Выбор и обоснование тактико-технических характеристик РЛС. Разработка структурной схемы (стр. 4 из 6)

Ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости равна:

q = 3°, в вертикальной плоскости косекансквадратная диаграмма направленностиj=35°.

q0,5=q/1.5=2⁰

3.2.6. Необходимый диаметр антенны

dА

Принимаем dА=0.76м , и уточняем ширину луча.

рад

3.2.7. КНД и усиления антенны, эффективная площадь антенны.

КНД - коэффициент направленного действия антенны.

=5490

=5215

=0,448 м²

GA – коэффициент усиления антенны;

SА – эффективная площадь антенны;

η – КПД антенны.

3.2.8. Скорость вращения антенны Ω_а_..

Скорость вращения антенны выбирают с учетом требований в отношении сокращения времени обзора и надежности наблюдения сигналов.

При заданных значениях ширины диаграммы направленности q, частоты следования импульсов Fn и сектора обзора Daобз скорость вращения антенны определяется выражением:

(11)

0.417×c^-1

(12)

40 град × c^-1

3.2.9. Количество импульсов в пакете Nu.

Количество импульсов в пакете зависит от ширины диаграммы направленности в горизонтальной плоскости q, скорости вращения антенны W и частоты следования зондирующих импульсов Fn:

(13)

3.2.10. Чувствительность приемника Pnmin.

Приемное устройство осуществляет обнаружение сигналов. Обнаружение сигналов при оптимальной фильтрации обычно сводится к следующим операциям:

¨ оптимальная фильтрация каждого импульса пакета;

¨ амплитудное детектирование;

¨ синхронное интегрирование видеосигналов;

¨ испытание суммарного сигнала на порог.

Первые две операции обычно выполняет приемное устройство, а остальные – выходное. Применение оптимальной обработки сигналов приводит к уменьшению пороговой мощности. Под пороговой мощностью радиолокационных сигналов понимают минимальную мощность сигнала на его входе, при которой обеспечивается прием и обнаружение отраженных сигналов с заданными вероятностями правильного обнаружения и ложной тревоги.

Величина пороговой мощности радиолокационных сигналов зависит от заданных значений вероятностей правильного обнаружения D и ложной тревоги F, параметров радиолокационных сигналов, времени наблюдения и вида обработки радиолокационных сигналов.

Пороговая мощность является реальной чувствительностью приемника. Она определяется выражением:

(14)

где:

k – постоянная Больцмана, k = 1.380662Ч10^-23JЧK^-1;

Т – абсолютная температура, Т = 300К;

Df – полоса пропускания приемника;

Nш – коэффициент шума приемника;

mp – коэффициент различимости.

Полоса пропускания приемника определяется по формуле:

где:

а – коэффициент, учитывающий степень искажения сигнала, проходящего через приемник, а = 1.37

8.059×10⁵× Гц

Коэффициент шума приемника задан в условии и равен Nш = 10 dB.

Коэффициент различимости определяется из выражения:

1,297

Чувствительность приемника равна:

4,327×10^-14^×Вт

или в dB/мВТ

113.6 dB/мВТ

где:

Ро = 10^-3Вт – исходный отсчетный уровень.

3.2.11. Оцениваем эффективную отражающую поверхность цели.

Удельная эффективная отражающая поверхность цели:

Рассеивающий объём на максимальной дальности:

9,266

Полная эффективная отражающая поверхность цели:

4,82 10⁵ м²

3.2.12. Влияние затухания a.

Затухание радиоволн в атмосфере обусловлено поглощением их энергии свободными молекулами кислорода и водяного пара, а также взвешенными частицами – пылинками и каплями воды. Кроме того, происходит рассеяние радиоволн жидкими и твердыми частицами, которые вызывают эффект, аналогичный поглощению энергии.

Влияние постоянного затухания a на максимальную дальность действия РЛС определяется выражение:

(16)

где:

R`max – дальность действия РЛС с учетом затухания;

Rmax – дальность действия РЛС без учета затухания;

a - коэффициент затухания, зависящий от длины волны и от интенсивности осадков или от водности облаков.

Например, если на трассе идет дождь интенсивностью 15 мм/час, то для длины волны l = 3 см коэффициент затухания a = 0,03 dB/kм.

Уравнение (16) является трансцендентным. Решить его можно графически. Для облегчения задачи целесообразно путем логарифмирования обеих частей привести уравнение к виду:

(17)

Зависимость aЧRmax = j(g) представлена на рис. 2:

Рис 2.относительное уменьшение дальности за счёт затухания в атмосфере

g = 0.477

Откуда определяется дальность действия РЛС с учетом затухания:

214,65×kм

f(0.477)=13 ,5

Для того, чтобы РЛС в плохую погоду действовала на расстояние

450×kм, необходимо рассчитывать её на расстояние:

943,4км

3.2.13.Импульсная мощность излучения Pu

В зависимости от назначения станции мощность излучаемых импульсов выбирают от единиц киловатт до тысяч киловатт. Мощность излучения рассчитывают в соответствии с основным уравнением радиолокации, откуда:

(15)

где:

Da – коэффициент направленного действия антенны;

Sa – эффективная площадь антенны;

L₀ – учитывает потери в системе (L₀=5)

Мощность излучения передатчика РЛС равна:

480^×kВТ

3.2.14. Средняя мощность излучения Pср передатчика.

226Вт