Windows.  Virusi.  Notebooks.  Internet.  ured.  Komunalne usluge.  Vozači

Visoki zahtjevi za stabilnošću noseće frekvencije sondirajućih signala, potreba za generiranjem složenih i koherentnih signala doveli su do pojave odašiljača napravljenih po višestepenoj shemi. Kao prvi stepen koriste se pobuđivači male snage, a kao naknadni višestepeni pojačavač snage.

U takvom predajniku, stabilnost frekvencije sondirajućeg signala određuju uglavnom glavni oscilatori male snage, čija se frekvencija stabilizira poznatim metodama, na primjer, korištenjem kvarca.

Uzbuđivač se može izraditi prema shemi koja omogućava brzo (u roku od nekoliko mikrosekundi) prebacivanje s jedne radne frekvencije na drugu. Također može formirati linearni frekvencijski modulirani ili fazno modulirani signal jednim od metoda. Ova pitanja će biti detaljno razmotrena u narednim pododjeljcima.

Prilikom generiranja pobudnog signala moguće je osigurati njegovu krutu vezu sa frekvencijom heterodinskog signala miksera, što eliminira potrebu za AFC. Konačno, u takvom odašiljaču moguće je primiti niz koherentnih impulsa, što omogućava primjenu kompenzacije korelacijskog filtera za pasivne smetnje, kao i kombiniranje signala različitih kanala na zajednički ulaz ili njihovo razdvajanje u zasebne ulazi za napajanje različitih elemenata faznog antenskog niza.

U opštem slučaju, blok dijagram višestepenog predajnika impulsnog radara prikazan je na slici 3.9.

Sl.3.9. Strukturni dijagram višestepenog predajnika impulsnog radara

Snaga oscilacije uzbuđivača mora biti dovoljna da pobudi sljedeću kaskadu. Budući da se signal formira pri smanjenoj snazi, potreban nivo izlazne snage sondirajućeg signala se postiže postupnim pojačavanjem.

U pulsnim radarima, impulsna modulacija se provodi ovisno o razini izlazne snage, bilo u jednom stupnju ili u nekoliko posljednjih stupnjeva pojačanja velike snage.

U nekim slučajevima je pogodnije formirati signal na nižoj frekvenciji. U ovom slučaju, ili množitelji frekvencije ili mikseri su uključeni u preliminarne faze (vidi sliku 3.10)

Sl.3.10. Primjer kruga za kondicioniranje signala.

Uređaji sa elektrodinamičkom kontrolom toka elektrona imaju široku primjenu kao stupnjevi za pojačavanje višestepenog predajnika: klistroni, cijevi putujućih valova (TWT), cijevi povratnih valova (BWO) itd.

Dakle, višestepeni odašiljači se koriste sa visokim zahtjevima za stabilnost frekvencije i izgrađeni su prema shemi "glavni oscilator - pojačavač snage". Primjeri radara koji koriste takve odašiljače su radari 55Zh6, 22Zh6M, itd.

3.3.3 Radarski impulsni modulatori

Radarski modulatori generišu moćne visokonaponske video impulse određenog trajanja i perioda ponavljanja za napajanje anodnih kola generatora i uređaja za pojačanje. Trajanje modulirajućih impulsa različitih radara je od nekoliko do desetina mikrosekundi, a period ponavljanja nekoliko milisekundi. Ovo vam omogućava da akumulirate energiju tokom pauze između rafala i da je date opterećenju tokom trajanja pulsa.

U odašiljačima s pojačalom snage, broj modulatora i njihove karakteristike ovise o shemi pojačala i vrsti uređaja koji se koriste. Interakcija modulatora sa elementima predajnika (na primjeru predajnika sa autooscilatorom u izlaznom stupnju) prikazana je na slici 3.11.

Sl.3.11. Interakcija modulatora sa elementima predajnog uređaja.

Visokonaponski ispravljač pretvara energiju izmjeničnog napona izvora napajanja u energiju visokog istosmjernog napona, koja se dovodi u modulator. Modulator kontrolira rad visokofrekventnog generatora. Ako se u predajniku primjenjuje anodna modulacija, tada se on uključuje anodno napajanje mikrovalnog generatora na vrijeme jednako trajanju sondirajućeg impulsa. Osnovna karakteristika radarskog modulatora (za razliku od modulatora drugih radiotehničkih uređaja) je transformacija snage koju obavlja. Modulator radarskog odašiljača akumulira energiju iz visokonaponskog ispravljača za vrijeme približno jednako periodu ponavljanja T n. Istovremeno

E m = R V · T n, (3.7)

Gdje E m je energija akumulirana od strane modulatora; R c je snaga visokonaponskog ispravljača.

Akumuliranu energiju modulator daje opterećenju tokom trajanja impulsa. dakle,

E m = R m t i, (3.8)

Gdje R m je snaga izlaznih impulsa modulatora.

Iz formula (3.7) i (3.8) dobijamo

R u = R m t i / T stavka (3.9)

Zbog t I<< T p, onda R V<< R m. To omogućava pri projektovanju radara da se izabere visokonaponski ispravljač manje snage, a samim tim i manjih dimenzija i težine.

Sastav modulatora je određen njegovom vrstom. Međutim, sve takve uređaje karakterizira prisutnost takvih elemenata kao što su prigušnica za punjenje, uređaj za pohranu energije, sklopni element, impulsni transformator, zaštitni i korektivni krugovi. Razmotrimo sklopove glavnih tipova impulsnih modulatora koji se koriste u RTV radaru.

U RTV radarskim predajnicima najviše se koriste dvije vrste impulsnih modulatora: sa punim pražnjenjem skladišta energije; sa djelimičnim pražnjenjem skladišta energije.

Skladištenje energije može biti električno polje kondenzatora ili magnetsko polje induktora. Umjetna duga linija, koja je ekvivalentna kapacitivnosti ili induktivnosti, također se može koristiti kao uređaj za skladištenje energije.

Trenutno se u većini slučajeva koristi kapacitivna memorija, jer. induktivni uređaji za skladištenje karakterišu veoma niska efikasnost.

Slika 3.12 prikazuje blok dijagram radarskog predajnika koji radi u modusu anodne impulsne modulacije. Kao što je prikazano na dijagramu, impulsni modulator se sastoji od dva glavna elementa: uređaja za skladištenje energije i uređaja za prebacivanje. Kada je sklopni uređaj otvoren, tokom pauze između impulsa, energija se akumulira u uređaju za skladištenje. Kada je prekidač zatvoren, akumulirana energija tokom trajanja impulsa se troši za napajanje mikrotalasnog generatora.

Sl.3.12. Blok dijagram radarskog predajnika.

Kao sklopni uređaj koriste se ili elektronska lampa (trioda) ili tranzistorski aktivni prekidač, ili uređaji s plinskim (jonskim) pražnjenjem - tiratroni, ili tiristori i kontrolirani iskristi razmaci.

Glavna prednost sklopnih uređaja baziranih na elektronskim cijevima i tranzistorima je njihova niska inercija, što omogućava njihovo uključivanje i isključivanje u bilo kojem trenutku pomoću upravljačkog impulsa male snage koji se primjenjuje na kontrolnu elektrodu (mrežu lampe ili bazu tranzistora) prekidač. Međutim, vakuumske cijevi imaju visok unutrašnji otpor i stoga prekidači vakuumskih cijevi imaju relativno nisku efikasnost.

Ionski i tiristorski sklopni uređaji imaju nizak unutrašnji otpor i lako prolaze struje od desetina i stotina ampera. Nedostatak ionskih prekidača je što je uz pomoć kontrolnog impulsa moguće precizno odrediti samo trenutak početka pražnjenja uređaja za skladištenje. Kontrola otvaranja jonskog prekidača je mnogo teža. Stoga je kraj pražnjenja skladišta određen vremenom pražnjenja skladišta, tj. zavisi od parametara samog pogona.

Modulatori sa kapacitivnim memorijama. Takvi modulatori se široko koriste u modernim radarima. Kolo modulatora prikazano je na slici 3.13.

Oznake na dijagramu: WITH n - kondenzator koji akumulira energiju; TO- prekidač, prikazan kao prekidač; R h - ograničenje ili otpornost na punjenje; R d je otpor mikrotalasnog generatora kojeg napaja modulator.

U pauzama između impulsa, prekidač TO otvoren i kondenzator WITH n se puni iz izvora energije kroz otpor R h, skladištenje energije. Napon na kondenzatoru raste do napona izvora E O. Na kraju prekidača za punjenje TO zatvara spajanjem kondenzatora WITH n do generatora, a kondenzator se isprazni do generatora. Nakon što se kondenzator isprazni, prekidač se ponovo otvara, dolazi do novog punjenja skladišnog kapaciteta i tako dalje.

Sl.3.13. Pojednostavljena shema modulatora.

Otpor R h određuje trajanje punjenja i ograničava struju iz izvora napajanja dok se prekidač zatvara. Vrijednost ovog otpora uzima se višestruko R d, tako da se punjenje kondenzatora odvija relativno sporo, a struja teče kroz njega R h tokom pražnjenja kondenzatora, bila je zanemarljiva.

U razmatranom modulatoru mogući su načini punog i djelomičnog pražnjenja skladišnog kapaciteta. U prvom slučaju, sklopka se nakon zatvaranja ne otvara sve dok se kapacitet skladištenja potpuno ne isprazni, pri čemu napon na njemu postaje jednak nuli. Oscilogrami napona na pojedinačnim čvorovima modulatora koji radi u režimu punog pražnjenja prikazani su na slici 3.14 (debela linija).

Nedostatak modulatora koji radi u režimu punog pražnjenja skladišnog kapaciteta je nezadovoljavajući, daleko od pravokutnog oblika impulsa i niska efikasnost (oko 50%). Stoga se rijetko koriste.

Kada modulator radi u režimu delimičnog pražnjenja, prekidač se zatvara na kratko vreme (jednako t) i otvara se kada kondenzator i dalje zadržava naboj i napon U s je značajan. Priroda promjene napona na kondenzatoru za skladištenje prikazana je na slici 3.14 (tanka linija).

A)

b)

Sl.3.14. Oscilogrami napona na pojedinim čvorovima modulatora.

umjetni modulatori linija(linearni modulatori). Poznato je da je vod na kraju otvoren, napunjen na napon E l, kada se isprazni do otpora R=  stvara pravougaoni impuls napona sa amplitudom E l /2 i trajanje

Gdje l– dužina linije; L " , C" su distribuirana induktivnost i kapacitivnost linije.

Koristeći liniju kao uređaj za skladištenje energije, moguće je izgraditi modulatore punog pražnjenja koji proizvode impulse dobrog kvadratnog oblika. Međutim, ispostavlja se da je dužina linije neprihvatljiva za postavljanje u predajnike. Umjesto pravih linija u modulatorima, možete koristiti umjetne linije sastavljene od pojedinačnih induktiviteta i kapacitivnosti (slika 3.15).

Impulsni modulatori s umjetnim linijama naširoko se koriste u modernim radarskim predajnicima (na primjer, radar 55Zh6). Odlikuje ih kompaktnost, visoka efikasnost i omogućavaju dobijanje impulsa vrlo velike snage sa oblikom koji se malo razlikuje od pravokutnog.

Razmotrimo procese u modulatoru sa veštačkom lančanom linijom (slika 3.15), koja se sastoji od tri sekcije.

Talasna impedansa linije jednaka je otporu opterećenja  = R d. Sa otvorenim prekidačem, napajanje puni liniju na napon U l = E O. Nakon punjenja, prekidač se zatvara i spaja vod na generator (na opterećenje). Od otpora R r \u003d , onda kada je prekidač zatvoren, na terminalima generatora nastaje trenutni napon, jednak E o /2. Zbog toga se oscilacije u generatoru javljaju naglo i prednja ivica impulsa postaje strma. Druga polovina napetosti E o /2 pada na valnu impedanciju linije i uzrokuje putujući naponski val koji se širi prema otvorenom kraju linije, djelomično ga prazni dok se širi. Od otvorenog kraja linije, val se reflektira bez promjene polariteta i, vraćajući se na početak linije, potpuno ga apsorbira opterećenje.

Sl.3.15. Pojednostavljeno kolo modulatora sa umjetnom linijom.

U krugu na slici 3.15, napon izvora bi trebao biti 2 puta veći od napona napajanja generatora. Da bi se eliminisao ovaj nedostatak, koristi se kolo sa slike 3.16, a, u kojem se vod puni kroz induktor L h sa niskim otporom na gubitke. Zavojnica formira konturu sa kapacitivnošću linije, a naelektrisanje linije poprima karakter prigušenih oscilacija (slika 3.16, b). Nakon pola perioda, napon na liniji raste na U l = 2 E O. U ovom trenutku, prekidač se zatvara, a napon na generatoru postaje jednak U l /2 = E oh tj. napon izvora.

A)

b)

Sl.3.16. Umjetni sklop modulatora linije

Efikasnost modulatora kada se linija puni kroz induktivitet povećava se na 90-95%. Ali da bi se ostvarile ove prednosti, zavojnica za punjenje mora imati značajnu induktivnost. Osim toga, prekidač mora biti zatvoren tačno u momentima maksimalnog napona na liniji. Sve to značajno komplicira dizajn modulatora i upravljačkog kruga prekidača.

Stoga se u praksi dioda često povezuje u seriju sa induktivnošću punjenja, kao što je prikazano na slici 3.17a. Sa ovim dodatkom, vod, nakon što je napunjen do maksimuma u prvoj polovini perioda (Sl. 3.17b), zbog jednostranog provođenja diode, ne može biti ispražnjen i napon na njemu ostaje konstantan sve dok se prekidač ne uključi. zatvara.

Dakle, u razmatranom primjeru nema potrebe da se prekidač zatvara s fluktuacijama, a upravljački krug je pojednostavljen. Ovo također smanjuje induktivnost zavojnice za punjenje.

Sl.3.17. Nacrti koji objašnjavaju rad modulatora.

Zbog gubitaka napona na unutrašnjem otporu diode i relativno niskog faktora kvalitete kruga za punjenje ( Q < 10) минимальное напряжение на линии оказывается не выше (1,7-1,8)E Oh, a efikasnost modulatora je 85-90%. Sličan modulatorski sklop se koristi u radarskom predajniku 55Zh6, P-18, 5N84A.

Kao primjer, slika 3.18 prikazuje dijagram sklopa modulatora sa umjetnom linijom.

U modulatoru ovog tipa, skladište je umjetna linija, a tiratron ili tiristor se koristi kao sklopni element. Preklopni element se otvara eksternim impulsom, koji određuje samo trenutak početka pražnjenja akumulatora. Oblik i trajanje impulsa na izlazu modulatora određuju se parametrima pasivnih elemenata kola.

Sl.3.18. Šematski dijagram modulatora sa umjetnom linijom.

Formiranje impulsa se završava kada se uređaj za skladištenje potpuno isprazni kroz prekidač i impulsni transformator, koji odgovara otporu opterećenja sa valnom impedancijom linije za formiranje. U slučaju hitnog rada modulatora za neusklađeno opterećenje, predviđena su zaštitna kola (na slici 3.18 - dioda D2).

6.1. PRINCIP RADA PULSNOG PREDAJNIKA

Odašiljač, koji je dio pulsnog navigacijskog radara, dizajniran je za generiranje snažnih kratkotrajnih impulsa električnih oscilacija ultra-visoke frekvencije (UHF) sa strogo definiranom frekvencijom, postavljenom sinhronizacijskim krugom.

Radarski predajnik sadrži generator mikrovalne frekvencije (UHF), submodulator, modulator i izvor napajanja. Blok dijagram radarskog predajnika prikazan je na sl. 6.1.

Submodulator- generiše impulse određenog trajanja i amplitude.

modulator impulsa - dizajniran za kontrolu oscilacija mikrovalnog generatora. Modulator generiše visokonaponske video impulse koji se unose na ulaz magnetrona koji generiše mikrotalasne radio impulse određenog trajanja. Princip rada impulsnih modulatora zasniva se na sporom akumulaciji energije u posebnom uređaju za skladištenje energije u vremenskom intervalu između impulsa i brzom naknadnom prenosu energije na opterećenje modulatora, tj. magnetron generator, za vrijeme jednako trajanju impulsa.

Magnetroni i poluvodički mikrotalasni generatori (Gannove diode) se koriste kao SHHF.

Blok dijagram impulsnog modulatora prikazan je na sl. 6.2.

Kada je sklopni uređaj otvoren, uređaj za skladištenje se puni iz izvora konstantnog napona kroz limiter (otpornik) koji štiti izvor napajanja od preopterećenja. Kada je uređaj zatvoren, uređaj za skladištenje se isprazni do opterećenja (magnetrona) i na njegovim anodno-katodnim stezaljkama se stvara impuls napona date dužine i amplitude.

Kao pogon može se koristiti kapacitivnost u obliku kondenzatora ili otvorena na kraju dugačke (vještačke) linije. Preklopni uređaji - elektronska cijev (za ranije puštene radare), tiristor, nelinearna induktivnost.

Najjednostavniji je modulatorski krug sa kondenzatorom za pohranu. Krug takvog modulatora sadrži kao uređaj za pohranu energije: kondenzator za pohranu, kao sklopni uređaj: prekidačku (modulacijsku ili pražnjenu) lampu, kao i ograničavajući otpornik i magnetron generator. U početnom stanju, lampa za pražnjenje je blokirana negativnim naponom na kontrolnoj mreži (krug je prekinut), kondenzator za skladištenje je napunjen.



Prilikom primjene na kontrolnu mrežu lampe iz submodulatora pravokutnog naponskog impulsa pozitivnog polariteta s trajanjem t and lampa za pražnjenje je otključana (krug je zatvoren) i kondenzator za skladištenje se isprazni na magnetron. Na anodno-katodnim terminalima magnetrona stvara se modulirajući impuls napona, pod čijim utjecajem magnetron stvara mikrovalne oscilacijske impulse.

Napon na magnetronu će biti sve dok pozitivni napon djeluje na kontrolnu mrežu lampe za pražnjenje. Stoga, trajanje radio impulsa zavisi od trajanja kontrolnih impulsa.

Impulsni modulator sa kondenzatorom za skladištenje ima jedan značajan nedostatak. Kako se punjenje kondenzatora troši tokom generisanja radio impulsa, napon na njemu brzo opada, a sa njim i snaga visokofrekventnih oscilacija. Kao rezultat, generira se šiljasti radio puls sa blagim opadanjem. Mnogo je isplativije raditi s pravokutnim impulsima čija snaga ostaje približno konstantna tijekom njihovog trajanja. Opisani generator će generirati pravokutne impulse ako se kondenzator za skladištenje zamijeni umjetnom dugačkom linijom otvorenom na slobodnom kraju. Talasna impedansa linije mora biti jednaka otporu generatora RF oscilacija sa strane energetskih terminala, tj. odnos njegovog anodnog napona i anodne struje



6.2. LINEARNI I MAGNETNI MODULATORI

U praksi se koriste modulatori sa akumulacijom energije tzv linearni modulatori.Šema kola takvog modulatora (slika 6.3) uključuje: diodu za punjenje V1, induktor punjenja L1, skladišna linija LC, impulsni transformator T, tiristor V2, lanac za punjenje C1,R1.

Kada je tiristor zatvoren, vod se puni V1,L1 do napona E. Kondenzator se puni u isto vrijeme. C1 kroz otpornik R1.

Kada se impuls okidača primeni na tiristor ( ZI) pozitivnog polariteta, tiristor je otključan, struja pražnjenja koja teče kroz njega smanjuje otpor tiristora, a vod za skladištenje se isprazni do primarnog namotaja impulsnog transformatora. Modulirajući impuls napona uzet iz sekundarnog namotaja dovodi se do magnetrona. Trajanje generiranog impulsa ovisi o parametrima LC linije:

U praksi se koriste sklopni uređaji u obliku nelinearnih induktivnih zavojnica, koji se tzv magnetni impulsni modulatori. Nelinearni induktor ima jezgro od posebnog feromagnetnog materijala sa minimalnim gubicima. Poznato je da ako je takvo jezgro zasićeno, onda je njegova magnetska permeabilnost mala, a induktivni otpor takvog zavojnice minimalan. Naprotiv, u nezasićenom stanju, magnetska permeabilnost jezgre ima veliku vrijednost, induktivnost zavojnice se povećava, a induktivni otpor se povećava.

Pored elemenata koji se koriste u krugu linearnog modulatora, kolo magnetnog modulatora (slika 6.4) sadrži nelinearni induktor (prigušnicu) L1, kondenzator za pohranu C1, nelinearni transformator T1, kondenzator za pohranu C2 i impulsni transformator T2.

Kada je tiristor zatvoren, kondenzator se puni C1 iz izvora napona E i jezgro gasa L1 magnetiziran do zasićenja. Kada je tiristor otključan, kondenzator C1 ispražnjen na primarni namotaj transformatora T1. Napon indukovan u sekundarnom namotu puni kondenzator C2. Do kraja punjenja, jezgra T1 zasićeni i kondenzator C2 se ispušta na primarni namotaj impulsnog transformatora.

Trajanje modulirajućeg impulsa određeno je vremenom pražnjenja kondenzatora C2. U potrebnim slučajevima, s trajanjem impulsa većim od 0,1 μs, u praksi umjesto kondenzatora C2 uključuju liniju formiranja. Tada će trajanje modulirajućih impulsa biti određeno parametrima linije slično kao i kod linearnog modulatora.

6.3. SUBMODULATORNE KASKADE

Rad lampe za pražnjenje (moduliranje) u kolu sa kondenzatorom za skladištenje kontroliše se posebnim submodulatorskim krugom, koji uključuje pojačalo impulsa za okidanje; prvi oscilator za blokiranje u stanju pripravnosti koji radi u režimu podjele pulsne frekvencije; drugi blokirajući oscilator, koji generiše impulse upravljačkog napona fiksnog trajanja i amplitude, koji kontrolišu rad lampe za pražnjenje. Takva shema submodulatora osigurava rad predajnika s različitim brzinama ponavljanja i različitim trajanjem sondirajućih impulsa.

Radom linearnih i magnetnih modulatora, gdje se tiristori koriste kao upravljački element, upravlja glavni oscilator, koji obično uključuje pojačavač impulsa za okidanje, generator za blokiranje na čekanju, emiterski sljedbenik koji odgovara tiristorskom ulaznom kolu sa generatorom za blokiranje. izlaz.



Rice. 6.5. Shema submodulatora oceanskog radara

Na sl. 6.5 prikazuje shematski dijagram radarskog submodulatora Okean, koji, unatoč zastarjeloj bazi elemenata, još uvijek radi.

Ovo kolo ima četiri stupnja:

Pojačalo okidača (lijeva polovina lampe L1 tip 6N1P),

Generator za blokiranje u stanju pripravnosti (desna polovina lampe L1),

L2 tip TGI1-35/3,

Izlazni stepen na tiratronu L3 tip TGI1-35/3.

Ovisno o trajanju modulirajućih impulsa (0,1 ili 1 μs), tiratron radi L2 ili tiratron L3. U prvom slučaju, punjenje linije za skladištenje 1 nastaje kroz otpor punjenja R1. U drugom slučaju, linija za skladištenje 2 nabijen kroz otpor R2.

Izlazni stupnjevi su opterećeni otpornicima. R3 I R4 spojeni paralelno u katodnom kolu tiratrona L1 I L2. Kada su vodovi za skladištenje ispražnjeni, na ovim otpornicima se stvara impuls napona određenog trajanja sa amplitudom od 1250 V.

Blokirajući oscilator se koristi kao submodulatorski stupanj modulatora. Da bi se postigao nizak izlazni otpor, generator za blokiranje ima katodni sljedbenik na izlazu.

6.4. KARAKTERISTIKE MAGNETRON GENERATORA

Magnetron je dvoelektrodni elektrovakuum uređaj sa elektromagnetnom kontrolom. U centimetarskom opsegu talasa koriste se magnetroni sa više šupljina. Uređaj takvog magnetrona prikazan je na sl. 6.6.


11 10

Rice. 6.6. Magnetronski uređaj Sl. 6.7. Upakovani magnetron

Osnova dizajna magnetrona je anodni blok 1 u obliku masivnog bakrenog cilindra, u kojem je po obodu obrađen paran broj žljebova, koji su cilindrični rezonatori 2.

Cilindrična grijana oksidna katoda nalazi se u sredini bloka. 10 ima značajan prečnik da bi se dobila dovoljna emisiona struja. Rezonatori komuniciraju sa unutrašnjom šupljinom magnetrona, koja se naziva interakcijski prostor, koristeći pravougaone proreze. 9. Katoda je fiksirana unutar magnetrona pomoću držača 12 , koji istovremeno služe kao strujni izlazi 11. Držači prolaze kroz staklene spojeve u cilindričnim cijevima postavljenim na prirubnicu. Zadebljanja na prirubnici djeluju kao visokofrekventna prigušnica koja sprječava oslobađanje visokofrekventne energije kroz žice niti. Zaštitni diskovi se nalaze sa obe strane katode 4 , koji sprečavaju curenje elektrona iz prostora interakcije u krajnje regije magnetrona. Na krajnjoj strani anodnog bloka nalaze se snopovi-provodnici 3 spajanje segmenata anodnog bloka.

Za hlađenje magnetrona, njegova vanjska površina ima rebra koja se naduvavaju ventilatorom. Radi pogodnosti hlađenja, sigurnosti održavanja i lakšeg uklanjanja visokofrekventne energije, anodni blok je uzemljen, a na katodu se primjenjuju visokonaponski impulsi negativnog polariteta.

Magnetno polje u magnetronu stvaraju trajni magneti napravljeni od posebnih legura koji stvaraju jako magnetno polje.

Magnetron je povezan sa eksternim opterećenjem pomoću petlje od bakrene žice. 8 , koji je jednim krajem zalemljen na zid jednog od rezonatora, a drugim krajem pričvršćen za unutrašnju žicu 7 kratka koaksijalna linija koja prolazi kroz stakleni spoj 6 u talasovod 5 . Mikrovalne oscilacije u magnetronu su pobuđene protokom elektrona kojim upravljaju konstantna električna i magnetska polja koja su međusobno okomita jedno na drugo.

Radari magnetonskih generatora koriste trajne magnete napravljene od legura sa velikom koercitivnom silom. Postoje dva dizajna magnetnih sistema: eksterni magnetni sistemi i "paketni" magnetni sistemi. Spoljni magnetni sistem je stacionarna struktura sa magnetronom koji je instaliran između njegovih polova.

Upakovani magnetroni, u kojima je magnetni sistem sastavni deo dizajna samog magnetrona, postali su široko rasprostranjeni u brodskim navigacionim radarima. Za upakovane magnetrone, polovi ulaze sa krajeva u magnetron (slika 6.7). Time se smanjuje zračni jaz između polova, a time i otpor magnetskog kruga, što omogućava smanjenje veličine i težine magnetskog kruga. Dijagrami magnetronskih generatora prikazani su na sl. 6.8, a; 6.8b.

Struktura kola magnetronskog generatora uključuje: magnetron, transformator sa žarnom niti i sistem za hlađenje anodnog bloka magnetrona. Magnetronski generatorski krug sadrži tri kruga: mikrovalna, anodna i filamentna. Mikrovalne struje kruže u rezonantnom sistemu magnetrona iu vanjskom opterećenju povezanom s njim. Impulsna anodna struja teče od pozitivnog terminala modulatora preko anode-katode magnetrona do negativnog terminala. Definisano je izrazom

A)

Rice. 6.8. Šeme magnetronskih generatora

Gdje ja A- prosječna vrijednost anodne struje, A;

F i - frekvencija ponavljanje pulsa, imp/s;

τ i - trajanje pulsa, s;

α – faktor oblika impulsa (za pravougaone impulsa je jednaka jedan).

Kolo sa žarnom niti sastoji se od sekundarnog namota transformatora sa žarnom niti Tr i filamente katodnog grijanja. Tipično, napon magnetronske niti je 6,3 V, ali budući da katoda radi u načinu poboljšanog bombardiranja elektronima, puni napon napajanja grijaće niti je potreban samo za zagrijavanje katode prije primjene visokog napona na magnetronsku anodu. Kada se uključi visoki anodni napon, napon filamenta se obično automatski smanjuje na 4 V pomoću otpornika. R, uključen u primarni namotaj transformatora sa žarnom niti. U krugu (slika 6.8, a) modulirajući impuls napona negativnog polariteta dovodi se sa izlaza modulatora na katodu magnetrona.

Sekundarni namotaj filamentnog transformatora u odnosu na kućište generatora je pod visokim naponom. Slično, u krugu (slika 6.8, b), jedan kraj sekundarnog namota impulsnog transformatora ITr spojen na tijelo, a drugi kraj - na terminal sekundarnog namota transformatora sa žarnom niti. Zbog toga izolacija između sekundarnog namota transformatora sa žarnom niti i kućišta, kao i između namotaja, mora biti projektovana za puni anodni napon magnetrona. Kako ne bi došlo do primjetne distorzije u obliku modulirajućih impulsa, kapacitet sekundarnog namota transformatora s filamentom trebao bi biti što manji (ne više od nekoliko desetina pikofarada).

6.5. PREDAJNI UREĐAJ RLS "NAYADA-5"

Odašiljački uređaj radara Naiad-5 dio je uređaja P-3 (primopredajnik) i namijenjen je:

formiranje i generiranje sondirajućih mikrovalnih impulsa;

obezbeđivanje sinhronog i infaznog rada u vremenu svih blokova i čvorova indikatora, primopredajnika, antenskog uređaja.

Na sl. 6.9 prikazuje blok dijagram predajnika radarskog primopredajnika Naiad-5.

Struktura predajnog uređaja uključuje: blok ultra visoke frekvencije; modulator predajnika; modulator filter; generator takta; ispravljački uređaji koji napajaju blokove i krugove uređaja P - 3.


Blok dijagram radarskog primopredajnika Naiad-5 uključuje:

Put generisanja stabilizacijskog signala, namenjen za formiranje sekundarnih sinhronizacionih impulsa i ulazak u indikator, kao i za pokretanje kroz automatsku stabilizacijsku kontrolnu jedinicu modulatora predajnika. Uz pomoć ovih sinhronizacionih impulsa, sondirajući impulsi se sinhronizuju sa početkom pomeranja na CRT indikatoru.

Sondiranje putanje generiranja impulsa, dizajniran za generiranje mikrovalnih impulsa i njihov prijenos kroz valovod do antenskog uređaja. To se događa nakon formiranja impulsne modulacije mikrovalnog generatora od strane modulatora napona, kao i kontrolnih i sinhronizacijskih impulsa blokova i čvorova koji se spajaju.

Putanja za generiranje video signala, dizajniran za pretvaranje reflektiranih mikrovalnih impulsa u impulse srednje frekvencije pomoću lokalnog oscilatora i miksera, formira i pojačava video signal, koji zatim ulazi u indikator. Uobičajeni talasovod se koristi za prenos sondirajućih impulsa do antenskog uređaja i reflektovanih impulsa do putanje generisanja video signala.

Putanja postavki kontrole i napajanja, dizajniran za generiranje napona napajanja za sve blokove i kola uređaja, kao i za praćenje rada izvora napajanja, funkcionalnih blokova i jedinica stanice, magnetrona, lokalnog oscilatora, odvodnika itd.

6.6. KARAKTERISTIKE DIZAJNA PREDAJNIKA

Strukturno, radarski odašiljači zajedno sa prijemnikom mogu se nalaziti i u zasebnom izolovanom uređaju, koji se naziva primopredajnik, dakle u antenskoj jedinici.

Na sl. 6.10 prikazan je izgled primopredajnika moderne jednokanalne i dvokanalne automatizovane radarske stanice "Row" (3,2 i 10 cm opsega talasnih dužina), koja se nalazi u posebnom uređaju. Glavne tehničke karakteristike prikazane su u tabeli 6.1.

Primopredajnici opsega 3 cm (P3220 R) s impulsnom snagom od 20 kW ili više izgrađeni su na bazi magnetrona sa katodom bez filamentnog polja. Ovi magnetroni imaju više od 10.000 sati neprekidnog rada, pružaju trenutnu dostupnost i uvelike pojednostavljuju predajnik.

Rice. 6.10. Primopredajnici automatizovanog radara "Ryad"

Široko uvođenje mikroelektronike u moderne brodske navigacijske radare, prvenstveno mikrovalne poluprovodničke uređaje, mikroprocesore, omogućilo je u kombinaciji sa savremenim metodama obrade signala da se dobiju kompaktni, pouzdani, ekonomični i laki za korištenje primopredajnici. Da bi se eliminisala upotreba glomaznih talasovodnih uređaja i eliminisali gubici snage tokom prenosa i prijema reflektovanih signala u talasovodima, predajnik i prijemnik su strukturno smešteni u antenskoj jedinici u obliku zasebnog modula, koji se ponekad naziva skener(vidi sl.7.23). Time se osigurava brzo odvajanje modula primopredajnika, kao i izvođenje popravaka metodom zamjene agregata. Uključivanje i isključivanje napajanja za ove vrste primopredajnika je omogućeno daljinski.

Na sl. 6.11 prikazuje antensko-predajno-prijemni uređaj obalnog radara (BRLS) "Baltika-B", izrađen u obliku monobloka. Radar "Baltika-B" se koristi kao obalni radar u sistemima upravljanja saobraćajem plovila (VTS), kao iu lučkim vodama, prilaznim kanalima i plovnim putevima.

Antena i primopredajnik radar "Baltika"

hot standby

Više detalja o modernim radarima dato je u 11. poglavlju tutorijala.

Moderno ratovanje je brzo i prolazno. Često je u borbenom okršaju pobjednik onaj koji prvi može otkriti potencijalnu prijetnju i na nju adekvatno odgovoriti. Više od sedamdeset godina za traženje neprijatelja na kopnu, moru i u zraku koristi se radarska metoda, zasnovana na emisiji radio valova i registraciji njihovih refleksija od različitih objekata. Uređaji koji šalju i primaju takve signale nazivaju se radarske stanice ili radari.

Termin "radar" je engleska skraćenica (radio detection and rangeing), koja je puštena u promet 1941. godine, ali je odavno postala samostalna riječ i ušla u većinu svjetskih jezika.

Izum radara je, naravno, značajan događaj. Savremeni svijet je teško zamisliti bez radarskih stanica. Koriste se u avijaciji, u pomorskom saobraćaju, uz pomoć radara se predviđa vremenske prilike, identifikuju prekršioci saobraćajnih pravila, skenira se zemljina površina. Radarski sistemi (RLK) našli su svoju primenu u svemirskoj industriji iu navigacionim sistemima.

Međutim, radari se najčešće koriste u vojnim poslovima. Treba reći da je ova tehnologija prvobitno kreirana za vojne potrebe i da je dospela u fazu praktične implementacije neposredno pred početak Drugog svetskog rata. Sve glavne zemlje koje su učestvovale u ovom sukobu su aktivno (i ne bez rezultata) koristile radarske stanice za izviđanje i otkrivanje neprijateljskih brodova i aviona. Može se pouzdano tvrditi da je upotreba radara odlučila o ishodu nekoliko značajnih bitaka kako u Evropi tako i na pacifičkom teatru operacija.

Danas se radari koriste za rješavanje izuzetno širokog spektra vojnih zadataka, od praćenja lansiranja interkontinentalnih balističkih projektila do artiljerijskog izviđanja. Svaki avion, helikopter, ratni brod ima svoj radarski sistem. Radari su okosnica sistema protivvazdušne odbrane. Najnoviji radarski sistem sa faznom antenskom rešetkom biće ugrađen na perspektivni ruski tenk "Armata". Općenito, raznolikost modernih radara je nevjerovatna. To su potpuno različiti uređaji koji se razlikuju po veličini, karakteristikama i namjeni.

Sa sigurnošću se može reći da je Rusija danas jedan od priznatih svjetskih lidera u razvoju i proizvodnji radara. Međutim, prije nego što govorimo o trendovima u razvoju radarskih sistema, treba reći nekoliko riječi o principima rada radara, kao i o istoriji radarskih sistema.

Kako radar radi

Lokacija je metoda (ili proces) određivanja lokacije nečega. U skladu s tim, radar je metoda detekcije objekta ili objekta u svemiru pomoću radio valova koje emituje i prima uređaj koji se naziva radar ili radar.

Fizički princip rada primarnog ili pasivnog radara je prilično jednostavan: on prenosi radio valove u svemir, koji se odbijaju od okolnih objekata i vraćaju mu se u obliku reflektiranih signala. Analizirajući ih, radar je u stanju da detektuje objekat u određenoj tački u prostoru, kao i da pokaže njegove glavne karakteristike: brzinu, visinu, veličinu. Svaki radar je složen radiotehnički uređaj koji se sastoji od mnogih komponenti.

Struktura svakog radara uključuje tri glavna elementa: odašiljač signala, antenu i prijemnik. Sve radarske stanice mogu se podijeliti u dvije velike grupe:

  • impuls;
  • kontinuirano djelovanje.

Impulsni radarski odašiljač emituje elektromagnetne valove u kratkom vremenskom periodu (djelići sekunde), sljedeći signal se šalje tek nakon što se prvi impuls vrati i pogodi prijemnik. Frekvencija ponavljanja impulsa jedna je od najvažnijih karakteristika radara. Radari niske frekvencije šalju nekoliko stotina impulsa u minuti.

Impulsna radarska antena radi i za prijem i za prijenos. Nakon što se signal emituje, predajnik se gasi na neko vrijeme, a prijemnik se uključuje. Nakon prijema, dolazi do obrnutog procesa.

Impulsni radari imaju i nedostatke i prednosti. Mogu odrediti domet nekoliko ciljeva odjednom, takav radar može lako proći s jednom antenom, pokazatelji takvih uređaja su jednostavni. Međutim, u ovom slučaju signal koji emitira takav radar trebao bi imati prilično veliku snagu. Također se može dodati da su svi moderni radari za praćenje napravljeni prema pulsnoj shemi.

Pulsne radarske stanice obično koriste magnetrone, ili putujuće valovite cijevi, kao izvor signala.

Radarska antena fokusira elektromagnetski signal i usmjerava ga, hvata reflektirani impuls i prenosi ga na prijemnik. Postoje radari u kojima se prijem i prijenos signala obavljaju različitim antenama, a mogu se nalaziti na znatnoj udaljenosti jedna od druge. Radarska antena je sposobna da emituje elektromagnetne talase u krugu ili radi u određenom sektoru. Radarski snop može biti usmjeren spiralno ili u obliku konusa. Ako je potrebno, radar može pratiti pokretni cilj stalnim usmjeravanjem antene prema njemu uz pomoć posebnih sistema.

Funkcije prijemnika uključuju obradu primljenih informacija i njihovo prenošenje na ekran sa kojeg ih operater čita.

Pored pulsnih radara, postoje i radari kontinuiranog talasa koji konstantno emituju elektromagnetne talase. Takve radarske stanice u svom radu koriste Doplerov efekat. Leži u činjenici da će frekvencija elektromagnetnog vala reflektiranog od objekta koji se približava izvoru signala biti veća nego od objekta koji se udaljava. Frekvencija emitovanog impulsa ostaje nepromenjena. Radari ovog tipa ne fiksiraju stacionarne objekte, njihov prijemnik prima samo talase frekvencije iznad ili ispod emitovane.

Tipičan Dopler radar je radar koji saobraćajna policija koristi za određivanje brzine vozila.

Glavni problem kontinuiranih radara je nemogućnost njihove upotrebe za određivanje udaljenosti do objekta, ali tokom njihovog rada nema smetnji od stacionarnih objekata između radara i cilja ili iza njega. Osim toga, Dopler radari su prilično jednostavni uređaji koji zahtijevaju signale male snage za rad. Također treba napomenuti da moderne radarske stanice s kontinuiranim zračenjem imaju mogućnost određivanja udaljenosti do objekta. Da biste to učinili, koristite promjenu frekvencije radara tijekom rada.

Jedan od glavnih problema u radu pulsnih radara su smetnje koje dolaze od stacionarnih objekata - u pravilu je to površina zemlje, planine, brda. Tokom rada letjelica pulsirajućih radara aviona, svi objekti koji se nalaze ispod su „zamračeni“ signalom koji se reflektuje sa površine zemlje. Ako govorimo o zemaljskim ili brodskim radarskim sistemima, onda se za njih ovaj problem očituje u otkrivanju ciljeva koji lete na malim visinama. Da bi se eliminisale takve smetnje, koristi se isti Doplerov efekat.

Pored primarnih radara, postoje i takozvani sekundarni radari koji se koriste u avijaciji za identifikaciju aviona. Sastav ovakvih radarskih sistema, pored predajnika, antene i prijemnika, uključuje i transponder aviona. Kada je ozračen elektromagnetnim signalom, transponder daje dodatne informacije o visini, ruti, broju aviona i njegovoj nacionalnosti.

Također, radarske stanice se mogu podijeliti po dužini i frekvenciji talasa na kojem rade. Na primjer, za proučavanje površine Zemlje, kao i za rad na značajnim udaljenostima, koriste se valovi od 0,9-6 m (frekvencija 50-330 MHz) i 0,3-1 m (frekvencija 300-1000 MHz). Za kontrolu vazdušnog saobraćaja koristi se radar talasne dužine 7,5-15 cm, a nadhorizontski radari stanica za detekciju lansiranja raketa rade na talasima talasne dužine od 10 do 100 metara.

Istorija radara

Ideja o radaru nastala je skoro odmah nakon otkrića radio talasa. Godine 1905. Christian Hülsmeyer, zaposlenik njemačke kompanije Siemens, stvorio je uređaj koji je mogao detektirati velike metalne predmete pomoću radio valova. Izumitelj je predložio ugradnju na brodove kako bi izbjegli sudare u uvjetima loše vidljivosti. Međutim, brodske kompanije nisu bile zainteresirane za novi uređaj.

Eksperimenti sa radarom vršeni su i u Rusiji. Još krajem 19. veka ruski naučnik Popov je otkrio da metalni predmeti sprečavaju širenje radio talasa.

Početkom 1920-ih, američki inženjeri Albert Taylor i Leo Young uspjeli su otkriti brod u prolazu pomoću radio valova. Međutim, stanje u radiotehničkoj industriji tog vremena bilo je takvo da je bilo teško stvoriti industrijske modele radarskih stanica.

Prve radarske stanice koje su se mogle koristiti za rješavanje praktičnih problema pojavile su se u Engleskoj sredinom 1930-ih. Ovi uređaji su bili vrlo veliki i mogli su se instalirati samo na kopnu ili na palubi velikih brodova. Tek 1937. godine stvoren je minijaturni prototip radara koji se mogao ugraditi u avion. Do početka Drugog svjetskog rata, Britanci su imali raspoređeni lanac radarskih stanica pod nazivom Chain Home.

Angažovan u novom obećavajućem pravcu u Nemačkoj. I, moram reći, ne bez uspjeha. Već 1935. godine, glavnokomandujućem njemačke mornarice, Rederu, prikazan je radni radar s prikazom katodnog snopa. Kasnije su na njegovoj osnovi stvoreni proizvodni modeli radara: Seetakt za pomorske snage i Freya za protuzračnu odbranu. Godine 1940. Würzburg radarski sistem za upravljanje vatrom počeo je da ulazi u njemačku vojsku.

Međutim, uprkos očiglednim dostignućima njemačkih naučnika i inženjera na polju radara, njemačka vojska je počela koristiti radar kasnije od Britanaca. Hitler i vrh Rajha smatrali su radare isključivo odbrambenim oružjem, koje pobjedničkoj njemačkoj vojsci zapravo nije bilo potrebno. Iz tog razloga su Nijemci do početka bitke za Britaniju rasporedili samo osam radarskih stanica Freya, iako su po svojim karakteristikama bile barem jednako dobre kao i njihovi britanski kolege. Općenito, može se reći da je uspješna upotreba radara u velikoj mjeri odredila ishod bitke za Britaniju i kasniju konfrontaciju između Luftwaffea i savezničkog ratnog zrakoplovstva na nebu Europe.

Kasnije su Nemci, na osnovu Würzburškog sistema, stvorili liniju protivvazdušne odbrane, koja je nazvana Kammhuberova linija. Koristeći jedinice specijalnih snaga, saveznici su uspjeli otkriti tajne njemačkog radara, što je omogućilo njihovo efikasno ometanje.

Unatoč tome što su Britanci u "radarsku" trku ušli kasnije od Amerikanaca i Nijemaca, na cilju su ih uspjeli prestići i približiti početku Drugog svjetskog rata sa najnaprednijim sistemom radarske detekcije za avione.

Već u septembru 1935. Britanci su počeli graditi mrežu radarskih stanica, koja je već prije rata uključivala dvadeset radarskih stanica. Potpuno je blokirao prilaz britanskim ostrvima sa evropske obale. U ljeto 1940. britanski inženjeri stvorili su rezonantni magnetron, koji je kasnije postao osnova radarskih stanica u zraku instaliranih na američkim i britanskim zrakoplovima.

Radovi na polju vojnog radara također su obavljeni u Sovjetskom Savezu. Prvi uspješni eksperimenti otkrivanja aviona pomoću radarskih stanica u SSSR-u izvedeni su već sredinom 1930-ih. Godine 1939. Crvena armija je usvojila prvi radar RUS-1, a 1940. godine - RUS-2. Obje ove stanice su puštene u masovnu proizvodnju.

Drugi svjetski rat je jasno pokazao visoku efikasnost upotrebe radarskih stanica. Stoga je, nakon njegovog završetka, razvoj novih radara postao jedno od prioritetnih područja razvoja vojne opreme. Vremenom su zračne radare primili svi vojni zrakoplovi i brodovi bez izuzetka, radari su postali osnova za sisteme protuzračne odbrane.

Tokom Hladnog rata, SAD i SSSR su nabavili novo razorno oružje - interkontinentalne balističke rakete. Otkrivanje lansiranja ovih projektila postalo je pitanje života i smrti. Sovjetski naučnik Nikolaj Kabanov predložio je ideju upotrebe kratkih radio talasa za otkrivanje neprijateljskih aviona na velikim udaljenostima (do 3.000 km). Bilo je sasvim jednostavno: Kabanov je otkrio da se radio talasi dužine 10-100 metara mogu reflektovati od jonosfere i ozračiti ciljeve na površini zemlje, vraćajući se istim putem do radara.

Kasnije su, na osnovu ove ideje, razvijeni radari za otkrivanje preko horizonta lansiranja balističkih projektila. Primjer takvih radara je Daryal, radarska stanica koja je nekoliko decenija bila osnova sovjetskog sistema upozorenja na lansiranje raketa.

Trenutno, jedno od najperspektivnijih područja za razvoj radarske tehnologije je izrada radara sa faznom antenskom nizom (PAR). Takvi radari imaju ne jedan, već stotine emitera radio valova, kojima upravlja moćan kompjuter. Radio talasi koje emituju različiti izvori u faznom nizu mogu se međusobno pojačati ako su u fazi, ili, obrnuto, oslabiti.

Radarskom signalu fazne rešetke može se dati bilo koji željeni oblik, može se pomicati u prostoru bez promjene položaja same antene i raditi sa različitim frekvencijama zračenja. Radar s faznom rešetkom je mnogo pouzdaniji i osjetljiviji od konvencionalnog antenskog radara. Međutim, takvi radari imaju i nedostatke: hlađenje radara sa faznom rešetkom je veliki problem, osim toga, teški su za proizvodnju i skupi.

Ugrađuju se novi radari s faznom rešetkom na lovcima pete generacije. Ova tehnologija se koristi u američkom sistemu ranog upozoravanja na raketni napad. Radarski kompleks sa PAR biće postavljen na najnoviji ruski tenk "Armata". Treba napomenuti da je Rusija jedan od svjetskih lidera u razvoju PAR radara.

Ako imate bilo kakvih pitanja - ostavite ih u komentarima ispod članka. Mi ili naši posjetioci rado ćemo im odgovoriti.

Radar je skup naučnih metoda i tehničkih sredstava koji se koriste za određivanje koordinata i karakteristika objekta pomoću radio talasa. Objekt koji se istražuje često se naziva radarski cilj (ili jednostavno meta).

Radio oprema i alati dizajnirani za obavljanje radarskih zadataka nazivaju se radarski sistemi ili uređaji (radar ili radar). Osnove radara zasnivaju se na sljedećim fizičkim pojavama i svojstvima:

  • U mediju za širenje, radio talasi, koji se susreću sa objektima različitih električnih svojstava, raspršuju se po njima. Talas koji se reflektuje od cilja (ili njegovog sopstvenog zračenja) omogućava radarskim sistemima da otkriju i identifikuju cilj.
  • Na velikim udaljenostima, pretpostavlja se da je širenje radio talasa pravolinijsko, sa konstantnom brzinom u poznatom mediju. Ova pretpostavka omogućava da se dođe do cilja i njegovih ugaonih koordinata (sa određenom greškom).
  • Na osnovu Doplerovog efekta, frekvencija primljenog reflektovanog signala izračunava radijalnu brzinu tačke zračenja u odnosu na radar.

Istorijska referenca

Na sposobnost reflektovanja radio talasa ukazivali su još krajem 19. veka veliki fizičar G. Herc i ruski elektroinženjer. veka. Prema patentu iz 1904. godine, prvi radar napravio je njemački inženjer K. Hulmeier. Uređaj, koji je nazvao telemobiloskop, koristio se na brodovima koji su orali Rajnom. U vezi sa razvojem, upotreba radara je izgledala vrlo obećavajuće kao element, a istraživanja u ovoj oblasti vršili su vodeći stručnjaci iz mnogih zemalja svijeta.

Godine 1932. Pavel Kondratievich Oshchepkov, istraživač na LEFI (Lenjingradski elektrofizički institut), opisao je osnovni princip radara u svojim radovima. On, u saradnji sa kolegama B.K. Šembel i V.V. Tsimbalin je u ljeto 1934. demonstrirao prototip radarske instalacije koja je detektirala metu na visini od 150 m na udaljenosti od 600 m. Daljnji rad na poboljšanju radarske opreme bio je povećanje njihovog dometa i povećanje tačnosti određivanja lokacije cilja. .

Priroda elektromagnetnog zračenja cilja omogućava nam da govorimo o nekoliko vrsta radara:

  • pasivni radar istražuje vlastito zračenje (toplinsko, elektromagnetno, itd.), koje stvara mete (rakete, avioni, svemirski objekti).
  • Aktivan sa aktivnim odgovorom se izvodi ako je objekt opremljen vlastitim odašiljačem i interakcija s njim se odvija prema algoritmu "zahtjev-odgovor".
  • Aktivan sa pasivnim odgovorom uključuje proučavanje sekundarnog (reflektovanog) radio signala. u ovom slučaju se sastoji od predajnika i prijemnika.
  • poluaktivni radar- ovo je poseban slučaj aktivnog, u slučaju kada se prijemnik reflektovanog zračenja nalazi izvan radara (na primjer, to je strukturni element rakete za navođenje).

Svaka vrsta ima svoje prednosti i nedostatke.

Metode i oprema

Sva radarska sredstva prema korištenoj metodi dijele se na radare kontinuiranog i impulsnog zračenja.

Prvi sadrže u svom sastavu predajnik i prijemnik zračenja, koji djeluju istovremeno i kontinuirano. Po ovom principu stvoreni su prvi radarski uređaji. Primjer takvog sistema je radio visinomjer (avionski uređaj koji određuje udaljenost aviona od zemljine površine) ili radar poznat svim vozačima za određivanje brzine vozila.

U pulsnoj metodi, elektromagnetna energija se emituje u kratkim impulsima od nekoliko mikrosekundi. Nakon toga, stanica radi samo za prijem. Nakon što uhvati i registruje reflektovane radio talase, radar odašilje novi impuls i ciklusi se ponavljaju.

Načini rada radara

Postoje dva glavna načina rada radarskih stanica i uređaja. Prvi je skeniranje prostora. Izvodi se po strogo definisanom sistemu. Uz sekvencijalni pregled, kretanje radarskog snopa može biti kružno, spiralno, konično, sektorsko. Na primjer, antenski niz može se polako rotirati u krug (po azimutu) dok istovremeno skenira u elevaciji (naginjući gore i dolje). Uz paralelno skeniranje, pregled se vrši pomoću snopa radarskih zraka. Svaki ima svoj prijemnik, nekoliko tokova informacija se obrađuje odjednom.

Režim praćenja znači da je antena stalno usmjerena prema odabranom objektu. Za okretanje, prema putanji pokretne mete, koriste se posebni automatizirani sustavi za praćenje.

Algoritam za određivanje dometa i smjera

Brzina širenja elektromagnetnih talasa u atmosferi je 300 hiljada km/s. Stoga je, znajući vrijeme koje je emitovani signal potrošio za savladavanje udaljenosti od stanice do cilja i nazad, lako izračunati udaljenost objekta. Da biste to učinili, potrebno je precizno zabilježiti vrijeme slanja impulsa i trenutak prijema reflektiranog signala.

Za dobivanje informacija o lokaciji cilja koristi se visoko usmjeren radar. Određivanje azimuta i elevacije (elevacije ili elevacije) objekta vrši se antenom uskog snopa. Moderni radari za to koriste fazne antenske nizove (PAR), sposobne za postavljanje užeg snopa i koje karakterizira velika brzina rotacije. U pravilu, proces skeniranja prostora obavljaju najmanje dva snopa.

Glavni parametri sistema

Efikasnost i kvalitet zadataka koji se rješavaju u velikoj mjeri zavise od taktičko-tehničkih karakteristika opreme.

Taktički indikatori radara uključuju:

  • Vidno polje ograničeno minimalnim i maksimalnim dometom detekcije cilja, dozvoljenim azimutom i uglovima elevacije.
  • Rezolucija u dometu, azimutu, elevaciji i brzini (mogućnost određivanja parametara obližnjih ciljeva).
  • Tačnost mjerenja, koja se mjeri prisustvom grubih, sistematskih ili slučajnih grešaka.
  • Otpornost na buku i pouzdanost.
  • Stepen automatizacije ekstrakcije i obrade dolaznog toka informacija.

Zadate taktičke karakteristike utvrđuju se prilikom projektovanja uređaja pomoću određenih tehničkih parametara, uključujući:

Na bojnom mjestu

Radar je univerzalno sredstvo koje je postalo široko rasprostranjeno u vojsci, nauci i nacionalnoj ekonomiji. Područja upotrebe se stalno šire zbog razvoja i unapređenja tehničkih sredstava i mjernih tehnologija.

Upotreba radara u vojnoj industriji omogućava rješavanje važnih zadataka snimanja i kontrole prostora, otkrivanja zračnih, kopnenih i vodenih mobilnih ciljeva. Bez radara je nemoguće zamisliti opremu koja služi za pružanje informacione podrške navigacionim sistemima i sistemima za upravljanje paljbom.

Vojni radar je osnovna komponenta sistema upozorenja o strateškom raketnom napadu i integrisane protivraketne odbrane.

radio astronomija

Radio talasi koji se šalju sa površine zemlje reflektuju se i od objekata u bliskom i daljem svemiru, kao i od ciljeva blizu Zemlje. Mnogi svemirski objekti nisu mogli biti u potpunosti istraženi samo uz korištenje optičkih instrumenata, a samo korištenje radarskih metoda u astronomiji omogućilo je dobivanje bogatih informacija o njihovoj prirodi i strukturi. Pasivni radar za istraživanje Mjeseca prvi su upotrijebili američki i mađarski astronomi 1946. godine. Otprilike u isto vrijeme, slučajno su primljeni i radio signali iz svemira.

U modernim radio teleskopima prijemna antena ima oblik velike konkavne sferne posude (poput ogledala optičkog reflektora). Što je veći njen prečnik, to će antena moći da primi slabiji signal. Radio teleskopi često rade na složen način, kombinujući ne samo uređaje koji se nalaze blizu jedan drugom, već i na različitim kontinentima. Među najvažnijim zadacima moderne radioastronomije je proučavanje pulsara i galaksija sa aktivnim jezgrima, proučavanje međuzvjezdanog medija.

Civilna aplikacija

U poljoprivredi i šumarstvu radarski uređaji su nezamjenjivi za dobivanje informacija o rasprostranjenosti i gustoći biljnih masa, proučavanje strukture, parametara i tipova tla, te pravovremeno otkrivanje požara. U geografiji i geologiji radar se koristi za izvođenje topografskih i geomorfoloških radova, utvrđivanje strukture i sastava stijena i traženje mineralnih naslaga. U hidrologiji i oceanografiji, radarske metode se koriste za praćenje stanja glavnih plovnih puteva zemlje, snježnog i ledenog pokrivača i mapiranje obale.

Radar je nezamjenjiv pomoćnik meteorolozima. Radar lako može saznati stanje atmosfere na udaljenosti od desetine kilometara, a analizom dobijenih podataka izrađuje se prognoza promjena vremenskih prilika na određenom području.

Perspektive razvoja

Za modernu radarsku stanicu, glavni kriterij procjene je omjer efikasnosti i kvaliteta. Efikasnost se odnosi na generalizovane karakteristike performansi opreme. Stvaranje savršenog radara složen je inženjerski i naučno-tehnički zadatak, čija je realizacija moguća samo uz korištenje najnovijih dostignuća u elektromehanici i elektronici, informatici i računarskoj tehnici, energetici.

Prema riječima stručnjaka, u bliskoj budućnosti glavne funkcionalne jedinice stanica različitog nivoa složenosti i namjene bit će poluprovodničke aktivne fazne nizove (fazni antenski nizovi), koji pretvaraju analogne signale u digitalne. Razvoj kompjuterskog kompleksa omogućit će potpunu automatizaciju upravljanja i osnovnih funkcija radara, pružajući krajnjem korisniku sveobuhvatnu analizu primljenih informacija.

Radar emituje elektromagnetnu energiju i detektuje eho koji dolazi od reflektovanih objekata i takođe određuje njihove karakteristike. Svrha kursnog projekta je razmatranje svestranog radara i izračunavanje taktičkih pokazatelja ovog radara: maksimalni domet, uzimajući u obzir apsorpciju; realna rezolucija u dometu i azimutu; stvarna tačnost mjerenja dometa i azimuta. U teorijskom dijelu prikazan je funkcionalni dijagram impulsnog aktivnog vazdušnog radara za kontrolu zračnog prometa.


Podijelite rad na društvenim mrežama

Ako vam ovaj rad ne odgovara, na dnu stranice nalazi se lista sličnih radova. Možete koristiti i dugme za pretragu


Radarski sistemi (RLS) su dizajnirani da detektuju i odrede trenutne koordinate (domet, brzina, elevacija i azimut) reflektovanih objekata.

Radar emituje elektromagnetnu energiju i detektuje eho koji dolazi od reflektovanih objekata, a takođe određuje njihove karakteristike.

Svrha kursnog projekta je razmatranje svestranog radara i izračunavanje taktičkih pokazatelja ovog radara: maksimalni domet, uzimajući u obzir apsorpciju; realna rezolucija u dometu i azimutu; stvarna tačnost mjerenja dometa i azimuta.

U teorijskom dijelu prikazan je funkcionalni dijagram impulsnog aktivnog vazdušnog radara za kontrolu zračnog prometa. Dati su i parametri sistema i formule za njegov proračun.

U proračunskom dijelu određeni su sljedeći parametri: maksimalni domet uzimajući u obzir apsorpciju, stvarna rezolucija u rasponu i azimutu, tačnost mjernog raspona i azimuta.


1. Teorijski dio

1.1 Funkcionalni dijagram radarapogled sa svih strana

Radar oblast radiotehnike koja omogućava radarsko posmatranje različitih objekata, odnosno njihovo otkrivanje, merenje koordinata i parametara kretanja, kao i identifikaciju nekih strukturnih ili fizičkih svojstava korišćenjem radio talasa koje reflektuju ili ponovo zrače objekti ili njihovi sopstvene radio emisije. Informacije dobijene u procesu radarskog nadzora nazivaju se radarom. Radiotehnički uređaji za radarski nadzor nazivaju se radarske stanice (RLS) ili radari. Sami objekti radarskog posmatranja nazivaju se radarski ciljevi ili jednostavno ciljevi. Kada se koriste reflektovani radio talasi, radarski ciljevi su bilo koje nehomogenosti u električnim parametrima sredine (dielektrična i magnetska permeabilnost, provodljivost) u kojoj se prostire primarni talas. To uključuje avione (avione, helikoptere, meteorološke sonde, itd.), hidrometeore (kiša, snijeg, grad, oblaci itd.), riječne i morske brodove, kopnene objekte (zgrade, automobili, avioni na aerodromima, itd.), sve vrste vojnih objekata itd. Posebna vrsta radarskih ciljeva su astronomski objekti.

Izvor radarskih informacija je radarski signal. Ovisno o metodama dobivanja, razlikuju se sljedeće vrste radarskog nadzora.

  1. Radar sa pasivnim odzivom,na osnovu činjenice da se oscilacije koje emituje signal radarskog sondiranja reflektuju od cilja i ulaze u radarski prijemnik u obliku reflektovanog signala. Ovaj tip nadzora se ponekad naziva i aktivni radar pasivnog odgovora.

Radar sa aktivnim odgovorom,koji se naziva aktivni radar sa aktivnim odzivom, karakteriše ga činjenica da se signal odgovora ne reflektuje, već ponovo zrači pomoću posebnog transponderskog repetitora. Ovo značajno povećava domet i kontrast radarskog posmatranja.

Pasivni radar je baziran na prijemu vlastite radio emisije ciljeva, uglavnom u milimetarskom i centimetarskom opsegu. Ako se kao referenca može koristiti sondažni signal u prethodna dva slučaja, koji pruža temeljnu mogućnost mjerenja dometa i brzine, onda u ovom slučaju takva mogućnost ne postoji.

Radarski sistem se može smatrati radarskim kanalom poput radio komunikacijskih kanala ili telemetrije. Glavne komponente radara su predajnik, prijemnik, antenski uređaj, terminalni uređaj.

Glavne faze radarskog nadzora suotkrivanje, mjerenje, rezolucija i prepoznavanje.

Discovery Proces donošenja odluke o postojanju ciljeva sa prihvatljivom vjerovatnoćom pogrešne odluke naziva se.

Measurement omogućava procjenu koordinata ciljeva i parametara njihovog kretanja s prihvatljivim greškama.

Dozvola sastoji se u obavljanju zadataka otkrivanja i mjerenja koordinata jednog cilja u prisustvu drugih koji su blisko raspoređeni po dometu, brzini itd.

Priznanje omogućava utvrđivanje nekih karakterističnih karakteristika mete: da li je tačka ili grupa, pokretna ili grupna itd.

Radarske informacije koje dolaze sa radara emituju se preko radio kanala ili kablom do kontrolne tačke. Proces praćenja radara za pojedinačne ciljeve automatiziran je i provodi se uz pomoć kompjutera.

Navigaciju aviona duž rute obezbjeđuju isti radari koji se koriste u ATC-u. Koriste se kako za kontrolu održavanja date rute, tako i za određivanje lokacije tokom leta.

Za obavljanje sletanja i njegovu automatizaciju, uz sisteme radio farova, široko se koriste radari za sletanje koji omogućavaju praćenje odstupanja aviona od kursa i planiranje klizišta.

U civilnom vazduhoplovstvu se takođe koristi niz radarskih uređaja u vazduhu. Prije svega, to uključuje zračni radar za otkrivanje opasnih meteoroloških formacija i prepreka. Obično služi i za snimanje zemlje kako bi se pružila mogućnost autonomne navigacije duž karakterističnih zemaljskih radarskih orijentira.

Radarski sistemi (RLS) su dizajnirani da detektuju i odrede trenutne koordinate (domet, brzina, elevacija i azimut) reflektovanih objekata. Radar emituje elektromagnetnu energiju i detektuje eho koji dolazi od reflektovanih objekata, a takođe određuje njihove karakteristike.

Razmotrimo rad impulsnog aktivnog radara za otkrivanje vazdušnih ciljeva za kontrolu letenja (ATC), čija je struktura prikazana na slici 1. Uređaj za kontrolu pogleda (upravljanje antenom) služi za posmatranje prostora (obično kružnog) pomoću antenskog snopa. koja je uska u horizontalnoj ravni i široka u vertikalnoj.

U radaru koji se razmatra koristi se režim pulsnog zračenja, pa se na kraju sledećeg sondirajućeg radio impulsa jedina antena prebacuje sa predajnika na prijemnik i koristi se za prijem dok se ne generiše sledeći sondirajući radio impuls, nakon koje je antena ponovo spojena na predajnik i tako dalje.

Ovu operaciju izvodi sklopka prijenos-prijem (TPP). Okidač impulsa koji postavlja period ponavljanja sondirajućih signala i sinhronizuje rad svih radarskih podsistema generiše sinhronizator. Signal iz prijemnika nakon analogno-digitalnog pretvarača (ADC) odlazi u procesor signala opreme za obradu informacija, gdje se vrši primarna obrada informacija koja se sastoji u detekciji signala i promjeni koordinata cilja. Oznake meta i tragovi putanje formiraju se tokom primarne obrade informacija u procesoru podataka.

Generisani signali, zajedno sa informacijama o ugaonom položaju antene, prenose se na dalju obradu do komandnog mesta, kao i za kontrolu do indikatora sveobuhvatne vidljivosti (PPI). Tokom autonomnog rada radara, IKO služi kao glavni element za posmatranje vazdušne situacije. Takav radar obično obrađuje informacije u digitalnom obliku. Za to je predviđen uređaj za pretvaranje signala u digitalni kod (ADC).

Slika 1 Funkcionalni dijagram svestranog radara

1.2 Definicije i osnovni parametri sistema. Formule za proračun

Glavne taktičke karakteristike radara

Maksimalni domet

Maksimalni domet je određen taktičkim zahtevima i zavisi od mnogih tehničkih karakteristika radara, uslova za širenje radio talasa i karakteristika ciljeva koji su podložni slučajnim promenama u realnim uslovima korišćenja stanica. Stoga je maksimalni raspon vjerovatnoća karakteristika.

Jednačina dometa slobodnog prostora (tj. bez uzimanja u obzir utjecaja tla i atmosferske apsorpcije) za tačkasti cilj uspostavlja odnos između svih glavnih parametara radara.

gdje je E izl - energija emitovana u jednom impulsu;

S a - efektivno područje antene;

S efo - efektivno reflektirajuće ciljno područje;

 - talasna dužina;

do r - omjer razlikovnosti (omjer energetski signal-šum na ulazu prijemnika, koji osigurava prijem signala sa datom vjerovatnoćom ispravne detekcije W by i vjerovatnoća lažnog alarma W lt );

E w - energija zvukova koji djeluju na prijemu.

Gdje je R i - i pulsna snaga;

 i , - trajanje pulsa.

Gdje d ag - horizontalna dimenzija antenskog ogledala;

dav - vertikalna dimenzija antenskog ogledala.

k p \u003d k r.t. ,

gdje je k r.t. - teorijski koeficijent razlikovnosti.

k r.t. =,

gdje je q0 - parametar detekcije;

N - broj impulsa primljenih od mete.

gdje je W lt - vjerovatnoća lažnog alarma;

W by - vjerovatnoća tačne detekcije.

gdje je t regija,

F i - frekvencija pulsa;

Qa0.5 - širina snopa antene na nivou od 0,5 u smislu snage

gdje je ugaona brzina antene.

gdje je T obz - period pregleda.

gdje je k \u003d 1,38  10 -23 J/deg - Boltzmannova konstanta;

k w - broj buke prijemnika;

T - temperatura prijemnika u stepenima Kelvina ( T = 300K).

Maksimalni domet radara, uzimajući u obzir apsorpciju energije radio talasa.

gdje je  osl - faktor slabljenja;

 D - širina prigušnog sloja.

Minimalni domet radara

Ako antenski sistem ne uvodi ograničenja, tada je minimalni domet radara određen trajanjem impulsa i vremenom oporavka antenskog prekidača.

gdje je c brzina prostiranja elektromagnetnog talasa u vakuumu, c = 3∙10 8 ;

 i , - trajanje pulsa;

τ in - vrijeme oporavka antenskog prekidača.

Rezolucija dometa radara

Stvarna rezolucija dometa kada se koristi indikator sveobuhvatne vidljivosti kao izlazni uređaj određuje se formulom

 (D) \u003d  (D) znoj +  (D) ind,

d de  (d) znoj - rezolucija potencijalnog raspona;

 (D ) ind - rezolucija raspona indikatora.

Za signal u obliku nekoherentnog praska pravokutnih impulsa:

gdje je c brzina prostiranja elektromagnetnog talasa u vakuumu; c = 3∙10 8 ;

 i , - trajanje pulsa;

 (D ) ind - rezolucija raspona indikatora se izračunava po formuli

g de d sk - granična vrijednost skale opsega;

k e = 0,4 - faktor upotrebe ekrana,

Q f - kvalitet fokusiranja cijevi.

Rezolucija radara u azimutu

Prava rezolucija u azimutu određena je formulom:

 ( az) \u003d  ( az) znoj +  ( az) ind,

gdje je  ( az) znoj - potencijalna rezolucija u azimutu pri aproksimaciji Gausovog uzorka zračenja;

 ( az) ind - rezolucija indikatora u azimutu

 ( az) znoj \u003d 1,3  Q a 0,5,

 ( az ) ind = d n M f ,

gdje je dn - prečnik tačke katodne cevi;

M f skala skale.

gdje je r - uklanjanje oznake sa centra ekrana.

Preciznost određivanja koordinata po dometu I

Preciznost određivanja dometa zavisi od tačnosti merenja kašnjenja reflektovanog signala, grešaka usled neoptimalne obrade signala, od prisustva neuračunatih kašnjenja signala u putevima prenosa, prijema i indikacije, od grešaka slučajnog dometa u indikatorski uređaji.

Preciznost karakteriše greška merenja. Rezultirajuća srednja kvadratna greška mjerenja raspona određena je formulom:

gdje  (D) znoj - potencijalna greška u rasponu.

 (D ) distribucija greška zbog neravnog širenja;

 (D) aplikacija - hardverska greška.

gdje je q0 - dvostruki omjer signal-šum.

Azimutna koordinatna tačnost

Sistematske greške u mjerenju azimuta mogu nastati zbog neprecizne orijentacije sistema radarske antene i zbog neusklađenosti između položaja antene i električne skale azimuta.

Slučajne greške u merenju azimuta cilja uzrokovane su nestabilnošću sistema rotacije antene, nestabilnošću šema za generisanje azimutnih oznaka, kao i greškama očitavanja.

Rezultirajuća srednja kvadratna greška mjerenja azimuta data je kao:

Početni podaci (opcija 5)

  1. Talasna dužina  , [cm] …............................................. ........................... .... 6
  2. Pulsna snaga R and , [kW] ................................................ .............. 600
  3. Trajanje pulsa i , [µs] ................................................ ........... 2,2
  4. Frekvencija pulsa F i , [Hz] ................................................ ...... 700
  5. Horizontalna dimenzija antenskog ogledala d ar [m] ................................ 7
  6. Vertikalna dimenzija antenskog ogledala dav , [m] ................................ 2.5
  7. Pregled perioda T pregled , [Sa] ................................................................ .............................. 25
  8. Broj šuma prijemnika k w ................................................. ....... 5
  9. Vjerovatnoća tačne detekcije W by ............................. .......... 0,8
  10. Verovatnoća lažnog alarma W lt.. ................................................ ....... 10 -5
  11. Prečnik ekrana indikatora prikaza oko prikaza d e , [mm] .................... 400
  12. Efikasno reflektirajuće ciljno područje S efo, [m 2 ] …...................... 30
  13. Kvalitet fokusa Q f ............................................................... ...... 400
  14. Granica skale dometa D shk1 , [km] ...................... 50 D shk2 , [km] .......... 400
  15. Oznake za mjerenje udaljenosti D , [km] ................................................ 15
  16. Oznake mjerenja azimuta , [deg] ...................................................... 4

2. Proračun taktičkih pokazatelja višenamjenskog radara

2.1 Proračun maksimalnog raspona sa apsorpcijom

Prvo, izračunava se maksimalni domet radara bez uzimanja u obzir slabljenja energije radio talasa tokom širenja. Obračun se vrši prema formuli:

(1)

Izračunajmo i postavimo vrijednosti uključene u ovaj izraz:

E izl \u003d P i  i \u003d 600  10 3  2,2  10 -6 \u003d 1,32 [J]

S a \u003d d ag d av \u003d  7  2,5 \u003d 8,75 [m 2]

k p \u003d k r.t.

k r.t. =

101,2

0,51 [deg]

14,4 [deg/s]

Zamjenom dobijenih vrijednosti imat ćemo:

t region = 0,036 [s], N = 25 impulsa i k r.t. = 2,02.

Neka je = 10, tada je k P =20.

E w - energija buke koja deluje tokom prijema:

E w = kk w T = 1,38  10 -23  5  300 \u003d 2,07  10 -20 [J]

Zamjenom svih dobijenih vrijednosti u (1) nalazimo 634,38 [km]

Sada odredimo maksimalni domet radara, uzimajući u obzir apsorpciju energije radio valova:

(2)

Vrijednost  osl pronađite sa grafikona. Za \u003d 6 cm  osl uzeto jednako 0,01 dB/km. Pretpostavimo da se slabljenje javlja u cijelom rasponu. Pod ovim uslovom, formula (2) poprima oblik transcendentalne jednadžbe

(3)

Jednačina (3) će se riješiti grafsko-analitičkom metodom. Za osl = 0,01 dB/km i D max = 634,38 km računamo D max osl = 305,9 km.

zaključak: Iz proračuna se vidi da je maksimalni domet radara, uzimajući u obzir slabljenje energije radio talasa tokom prostiranja, jednak D max.os l = 305,9 [km].

2.2 Proračun realnog dometa i rezolucije azimuta

Prava rezolucija dometa kada se koristi indikator sveobuhvatne vidljivosti kao izlazni uređaj određuje se formulom:

 (D) =  (D) znoj +  (D) ind

Za signal u obliku nekoherentnog praska pravokutnih impulsa

0,33 [km]

za D sh1 =50 [km],  (D) ind1 =0,31 [km]

za D shk2 =400 [km],  (D) ind2 =2,50 [km]

Rezolucija stvarnog raspona:

za D sc1 = 50 km  (D) 1 =  (D) znoj +  (D) ind1 = 0,33+0,31=0,64 [km]

za D w2 =400 km

Stvarna rezolucija u azimutu izračunava se po formuli:

 ( az) \u003d  ( az) znoj +  ( az) ind

 ( az) znoj \u003d 1,3  Q a 0,5 \u003d 0,663 [deg]

 ( az) ind = d n M f

Uzimajući r = k e d e / 2 (oznaka na ivici ekrana), dobijamo

0,717 [deg]

 ( az)=0,663+0,717=1,38 [deg]

zaključak: Stvarna rezolucija dometa je jednaka:

za D wk1 = 0,64 [km], za D wk2 = 2,83 [km].

Realna rezolucija u azimutu:

 ( az)=1,38 [deg].

2.3 Proračun stvarne tačnosti mjerenja dometa i azimuta

Preciznost karakteriše greška merenja. Rezultirajuća srednja kvadratna greška mjerenja raspona izračunava se po formuli:

40,86

 (D ) znoj = [km]

Greška zbog neravnog širenja (D ) distribucija zanemarujemo. Hardverske greške (D ) app svode se na greške očitanja na skali indikatora (D ) ind . Prihvatamo način brojanja elektronskim nalepnicama (prstenovima skale) na ekranu sveobuhvatnog pokazivača.

 (D ) ind = 0,1  D =1,5 [km] , gdje je  D - cjenovna podjela skale.

 (D ) = = 5 [km]

Rezultirajuća srednja kvadratna greška mjerenja azimuta definira se na sličan način:

0,065

 ( az) ind \u003d 0,1   \u003d 0,4

zaključak: Nakon što smo izračunali rezultujuću srednju kvadratnu grešku merenja opsega, dobijamo (D)  ( az) \u003d 0,4 [deg].

Zaključak

U ovom predmetnom radu vrši se proračun parametara pulsnog aktivnog radara (maksimalni domet, uzimajući u obzir apsorpciju, realnu rezoluciju u dometu i azimutu, tačnost mjernog dometa i azimuta) detekcije vazdušnih ciljeva za kontrolu vazdušnog saobraćaja.

Tokom proračuna dobijeni su sljedeći podaci:

1. Maksimalni domet radara, uzimajući u obzir slabljenje energije radio talasa tokom širenja, je D max.sl = 305,9 [km];

2. Prava rezolucija raspona je:

za D shk1 = 0,64 [km];

za D shk2 = 2,83 [km].

Realna rezolucija u azimutu: ( az)=1,38 [deg].

3. Dobije se rezultujuća srednja kvadratna greška mjerenja raspona(D) =1,5 [km]. RMS greška mjerenja azimuta ( az) \u003d 0,4 [deg].

Prednosti pulsnih radara uključuju jednostavnost mjerenja udaljenosti do ciljeva i njihovu rezoluciju dometa, posebno kada se u vidnom polju nalazi mnogo ciljeva, kao i gotovo potpunu vremensku spregu između primljenih i emitiranih oscilacija. Ova posljednja okolnost omogućava korištenje iste antene i za prijenos i za prijem.

Nedostatak pulsnih radara je potreba za korištenjem velike vršne snage emitiranih oscilacija, kao i nemogućnost mjerenja kratkih dometa – velika mrtva zona.

Radari se koriste za rješavanje širokog spektra zadataka: od osiguravanja mekog slijetanja svemirskih letjelica na površinu planeta do mjerenja brzine osobe, od upravljanja oružjem u sistemima protivraketne i protivvazdušne odbrane do lične zaštite.

Bibliografija

  1. Vasin V.V. Radni opseg radiotehničkih mernih sistema. Metodički razvoj. - M.: MIEM 1977.
  2. Vasin V.V. Rezolucija i tačnost mjerenja u radiotehničkim mjernim sistemima. Metodički razvoj. - M.: MIEM 1977.
  3. Vasin V.V. Metode mjerenja koordinata i radijalne brzine objekata u radiotehničkim mjernim sistemima. Bilješke sa predavanja. - M.: MIEM 1975.

4. Bakulev P.A. Radarski sistemi. Udžbenik za univerzitete. M.: „Radio

Tehnika» 2004

5. Radiotehnički sistemi: Udžbenik za univerzitete / Yu. M. Kazarinov [i dr.]; Ed. Yu. M. Kazarinova. M.: Akademija, 2008. 590 str.:

Ostali povezani radovi koji bi vas mogli zanimati.vshm>

1029. Razvoj softvera za laboratorijski kompleks računarskog sistema obuke (CTS) "Expert systems" 4.25MB
Oblast AI ima više od četrdeset godina istorije razvoja. Od samog početka razmatrao je niz vrlo složenih problema, koji su, uz druge, još uvijek predmet istraživanja: automatski dokazi teorema...
3242. Razvoj digitalnog sistema korekcije za dinamičke karakteristike primarnog pretvarača mjernog sistema 306.75KB
Obrada signala u vremenskom domenu se široko koristi u modernoj elektronskoj oscilografiji i digitalnim osciloskopima. A digitalni analizatori spektra se koriste za predstavljanje signala u privatnom domenu. Paketi proširenja se koriste za proučavanje matematičkih aspekata obrade signala
13757. Kreiranje mrežnog sistema za testiranje elektronske podrške za kurseve Operativni sistemi (koristeći Joomla alatnu školjku kao primjer) 1.83MB
Program za sastavljanje testova omogućit će vam rad s pitanjima u elektronskom obliku, korištenje svih vrsta digitalnih informacija za prikaz sadržaja pitanja. cilj seminarski rad je kreiranje modernog modela web servisa za provjeru znanja korištenjem alata za web razvoj i implementaciju softvera za efikasan rad test sistem zaštita od kopiranja informacija i varanja pri kontroli znanja itd. Zadnja dva znače stvaranje jednakih uslova za prolazak kontrole znanja za sve uslove, nemogućnost varanja i...
523. Funkcionalni sistemi organizma. Rad nervnog sistema 4.53KB
Funkcionalni sistemi organizam. Rad nervnog sistema Pored analizatora, odnosno senzornih sistema, u organizmu funkcionišu i drugi sistemi. Ovi sistemi mogu biti jasno definisani morfološki, odnosno imaju jasnu strukturu. Takvi sistemi uključuju, na primjer, cirkulatorni sistem disanja ili probave.
6243. 44.47KB
CSRP Class Systems Korisnički sinhronizovano planiranje resursa. CRM sistemi Upravljanje odnosima s kupcima. EAM klasa sistemi. Uprkos činjenici da napredna preduzeća uvode najmoćnije sisteme ERP klase za jačanje tržišta, to više nije dovoljno za povećanje prihoda preduzeća.
3754. Sistemi brojeva 21.73KB
Broj - osnovni koncept matematike, koji obično označava ili količinu, veličinu, težinu i slično, ili serijski broj, lokaciju u nizu, šifru, šifru i slično.
4228. društveni sistemi 11.38KB
Parsons je poznat kao skladište za veći globalni sistem dií̈. Sistemi tela koji se mogu skladištiti su sistem kulture i sistem posebnih osobina i sistem ponašanja organizma. Razdvajanje između chotirma i silicijumskih podsistema može se izvršiti prema njihovim karakterističnim funkcijama. Da bi sistem di í̈ mogao ísnuvati von maê buti zdatna da prilagodi postizanje metiíí̈ í íí̈ í̈ í sberezhennya vozirtsya ê da bude zadovoljan sa chotirem funkcionalnim vimog.
9218. SISTEMI UČENJA LA 592.07KB
Kompleksna metoda određivanje kursa. Za određivanje kursa aviona stvorena je najveća grupa kursnih instrumenata i sistema zasnovanih na različitim fizičkim principima rada. Zbog toga pri mjerenju kursa dolazi do grešaka zbog rotacije Zemlje i kretanja aviona u odnosu na Zemlju. Da bi se smanjile greške u očitavanju smjera, ispravlja se prividni pomak žiro-polukompasa i koriguje se horizontalni položaj ose rotora žiroskopa.
5055. Politički sistemi 38.09KB
Funkcije modernizacije političkih sistema. Posmatrajući politiku kao sferu interakcije između ličnosti i države, mogu se izdvojiti dvije opcije za građenje ovih veza koje se neprestano, ali nikako ne ravnomjerno šire u historiji političkog života.
8063. Višebazni sistemi 7.39KB
Sistemi sa više baza omogućavaju krajnjim korisnicima na svim lokacijama da pristupe i dijele podatke bez potrebe za fizičkom integracijom postojećih baza podataka. Oni pružaju korisnicima mogućnost upravljanja svojim bazama podataka. sopstveni čvorovi bez centralizovane kontrole, što je tipično za konvencionalne tipove distribuiranih DBMS. Administrator lokalne baze podataka može dozvoliti pristup određenom dijelu svoje baze podataka kreiranjem eksportske sheme.

Ako primijetite grešku, odaberite dio teksta i pritisnite Ctrl + Enter
PODIJELI: