі радар жатады.

Импульстік әдісте электромагниттік энергия бірнеше микросекундқа қысқа импульстармен шығарылады. Осыдан кейін станция тек қабылдау үшін жұмыс істейді. Шағылысқан радиотолқындарды түсіріп, тіркегеннен кейін радар жаңа импульсті жібереді және циклдар қайталанады.

Радарлардың жұмыс режимдері

Радарлар мен құрылғылардың екі негізгі жұмыс режимі бар. Біріншісі - кеңістікті сканерлеу. Ол қатаң белгіленген жүйе бойынша жүзеге асырылады. Тізбектелген көріністе радиолокациялық сәуленің қозғалысы дөңгелек, спиральды, конустық немесе секторлық болуы мүмкін. Мысалы, антенна массиві биіктікте сканерлеу кезінде (жоғары және төмен еңкейту) шеңбер бойымен (азимутта) баяу айнала алады. Параллельді сканерлеу кезінде түсіру радиолокациялық сәулелер шоғымен жүзеге асырылады. Әрқайсысының өз қабылдағышы бар, бірнеше ақпарат ағыны бірден өңделеді.

Бақылау режимі таңдалған нысанға антеннаның тұрақты бағытын болжайды. Оны бұру үшін қозғалатын нысананың траекториясына сәйкес арнайы автоматтандырылған бақылау жүйелері қолданылады.

Диапазон мен бағытты анықтау алгоритмі

Атмосферада электромагниттік толқындардың таралу жылдамдығы 300 мың км/с. Сондықтан станциядан нысанаға дейінгі және кері қашықтықты өту үшін жіберілген сигналдың жұмсалған уақытын біле отырып, объектінің қашықтығын есептеу оңай. Ол үшін импульсті жіберу уақытын және шағылысқан сигналды қабылдау сәтін дәл жазу қажет.

Нысананың орналасқан жері туралы ақпаратты алу үшін жоғары бағытталған радиолокатор қолданылады. Нысанның азимуты мен биіктігі (биіктігі немесе биіктігі) тар сәулелік антеннамен анықталады. Қазіргі радарлар бұл үшін тар сәулені көрсетуге қабілетті және жоғары айналу жылдамдығымен ерекшеленетін фазалық жиым антенналарын (PAA) пайдаланады. Әдетте, кеңістікті сканерлеу процесі кем дегенде екі сәулемен орындалады.

Жүйелердің негізгі параметрлері

Шешілетін тапсырмалардың тиімділігі мен сапасы көбінесе техниканың тактикалық және техникалық сипаттамаларына байланысты.

Радардың тактикалық көрсеткіштеріне мыналар жатады:

• Көру өрісі, ең аз және максималды нысананы анықтау диапазонымен, рұқсат етілген азимут бұрышымен және биіктік бұрышымен шектеледі.
• Диапазондағы, азимуттағы, биіктіктегі және жылдамдықтағы рұқсат (жақын маңдағы нысандардың параметрлерін анықтау мүмкіндігі).
• Өрескел, жүйелі немесе кездейсоқ қателердің болуымен өлшенетін өлшеу дәлдігі.
• Кедергілерге қарсы иммунитет және сенімділік.
• Ақпараттың кіріс ағынын алу және өңдеуді автоматтандыру дәрежесі.

Көрсетілген тактикалық сипаттамалар құрылғыларды жобалауда белгілі бір жолдармен белгіленеді техникалық параметрлер, оның ішінде:

Жауынгерлік постта

Радиолокатор әскери салада, ғылымда және халық шаруашылығында кеңінен тараған әмбебап құрал. Қолдану салалары техникалық құралдар мен өлшеу технологияларының дамуы мен жетілдірілуі арқасында тұрақты түрде кеңейіп келеді.

Әскери өнеркәсіпте радиолокацияны қолдану ғарышты бақылау мен бақылаудың, әуедегі, жердегі және судағы жылжымалы нысандарды анықтаудың маңызды мәселелерін шешуге мүмкіндік береді. Радарларсыз пайдаланылатын жабдықты елестету мүмкін емес ақпараттық қолдаунавигациялық жүйелер және мылтық атуды басқару жүйелері.

Әскери радар негізгі құрамдас болып табылады стратегиялық жүйезымырандық шабуыл туралы ескертулер және біріктірілген зымыранға қарсы қорғаныс.

Радиоастрономия

Жер бетінен жіберілген радиотолқындар жақын және терең ғарыштағы объектілерден, сондай-ақ жерге жақын нысандардан да шағылысады. Көптеген ғарыштық объектілерді тек оптикалық құралдарды қолдану арқылы толық зерттеу мүмкін болмады, астрономияда радиолокациялық әдістерді қолдану ғана олардың табиғаты мен құрылымы туралы бай ақпарат алуға мүмкіндік берді. Алғаш рет Айды зерттеуге арналған пассивті радарды американдық және венгр астрономдары 1946 жылы пайдаланды. Шамамен сол уақытта ғарыштан радиосигналдар кездейсоқ алынды.

Қазіргі радиотелескоптар қабылдау антеннасыүлкен ойыс сфералық тостағанның пішіні бар (оптикалық шағылыстырғыштың айнасы сияқты). Оның диаметрі неғұрлым үлкен болса, антенна қабылдай алатын сигнал соғұрлым әлсіз болады. Радиотелескоптар көбінесе бір-біріне жақын орналасқан құрылғыларды ғана емес, сонымен қатар әртүрлі континенттерде орналасқан құрылғыларды біріктіретін кешенде жұмыс істейді. Қазіргі радиоастрономияның маңызды міндеттерінің қатарына пульсарлар мен белсенді ядролары бар галактикаларды зерттеу, жұлдыз аралық ортаны зерттеу жатады.

Азаматтық арыз

Ауыл және орман шаруашылығында өсімдік жамылғысының таралуы мен тығыздығы туралы ақпарат алу, топырақтың құрылымын, параметрлері мен түрлерін зерттеу, өрттерді дер кезінде анықтау үшін радиолокациялық құрылғылар өте қажет. География мен геологияда радиолокатор топографиялық және геоморфологиялық жұмыстарды орындау, тау жыныстарының құрылымы мен құрамын анықтау, пайдалы қазбалардың кен орындарын іздеу үшін қолданылады. Гидрология мен океанографияда радиолокациялық әдістер елдің негізгі су жолдарының, қар мен мұз жамылғыларының жағдайын бақылау және жағалау сызығын картаға түсіру үшін қолданылады.

Радар - бұл таптырмас көмекшіметеорологтар. Радиолокациялық станция ондаған шақырым қашықтықтағы атмосфераның күйін оңай біліп, алынған мәліметтерді талдау негізінде белгілі бір аумақтағы ауа райы жағдайының өзгеруінің болжамы жасалады.

Даму перспективалары

Заманауи радиолокациялық станция үшін негізгі бағалау критерийі тиімділік пен сапаның арақатынасы болып табылады. Тиімділік деп жабдықтың жалпыланған тактикалық және техникалық сипаттамаларын айтады. Мінсіз радиолокацияны құру күрделі инженерлік және ғылыми-техникалық міндет болып табылады, оны жүзеге асыру электромеханика мен электрониканың, информатиканың және техниканың соңғы жетістіктерін пайдалану арқылы ғана мүмкін болады есептеуіш технологиясы, энергия.

Мамандардың болжамы бойынша, жақын арада күрделілігі мен мақсаты әртүрлі деңгейдегі станциялардың негізгі функционалдық бірліктері аналогты сигналдарды цифрлық сигналға түрлендіретін қатты күйдегі белсенді фазалық жиым антенналары (фазалық жиым антенналары) болады. Есептеуіш кешеннің дамуы соңғы пайдаланушыға алынған ақпаратты жан-жақты талдауды қамтамасыз ете отырып, радиолокатордың басқару және негізгі функцияларын толығымен автоматтандыруға мүмкіндік береді.

Радар электромагниттік энергияны шығарады және шағылысқан объектілерден келетін жаңғырықты анықтайды, сонымен қатар олардың сипаттамаларын анықтайды. Курстық жобаның мақсаты – радарды айналмалы көрініспен қарастыру және осы радардың тактикалық көрсеткіштерін есептеу: абсорбцияны ескере отырып, максималды қашықтық; диапазондағы және азимуттағы нақты ажыратымдылық; өлшеу диапазоны мен азимуттың нақты дәлдігі. Теориялық бөлімде әуе қозғалысын басқаруға арналған әуе нысаналарының импульстік белсенді радарының функционалдық диаграммасы келтірілген.

Егер бұл жұмыс сізге сәйкес келмесе, беттің төменгі жағында ұқсас жұмыстардың тізімі бар. Сондай-ақ іздеу түймесін пайдалануға болады

Радиолокациялық жүйелер (радарлар) шағылысқан объектілердің ағымдағы координаттарын (диапазон, жылдамдық, биіктік және азимут) анықтауға және анықтауға арналған.

Радар электромагниттік энергияны шығарады және шағылысқан объектілерден келетін жаңғырықты анықтайды, сондай-ақ олардың сипаттамаларын анықтайды.

Курстық жобаның мақсаты – радарды айналмалы көрініспен қарастыру және осы радардың тактикалық көрсеткіштерін есептеу: абсорбцияны ескере отырып, максималды қашықтық; диапазондағы және азимуттағы нақты ажыратымдылық; өлшеу диапазоны мен азимуттың нақты дәлдігі.

Теориялық бөлімде әуе қозғалысын басқаруға арналған әуе нысаналарының импульстік белсенді радарының функционалдық диаграммасы келтірілген. Жүйе параметрлері мен оны есептеу формулалары да келтірілген.

Есептеу бөлігінде келесі параметрлер анықталды: абсорбцияны ескере отырып максималды диапазон, диапазондағы және азимуттағы нақты ажыратымдылық, өлшеу диапазоны мен азимуттың дәлдігі.

1. Теориялық бөлім

1.1 Функционалдық диаграммаРадаржан-жақты көрініс

Радар - әртүрлі объектілерді радиолокациялық бақылауды, яғни оларды анықтауды, координаталар мен қозғалыс параметрлерін өлшеуді, сондай-ақ объектілер шағылған немесе қайта шығаратын радиотолқындарды пайдалану арқылы кейбір құрылымдық немесе физикалық қасиеттерді анықтауды қамтамасыз ететін радиотехника саласы. өздерінің радио сәулеленуі. Радиолокациялық бақылау процесінде алынған ақпарат радар деп аталады. Радиотехникалық радиолокациялық бақылау құрылғылары радиолокациялық станциялар (радарлар) немесе радиолокаторлар деп аталады. Радарлық бақылаудың дәл осындай объектілері радиолокациялық нысаналар немесе жай нысаналар деп аталады. Шағылысқан радиотолқындарды пайдаланған кезде радиолокациялық нысаналар деп бастапқы толқын таралатын ортаның электрлік параметрлеріндегі (диэлектрлік және магниттік өткізгіштік, өткізгіштік) кез келген біртекті еместерді айтады. Оған ұшақтар (ұшақтар, тікұшақтар, метеорологиялық зондтар және т.б.), гидрометеорлар (жаңбыр, қар, бұршақ, бұлттар және т.б.), өзен және теңіз кемелері, жердегі объектілер (ғимараттар, автомобильдер, әуежайлардағы ұшақтар және т. әскери объектілердің барлық түрлері және т.б. Астрономиялық объектілер радиолокациялық нысаналардың ерекше түрі болып табылады.

Радиолокациялық ақпараттың көзі радиолокациялық сигнал болып табылады. Оны алу әдістеріне байланысты радиолокациялық бақылаудың келесі түрлері бөлінеді.

1. пассивті жауап радары,радар шығаратын тербелістердің - дыбыстық сигналдың - нысанадан шағылысып, радиолокациялық қабылдағышқа шағылысқан сигнал түрінде енуіне негізделген. Бақылаудың бұл түрі кейде белсенді пассивті жауап беру радары деп те аталады.

Белсенді жауап беру радары,белсенді жауап беретін белсенді радар деп аталады, ол жауап сигналының шағылыспай, арнайы транспондер – қайталағыш көмегімен қайта шығарылуымен сипатталады. Сонымен қатар, радиолокациялық бақылаудың диапазоны мен контрасты айтарлықтай артады.

Пассивті радар нысаналардың өз радиосәулелерін қабылдауға негізделген, негізінен миллиметр және сантиметр диапазонында. Алдыңғы екі жағдайдағы зондтау сигналы диапазон мен жылдамдықты өлшеудің іргелі мүмкіндігін қамтамасыз ететін анықтамалық сигнал ретінде пайдаланылуы мүмкін болса, онда бұл жағдайда мұндай мүмкіндік болмайды.

Радиолокациялық жүйені радиобайланыс немесе телеметрия арналары сияқты радар арнасы ретінде қарастыруға болады. Басты құрамдас бөліктерРадарлар – таратқыш, қабылдағыш, антенналық құрылғы, терминалдық құрылғы.

Радиолокациялық бақылаудың негізгі кезеңдері болып табыладыанықтау, өлшеу, шешу және тану.

Анықтау бойынша қате шешімнің қолайлы ықтималдығы бар мақсаттардың болуы туралы шешім қабылдау процесі болып табылады.

Өлшеу нысаналардың координаталарын және олардың қозғалыс параметрлерін рұқсат етілген қателермен бағалауға мүмкіндік береді.

Рұқсат бір нысананың координаталарын басқалардың қатысуымен анықтау және өлшеу тапсырмаларын орындау, арақашықтығы, жылдамдығы және т.б.

Тану нысананың кейбір сипатты белгілерін белгілеуге мүмкіндік береді: бұл нүкте немесе топтық, қозғалмалы немесе топтық және т.б.

Радардан радиолокациялық ақпарат радио немесе кабель арқылы басқару орталығына беріледі. Жеке нысаналарға арналған радиолокациялық бақылау процесі автоматтандырылған және компьютердің көмегімен жүзеге асырылады.

Әуе кемелерінің бағыт бойынша навигациясы АТҚ-да қолданылатын радиолокаторлармен қамтамасыз етіледі. Олар берілген жолдың сақталуын бақылау үшін де, ұшу кезіндегі позицияны анықтау үшін де қолданылады.

Қонуды және оны автоматтандыруды жүзеге асыру үшін радиомаяк жүйелерімен қатар ұшақтың курстан және сырғанау жолынан ауытқуын бақылауды қамтамасыз ететін қону радарлары кеңінен қолданылады.

Сондай-ақ азаматтық авиацияда бірқатар әуедегі радиолокациялық құрылғылар қолданылады. Бұл, ең алдымен, қауіпті метеорологиялық құрылымдар мен кедергілерді анықтауға арналған әуе радарын қамтиды. Әдетте, ол жердегі тән радар белгілері бойынша автономды навигация мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін жерді зерттеуге қызмет етеді.

Радиолокациялық жүйелер (радарлар) шағылысқан объектілердің ағымдағы координаттарын (диапазон, жылдамдық, биіктік және азимут) анықтауға және анықтауға арналған. Радар электромагниттік энергияны шығарады және шағылысқан объектілерден келетін жаңғырықты анықтайды, сондай-ақ олардың сипаттамаларын анықтайды.

Құрылымы 1-суретте көрсетілген Әуе қозғалысын басқаруға арналған әуе нысандарын анықтауға арналған импульстік белсенді радиолокатордың жұмысын қарастырайық. Көруді басқару құрылғысы (антеннаны басқару) кеңістікті (әдетте дөңгелек) көру үшін қолданылады. антенна сәулесі, көлденең жазықтықта тар және тік жазықтықта кең.

Қарастырылып отырған радиолокаторда импульстік сәулелену режимі қолданылады, сондықтан келесі дыбыстық радиоимпульстің соңында жалғыз антенна таратқыштан қабылдағышқа ауысады және келесі дыбыстық радиоимпульс пайда болғанға дейін қабылдау үшін пайдаланылады. , содан кейін антенна таратқышқа қайта қосылады және т.б.

Бұл әрекетті жіберу-қабылдау қосқышы (RFP) орындайды. Зондтау сигналдарының қайталану кезеңін орнататын және барлық радиолокациялық ішкі жүйелердің жұмысын синхрондайтын триггер импульстері синхронизатор арқылы жасалады. Қабылдағыштың сигналы аналогты-цифрлық түрлендіргіштен (ADC) кейін сигналды анықтаудан және нысананың координаталарын өзгертуден тұратын бастапқы ақпаратты өңдеу жүзеге асырылатын ақпаратты өңдеу жабдығына – сигнал процессорына түседі. . Нысаналы белгілер мен траектория іздері мәліметтерді өңдеушіде ақпаратты алғашқы өңдеу кезінде қалыптасады.

Жасалған сигналдар антеннаның бұрыштық орналасуы туралы ақпаратпен бірге командалық пунктке одан әрі өңдеуге, сондай-ақ айналмалы көрініс индикаторын (IKO) бақылау үшін жіберіледі. Радиолокатордың автономды жұмысымен IKO әуе жағдайын бақылаудың негізгі элементі ретінде қызмет етеді. Мұндай радар әдетте ақпаратты цифрлық түрде өңдейді. Ол үшін сигналды цифрлық кодқа (ADC) түрлендіруге арналған құрылғы қарастырылған.

1-сурет Дөңгелек көріністің радардың функционалдық диаграммасы

1.2 Жүйенің анықтамалары мен негізгі параметрлері. Есептеу формулалары

Радардың негізгі тактикалық сипаттамалары

Максималды диапазон

Максималды жұмыс диапазоны тактикалық талаптармен белгіленеді және радардың көптеген техникалық сипаттамаларына, радиотолқындардың таралу жағдайларына және нысаналардың сипаттамаларына байланысты. нақты жағдайларстанцияны пайдалану кездейсоқ өзгерістерге ұшырайды. Сондықтан максималды диапазон ықтималдық сипаттама болып табылады.

Диапазон теңдеуі бос орын(яғни, жердің әсерін және атмосферадағы сіңіруді ескерместен) нүктелік мақсат үшін радардың барлық негізгі параметрлері арасындағы байланысты орнатады.

онда Е рад - бір импульсте шығарылатын энергия;

С а - тиімді антенна аймағы;

S epho - тиімді шағылыстыратын мақсатты аймақ;

 – толқын ұзындығы;

б - дискриминация коэффициенті (қабылдағыш кірісіндегі сигнал-шу энергиясының қатынасы, бұл кезде сигналдар дұрыс анықтаудың берілген ықтималдығымен қабылданады W бойынша және жалған дабылдардың ықтималдығы W lt);

Е в - қабылдау кезінде әрекет ететін шудың энергиясы.

Мұндағы P және - және импульстік қуат;

 және , - импульс ұзақтығы.

Қай жерде d ar - антенна айнасының көлденең өлшемі;

d aw - антенна айнасының тік өлшемі.

k p = k p.t. ,

қайда к р.т. - ажыратымдылықтың теориялық коэффициенті.

к ж.т. =,

мұндағы q 0 - анықтау параметрі;

Н - нысанадан алынған импульстар саны.

қайда В лт - жалған дабылдың ықтималдығы;

W бойынша - дұрыс анықтау ықтималдығы.

қайда t reg,

F және - импульс жиілігі;

Q a0.5 - 0,5 қуат деңгейіндегі антеннаның бағытталу үлгісінің ені

мұндағы антеннаның айналуының бұрыштық жылдамдығы.

мұндағы T сауалнама – зерттеу кезеңі.

мұндағы k = 1,38  10 -23 J/deg – Больцман тұрақтысы;

k w - қабылдағыш шуының көрсеткіші;

Т қабылдағыштың Кельвин градусындағы температурасы ( T = 300K).

Радиотолқын энергиясын жұтуды ескере отырып, радардың максималды диапазоны.

қайда  есек - әлсіреу коэффициенті;

 D - әлсіреу қабатының ені.

Радарлардың минималды диапазоны

Егер антенна жүйесі шектеулер қоймаса, онда радардың минималды диапазоны импульс ұзақтығымен және антенна қосқышының қалпына келтіру уақытымен анықталады.

мұндағы c – электромагниттік толқынның вакуумдегі таралу жылдамдығы, c = 3 ∙ 10 8 ;

 және , - импульс ұзақтығы;

τ в - антенна қосқышын қалпына келтіру уақыты.

Радар диапазонының рұқсаты

Дөңгелек көрініс индикаторын шығыс құрылғысы ретінде пайдалану кезіндегі нақты диапазонның рұқсаты формуламен анықталады

 (D) =  (D) кастрюль +  (D) ind,

r de  (d) тер - потенциалды диапазонның рұқсаты;

 (D) инд - диапазон бойынша көрсеткіштің рұқсаты.

Тік бұрышты импульстердің когерентсіз пакеті түріндегі сигнал үшін:

мұндағы с – вакуумдегі электромагниттік толқынның таралу жылдамдығы; c = 3 ∙ 10 8 ;

 және , - импульс ұзақтығы;

 (D) инд - индикатордың диапазондық рұқсаты формула бойынша есептеледі

r de d shk - диапазон шкаласының шекті мәні;

k e = 0,4 - коэффициент экранды пайдалану,

Q f - түтіктің фокустау сапасы.

Радар азимутының рұқсаты

Нағыз азимут рұқсаты мына формуламен анықталады:

 ( аз) =  ( аз) қазан +  ( аз) инд,

мұнда  ( az) тер - сәулелену үлгісін Гаусс қисығымен жуықтау кезіндегі потенциалдық азимут рұқсаты;

 ( az) инд - индикатордың азимуттағы рұқсаты

 ( az) кәстрөл = 1,3  Q a 0,5,

 ( az) ind = d n M f,

қайда d n - катодты-сәулелік түтіктің нүктелік диаметрі;

М ф - шкала масштабы.

қайда р - экранның ортасынан белгіні алып тастаңыз.

Координаталарды диапазон бойынша анықтау дәлдігіжәне

Диапазонды анықтау дәлдігі шағылысқан сигналдың кешігуін өлшеу дәлдігіне, сигналды оңтайлы өңдеуден туындайтын қателіктерге, беру, қабылдау және индикация жолдарында ескерілмеген сигнал кідірістерінің болуына және диапазонды өлшеудегі кездейсоқ қателерге байланысты. индикаторлық құрылғыларда.

Дәлдік өлшеу қателігімен сипатталады. Алынған орташа квадраттық қателік келесі формуламен анықталады:

мұндағы  (D) тер - диапазондағы ықтимал қате.

 (D) таралу - таралудың сызықты еместігіне байланысты қателік;

 (D) қолданбасы - аппараттық қате.

мұндағы q 0 - екі еселенген сигнал-шу қатынасы.

Азимуттағы координаталарды анықтау дәлдігі

Азимутты өлшеудегі жүйелі қателер радиолокациялық антенна жүйесі дұрыс емес бағдарланған кезде және антеннаның орны мен электрлік азимут шкаласы арасындағы сәйкессіздікке байланысты орын алуы мүмкін.

Нысананың азимутын өлшеудегі кездейсоқ қателіктер антеннаның айналу жүйесінің тұрақсыздығынан, азимуттық белгілерді қалыптастыру схемаларының тұрақсыздығынан, сонымен қатар оқу қателерінен туындайды.

Алынған азимутты өлшеудің орташа квадраттық қателігі мына жолмен анықталады:

Бастапқы деректер (5-нұсқа)

1. Толқын ұзындығы  , [см] …............................................. .......................... .... 6
2. Импульстік қуат P және , [кВт] ................................................. .............. 600
3. Импульс ұзақтығы және , [μs] ................................................. ........... 2,2
4. Импульстік жиілік F және , [Гц] ................................................. ...... 700
5. Антенна айнасының көлденең өлшемі d ар [м] ................................ 7
6. Антенна айнасының тік өлшемід ау , [м] ................................... 2,5
7. Қарау кезеңі T шолу , [Бірге] ................................................. ....................................... 25
8. Қабылдағыш шуының фигурасы k w ................................................. ....... 5
9. Дұрыс анықтау ықтималдығы W бойынша ............................. .......... 0,8
10. Жалған дабыл ықтималдығы W lt.. ................................................ ....... 10 -5
11. Көріністің айналасындағы индикатор экранының диаметрі d e , [мм] ................... 400
12. Тиімді шағылыстыратын мақсатты аймақ S efo, [м 2 ] …...................... 30
13. Фокус сапасы Q f ............................................................... ...... 400
14. Диапазон масштабының шегі D shk1 , [км] ........................... 50 D shk2 , [км] .......................... 400
15. Ауқымның өлшеу белгілері D , [км] ................................................... 15
16. Азимут белгілерін өлшеу , [қала] ...................................................... 4

2. Радиолокациялық циркулярлық шолудың тактикалық көрсеткіштерін есептеу

2.1 Абсорбцияны ескере отырып максималды диапазонды есептеу

Біріншіден, радиотолқындардың таралу кезіндегі энергиясының әлсіреуін есепке алмай, радардың максималды диапазоны есептеледі. Есептеу мына формула бойынша жүзеге асырылады:

(1)

Осы өрнекке енгізілген мәндерді есептеп, орнатайық:

E rad = P және  u = 600  10 3  2,2  10 -6 = 1,32 [Дж]

S a = d ag d av =  7  2,5 = 8,75 [м 2]

k p = k p.t.

к ж.т. =

101,2

0,51 [градус]

14,4 [град/с]

Алынған мәндерді ауыстырсақ, бізде:

t аймағы = 0,036 [с], N = 25 импульс және k r.t. = 2, 02.

= 10 болсын, онда k P = 20.

Е в - қабылдау кезінде әрекет ететін шудың энергиясы:

E w = kk w T = 1,38  10 -23  5  300 = 2,07  10 -20 [Дж]

Барлық алынған мәндерді (1) ауыстырсақ, біз 634,38 [км] табамыз.

Енді радиотолқын энергиясын жұтуды ескере отырып, радардың максималды диапазонын анықтайық:

(2)

Мағынасы  есек диаграммалар арқылы табамыз. Үшін = 6 см  есек біз оны 0,01 дБ / км-ге тең қабылдаймыз. Бүкіл диапазонда әлсіреу орын алды делік. Бұл шартта (2) формула трансценденттік теңдеу түрін алады

(3)

(3) теңдеу графикалық аналитикалық әдіспен шешіледі. Үшін дон = 0,01 дБ/км және D макс = 634,38 км есептейміз D максималды сілтеме = 305,9 км.

Қорытынды: Таралу кезіндегі радиотолқындар энергиясының әлсіреуін ескере отырып, радардың максималды диапазоны мынаған тең екенін есептеулерден көруге болады. D максимум L = 305,9 [км].

2.2 Диапазондағы және азимуттағы нақты ажыратымдылықты есептеу

Дөңгелек көрініс индикаторын шығыс құрылғысы ретінде пайдаланған кезде нақты диапазон рұқсаты мына формуламен анықталады:

 (D) =  (D) кәстрөл +  (D) инд

Тік бұрышты импульстердің когерентсіз пакеті түріндегі сигнал үшін

0,33 [км]

үшін D shk1 = 50 [км],  (D) ind1 = 0,31 [км]

үшін D shk2 = 400 [км],  (D) ind2 = 2,50 [км]

Нақты диапазон ажыратымдылығы:

D shk1 = 50 км үшін  (D) 1 =  (D) тер +  (D) ind1 = 0,33 + 0,31 = 0,64 [км]

D shk2 = 400 км үшін  (D) 2 =  (D) тер +  (D) ind2 = 0,33 + 2,50 = 2,83 [км]

Нақты азимут рұқсаты мына формуламен есептеледі:

 ( аз) =  ( аз) қазан +  ( аз) инд

 ( az) кастрюль = 1,3  Q a 0,5 = 0,663 [deg]

 ( az) ind = d n M f

r = k e d e алу / 2 (экранның шетінде белгі), біз аламыз

0,717 [градус]

 ( аз) = 0,663 + 0,717 = 1,38 [градус]

Қорытынды: Нақты диапазонның ажыратымдылығы мынаған тең:

D shk1 үшін = 0,64 [км], D shk2 үшін = 2,83 [км].

Нағыз азимут рұқсаты:

 ( az) = 1,38 [deg].

2.3 Диапазон мен азимутты өлшеудің нақты дәлдігін есептеу

Дәлдік өлшеу қателігімен сипатталады. Алынған диапазонды өлшеудің орташа квадраттық қатесі мына формуламен есептеледі:

40,86

 (D) тер = [км]

Таралудың түзу еместігіне байланысты қате (D) таралу назардан тыс қалған. Аппараттық қателер (D) қолданбасы индикаторлық шкала бойынша оқу қателеріне дейін азаяды (D) инд ... Дөңгелек көрініс индикаторының экранында электронды белгілермен (шкала сақиналары) санау әдісін қабылдаймыз.

 (D) ind = 0,1  D = 1,5 [км], мұндағы  D - масштабты бөлу мәні.

 (D) = = 5 [км]

Азимутты өлшеудің нәтижесінде алынған орташа квадрат қатесі дәл осылай анықталады:

0,065

 ( az) ind = 0,1   = 0,4

Қорытынды: Алынған диапазонды өлшеудің орташа квадраттық қатесін есептеп, аламыз (D)  ( az) = 0,4 [градус].

Қорытынды

Бұл курстық жұмыста әуе қозғалысын басқару үшін әуе нысандарын анықтау үшін импульстік белсенді радиолокатордың параметрлері есептелді (жұтылуды ескере отырып максималды диапазон, диапазондағы және азимуттағы нақты рұқсат, өлшеу диапазонындағы және азимуттағы дәлдік).

Есептеулер барысында келесі мәліметтер алынды:

1. Радиотолқындардың таралу кезіндегі энергиясының әлсіреуін ескере отырып, радиолокатордың максималды диапазоны болып табылады. D max.sl = 305,9 [км];

2. Нақты диапазонның ажыратымдылығы мынаған тең:

D shk1 = 0,64 [км] үшін;

D shk2 = 2,83 [км] үшін.

Нағыз азимут рұқсаты: ( az) = 1,38 [deg].

3. Диапазонды өлшеудің орташа квадраттық түбірлік қатесі болып табылады (D) = 1,5 [км]. Азимутты өлшеудің орташа квадраттық қателігі ( az) = 0,4 [deg].

Импульстік радиолокаторлардың артықшылықтарына нысанаға дейінгі қашықтықты өлшеудің қарапайымдылығы және олардың диапазонының рұқсаты, әсіресе көру аймағында көптеген нысаналар болған кезде, сондай-ақ қабылданған және шығарылатын тербелістердің толық дерлік уақытша оқшаулануы жатады. Соңғы жағдай бір және бір антеннаны жіберу және қабылдау үшін де пайдалануға мүмкіндік береді.

Импульстік радиолокаторлардың кемшілігі - сәулелену тербелістерінің жоғары шыңдық қуатын пайдалану қажеттілігі, сонымен қатар қысқа диапазондарды өлшеу мүмкін еместігі - үлкен өлі аймақ.

Радарлар кең ауқымды міндеттерді шешу үшін қолданылады: ғарыш аппаратының планеталар бетіне жұмсақ қонуын қамтамасыз етуден адамның қозғалыс жылдамдығын өлшеуге дейін, зымыранға қарсы және әуе шабуылына қарсы қорғаныс жүйелеріндегі қаруды басқарудан жеке қорғанысқа дейін.

Әдебиеттер тізімі

1. Васин В.В. Радиотехникалық өлшеу жүйелерінің жұмыс диапазоны. Әдістемелік өңдеу. - М.: MIEM 1977.
2. Васин В.В. Радиотехникалық өлшеу жүйелеріндегі өлшемдердің ажыратымдылығы мен дәлдігі. Әдістемелік өңдеу. - М .: MIEM 1977.
3. Васин В.В. Радиотехникалық өлшеу жүйелеріндегі объектілердің координаталары мен радиалды жылдамдығын өлшеу әдістері. Дәріс конспектісі. - М .: MIEM 1975.

4. Бакулев П.А. Радиолокациялық жүйелер. Жоғары оқу орындарына арналған оқулық. - М .: «Радио

Техника «2004 ж.

5. Радиотехникалық жүйелер: Университеттерге арналған оқулық / Ю.М.Казаринов [және т.б.]; Ред. Казаринова Ю.М. - М .: Академия, 2008 .-- 590 б.: