МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

В.А. Петров, Ю.Л. Пилипенко

РАДІОТЕХНІЧНІ СИСТЕМИ

Курсове проектування

Навчальний посібник

Рекомендовано

науково-методичною радою університету.

Протокол № 9 від 20.12.2002.

Харків 2003

УДК 621.396.96

В.А. Петров, Ю.Л. Пилипенко Радіотехнічні системи. Курсове проектування:

Навч. посібник. – Харків: ХНУРЕ, 2003. – 48 с.

У навчальному посібнику викладено послідовність та методику розрахунків технічних характеристик радіолокаційних ситем за відомими тактичними характеристиками. Наведено довідкові дані, розрахункові співвідношення та приклади розрахунків.

Рекомендується студентам денної та заочної форм навчання спеціальностей напрямку «Радіотехніка».

Табл: 4. Бібліогр.: 10 наймен.

 В.А. Петров, Ю.Л. Пилипенко, 2003

ЗМІСТ

Перелік умовних позначень, символів, одиниць, скорочень і термінів 4

Вступ 6

1 Класифікація радіолокаційних систем 7

2 Тактичні та технічні характеристики радіолокаційних систем 8

3 Розрахунки технічних характеристик радіолокаційних систем 9

3.1 Аналіз завдання та послідовність ескізних розрахунків 9

3.2 Вибір довжини хвилі 10

3.3 Обчислення дальності дії РЛС з урахуванням втрат при

поширені радіохвиль 11

3.4 Роздільна здатність та технічні характеристики РЛС 13

3.5 Звязок точності оцінювання координат цілі з технічними

характеристиками РЛС 15

3.6 Вибір способу огляду простору та розрахунки характеристик

антенних пристроїв 18

3.7 Обчислення ЕПЦ протяжної цілі 21

3.8 Розрахунки неенергетичних параметрів зондувального та

радіолокаційного сигналів 23

3.9 Розрахунок порогової потужності радіолокаційного сигналу 25

3.10 Розрахунок потужності зондувального сигналу 29

3.11 Вибір та розрахунки вихідних пристроїв 31

4 Захист РЛС від перешкод 34

4.1 Типи перешкод та шляхи захисту РЛС 34

4.2 Селекція рухомих цілей 36

5 Приклади розрахунків технічних характеристик РЛС 38

5.1 Розрахунки характеристик РЛС виявлення цілей 38

5.2 РЛС точного вимірювання координат у неперервному режимі 42

Перелік посилань 46

Предметний покажчик 47

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ

- вимірюваний параметр або координата:

- база сигналу:

- швидкість світла;

- нахильна дальність;

- максимальна дальність дії РЛС;

- максимальна дальність дії у вільному просторі;

- граничне значення шкали дальності;

- діаметр розкриття дзеркальної антени;

- енергія сигналу;

- енергія одного імпульсу;

- частота повторювання імпульсів:

- несійна частота;

- коефіцієнт підсилення антени;

- коефіцієнт спрямованої дії;

- висота цілі над поверхнею Землі;

- стала Больцмана;

- коефіцієнт розрізнюваності;

- коефіцієнт шуму;

- коефіцієнт використання екрана індикатора;

- розмір розкриття антени;

- число роздільних елементів у зоні огляду;

- швидкість обертання антени (число обертів за хвилину);

- потужність радіолокаційного сигналу;

- потужність, що випромінюється;

- потужність шуму;

- імовірність хибної тривоги;

- фактор фокусування електронно-променевої трубки;

- параметр виявлення;

- горизонтальна дальність;

- частина траси поширення радіохвиль;

- радіус першої зони Френеля;

- ефективна площа вторинного випромінення цілі (ЕПЦ);

- питома ЕПЦ протяжної цілі;

- період повторювання імпульсів;

- період модуляції;

- період огляду;

- час опромінення цілі;

- час запізнення радіолокаційного сигналу;

- радіальна швидкість цілі;

- коефіцієнт втрат в i –му вузлі РЛС;

- ефективна ширина спектра;

- девіація частоти;

- роздільна здатність за параметром А;

- роздільна здатність за дальністю;

- площа поверхні протяжної цілі, що одночасно опромінюється;

- обєм роздільного елемента;

- роздільна здатність за азимутом;

- діелектрична проникність;

- ширина діаграми спрямованості антени за половинною потужністю;

- довжина хвилі;

- середньоквадратична помилка вимірювання параметра (або координати) А;

- азимут;

- кут місця;

- коефіцієнт поглинання енергії при поширенні радіохвиль в атмосфері;

- індикатор дальність-азимут у прямокутних координатах;

- діаграма спрямованості;

- ефективна площа вторинного випромінення цілі;

- індикатор кругового огляду;

- радіолокаційна станція;

- радіонавігаційна система;

- радіотехнічна система;

- селекція рухомих цілей;

- черезперіодна компенсація;

ІМС - інтегральна мікросхема.

ВСТУП

Головним змістом курсового проектування з дисципліни “Радіотехнічні системи” є наближені оцінки технічних характеристик на основі заданих тактичних показників систем, призначених для здобування інформації, а саме – для виявлення об’єктів і визначення їх координат у просторі, а також вимірювання похідних координат за часом. Типовими системами такого призначення є радіолокаційні та радіонавігаційні системи. Доцільність розгляду у навчальному проектуванні саме радіолокаційних систем пов’язана зі складом таких систем і взаємодією їх складових, а також з характером фундаментальних питань, які становлять теоретичну базу проектування. Зокрема, передбачається застосування статистичної теорії виявлення сигналів та оцінювання їх параметрів, а також теорії розрізнення (розділення) сигналів, тобто таких питань, з якими повязана робота майже всіх сучасних радіотехнічних систем.

Сукупність технічних засобів, що складає систему для виявлення цілі (тобто обєкта спостереження) та визначення її просторових координат, нази­вають радіолокаційною станцією (РЛС). Основні складові частини РЛС такі:

– радіопередавач, призначений для формування сигналів, що зондують простір;

– антенні пристрої, призначені для випромінення та приймання радіохвиль;

– радіоприймач, призначений для селекції, підсилення та відповідного перетворення сигналів, що несуть інформацію про цілі;

– вихідні пристрої, які дозволяють подати інформацію про цілі у зруч­ному для одержувача вигляді (електронно-променеві індикатори або електрон-на цифрова обчислювальна машина з необхідними перетворювачами сигналів приймача);

– пристрій керування, що визначає вид коливань, які випромінюються, їх періодичність, а також характер обробки сигналів у приймальному та вихідному пристроях.

Характерна особливість проектування РЛС полягає в тому, що технічні

характеристики та параметри окремих частин системи не можуть бути визначе­ними без урахування інших її складових. Тому проектування РЛС – це задача комплексна за своєю сутністю.

Теоретичні основи радіолокації детально розглянуті у багатьох підручни­ках 1 – 6. Довідковий матеріал великого обсягу міститься у довідниках 7,8. Приклади практичних розрахунків у навчальній літературі, наприклад, у посіб­нику 7, на жаль, не вільні від методичних неточностей, зокрема при застосу­ванні характеристик виявлення, обчисленнях потенційної та реальної розділь­них здатностей та визначенні потенційної складової повної помилки вимірювання.

Цей навчальний посібник враховує згадані неточності та містить деякі додаткові відомості, які мають суттєве значення для вірного розуміння та об­грунтування технічних рішень. Застарілі терміни та визначення приведені у відповідність з ДСТУ 2663-94 “Радіолокація. Терміни та визначення”.