Использование ЛЧМ сигналов при построении приемника радиолокационной станции сопровождения

Использование ЛЧМ сигналов при построении приемника радиолокационной станции сопровождения

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Основы построения РЛС

на тему: ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛЧМ СИГНАЛОВ ПРИ ПОСТРОЕНИИ ПРИЕМНИКА РЛС СОПРОВОЖДЕНИЯ

Подготовила: студентка 2 курса Аэрокосмического факультета

по специальности Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы

Кравченко Валерия Игоревна

Проверил:

г. ПЕРМЬ

2009 г.

Содержание

Радиолокация - область радиотехники, обеспечивающая радиолокационное наблюдение различных объектов, то есть их обнаружение, измерение координат и параметров движения, а также выявление некоторых структурных или физических свойств путем использования отраженных или переизлученных объектами радиоволн либо их собственного радиоизлучения.

Информация, получаемая в процессе радиолокационного наблюдения, называется радиолокационной. Радиотехнические устройства радиолокационного наблюдения называются радиолокационными станциями (РЛС) или радиолокаторами. Сами же объекты радиолокационного наблюдения именуются радиолокационными целями или просто целями. При использовании отраженных радиоволн радиолокационными целями являются летательные аппараты (самолеты, вертолеты, метеорологические зонды и др.), гидрометеоры (дождь, снег, град, облака и т. д.), речные и морские суда, наземные объекты (строения, автомобили, самолеты в аэропортах и др.), всевозможные военные объекты и т.

Источником радиолокационной информации является радиолокационный сигнал. В зависимости от способов его получения различают следующие виды радиолокационного наблюдения.

Радиолокация с пассивным ответом, основанная на том, что излучаемые электромагнитные колебания (зондирующий сигнал) - отражаются от цели и попадают в приемник РЛС в виде отраженного сигнала. Такой вид наблюдения иногда называют также активной радиолокацией с пассивным ответом.

Радиолокация с активным ответом, именуемая активной радиолокацией с активным ответом, характеризуется тем, что ответный сигнал является не отраженным, а переизлученным с помощью специального ответчика - ретранслятора. При этом заметно повышается дальность и контрастность радиолокационного наблюдения.

Пассивная радиолокация основана на приеме собственного радиоизлучения целей, преимущественно миллиметрового и сантиметрового диапазонов. Если зондирующий сигнал в двух предыдущих случаях может быть использован как опорный, что обеспечивает принципиальную возможность измерения дальность и скорости, то в данном случае такая возможность отсутствует.

Выделение полезной информации о цели обеспечиваются соответствующими радиотехническими устройствами - РЛС. Таким образом, систему РЛС можно рассматривать как радиолокационный канал. Основными составными частями РЛС являются передатчик, приемник, антенное устройство, оконечное устройство.

Развитие современной техники, сложность решаемых задач, высокие требования к надежности, простоте управления, оперативности, все это отразилось на построении РЛС.

Большинство РЛС с импульсной модуляцией имеет одну антенну, снабженную специальным антенным переключателем для перехода из режима передачи в режим приема и наоборот.

Передатчик РЛС вырабатывает высокочастотные колебания, которые модулируются по амплитуде, частоте или фазе иногда весьма сложным образом. Эти колебания подаются в антенное устройство и образуют зондирующий сигнал. Наряду с простыми радиоимпульсами может применяться внутриимпульсная частотная модуляция и фазовая манипуляция. Другим видом зондирующего сигнала является непрерывный. Здесь наряду с незатухающими гармоническими колебаниями могут использоваться частотно-модулированные и др.

Приемник РЛС необходим для выделения полезного сигнала из помех (так называемая первичная обработка сигнала). Оконечное (выходное) устройство служит для представления радиолокационной информации в нужной потребителю форме. Если потребителем является человек-оператор, то используется визуальная индикация. Для потребителя в виде вычислительного устройства непрерывного действия оконечным является устройство автоматического сопровождения цели по измеряемому параметру (дальность, угловые координаты, скорость), и полезная информация выдается в виде напряжений или токов, функционально связанных с этими параметрами. Если же оконечным устройством является ЭВМ, то радиолокационная информация преобразовывается в двоичный код. При этом в ЭВМ происходит дальнейшая, так называемая вторичная обработка сигнала.

Радиолокационная информация, поступающая от РЛС, транслируется по радиоканалу или по кабелю на пункт управления. Процесс слежения РЛС за отдельными целями автоматизирован и осуществляется с помощью ЭВМ.

1. Назначение, технические данные, состав и работа РЛС 9S35М1 по структурной схеме

1.1 Назначение

Радиолокационная станция 9S35М1 предназначена для работы в составе самоходной огневой установки и обеспечивает [8]:

-обнаружение, захват, распознавание и автоматическое сопровождение по скорости и дальности воздушных целей;

-определение координат целей и передачу информации на цифровую вычислительную систему 9S471М1;

-подсвет сопровождаемых целей для обеспечения работы головки самонаведения зенитной управляемой ракеты и передачу команд;

-полуавтоматическое или ручное сопровождение целей с помощью телевизионного оптического визира (ТОВ).

Работа РЛС 9S35М1 возможна в двух режимах:

-в режиме целеуказания (ЦУ);

-в автономном режиме.

РЛС 9S35М1 имеет два вида излучаемых и принимаемых сигналов:

-импульсный с внутриимпульсной линейно-частотной модуляцией (ЛЧМ) текущей частоты;

-квазинепрерывный (КНИ) с малым периодом следования импульсов.

Преимущества импульсного режима:

-однозначное определение дальности в режиме "Обзора";

-повышенная помехоустойчивость от несинхронных импульсных помех;

-наличие режима ЦСДЦ (цифровая селекция движущихся целей) для защиты от пассивных помех и отражений от местных предметов.

Преимущества режима КНИ:

-защищенность от мощных пассивных помех и местных предметов;

-высокая разрешающая способность по скорости.

Недостатки режима КНИ:

-отсутствие информации о дальности до цели в режиме "Обзора";

-невозможность работать по малоскоростным целям (скорость цели менее 50 м/сек).

1.2 Технические характеристики РЛС 9S35М1

1. Средняя мощность передатчика "Обзора" РЛС:

- режим ИМП - не менее 1,0 кВт;

- режим КНИ - не менее 1,0 кВт.

2. Мощность передатчика подсвета - не менее 1,9 кВт.

3. Зона поиска в автономном режиме:

-по азимуту ±60є;

-по углу места 0єч6є(Зона Низ) и 6єч12є (Зона Верх)

-время цикла поиска - 4 сек

Режим работы построчный - 5 строк.

4. Зона поиска в режиме ЦУ:

- по азимуту ±45є;

- по углу места до 57є;

-время цикла поиска в Зоне 10є - 2 сек.

5. Зона сопровождения воздушных целей:

-по азимуту ±60є;

-по углу места от -10є+72є.

6. Точность сопровождения целей:

-по угловым координатам - 00-05 д.у.;

-по дальности - не более 180 м;

-по скорости - не более 30 м/сек

7. Время готовности РЛС к работе - не более 3 мин.

1.3 Состав РЛС

РЛС - изделия 9S35М1 состоит из следующих систем:

-передающая система - ПрдС;

-антенно-волноводная система - АВС;

-приемная система - ПрС;

-система синхронизации -СС;

-система индикации -СИ;

- цифровая система измерения дальности -ЦСИД;

- система сопровождения по скорости -ССС;

- система целеуказания -СЦУ;

- система распознавания класса цели -СРКЦ;

- система управления антенной - СУА:

а) канал поиска

б) канал углового сопровождения

в) канал сопровождения НЛЦ

г) канал управления ТОВ

- система встроенного контроля -СВК;

- система защиты от помех -СЗП:

а) цифровая система селекции движущихся целей -ЦСДЦ

б) блок видеокомпенсации -ВК

в) блок цифрового обнаружения -БЦО

- система питания.

- система питания воздухом - СПВ;

- система жидкостного охлаждения - СЖО.

1.4 Назначение систем РЛС

Система передающая предназначена для формирования:

-зондирующих сигналов в импульсном режиме с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ), в режиме квазинепрерывного излучения (КНИ);

-генерирующего сигнала для приемной системы;

-сигнала подсвета цели и ракеты;

Антенно-волноводная система предназначена для:

-одновременной канализации электромагнитной энергии по каналам "Обзор" и "Подсвет" с выхода радиопередающего устройства (РПДУ) на выход суммарного канала облучателя;

-передачу электромагнитной энергии от облучателя на вход приемника в режиме "Обзор";

-амплитудной суммарно-разностной обработки сигналов с трех выходов облучателя, обеспечивающей пеленгацию цели методом скрытого "конического" сканирования (режим сопровождения);

-работы на "Эквивалент" по каналам "Обзор" и "Подсвет".

Система приемная предназначена для усиления и преобразования сигналов, отраженных от целей в вид, удобный для извлечения информации о наличии целей, их дальности и скорости.

Система синхронизации предназначена для согласования во время работы всех импульсных устройств РЛС и наземного радиолокационного приемника.

Система индикации предназначена для:

-визуального наблюдения за воздушной обстановкой;

-анализа воздушных целей;

-ориентировочной оценки их скорости, дальности и угловых координат;

-принятия решения на захват выбранной цели;

-наведения РЛС для осуществления захвата.

Цифровая система измерения дальности (ЦСИД) предназначена для измерения дальности до цели и сопровождения ее по дальности.

Система сопровождения по скорости предназначения для измерения скорости цели и сопровождения ее по скорости.

Система целеуказания предназначена для:

-вывода центра зоны поиска антенны в направлении на цель по азимуту и углу места;

-вывода частоты управляемого гетеродина в диапазон доплеровских частот, соответствующих скорости полета цели в режиме КНИ;

-целеуказания по дальности в импульсном режиме.

Система распознавания класса цели предназначена для распознавания класса сопровождения цели на основе анализа спектра отраженного от цели радиолокационного сигнала.

Система управления РЛС предназначена для включения станции и управления ею в процессе боевой работы.

Система управления антенной предназначена для управления антенной РЛС при поиске, обнаружении и сопровождении воздушных целей в различных режимах.

Канал поиска предназначен для управления антенной при обзоре заданной зоны пространства.

Канал углового сопровождения предназначен для:

-автоматического сопровождения цели по угловым координатам;

-инерционного сопровождения цели;

-сопровождения цели в режиме ТОВ;

-ручного управления антенной.

Канал сопровождения низколетящих целей (НЛЦ) предназначен для сопровождения целей, летящих на малых высотах, при влиянии сигнала зеркального отражения цели от земли ("антипода") на работу угловой автоматики.

Канал управления телевизионным оптическим визиром (ТОВ) предназначен для ручного и полуавтоматического сопровождения цели.

Система встроенного контроля предназначена для:

-оперативного контроля;

-контроля функционирования систем РЛС;

-диагностического контроля, обеспечивающего отыскание неисправности с точностью до конструктивно-съемного блока или узла.

Система защиты от помех обеспечивает выполнение боевой задачи в условиях организованного радиопротиводействия.

Система питания предназначена для питания системы РЛС.

1.5 Работа РЛС 9S35М1 по структурной схеме

РЛС представляет собой устройство (Рис.1), работающее в двух режимах:

-импульсном;

-квазинепрерывном.

Рис 1. Структурная схема РЛС 9S35М1.

Независимо от вида излучаемого сигнала (ЛЧМ или КНИ) передатчиком Обзора «О», формирование СВЧ сигналов производится на одной из фиксированных частот.

Передатчик «О» формирует мощные когерентно-импульсные сигналы с частотой fо, излучаемые через антенну в пространство для обзора заданной зоны поиска целей и генерирующий сигнал частотой fо-28 МГц, поступающий в приемную систему для обеспечения когерентной обработки принимаемых сигналов.

Для подсвета цели и ракеты передатчик Подсвета «П» генерирует СВЧ энергию на фиксированных частотах отличных от частот передатчика «О».

СВЧ энергия с передатчиков «О» и «П» поступает по передающему волноводному тракту в антенну.

В антенне формируется диаграмма направленности на передачу и прием СВЧ сигналов. Обзор пространства производится в секторе 120є по азимуту и в 6є по углу места. Применен линейный способ сканирования (Приложение 1, с. 42).

Принятые антенной отражаемые сигналы по волноводному тракту поступают на два приемника СВЧ, куда в качестве опорного напряжения поступает непрерывный сигнал с передающей системы на частоте fо-28.

Двухканальный приемник выбран с целью повышения помехозащищенности канала углового сопровождения. С выхода СВЧ приемников сигналы промежуточной частоты 28 МГц поступают в блок сжатия ЛЧМ сигнала, где происходит их сжатие до 1,7 мкс.

Продетектированные сигналы с выхода блока сжатия ЛЧМ через систему ЦСДЦ поступают в системы углового сопровождения, индикации и цифровую систему измерения дальности.

Страницы: 1, 2, 3