10. Устройство для разработки

Расчет измерителя ягла проводится в соответствии с методикой, изложенной в учебнике В.С. Сперанского «Радиолокация, радиолокационные системы и устройства».

В частности, нас интересует растровый вид обзора, амплитудный метод измерения угла.

Поскольку наша МНРЛС использует игольчатый луч, то время облучения равно:

Используем амплитудный метод максимума для измерения угла азимута до цели. При прохождении антенны мимо цели сигнал будет промодулирован по амплитуде диаграммой направленности. Если используется одна антенна на передачу и прием, то модуляция будет соответствовать квадрату диаграммы антенны. Измерив угловое положение антенны, соответствующее максимуму выходного сигнала, относительно некоторого начального угла, принимаемого за нулевое значение, определяется направление на цель.

Рисунок 6 – Функциональная схема устройства измерения угла по методу максимума амплитуды

Амплитуда отражённого сигнала, на выходе РПрУ при сканировании антенны с постоянной скоростью зависит от угла :

Где: ;

– ДН антенны.

Таким образом, получаем следующий график, на котором изображено как каждое угловое положение цели соответствует амплитуде сигнала.

Рисунок 7 – Пеленгационная характеристика цели

11. Расчет ошибок

Среднеквадратическая ошибка (СКО) измерения дальности вычисляется по формуле:

• Медленные Релеевские:

• Быстрые Релеевские:

• Быстрые :

• Медленные :

Среднеквадратичная ошибка измерения радиальной скорости равна:

• Медленные Релеевские:

• Быстрые Релеевские:

• Быстрые :

• Медленные :

Среднеквадратичная ошибка измерения угла равна:

• Медленные Релеевские:

• Быстрые Релеевские:

• Быстрые :

• Медленные :

Где: – коэффициент.

Таким образом, шумовые ошибки измерения координат тем меньше, чем больше отношение сигнал/шум. Для уменьшения ошибки измерения дальности необходимо расширять спектр сигнала. Для уменьшения ошибки измерения скорости следует увеличивать длительность сигнала. А для увеличения СКО угловой координаты надо сужать диаграмму направленности антенны.

3. Анализ результатов расчета

Таблица 5 – Сравнение характеристик, указанных в задании, с прототипом Гроза-154

№	Параметры	Обозначение	По заданию	Прототип	При ФМ сигнале
1	Длина волны	(см)	3,5	3,2	3,5
2	Max. дальность	Rmax (км)	300	280	300
3	Min. дальность	Rmin (м)	500	0	500
4	Сектор обзора по углу азимута	(град.)	180	200	180
5	Сектор обзора по углу места	(град.)	70	25	70
6	Скорость объектов min, max	Vmax (м/с)	20	-	20
7	ЭПР объектов	( )		-
8	Высота объектов max	Hmax (м)		9000
9	Высота объектов min	Hmin (м)		-	150
10	Разрешающая способность по дальности	(м)	50	525	50
11	Разрешающая способность скорости	(м/с)	-	-	-
12	Разрешающая способность по углам	(град.)	2,0	3	2,0
13	Период обзора	Тобз. (с)	6	6	6
14	Вероятность правильного обнаружения	Робн.	0,9	-	-
15	Вероятность ложной тревоги	Рлтр.		-	-
16	Точность измерения (слежения дальности)	(м)	40	-	-
17	Точность измерения (слежения скорости)	(м/с)	-	-	-
18	Точность измерения (слежение углов)	(град.)	0,4	-	-
19	Дальность в режиме СДЦ	RcDy (км)	-	-
20	Сигнал из Таблицы 2		№5	-	№5
21	Устройство для разработки	-	Измеритель угла	-	-

На основании проведённых расчётов выполнен сравнительный анализ тактико-технических характеристик проектируемой МНРЛС с параметрами прототипа Гроза-154. Результаты сравнения представлены в таблице 6. Проанализируем полученные значения:

1. Длинна волны:

• разрабатываемая РЛС: 3,5 см

• прототип: 3,2 см

Вывод: диапазоны близки, оба относятся к Х-диапазону, что обеспечивает сопоставимые условия распространения радиоволн и характеристики антенных систем;

2. разрешающая способность по дальности:

• разрабатываемая РЛС: ΔR = 50 м

• прототип: ΔR = 525 м

Вывод: разрабатываемая РЛС должна обеспечить разрешение в 10,5 раза лучше прототипа;

3. разрешающая способность по углам:

• разрабатываемая РЛС: = 2 град

• требование ТЗ: 3 град

Вывод: РЛС почти идентичны, все упирается в ДН и размеры антенны;

4. сравнение характеристик РЛС при использовании простого и ФМ-сигналов:

• полученные в ходе расчётов технические характеристики совпадают;

• получены очень высокие значения максимальной мощности передатчика РЛС

Вывод: такой результат возможен при некорректном выборе разрешающей способности или других параметров в ТЗ;

5. Различия в дальности действия, секторах обзора, разрешающей способности по углам между разрабатываемой РЛС и прототипом обусловлены тем, что они хоть и выполняют одну задачу, но относятся к разным классам устройств.

ВЫВОД

В ходе выполнения курсового проекта была рассчитана МНРЛС согласно ТЗ, ее параметры сравнивались с прототипом МНРЛС Гроза-154 где выявлялись сильные и слабые стороны проектируемой РЛС. После пересчета параметров радиолокационной системы с ФМ сигналов стало понятно, что систему можно дорабатывать и улучшать ее параметры.