Расчет системных параметров радиолокационной системы

Изучение взаимосвязи системотехнических параметров и характеристик при проектировании радиолокационной системы. Расчет и построение зависимости энергетической дальности обнаружения от мощности передатчика и числа импульсов в пачке зондирующего сигнала.

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:

1. Рассчитать и построить зависимость энергетической дальности обнаружения R от мощности передатчика Pp при следующих значениях параметров: Pш =10-14 Вт, G=10000, λ=0.03 м, Sc=10 м2 , kc =4096, Q=-20дБ, Sn =1000м2 , kn =10:

радиолокационный мощность импульс сигнал

2. Рассчитать и поострить вероятностную характеристику D(Q) при μ=100:


1. 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

2. 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

3. 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)

4. 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

1) Перминов И.Г. "Физические основы получения информации". 2006 год.

2) Артамонов В.М. "Электроавтоматика судовых и самолетных радиолокационных станций". 1962 год.

3) Современная радиолокация. Анализ, расчет и проектирование. Под редакцией Кобзарева Ю.В., М., Сов.радио, 1969г.-704стр.

4) Дулевич В.Е. Теоретические основы радиолокации. М., Сов.радио, 1978г. – 608стр.

5) Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации. М., Сов.радио, 1970г. – 560стр.