Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК
Химия

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК


Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

Завантажити реферат: Методи вимірювання дальності в РЛЗ ЗРК

Зміст реферату

Дальність як параметр руху мети

Методи виміру дальності

Імпульсний метод

Частотний метод

Фазовий метод

Висновок

Список використаної литературы.

Дальність як параметр руху мети

У задачах ППО після виявлення та розпізнавання мети стоїть завдання про визначення параметрів мети. Залежно від її вирішення зенітної керованої ракети буде видано відповідне польотне завдання та його коригування під час руху ракети до мети. Існують кілька прийнятих у радіолокації систем координат. Залежно від вибору системи координат, ставитимуться завдання визначення тих чи інших параметрів мети. Наприклад, у земній сферичній системі координат параметрами руху є азимут, кут місця та дальність мети. Тут дальність мети — це відстань від РЛС до мети. У цьому роботі торкнемося питання вимірі дальності. Розглянемо, які на сьогодні використовуються методи для її визначення в РЛС, а також сутність цих методів.

Методи виміру дальності

Імпульсний метод

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

Імпульсний метод вимірювання дальності грунтується на визначенні часу запізнення характерної зміни амплітуди радіолокаційного сигналу, що приймається. Антена РЛС посилає потужний радіоімпульс, який відбивається від мети і їй і приймається. Т.к. швидкість поширення НВЧ сигналу, як якого поширюється радіоімпульс, набагато більше швидкості мети, то хорошому наближенні ціль вважатимуться нерухомої. Тоді час, за який радіосигнал досягне мети –
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК дорівнює часу, протягом якого відбитий сигнал досягне антени РЛС –
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК. Тобто.

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

Т.ч. сигнал випущений антеною РЛС повернеться на неї у відображеному вигляді через час
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК. НВЧ сигнали поширюються з постійною швидкістю, тому
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК. Ми врахували, що швидкість поширення НВЧ сигналу в повітрі приблизно дорівнює його швидкості поширення у вакуумі.
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК. Врахуємо попередній вираз, і запишемо рівність, що визначає дальність
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК в залежності від часу запізнення
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(1.1)

Для того, щоб постійно визначати дальність, РЛС повинна випромінювати періодичну послідовність імпульсів – працювати в імпульсному режимі. Проаналізованих даних достатньо, щоби побудувати загальну структурну схему.

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

Система синхронізації визначає імпульсну роботу РЛЗ. Вона формує відеоімпульси через постійні проміжки часу Ті.
Ті називають періодом повторення імпульсу. Т.ч. Система синхронізації визначає період роботи – один цикл визначення дальності.

Передавач включається отримавши черговий імпульс від системи синхронізації та на проміжку часу
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК формує сигнал необхідної потужності, амплітуди та частоти.
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК називають тривалістю імпульсу.

Протягом часу тривалості імпульсу антенний перемикач направляє сигнал, що випромінюється на антену. Потім перемикається на приймач. Т.ч. чином остаточно періоду система “чекає” відбитого сигналу. Зауважимо, що на перемикання антена витрачає певний час
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК.

Приймач виділяє огинаючу прийнятого сигналу і передає на кінцевий пристрій.

Кінцевий пристрій зазвичай виконується у вигляді ЕЛТ, на екрані якої відстань між двома сусідніми різновисокими піками відповідає відстані до мети. У разі виконання кінцевого пристрою на ЕЛТ, система синхронізації керує роботою генератора пилкоподібної напруги, який виходить на горизонтальну пластину, що відхиляє. У той час як сигнал приймача подається на вертикально відхиляє.

Схематичні графіки залежностей
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК на різних структурних елементах виглядатимуть так:

Система синхронізації.

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

Передавач

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

Приймач

З рівності (1.1) випливає, що tD~D. Т.ч. вивівши останній графік на систему індикації (кінцевий пристрій), і відповідним чином проградуювавши шкалу, матимемо безпосередньо значення дальності до мети.

Переваги імпульсного методу вимірювання дальності:

· Можливість побудови РЛС з однією антеною;

· Простота індикаторного пристрою;

· Зручність вимірювання дальності декількох цілей;

· Простота випромінюваних імпульсів, що тривають дуже малий час
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК, і сигналів, що приймаються;

Недоліки:

· Необхідність використання великих імпульсних потужностей передавача;

· Неможливість вимірювання малих дальностей

· велика мертва зона

Характеристика недоліків міститься в основних показниках імпульсного методу вимірювання дальності:

Мінімальна дальність дії (мертва зона) імпульсної РЛС:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(1.2),

де
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК— час, що витрачається на перемикання антени.

Дійсно, доки антена випромінює, система не може приймати сигнал.

Межа однозначного відліку дальності:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(1.3)

Справді, система “чекає” відбитого сигналу лише до моменту випромінювання нового сигналу.

Потенційна роздільна здатність по дальності:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(1.4)

Дійсно, щоб був стрибок напруги, відповідний сигналу, відбитому від мети, спочатку має бути спад напруги. Тобто. дві мети можна розрізнити лише у випадку, коли відстань між ними
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК.

Параметри випромінювання підбираються за отриманими формулами у такий спосіб, щоб вищеописані показники були прийнятними.

Частотний метод

Частотний метод вимірювання дальності заснований на використанні частотної модуляції безперервних випромінюваних сигналів.

В даному методі за період випромінюється частота, що змінюється за лінійним законом
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК до
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК. Тобто. за один період залежність частоти випромінюваного сигналу від часу:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(2.1)

У той час як відбитий сигнал прийде промодульованим лінійно в момент часу, що передує справжньому на час затримки
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК. Т.ч. частота відбитого сигналу, прийнятого на РЛС, залежатиме від часу так:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(2.2)

Віднімаючи з (2.1) (2.2), отримаємо вираз для різницевої частоти
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(2.3)

Висловлюючи звідси
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК, і підставляючи (1.1), знайдемо залежність дальності від різницевої частоти:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

З графіків видно як визначити час запізнення – по різкій зміні частоті різницевого сигналу. Очевидно також, що формулу (2.4) треба підставляти значення різницевої частоти, отримане на проміжку часу ( tD ; Tі ).

Структурна схема частотного далекоміра виглядатиме так:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

Модулятор формує модуляцію частоти, що виробляється генератором НВЧ. Після чого сигнал надходить на антену, що передає. Т.к. сигнал безперервний, то потрібно ще й окрема антена, що приймає.

На приймач надходять прямий та відбитий сигнали, з яких на змішувачі виділяється їх різницева частота, значення якої після фільтрування передається на систему індикації.

Переваги частотного методу вимірювання дальності:

· Дозволяє вимірювати дуже малі дальності;

· Використовується малопотужний передавач;

Недоліки:

· Необхідне використання двох антен;

· Погіршення чутливості приймача внаслідок просочування в приймальний тракт через антену випромінювання передавача, схильного до випадкових змін;

· Високі вимоги до лінійності зміни частоти

Фазовий метод

Фазовий метод вимірювання дальності заснований на вимірюванні різниці фаз випромінюваних та прийнятих радіосигналів.

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

Структурна схема найпростішого фазового вимірювача дальності виглядає так:

Генератор ВЧ створює коливання, які через антену, що передає, випромінюються в зовнішній простір з відповідною фазою:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(3.1),

де
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК — Початкове значення фази.

На приймальну антену надходить відбитий сигнал із значенням фази:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(3.2),

де
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК — фазовий зсув при відображенні,
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК — фазовий зсув у ланцюгах РЛС, — ця величина стала і її можна підрахувати експериментально.

Прийнятий сигнал посилюється і його фаза разом із фазою початкового сигналу, що детектується на фазовому детекторі, надходить на вимірювач вихідної напруги.

Тобто. на вимірювач вихідної напруги прийде сигнал з різницевою фазою, отриманою при відніманні (3.1) (3.2):

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(3.3)

Врахуємо, що
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК. Тоді згідно з виразом (1.1) (3.3) запишеться у вигляді:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(3.4)

Великий недолік у тому, що тут невідомий фазовий зсув відбитого сигналу, який може змінюватися як завгодно, причому суттєвим способом.

Оскільки
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК, то (3.4) слід однозначний діапазон вимірювання дальності:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(3.5)

Т.к. використовуються ультракороткі хвилі, тобто однозначний діапазон вимірювання дальності порядку одиниць метра.

Тому практично використовують складніші схеми, у яких присутні дві і більше частот.

Наведемо приклад двочастотного фазового далекоміра. Його структурну схему зобразимо так:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

Тут частота W визначає фазові зрушення, а
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК грає роль переносника інформації.

На модуляторі формується напруга:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(3.6)

яке подається на генератор ВЧ, т.ч. що напруга на виході генератора:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(3.7),

де
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК — Коефіцієнт модуляції.

Прийняті сигнали після посилення детектуються, виділяється їх огинаюча фаза якої порівнюється з фазою коливань модулятора.

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(3.8)

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(3.9)

звідки отримуємо залежність дальності від різниці фаз:

Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРК

(3.10)

Тепер за W = 1000 з-1,
Методи вимірювання дальності в РЛС ЗРКкм.

Переваги фазового методу вимірювання дальності:

· Малопотужне випромінювання, т.к. генеруються незатухаючі коливання;

· Точність не залежить від доплерівського зсуву частоти відображення;

· Досить простий пристрій

Недоліки:

· Відсутність дозволу за дальністю

· Погіршення чутливості приймача внаслідок просочування в приймальний тракт через антену випромінювання передавача, схильного до випадкових змін;

Висновок

У цьому роботі було наведено огляд основних методів виміру дальності в РЛС ЗРК. Описано їхню сутність. Як бачимо, кожен метод має свої недоліки і свої переваги. Для поліпшення показників, що характеризують вимір дальності, використовують складніші схеми, ЛЧМ сигнали. За наявності кількох станцій стеження можна набути значення дальності розрахунковим шляхом. Загалом, можна зробити останній висновок.

Вибір того чи іншого методу в основі визначення такого параметра мети як дальність залежить від можливих завдань РЛС. Тому, наприклад, розрізняють РЛС ближнього та далекого радіусу дії.

Список використаної літератури

1. Г.Б. Білоцерківський «Основи радіолокації та радіолокаційні пристрої». Москва «Рад. радіо» – 1975

2. «Радіолокаційні пристрої» за ред. В.В. Григоріна-Рябова. Москва «Рад. радіо» — 1970

3. Ю.А. Фількенштейн «Основи радіолокації»

4. «Теор. основи радіолокації» за ред. В.Є. Дулевича. Москва «Рад. радіо» 1978

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *