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:
Рассчитать и построить зависимость энергетической дальности обнаружения R от мощности передатчика Pp при следующих значениях параметров: P>ш>=10-14Вт, G=10000, λ=0.03 м, Sc=10 м2, k>c>=4096, Q=-20дБ, S>n>=1000м2, k>n>=10:
радиолокационный мощность импульс сигнал
Рассчитать и поострить вероятностную характеристику D(Q) при μ=100:
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.
83,33
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 |
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 |
279 |
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 |
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)
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
200
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 |
750 |
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
Перминов И.Г. "Физические основы получения информации". 2006 год.
Артамонов В.М. "Электроавтоматика судовых и самолетных радиолокационных станций". 1962 год.
Современная радиолокация. Анализ, расчет и проектирование. Под редакцией Кобзарева Ю.В., М., Сов.радио, 1969г.-704стр.
Дулевич В.Е. Теоретические основы радиолокации. М., Сов.радио, 1978г. – 608стр.
Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации. М., Сов.радио, 1970г. – 560стр.