Исследование принципов построения и путей совершенствования многопозиционных радиолокационных систем

Теоретический обзор и систематизация методов построения многопозиционных радиолокационных систем. Обоснование практической необходимости использования РЛС. Определение общих технических преимуществ и недостатков многопозиционных радиолокационных систем.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

30

Размещено на

1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)

Физико-технический факультет

Кафедра оптоэлектроники

КУРСОВАЯ РАБОТА

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ И ПУТЕЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МНОГОПОЗИЦИОННЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Работу выполнил

Кононенко Дмитрий Александрович

Курс 4

Специальность 210302 - Радиотехника

Научный руководитель

канд. техн. наук, доцент

А.Н. Казаков

Нормоконтролёр инженер

И.А. Прохорова

Краснодар 2013

РЕФЕРАТ

Курсовая работа 35 с., 4 рис., 12 источников.

МНОГОПОЗИЦИОННЫЕ РАДИОЛАКАЦИОННЕ СИСТЕМЫ, МПРЛС, РАДИОЛОКАЦИЯ

Целью данной курсовой работы является совершенствование учебно-методического комплекса Радиотехнические системы.

Основные результаты курсовой работы заключаются в следующем: сделан обзор и систематизация методов построения многопозиционных радиолокационных систем.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Обоснование необходимости использования РЛС

2. Основные преимущества многопозиционных РЛС

3. Недостатки МПРЛС

Заключение

Список использованных источников

Введение

Радиолокацией называют область науки и техники, объединяющую методы и средства обнаружения, измерения координат и параметров движения, а также определения свойств и характеристик различных объектов (радиолокационных целей), основанных на использовании радиоволн, излучаемых, ретранслируемых либо отражаемых (рассеиваемых) этими объектами. Процесс обнаружения объектов, измерения их координат и параметров движения называют радиолокационным наблюдением (иногда радиолокацией цели), а используемые для этого системы -- радиолокационными станциями (PЛC) или радиолокаторами.

Радионавигация -- область науки и техники, охватывающая радиотехнические методы и средства вождения кораблей, летательных и космических аппаратов, а также других движущихся объектов.

Таким образом, радиолокация и радионавигация тесно связаны общностью решаемой ими задачи -- определения координат объекта. Во многих случаях РЛС применяют для решения чисто радионавигационных задач.

Радиоуправление -- отрасль техники, включающая радиотехнические методы и средства автоматического управления объектами. Совокупность технических средств для такого управления называют системой радиоуправления. В радиоуправлении используют как радиолокационные, так и навигационные системы.

В зависимости от природы возникновения электромагнитных волн, достигающих антенны РЛС и доставляющих информацию об объекте радиолокационного наблюдения, различают активную, полуактивную, активную с активным ответом и пассивную радиолокацию.

При активной радиолокации сигнал, принимаемый приемником РЛС, создается в результате отражения (рассеяния) объектом электромагнитных колебании, излучаемых антенной РЛС и облучающих объект. Сигнал, излучаемый антенной РЛС, называют прямым или зондирующим, а принимаемый приемной антенной РЛС -- отраженным или радиолокационным. Таким образом, при активной радиолокации применяют передатчик в составе РЛС и работают с отраженным (рассеянным) сигналом.

При полуактивной радиолокации носителем информации также является сигнал, отраженный объектом, но источник облучающих объект радиоволн вынесен относительно приемника РЛС и может действовать независимо от него. Передающее устройство, облучающее цель, может быть расположено, например, на земле или корабле, а приемное, использующее отраженный сигналена ракете, направленной на цель.

Возможность обнаружения объектов, не являющихся источниками радиоизлучения -- достоинство активного и полуактивного методов радиолокации.

При активной радиолокации с активным ответом применяют сигнал, ретранслируемый (переизлучаемый) специальным приемопередатчиком (ответчиком), установленным на объекте. Приемник ответчика принимает сигнал РЛС, который вызывает генерирование и излучение ответного сигнала. Ответный сигнал может иметь мощность значительно большую, чем отраженный, поэтому применение активного ответа позволяет существенно повысить дальность действия и помехозащищенность системы. Кроме того, ответный сигнал может быть использован для передачи дополнительной информации с объекта (например, бортового номера самолета, его высоты и др.). С помощью ответчика решается и задача опознавания объекта, т. е. отличия «своих» самолетов или кораблей от «чужих». Принцип активного ответа широко применяется в радионавигации и радиоуправлении, например в радиосистемах ближней навигации (РСБН) и системах управления воздушным движением (УВД).

В пассивной радиолокации сигналом, принимаемым РЛС, является естественное излучение объектов в радиодиапазоне преимущественно теплового происхождения, поэтому пассивную радиолокацию называют также радио-теплолокацией. Таким образом, в этом случае, так же как и в активной радиолокации, для обнаружения объектов и определения их координат применяют радиосигнал. Однако природа сигнала при этом иная--зондирование (облучение) объекта отсутствует, и поэтому одна РЛС может определить лишь направление (пеленг) на объект, т. е. осуществить радиопеленгование последнего. Поэтому пассивная радиолокация тесно связана с радиопеленгацией-- отраслью радионавигации, основанной на использовании методов и средств определения направления на объекты, имеющие источники радиоизлучения.

Таким образом, основой радиолокационного обнаружения, определения координат и их производных, а возможно, и некоторых других характеристик (размеров, формы, физических свойств) объектов является радиосигнал, отраженный, переизлученный или, излученный объектами наблюдения. В активной радиолокации источник электромагнитных колебаний -- передающее устройство РЛС. Но электромагнитные колебания зондирующего сигнала становятся носителем информации об объекте, т. е. радиолокационным сигналом, лишь после их отражения (рассеяния) объектом наблюдения. Однако от вида и параметров зондирующего сигнала (энергии, несущей частоты, длительности и ширины спектра) зависят основные характеристики РЛС: дальность действия, точность определения координат и скорости объектов, разрешающая способность, т. е. тот объем информации, который может быть получен при обработке радиолокационного сигнала.

Под зондирующим обычно понимают сигнал, излучаемый антенной, поэтому его модуляция оказывается связанной также с параметрами антенной системы и ее движением. Так, при повороте оси диаграммы направленности антенны (ДНА) относительно направления на объект амплитуда сигнала изменяется, т. е. появляется дополнительная амплитудная модуляция, параметры которой зависят от ширины и формы ДНА, а также скорости ее поворота.

Антенная система определяет также поляризацию зондирующего сигнала. В современных РЛС применяют линейную и круговую поляризацию. Если отражающий объект попадает в зону облучения РЛС (в пределы ширины ДНА), то создается отраженный сигнал, несущий информацию об объекте. Факт приема сигнала свидетельствует об обнаружении объекта, а амплитуда, фаза, частота, вид поляризации, время задержки относительно зондирующего сигнала и направление прихода сигнала к приемной антенне позволяют оценить координаты объекта, параметры его движения, а при наличии нескольких объектов -- разделить их, выделить объект с требуемыми свойствами и т. д.

Целью данной курсовой работы является совершенствование учебно-методического комплекса Радиотехнические системы.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

- рассмотреть разновидности МПРЛС;

- исследовать принципы построения основных разновидностей МПРЛС;

- проанализировать недостатки основных разновидностей МПРЛС;

- рассмотреть перспективы развития многопозиционных радиолокационных систем.

1. Обоснование необходимости использования РЛС

Основная идея многопозиционной радиолокации состоит в том, чтобы более эффективно (чем в обычных однопозиционных РЛС) использовать информацию, заключенную в пространственных характеристиках электромагнитного поля. Как известно, при облучении цели поле рассеяния создается во всем пространстве (за исключением экранированных областей). Однопозиционная РЛС извлекает информацию только из одного малого участка поля, соответствующего апертуре (излучающая или принимающая излучение поверхность сложных антенн.) приемной антенны. В МПРЛС информация извлекается из нескольких разнесенных в пространстве участков поля рассеяния цели (или поля излучения источников сигналов), что позволяет существенно повысить информативность, помехозащищенность и ряд других более важных характеристик.

Развитие многопозиционной радиолокац...