Radar emitira elektromagnetsku energiju i detektira odjek koji dolazi od reflektiranih objekata te također određuje njihove karakteristike. Svrha tečajnog projekta je razmotriti radar s kružnim pogledom i izračunati taktičke pokazatelje ovog radara: maksimalni domet, uzimajući u obzir apsorpciju; stvarna razlučivost u rasponu i azimutu; stvarna točnost mjernog raspona i azimuta. U teoretskom dijelu dan je funkcionalni dijagram pulsirajućeg aktivnog radara zračnih ciljeva za kontrolu zračnog prometa.
Podijelite svoj rad na društvenim mrežama
Ako vam ovaj rad nije odgovarao na dnu stranice nalazi se popis sličnih radova. Također možete koristiti gumb za pretraživanje
Radarski sustavi (radari) dizajnirani su za otkrivanje i određivanje trenutnih koordinata (domet, brzina, elevacija i azimut) reflektiranih objekata.
Radar emitira elektromagnetsku energiju i detektira odjeke koji dolaze od reflektiranih objekata, kao i određuje njihove karakteristike.
Svrha tečajnog projekta je razmotriti radar s kružnim pogledom i izračunati taktičke pokazatelje ovog radara: maksimalni domet, uzimajući u obzir apsorpciju; stvarna razlučivost u rasponu i azimutu; stvarna točnost mjernog raspona i azimuta.
U teoretskom dijelu dan je funkcionalni dijagram pulsirajućeg aktivnog radara zračnih ciljeva za kontrolu zračnog prometa. Dani su i parametri sustava i formule za njegov izračun.
U proračunskom dijelu određeni su sljedeći parametri: maksimalni domet uzimajući u obzir apsorpciju, stvarna razlučivost u rasponu i azimutu, točnost mjernog raspona i azimuta.
1. Teorijski dio
1.1 Funkcionalni dijagram radarapogled sa svih strana
Radar - područje radiotehnike, koje omogućuje radarsko promatranje različitih objekata, odnosno njihovo otkrivanje, mjerenje koordinata i parametara kretanja, kao i identifikaciju nekih strukturnih ili fizičkih svojstava korištenjem radio valova reflektiranih ili ponovno emitiranih od objekata ili vlastitu radijsku emisiju. Informacije dobivene u procesu radarskog nadzora nazivaju se radarom. Radiotehnički radarski nadzorni uređaji nazivaju se radarske stanice (radari) ili radari. Isti objekti radarskog promatranja nazivaju se radarskim ciljevima ili jednostavno ciljevima. Kada se koriste reflektirani radio valovi, radarski ciljevi su bilo kakve nehomogenosti u električnim parametrima medija (dielektrična i magnetska propusnost, vodljivost) u kojem se širi primarni val. To uključuje zrakoplove (avione, helikoptere, meteorološke sonde itd.), hidrometeore (kiša, snijeg, tuča, oblaci itd.), riječne i morske brodove, kopnene objekte (zgrade, automobili, zrakoplovi u zračnim lukama, itd.) , sve vrste vojnih objekata itd. Astronomski objekti su posebna vrsta radarskih ciljeva.
Izvor radarskih informacija je radarski signal. Ovisno o načinima dobivanja, razlikuju se sljedeće vrste radarskog nadzora.
- Radar pasivnog odgovora,na temelju činjenice da se oscilacije koje emitira radar – sondirajući signal – reflektiraju od cilja i ulaze u radarski prijamnik u obliku reflektiranog signala. Ova vrsta nadzora se ponekad naziva i aktivnim pasivnim radarom.
Radar aktivnog odgovora,naziva aktivni radar s aktivnim odzivom, karakterizira ga činjenica da se signal odgovora ne reflektira, već ponovno emitira uz pomoć posebnog transpondera – repetitora. Istodobno se primjetno povećava domet i kontrast radarskog promatranja.
Pasivni radar temelji se na prijemu vlastite radioemisije ciljeva, uglavnom u rasponima milimetara i centimetra. Ako se signal sonde u prethodna dva slučaja može koristiti kao referentni signal, koji pruža temeljnu mogućnost mjerenja raspona i brzine, onda u ovom slučaju takva mogućnost ne postoji.
Radarski sustav se može smatrati radarskim kanalom poput radiokomunikacijskih ili telemetrijskih kanala. Glavne komponente radara su odašiljač, prijemnik, antenski uređaj i terminalni uređaj.
Glavne faze radarskog nadzora suotkrivanje, mjerenje, razlučivanje i prepoznavanje.
Otkrivanjem je proces donošenja odluke o prisutnosti ciljeva s prihvatljivom vjerojatnošću pogrešne odluke.
Mjerenje omogućuje procjenu koordinata ciljeva i parametara njihovog kretanja s dopuštenim pogreškama.
Dozvola je obavljanje zadataka otkrivanja i mjerenja koordinata jednog cilja u prisutnosti drugih, blisko raspoređenih po dometu, brzini itd.
Priznanje omogućuje utvrđivanje nekih karakterističnih obilježja mete: to je točka ili skupina, pokretna ili skupina itd.
Radarske informacije s radara emitiraju se putem radija ili kabela u kontrolni centar. Proces praćenja radara za pojedine ciljeve automatiziran je i provodi se pomoću računala.
Navigaciju zrakoplova duž rute osiguravaju isti radari koji se koriste u ATC-u. Koriste se i za kontrolu održavanja zadane putanje i za određivanje položaja tijekom leta.
Za izvođenje slijetanja i njegove automatizacije, uz sustave radijskih svjetionika, naširoko se koriste radari za slijetanje koji omogućuju praćenje odstupanja zrakoplova od kursa i kliznog puta.
Brojni radarski uređaji u zraku također se koriste u civilnom zrakoplovstvu. To, prije svega, uključuje zračni radar za otkrivanje opasnih meteoroloških formacija i prepreka. Obično služi i za snimanje zemlje kako bi se osigurala mogućnost autonomne navigacije duž karakterističnih zemaljskih radarskih orijentira.
Radarski sustavi (radari) dizajnirani su za otkrivanje i određivanje trenutnih koordinata (domet, brzina, elevacija i azimut) reflektiranih objekata. Radar emitira elektromagnetsku energiju i detektira odjeke koji dolaze od reflektiranih objekata, kao i određuje njihove karakteristike.
Razmotrimo rad pulsirajućeg aktivnog radara za otkrivanje zračnih ciljeva za kontrolu zračnog prometa (ATC), čija je struktura prikazana na slici 1. Uređaj za kontrolu pogleda (upravljanje antenom) koristi se za pregled svemirskog (obično kružnog) snopa antene. , uska u horizontalnoj ravnini i široka u okomitoj ravnini.
U razmatranom radaru koristi se pulsni način zračenja, pa se na kraju sljedećeg sondirajućeg radio impulsa jedina antena prebacuje s odašiljača na prijamnik i koristi se za prijem dok se ne počne generirati sljedeći sondirajući radio puls , nakon čega se antena ponovno spaja na odašiljač i tako dalje.
Ovu operaciju izvodi sklopka prijenos-prijem (RFP). Okidač impulsa koji postavlja razdoblje ponavljanja sondirajućih signala i sinkronizira rad svih radarskih podsustava generira sinkronizator. Signal iz prijemnika, nakon analogno-digitalnog pretvarača (ADC), odlazi u opremu za obradu informacija – procesor signala, gdje se obavlja primarna obrada informacija koja se sastoji u detekciji signala i promjeni koordinata cilja. . Oznake cilja i tragovi putanje formiraju se tijekom primarne obrade informacija u procesoru podataka.
Generirani signali, zajedno s informacijama o kutnom položaju antene, prenose se na daljnju obradu do zapovjednog mjesta, kao i za praćenje indikatora kružnog prikaza (IKO). Uz autonomni rad radara, IKO služi kao glavni element za promatranje zračne 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 radara kružnog prikaza
1.2 Definicije i osnovni parametri sustava. Formule za izračun
Glavne taktičke karakteristike radara
Maksimalni domet
Maksimalni radni domet je određen taktičkim zahtjevima i ovisi o mnogim tehničkim karakteristikama radara, uvjetima širenja radio valova i karakteristikama ciljeva koji su podložni slučajnim promjenama u stvarnim uvjetima korištenja stanica. Stoga je maksimalni raspon vjerojatnostna karakteristika.
Jednadžba dometa slobodnog prostora (tj. bez uzimanja u obzir utjecaja zemlje i apsorpcije u atmosferi) za točkasti cilj uspostavlja odnos između svih osnovnih parametara radara.
gdje je E rad - energija emitirana u jednom impulsu;
S a - efektivno područje antene;
S efo - učinkovito reflektirajuće ciljno područje;
valna duljina;
do str - faktor diskriminacije (omjer energije signala i šuma na ulazu prijamnika, pri kojem se signali primaju s danom vjerojatnošću ispravne detekcije W po i vjerojatnost lažnih uzbuna W lt);
E w - energija buke koja djeluje tijekom prijema.
Gdje je P i - i pulsna snaga;
i , - trajanje pulsa.
Gdje d ar - horizontalna veličina zrcala antene;
d aw - vertikalna dimenzija zrcala antene.
k p = k p.t. ,
gdje je k r.t. - teorijski koeficijent razlikovnosti.
k w.t. =,
gdje je q 0 - parametar detekcije;
N - broj impulsa primljenih od mete.
gdje je W lt - vjerojatnost lažnog alarma;
W po - vjerojatnost ispravnog otkrivanja.
gdje t reg,
F i - frekvencija pulsa;
Q a0.5 - širina uzorka usmjerenja antene na razini snage 0,5
gdje je kutna brzina rotacije antene.
gdje je T anketa razdoblje istraživanja.
gdje je k = 1.38 10 -23 J/deg je Boltzmannova konstanta;
k w - broj šuma prijemnika;
T je temperatura prijemnika u stupnjevima Kelvina ( T = 300 K).
Maksimalni domet radara, uzimajući u obzir apsorpciju energije radio valova.
gdje magarac - koeficijent prigušenja;
D - širina sloja za slabljenje.
Minimalni domet radara
Ako antenski sustav ne nameće ograničenja, tada je minimalni domet radara određen trajanjem impulsa i vremenom oporavka antenskog prekidača.
gdje je c brzina širenja elektromagnetskog vala u vakuumu, c = 3 ∙ 10 8 ;
i , - trajanje pulsa;
τ u - vrijeme oporavka antenskog prekidača.
Rezolucija radarskog raspona
Stvarna razlučivost raspona pri korištenju indikatora kružnog prikaza kao izlaznog uređaja određena je formulom
(D) = (D) pot + (D) ind,
r de (d) znoj - razlučivost potencijalnog raspona;
(D) ind - razlučivost indikatora u smislu raspona.
Za signal u obliku nekoherentnog paketa pravokutnih impulsa:
gdje je c brzina širenja elektromagnetskog vala u vakuumu; c = 3 ∙ 10 8 ;
i , - trajanje pulsa;
(D) ind - razlučivost raspona indikatora izračunava se po formuli
r de d shk - granična vrijednost ljestvice raspona;
k e = 0,4 - faktor iskorištenosti zaslona,
Q f - kvaliteta fokusiranja cijevi.
Razlučivost azimuta radara
Stvarna rezolucija azimuta određena je formulom:
( az) = ( az) pot + ( az) ind,
gdje je ( az) znoj - razlučivost potencijalnog azimuta pri aproksimaciji uzorka zračenja Gaussovom krivuljom;
( az) ind - razlučivost indikatora u azimutu
( az) pot = 1,3 Q a 0,5,
( az) ind = d n M f,
gdje je d n - promjer točke katodne cijevi;
M f - ljestvica ljestvice.
gdje je r - uklonite oznaku sa sredine ekrana.
Točnost određivanja koordinata po rasponu i
Točnost određivanja raspona ovisi o točnosti mjerenja kašnjenja reflektiranog signala, greškama zbog neoptimalne obrade signala, o prisutnosti neuračunatih kašnjenja signala u putovima prijenosa, prijema i indikacije, o slučajnim pogreškama u mjerenju raspona u indikatorski uređaji.
Točnost karakterizira pogreška mjerenja. Rezultirajuća srednja kvadratna pogreška raspona određena je formulom:
gdje je (D) znoj - potencijalna pogreška u rangiranju.
(D) raširiti - pogreška zbog nelinearnosti propagacije;
(D) aplikacija - hardverska greška.
gdje je q 0 - udvostručen omjer signala i šuma.
Točnost određivanja koordinata u azimutu
Sustavne pogreške u mjerenju azimuta mogu se pojaviti kada je antenski sustav radara netočno orijentiran i zbog neusklađenosti položaja antene i električne azimutske ljestvice.
Slučajne pogreške u mjerenju azimuta cilja uzrokovane su nestabilnošću sustava rotacije antene, nestabilnošću shema formiranja azimutnih oznaka, kao i pogreškama čitanja.
Rezultirajuća srednja kvadratna pogreška mjerenja azimuta određena je:
Početni podaci (opcija 5)
- Valna duljina , [cm] ................................................... ........................... .... 6
- Snaga impulsa P i , [kW] ................................................ .............. 600
- Trajanje pulsa i , [μs] ................................................................ ........... 2,2
- Frekvencija pulsa F i , [Hz] ................................................................ ...... 700
- Horizontalna dimenzija zrcala antene d ar [m] ................................ 7
- Vertikalna dimenzija zrcala antene d aw , [m] ................................... 2,5
- Razdoblje pregleda T pregled , [S] .............................................................. ............................. 25
- Broj šuma prijemnika k w ................................................. ....... 5
- Ispravna vjerojatnost otkrivanja W po ............................. .......... 0,8
- Vjerojatnost lažnog alarma W lt.. ................................................ ....... 10 -5
- Promjer zaslona indikatora prikaza oko prikaza d e , [mm] .................... 400
- Učinkovito reflektirajuće ciljno područje S efo, [m 2 ] …...................... 30
- Kvaliteta fokusa Q f ............................................................... ...... 400
- Ograničenje skale dometa D shk1 , [km] ........................... 50 D shk2 , [km] .......................... 400
- Mjerne oznake raspona D , [km] ................................................. 15
- Mjerenje oznaka azimuta , [Grad] ........................................... 4
2. Proračun taktičkih pokazatelja radarskog kružnog pregleda
2.1 Izračun maksimalnog raspona uzimajući u obzir apsorpciju
Prvo, izračunava se maksimalni domet radara bez uzimanja u obzir slabljenja energije radio valova tijekom širenja. Izračun se provodi prema formuli:
(1)
Izračunajmo i postavimo vrijednosti uključene u ovaj izraz:
E rad = P i u = 600 10 3 2,2 10 -6 = 1,32 [J]
S a = d ag d av = 7 2,5 = 8,75 [m 2]
k p = k p.t.
k w.t. =
101,2
0,51 [deg]
14,4 [deg/s]
Zamjenom dobivenih vrijednosti imat ćemo:
t regija = 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 djeluje tijekom prijema:
E w = kk w T = 1,38 10 -23 5 300 = 2,07 10 -20 [J]
Zamjenom svih dobivenih vrijednosti u (1) nalazimo 634,38 [km]
Sada odredimo maksimalni domet radara, uzimajući u obzir apsorpciju energije radio valova:
(2)
Značenje magarac nalazimo po grafikonima. Za = 6 cm magarac uzimamo ga jednakim 0,01 dB / km. Pretpostavimo da se slabljenje događa u cijelom rasponu. Pod ovim uvjetom, formula (2) poprima oblik transcendentalne jednadžbe
(3)
Jednadžba (3) rješava se grafičkom analitičkom metodom. Za don = 0,01 dB / km i D max = 634,38 km računamo D max Link = 305,9 km.
Zaključak: Iz proračuna se može vidjeti da je maksimalni domet radara, uzimajući u obzir slabljenje energije radio valova tijekom širenja, jednak D max L = 305,9 [km].
2.2 Izračun stvarne rezolucije u rasponu i azimutu
Stvarna razlučivost raspona pri korištenju indikatora kružnog prikaza kao izlaznog uređaja određena je formulom:
(D) = (D) lonac + (D) ind
Za signal u obliku nekoherentnog paketa pravokutnih impulsa
0,33 [km]
za D shk1 = 50 [km], (D) ind1 = 0,31 [km]
za D shk2 = 400 [km], (D) ind2 = 2,50 [km]
Rezolucija stvarnog raspona:
za D shk1 = 50 km (D) 1 = (D) znoj + (D) ind1 = 0,33 + 0,31 = 0,64 [km]
za D shk2 = 400 km (D) 2 = (D) znoj + (D) ind2 = 0,33 + 2,50 = 2,83 [km]
Stvarna rezolucija azimuta izračunava se po formuli:
( az) = ( az) pot + ( az) ind
( az) pot = 1,3 Q a 0,5 = 0,663 [deg]
( az) ind = d n M f
Uzimajući r = k e d e / 2 (oznaka na rubu ekrana), dobivamo
0,717 [deg]
( az) = 0,663 + 0,717 = 1,38 [deg]
Zaključak: Stvarna razlučivost raspona jednaka je:
za D shk1 = 0,64 [km], za D shk2 = 2,83 [km].
Stvarna rezolucija azimuta:
( az) = 1,38 [deg].
2.3 Proračun stvarne točnosti mjerenja raspona i azimuta
Točnost karakterizira pogreška mjerenja. Rezultirajuća srednja kvadratna pogreška mjerenja raspona izračunava se po formuli:
40,86
(D) znoj = [km]
Pogreška zbog neravnomjernosti širenja (D) raširiti zanemaren. Pogreške u hardveru (D) app svode se na pogreške očitanja na skali indikatora (D) ind ... Prihvaćamo način brojanja elektroničkim oznakama (prstenovima skale) na ekranu indikatora kružnog prikaza.
(D) ind = 0,1 D = 1,5 [km], gdje je D - vrijednost podjele ljestvice.
(D) = = 5 [km]
Rezultirajuća srednja kvadratna pogreška mjerenja azimuta određuje se na isti način:
0,065
( az) ind = 0,1 = 0,4
Zaključak: Izračunavajući rezultirajuću srednju kvadratnu pogrešku mjerenja raspona, dobivamo (D) ( az) = 0,4 [deg].
Zaključak
U ovom kolegiju izračunati su parametri pulsirajućeg aktivnog radara (maksimalni domet uzimajući u obzir apsorpciju, stvarnu razlučivost u dometu i azimutu, točnost mjernog raspona i azimuta) za detekciju zračnih ciljeva za kontrolu zračnog prometa.
Tijekom proračuna dobiveni su sljedeći podaci:
1. Maksimalni domet radara, uzimajući u obzir slabljenje energije radio valova tijekom širenja, je D max.sl = 305,9 [km];
2. Stvarna razlučivost raspona jednaka je:
za D shk1 = 0,64 [km];
za D shk2 = 2,83 [km].
Stvarna rezolucija azimuta: ( az) = 1,38 [deg].
3. Rezultirajuća srednja kvadratna pogreška mjerenja raspona je (D) = 1,5 [km]. Srednja kvadratna pogreška mjerenja azimuta ( az) = 0,4 [deg].
Prednosti pulsnih radara uključuju jednostavnost mjerenja udaljenosti do ciljeva i njihove razlučivosti dometa, posebice u prisutnosti velikog broja ciljeva u području promatranja, kao i gotovo potpunu vremensku izolaciju između primljenih i emitiranih oscilacija. Posljednja okolnost omogućuje korištenje jedne te iste antene i za prijenos i za prijem.
Nedostatak pulsnih radara je potreba za korištenjem velike vršne snage zračenih oscilacija, kao i nemogućnost mjerenja kratkih dometa – velika mrtva zona.
Radari se koriste za rješavanje širokog spektra zadataka: od osiguravanja mekog slijetanja letjelica na površinu planeta do mjerenja brzine kretanja osobe, od upravljanja oružjem u sustavima proturaketne i protuzračne obrane do osobne zaštite.
Bibliografija
- Vasin V.V. Radni raspon radiotehničkih mjernih sustava. Metodički razvoj. - M.: MIEM 1977.
- Vasin V.V. Razlučivost i točnost mjerenja u radiotehničkim mjernim sustavima. Metodički razvoj. - M.: MIEM 1977.
- Vasin V.V. Metode mjerenja koordinata i radijalne brzine objekata u radiotehničkim mjernim sustavima. Bilješke s predavanja. - M.: MIEM 1975.
4. Bakulev P.A. Radarski sustavi. Udžbenik za sveučilišta. - M .: "Radio
Tehnika „2004.
5. Radiotehnički sustavi: Udžbenik za sveučilišta / Yu. M. Kazarinov [i drugi]; Ed. Yu.M. Kazarinova. - M .: Akademija, 2008 .-- 590 str .:
Drugi slični radovi koji bi vas mogli zanimati. Wshm> |
|||
| 1029. | Razvoj softvera za laboratorijski kompleks sustava računalne obuke (KOS) "Expert Systems" | 4,25 MB | |
| Područje AI ima više od četrdeset godina povijesti razvoja. Od samog početka razmatrao je niz vrlo složenih problema koji su, uz ostale, još uvijek predmet istraživanja: automatsko dokazivanje teorema... | |||
| 3242. | Razvoj sustava za digitalnu korekciju dinamičkih karakteristika primarnog pretvarača mjernog sustava | 306,75 KB | |
| Obrada signala u vremenskoj domeni naširoko se koristi u modernoj elektroničkoj oscilografiji i digitalnim osciloskopima. A digitalni analizatori spektra koriste se za predstavljanje signala u privatnoj domeni. Paketi proširenja koriste se za proučavanje matematičkih aspekata obrade signala | |||
| 13757. | Izrada sustava za testiranje mreže za elektroničku podršku tečaja Operativni sustavi (na primjeru ljuske alata Joomla) | 1,83 MB | |
| Program za pisanje testova omogućit će vam rad s pitanjima u elektroničkom obliku, korištenje svih vrsta digitalnih informacija za prikaz sadržaja pitanja. Cilj kolegija je izraditi suvremeni model web servisa za provjeru znanja korištenjem alata za web razvoj i softversku implementaciju za učinkovit rad testnog sustava - zaštita od kopiranja informacija i varanja pri kontroli znanja i sl. Posljednja dva znači stvaranje jednakih uvjeta za sve prolazne kontrole znanja, nemogućnost varanja i ..... | |||
| 523. | Funkcionalni sustavi tijela. Rad živčanog sustava | 4,53 KB | |
| Funkcionalni sustavi tijela. Rad živčanog sustava Osim analizatora, odnosno osjetnih sustava, u tijelu funkcioniraju i drugi sustavi. Ti se sustavi mogu jasno morfološki definirati, odnosno imati jasnu strukturu. Takvi sustavi uključuju, na primjer, dišni ili probavni sustav. | |||
| 6243. | 44,47 KB | ||
| Sustavi klasa CSRP Sinkronizirano planiranje resursa korisnika. CRM sustavi Customer Reltionships Mngement upravljanje odnosima s kupcima. EAM razredni sustavi. Unatoč činjenici da vodeća poduzeća za jačanje tržišta uvode najmoćnije sustave ERP klase, to više nije dovoljno za povećanje prihoda tvrtke. | |||
| 3754. | Brojevni sustavi | 21,73 KB | |
| Broj je osnovni pojam u matematici, koji obično znači ili količinu, veličinu, težinu i slično, ili redni broj, slijed, šifru, šifru i slično. | |||
| 4228. | Društveni sustavi | 11,38 KB | |
| Parsons je upravitelj skladišta za veliki sustav skladišta. Najvažniji sustavi skladištenja su sustav kulture, sustav posebnosti i sustav ponašanja organizma. Razmezhuvannya mízh chotirma viokremlenimy pídsystems diy mogu se provesti za svoje karakteristične funkcije. Dakle, sustav bi se mogao izgraditi da traje prije prilagođavanja integracije i očuvanja pogleda kako biste mogli biti zadovoljni svojim funkcionalnim vimogovima. | |||
| 9218. | SUSTAVI TEČAJEVA ZRAKOPLOVA | 592,07 KB | |
| Složena metoda određivanja tečaja. Za određivanje kursa zrakoplova stvorena je najbrojnija skupina tečajnih instrumenata i sustava temeljenih na različitim fizičkim principima rada. Stoga pri mjerenju kursa dolazi do pogrešaka zbog rotacije Zemlje i kretanja zrakoplova u odnosu na Zemlju. Kako bi se smanjile pogreške u očitanjima tečaja, ispravlja se prividni pomak žirokompasa i vodoravni položaj osi rotora žiroskopa. | |||
| 5055. | Politički sustavi | 38,09 KB | |
| Funkcije modernizacije političkih sustava. Promatrajući politiku kao sferu interakcije između osobe i države, možemo razlikovati dvije mogućnosti izgradnje tih veza koje su u povijesti političkog života stalno, ali nikako ravnomjerno raširene. | |||
| 8063. | Višebazni sustavi | 7,39 KB | |
| Sustavi s više baza omogućuju krajnjim korisnicima različitih stranica pristup i dijeljenje podataka bez potrebe za fizičkom integracijom postojećih baza podataka. Korisnicima pružaju mogućnost upravljanja bazama podataka vlastitih čvorova bez centralizirane kontrole koja je uobičajena kod konvencionalnih tipova distribuiranih DBMS-a. Lokalni administrator baze podataka može odobriti pristup određenom dijelu svoje baze podataka stvaranjem sheme izvoza. | |||
Moderni rat je brz i prolazan. Često je u borbenom okršaju pobjednik onaj koji prvi uspije otkriti potencijalnu prijetnju i na nju adekvatno odgovoriti. Više od sedamdeset godina za traženje neprijatelja na kopnu, moru i u zraku koristi se metoda radara koja se temelji na emisiji radio valova i registraciji njihovih refleksija od različitih objekata. Uređaji koji šalju i primaju takve signale nazivaju se radari ili radari.
Pojam "radar" engleska je kratica (radio detection and rangeing), koja je lansirana 1941. godine, ali je odavno postala samostalna riječ i ušla u većinu svjetskih jezika.
Izum radara definitivno je značajan događaj. Teško je zamisliti suvremeni svijet bez radarskih stanica. Koriste se u zrakoplovstvu, u pomorskom prijevozu, uz pomoć radara, predviđa se vrijeme, identificiraju se prekršitelji prometnih pravila, skenira se zemljina površina. Radarski kompleksi (RLC) našli su svoju primjenu u svemirskoj industriji i u navigacijskim sustavima.
Međutim, najraširenija upotreba radara nalazi se u vojnim poslovima. Valja reći da je ova tehnologija izvorno stvorena za vojne potrebe i da je došla u fazu praktične implementacije neposredno prije izbijanja Drugog svjetskog rata. Sve veće zemlje koje su sudjelovale u ovom sukobu aktivno su (i ne bez rezultata) koristile radarske stanice za izviđanje i otkrivanje neprijateljskih brodova i zrakoplova. Može se pouzdano tvrditi da je korištenje radara odlučilo o ishodu nekoliko značajnih bitaka u Europi i na pacifičkom kazalištu operacija.
Danas se radari koriste za iznimno širok raspon vojnih zadataka, od praćenja lansiranja ICBM-a do topničkog izviđanja. Svaki avion, helikopter i ratni brod ima svoj radarski sustav. Radari su okosnica sustava protuzračne obrane. Najnoviji radarski kompleks s faznom antenskom rešetkom bit će instaliran na perspektivnom ruskom tenk Armata. Općenito, raznolikost modernih radara je nevjerojatna. To su potpuno različiti uređaji koji se razlikuju po veličini, karakteristikama i namjeni.
S povjerenjem možemo reći da je Rusija danas jedan od priznatih svjetskih lidera u razvoju i proizvodnji radara. No, prije nego što govorimo o trendovima u razvoju radarskih sustava, treba reći nekoliko riječi o principima rada radara, kao i o povijesti radarskih sustava.
Kako radar radi
Mjesto je metoda (ili proces) određivanja mjesta nečega. Sukladno tome, radar je metoda otkrivanja objekta ili objekta u svemiru pomoću radio valova, koje emitira i prima uređaj koji se naziva radar ili radar.
Fizički princip rada primarnog ili pasivnog radara prilično je jednostavan: on odašilje radio valove u svemir, koji se reflektiraju od okolnih objekata i vraćaju mu se u obliku reflektiranih signala. Njihovom analizom radar je sposoban detektirati objekt u određenoj točki u prostoru, te također pokazati njegove glavne karakteristike: brzinu, visinu, veličinu. Svaki radar je složen radiotehnički uređaj koji se sastoji od mnogih komponenti.
Svaki radar sastoji se od tri glavna elementa: odašiljača signala, antene i prijemnika. Sve radarske stanice mogu se podijeliti u dvije velike grupe:
- impuls;
- kontinuirano djelovanje.
Pulsni radarski odašiljač emitira elektromagnetske valove u kratkom vremenskom razdoblju (djelići sekunde), sljedeći signal se šalje tek nakon što se prvi impuls vrati i pogodi prijemnik. Brzina 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 emitiranja signala, odašiljač se na neko vrijeme gasi, a prijemnik se uključuje. Nakon što ga primi, odvija se suprotan proces.
Pulsni radari imaju i nedostatke i prednosti. Oni mogu odrediti domet nekoliko ciljeva odjednom, takav radar može dobro upravljati jednom antenom, pokazatelji takvih uređaja su jednostavni. Međutim, u ovom slučaju signal koji emitira takav radar mora imati prilično veliku snagu. Također možete dodati da su svi moderni radari za praćenje izrađeni prema pulsnoj shemi.
Impulsne radarske stanice obično koriste magnetrone ili putujuće valne cijevi kao izvor signala.
Radarska antena fokusira i usmjerava elektromagnetski signal, hvata reflektirani impuls i prenosi ga na prijemnik. Postoje radari u kojima signal primaju i odašilju različite antene, a mogu se nalaziti na znatnoj udaljenosti jedna od druge. Radarska antena je sposobna emitirati elektromagnetske valove u krugu ili raditi u određenom sektoru. Radarska zraka može biti usmjerena spiralno ili u obliku stošca. Ako je potrebno, radar može pratiti pokretnu metu, neprestano usmjeravajući antenu prema njoj pomoću posebnih sustava.
Funkcije prijemnika uključuju obradu primljenih informacija i njihovo odašiljanje na ekran s kojeg ih operater čita.
Osim pulsnih radara, postoje kontinuirani radari koji neprestano emitiraju elektromagnetske valove. Takve radarske stanice u svom radu koriste Dopplerov efekt. Sastoji se od činjenice da će frekvencija elektromagnetskog vala reflektiranog od objekta koji se približava izvoru signala biti veća od one od objekta koji se udaljava. U tom slučaju frekvencija emitiranog impulsa ostaje nepromijenjena. Radari ovog tipa ne otkrivaju nepokretne objekte, njihov prijemnik prima samo valove s frekvencijom većom ili nižom od emitirane.
Tipični Doppler radar je radar koji službenici prometne policije koriste za određivanje brzine vozila.
Glavni problem kontinuiranih radara je nemogućnost uz njihovu pomoć odrediti udaljenost do objekta, ali tijekom njihovog rada nema smetnji od stacionarnih objekata između radara i cilja ili iza njega. Osim toga, Doppler radari su prilično jednostavni uređaji koji zahtijevaju signale male snage za rad. Također treba napomenuti da moderne kontinuirane radarske stanice imaju mogućnost određivanja udaljenosti do objekta. To se postiže promjenom frekvencije radara tijekom rada.
Jedan od glavnih problema u radu pulsiranih radara su smetnje od stacionarnih objekata - u pravilu je to površina zemlje, planine, brda. Kada rade zračni impulsni radari zrakoplova, svi objekti koji se nalaze ispod su "zasjenjeni" signalom koji se odbija od zemljine površine. Ako govorimo o zemaljskim ili brodskim radarskim sustavima, onda se za njih ovaj problem očituje u otkrivanju ciljeva koji lete na malim visinama. Za uklanjanje takvih smetnji koristi se isti Dopplerov učinak.
Osim primarnih radara, postoje i takozvani sekundarni radari, koji se u zrakoplovstvu koriste za identifikaciju zrakoplova. Sastav ovakvih radarskih sustava, osim odašiljača, antene i prijemnika, uključuje i transponder zrakoplova. Kada je ozračen elektromagnetskim signalom, transponder daje dodatne informacije o visini, ruti, broju broda i nacionalnosti.
Također, radarske stanice se mogu podijeliti prema duljini i frekvenciji vala na kojem djeluju. Na primjer, za proučavanje Zemljine površine, 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 zračnog prometa koristi se radar valne duljine 7,5-15 cm, a nadhorizontski radari stanica za otkrivanje lansiranja projektila djeluju na valovima duljine od 10 do 100 metara.
Povijest radara
Ideja radara nastala je gotovo odmah nakon otkrića radio valova. Godine 1905. Christian Hülsmeier, zaposlenik njemačke tvrtke Siemens, stvorio je uređaj koji je pomoću radio valova mogao detektirati velike metalne predmete. Izumitelj je predložio ugradnju na brodove kako bi mogli izbjeći sudare u uvjetima loše vidljivosti. No, brodari nisu bili zainteresirani za novi uređaj.
Eksperimenti s radarom provedeni su i u Rusiji. Još krajem 19. stoljeća ruski znanstvenik Popov otkrio je da metalni predmeti ometaju širenje radio valova.
Početkom 1920-ih, američki inženjeri Albert Taylor i Leo Young uspjeli su detektirati brod u prolazu pomoću radio valova. Međutim, stanje u radiotehničkoj industriji u to vrijeme bilo je takvo da je bilo teško izraditi industrijske dizajne radarskih stanica.
Prve radarske stanice koje su se mogle koristiti za rješavanje praktičnih problema pojavile su se u Engleskoj oko sredine 30-ih godina. Ti su uređaji bili vrlo veliki i mogli su se instalirati samo na kopnu ili na palubama velikih brodova. Tek 1937. godine stvoren je prototip minijaturnog radara koji se mogao ugraditi na zrakoplov. Do početka Drugog svjetskog rata, Britanci su imali raspoređen lanac radarskih stanica nazvan Chain Home.
Bili smo angažirani u novom perspektivnom smjeru u Njemačkoj. I, moram reći, ne bez uspjeha. Već 1935. godine Raederu, glavnom zapovjedniku njemačke flote, prikazan je radni radar s prikazom elektronskih zraka. Kasnije su na njegovoj osnovi stvoreni serijski uzorci radara: Seetakt za pomorske snage i Freya za protuzračnu obranu. Godine 1940. u njemačku vojsku počeo je ulaziti Würzburški radarski sustav za upravljanje vatrom.
Međutim, unatoč očitim postignućima njemačkih znanstvenika i inženjera na području radara, njemačka vojska počela je koristiti radare kasnije od britanske. Hitler i vrh Reicha smatrali su radare isključivo obrambenim oružjem, koje nije bilo previše potrebno pobjedničkoj njemačkoj vojsci. Upravo iz tog razloga Nijemci su do početka Bitke za Britaniju postavili samo osam Freya radara, iako su po svojim karakteristikama bili barem jednako dobri kao njihovi britanski kolege. Općenito, možemo reći da je uspješna uporaba radara uvelike odredila ishod bitke za Britaniju i kasniju konfrontaciju između Luftwaffea i savezničkog zrakoplovstva na nebu Europe.
Kasnije su Nijemci, na temelju Würzburškog sustava, stvorili liniju protuzračne obrane, koja je nazvana "Linija Kammhuber". Koristeći specijalne snage, saveznici su uspjeli razotkriti tajne rada njemačkih radara, što je omogućilo njihovo učinkovito ometanje.
Unatoč tome što su Britanci u "radarsku" utrku ušli kasnije od Amerikanaca i Nijemaca, na cilju su ih uspjeli prestići i približiti se početku Drugoga svjetskog rata s najnaprednijim radarskim sustavom otkrivanja zrakoplova.
Već u rujnu 1935. Britanci su počeli graditi mrežu radarskih stanica, koja je već prije rata uključivala dvadeset radara. Potpuno je blokirala prilaz britanskom otočju s europske obale. U ljeto 1940. britanski inženjeri stvorili su rezonantni magnetron, koji je kasnije postao osnova za radarske stanice na brodu instalirane na američkim i britanskim zrakoplovima.
Radovi na području vojnog radara odvijali su se i u Sovjetskom Savezu. Prvi uspješni eksperimenti za otkrivanje zrakoplova pomoću radarskih stanica u SSSR-u izvedeni su sredinom 1930-ih. Godine 1939. Crvena armija je usvojila prvi radar RUS-1, a 1940. - RUS-2. Obje ove stanice puštene su u serijsku proizvodnju.
Drugi svjetski rat jasno je pokazao visoku učinkovitost korištenja radarskih stanica. Stoga je nakon njegovog završetka razvoj novih radara postao jedno od prioritetnih područja razvoja vojne opreme. S vremenom su zračni radari primili sve vojne zrakoplove i brodove bez iznimke, radari su postali osnova za sustave protuzračne obrane.
Tijekom Hladnog rata Sjedinjene Države i SSSR nabavili su novo razorno oružje - interkontinentalne balističke rakete. Otkrivanje lansiranja ovih projektila postalo je pitanje života i smrti. Sovjetski znanstvenik Nikolaj Kabanov predložio je ideju korištenja kratkih radio valova za otkrivanje neprijateljskih zrakoplova na velikim udaljenostima (do 3 tisuće km). Bilo je sasvim jednostavno: Kabanov je otkrio da se radio valovi dugi 10-100 metara mogu reflektirati od ionosfere, a zračeći mete na površini zemlje, vraćaju se istim putem do radara.
Kasnije su na temelju te ideje razvijeni radari za otkrivanje iznad horizonta lansiranja balističkih projektila. Primjer takvog radara je Daryal, radarska stanica koja je nekoliko desetljeća bila temelj sovjetskog sustava upozorenja na lansiranje projektila.
Trenutno, jedan od najperspektivnijih pravaca u razvoju radarske tehnologije je stvaranje radara s faznom antenskom nizom (PAR). Takvi radari imaju ne jedan, već stotine odašiljača radio valova, čijim radom upravlja moćno računalo. Radio valovi koje emitiraju različiti izvori u faznom nizu mogu se međusobno pojačati ako su u fazi ili, obrnuto, oslabiti.
Radarski signal s faznim nizom može dobiti bilo koji željeni oblik, može se pomicati u prostoru bez promjene položaja same antene, a može raditi s različitim frekvencijama zračenja. Radar s faznom rešetkom puno je pouzdaniji i osjetljiviji od konvencionalnog antenskog radara. Međutim, takvi radari imaju i nedostatke: hlađenje radara s faznom rešetkom je veliki problem, osim toga, teško ih je proizvoditi i skupi su.
Ugrađuju se novi radari s faznom rešetkom na lovcima pete generacije. Ova tehnologija se koristi u američkom sustavu ranog upozoravanja na rakete. Na najnoviji ruski tenk "Armata" bit će ugrađen radarski kompleks s faznom rešetkom. Treba napomenuti da je Rusija jedan od svjetskih lidera u razvoju radara s faznom rešetkom.
Ako imate bilo kakvih pitanja - ostavite ih u komentarima ispod članka. Mi ili naši posjetitelji rado ćemo im odgovoriti.
Princip rada pulsirajućeg radara može se razumjeti razmatranjem "Pojednostavljenog blok dijagrama impulsnog radara (slika 3.1, slajd 20, 25 ) i grafikone koji objašnjavaju rad pulsirajućeg radara (Sl.3.2, slajd 21, 26 ).
Najbolje je početi razmatrati rad pulsirajućeg radara iz sinkronizacijske jedinice (lansirne jedinice) stanice. Ovaj blok postavlja "ritam" rada stanice: postavlja stopu ponavljanja sondirajućih signala, sinkronizira rad indikatorskog uređaja s radom odašiljača stanice. Sinkronizator stvara kratkotrajne oštre impulse I zap s određenom stopom ponavljanja T P... Strukturno, sinkronizator može biti izrađen u obliku zasebne jedinice ili predstavlja jedinstvenu cjelinu s modulatorom stanice.
Modulator kontrolira rad mikrovalnog generatora, uključuje ga i isključuje. Modulator se pokreće impulsima sinkronizatora i generira snažne pravokutne impulse potrebne amplitude U m i trajanje τ i... Mikrovalni generator se uključuje samo u prisutnosti impulsa modulatora. Učestalost uključivanja mikrovalnog generatora i, posljedično, stopa ponavljanja sondirajućih impulsa određena je frekvencijom impulsa sinkronizatora T P... Trajanje mikrovalnog generatora pri svakom uključivanju (odnosno, trajanje impulsa sonde) ovisi o trajanju oblikovanja impulsa u modulatoru τ i... Trajanje impulsa modulatora τ i obično je nekoliko mikrosekundi, a stanke između njih su stotine i tisuće mikrosekundi.
Pod djelovanjem napona modulatora, mikrovalni generator stvara snažne radio impulse U gen, čije trajanje i oblik određuju trajanje i oblik impulsa modulatora. Visokofrekventne oscilacije, odnosno sondirajući impulsi iz mikrovalnog generatora, prolaze kroz antenski prekidač do antene. Frekvencija titranja radio impulsa određena je parametrima mikrovalnog generatora.
Antenski prekidač (AP) pruža mogućnost rada odašiljača i prijemnika na jednoj zajedničkoj anteni. Tijekom generiranja impulsa sonde (μs) povezuje antenu s izlazom odašiljača i blokira ulaz prijamnika, a ostatak vremena (vrijeme pauze je stotine, tisuće μs) povezuje antenu s ulaz prijemnika i odspaja ga od odašiljača. U pulsnom radaru kao antenski prekidači koriste se automatski prekidači velike brzine.
Antena pretvara mikrovalne oscilacije u elektromagnetsku energiju (radiovalove) i fokusira je u uski snop. Signale reflektirane od mete antena prima, prolaze kroz antenski prekidač i ulaze na ulaz prijamnika U S, gdje se odabiru, pojačavaju, detektiraju i dovode kroz opremu za sprječavanje smetnji do uređaja za indikaciju.
Oprema protiv ometanja uključuje se samo ako postoje pasivne i aktivne smetnje u području radarskog pokrivanja. Ova oprema će se detaljno proučavati u temi 7.
Uređaj za prikaz je terminalni uređaj radara i služi za prikaz i dohvaćanje radarskih informacija. Električni krug i dizajn pokaznih uređaja određuju se praktičnom svrhom stanice i mogu biti vrlo različiti. na primjer, za radarsko otkrivanje pomoću indikatorskih uređaja treba reproducirati zračnu situaciju i odrediti koordinate ciljeva D i β. Ti se pokazatelji nazivaju sveobuhvatni indikatori prikaza (PID). Indikatori nadmorske visine koriste se u radaru za mjerenje visine cilja (visinomjerima). Indikatori dometa mjere samo domet do cilja i koriste se za kontrolu.
Za točno određivanje raspona potrebno je izmjeriti vremenski interval t s(desetke i stotine mikrosekundi) s visokom preciznošću, odnosno potrebni su uređaji s vrlo malom inercijom. Stoga se u indikatorima raspona kao mjerni instrumenti koriste katodne cijevi (CRT).
Bilješka. Princip mjerenja raspona proučavan je u lekciji 1, stoga, prilikom proučavanja ovog pitanja, glavnu pozornost treba posvetiti formiranju zamaha na PPI.
Bit rangiranja (vrijeme kašnjenja t s) uz pomoć CRT-a može se objasniti na primjeru korištenja linearnog zamaha u cijevi s elektrostatičkim snopom elektrona.
Kod linearnog skeniranja u CRT-u, snop elektrona pod utjecajem napona skeniranja U R povremeno se kreće stalnom brzinom u ravnoj liniji s lijeva na desno (slika 1.7, slajd 9, 12 ). Napon sweep-a generira poseban generator sweep-a, koji se pokreće istim impulsom sinkronizatora kao i modulator odašiljača. Stoga, kretanje snopa po ekranu počinje svaki put kada se pošalje impuls sonde.
Kada se koristi oznaka amplitude mete, reflektirani signal koji dolazi s izlaza prijamnika uzrokuje skretanje snopa u okomitom smjeru. Tako se reflektirani signal može vidjeti na ekranu cijevi. Što je cilj dalje, to više vremena prolazi do pojave reflektiranog impulsa i dalje udesno snop se uspijeva pomaknuti duž linije zamaha. Očito, svaka točka linije skeniranja odgovara određenom trenutku dolaska reflektiranog signala i, prema tome, određenoj vrijednosti raspona.
U radaru koji radi u kružnom načinu rada koriste se indikatori kružnog prikaza (IKO) i CRT s elektromagnetskim otklonom snopa i oznakom svjetline. Radarska antena s uskim snopom (BP) pomiče se mehanizmom rotacije antene u horizontalnoj ravnini i "skenira" okolni prostor (slika 3.3, slajd,
Na PPI, linija sweep sweep rotira po azimutu sinkrono s antenom, a početak pomicanja snopa elektrona iz središta cijevi u radijalnom smjeru poklapa se s trenutkom emitiranja impulsa sonde. Sinkrona rotacija zamaha na IKO-u s radarskom antenom provodi se pomoću sinkronog pogona snage (SSP). Signali odgovora prikazani su na zaslonu indikatora u obliku oznake svjetline.
ICO vam omogućuje da istovremeno odredite raspon D i azimut β ciljeve. Radi praktičnosti očitavanja, na zaslon PPI elektronički se primjenjuju oznake dometa, koje imaju oblik krugova i azimuta u obliku svijetlih radijalnih linija (slika 3.3, slajd, 8, 27 ).
Bilješka. Koristeći TV prijemnik i TV karticu, pozvati učenike da odrede koordinate ciljeva. Označite ljestvicu indikatora: oznake dometa slijede nakon 10 km, oznake azimuta - nakon 10 stupnjeva.
ZAKLJUČAK
(slajd 28)
Određivanje udaljenosti do objekta impulsnom metodom svodi se na mjerenje vremena kašnjenja t s reflektirani signal u odnosu na puls sonde. Za ishodište vremena širenja radio valova uzima se trenutak emisije sonde.
Prednosti pulsnih radara:
praktičnost vizualnog promatranja svih ciljeva istovremeno ozračenih antenom u obliku oznaka na zaslonu indikatora;
izmjenični rad odašiljača i prijemnika omogućuje korištenje jedne zajedničke antene za prijenos i prijem.
Drugo pitanje za trening.
Glavni pokazatelji impulsne metode
Glavni pokazatelji impulsne metode su (slajd 29) :
Nedvosmisleno određen maksimalni domet, D;
razlučivost raspona, δD;
minimalni raspon koji se može otkriti, D min .
Razmotrimo ove pokazatelje.
Nedvosmislen maksimalni domet
Maksimalni domet radara određen je osnovnom radarskom formulom i ovisi o parametrima radara.
Jednoznačnost određivanja udaljenosti do objekta ovisi o razdoblju ponavljanja sondirajućih impulsa T P... Nadalje, ovo pitanje se postavlja na sljedeći način.
Maksimalni domet radara je 300 km. Odredite vrijeme kašnjenja do cilja koji se nalazi u ovom rasponu
Period ponavljanja sondirajućih impulsa odabran je jednak 1000 μs. Odredite domet do cilja, vrijeme kašnjenja do kojeg je T P
U zračnom prostoru postoje dvije mete: cilj broj 1 na dometu od 100 km i cilj broj 2 na dometu od 200 km. Kako će oznake ovih ciljeva izgledati na pokazivaču radara (slika 3.4, slajd 22, 30 ).
Prilikom sondiranja prostora impulsima s periodom ponavljanja od 1000 μs, oznaka s mete br. 1 bit će prikazana na udaljenosti od 50 km, budući da će nakon dometa od 150 km započeti novo razdoblje zamaha i udaljeni cilj će se označiti na početak ljestvice (na udaljenosti od 50 km). Izbrojani raspon ne odgovara stvarnom.
Kako otkloniti nejasnoće u određivanju raspona?
Nakon sažimanja odgovora učenika zaključiti:
Za jednoznačno određivanje dometa potrebno je odabrati period ponavljanja sondirajućih impulsa u skladu s navedenim maksimalnim dometom radara, tj.
Za zadani raspon od 300 km, razdoblje ponavljanja sondirajućih impulsa mora biti veće od 2000 μs ili frekvencija ponavljanja mora biti manja od 500 Hz.
Osim toga, maksimalni domet detekcije ovisi o širini antenskog snopa, brzini rotacije antene i potrebnom broju impulsa reflektiranih od cilja u jednom okretu antene.
Rezolucija dometa (δD) je minimalna udaljenost između dva cilja smještena na istom azimutu i elevaciji, na kojoj se signali reflektirani od njih promatraju na zaslonu indikatora zasebno(Sl.3.5, slajd 23, 31, 32 ).
Za zadano trajanje pulsa sondiranja τ i i udaljenost između ciljeva ∆D 1 mete # 1 i # 2 zrače se odvojeno. S istom širinom impulsa, ali s razmakom između ciljeva ∆D 2 mete broj 3 i broj 4 zrače se istovremeno. Stoga će u prvom slučaju PPI-ovi biti vidljivi na zaslonu zasebno, au drugom - zajedno. Iz ovoga slijedi da je za odvojeni prijem impulsnih signala potrebno da vremenski interval između trenutaka njihovog prijema bude veći od trajanja impulsa. τ i (∆ t > τ i )
Minimalna razlika (D 2 - D 1 ), na kojem su ciljevi vidljivi na ekranu zasebno, po definiciji postoji razlučivost dometa δD, stoga
Osim trajanja pulsa τ i na razlučivost stanice u smislu dometa utječe rezolucija indikatora, koja je određena ljestvicom zamaha i minimalnim promjerom svjetleće točke na CRT ekranu ( d P ≈ 1 mm). Što je veća skala raspona i što je bolje fokusiranje CRT zraka, to je bolja razlučivost indikatora.
U općem slučaju, razlučivost dometa radara je
gdje δD i- razlučivost indikatora.
Manje δD , to je bolja rezolucija. Obično je razlučivost radarskog raspona δD= (0,5 ... 5) km.
Za razliku od razlučivosti u smislu raspona, razlučivost u kutnim koordinatama (u azimutu δβ i ugao mjesta δε ) ne ovisi od radarske metode i određuje se širinom dijagrama zračenja antene u odgovarajućoj ravnini, koja se obično mjeri na razini polovice snage.
Razlučivost azimuta radara δβ O jednako je:
δβ O = φ 0,5r O + δβ i O ,
gdje φ 0,5r O- širina uzorka smjera pri pola snage u horizontalnoj ravnini;
δβ i O- razlučivost azimuta indikatorske opreme.
Radarske postaje visoke razlučivosti omogućuju zasebno promatranje i određivanje koordinata blisko raspoređenih ciljeva.
Minimalni domet koji se može otkriti je najkraća udaljenost na kojoj postaja još uvijek može otkriti cilj. Ponekad se područje oko stanice, u kojem ciljevi nisu otkriveni, naziva "mrtvom" zonom. ( slajd 33 ).
Korištenje jedne antene u pulsirajućem radaru za odašiljanje sondirajućih impulsa i primanje reflektiranih signala zahtijeva isključivanje prijamnika za vrijeme trajanja zračenja sondirajućeg impulsa. τ u... Stoga reflektirani signali koji stignu na stanicu u trenutku kada njen prijemnik nije spojen na antenu neće biti primljeni i registrirani na indikatorima. Duljina vremena tijekom kojeg prijemnik ne može primiti reflektirane signale određena je trajanjem impulsa sonde τ u i vrijeme potrebno za prebacivanje antene s odašiljanja na prijem nakon izlaganja pulsu sonde odašiljača t v .
Znajući ovo vrijeme, vrijednost minimalnog raspona D min pulsni radar može se odrediti formulom
gdje τ u- trajanje impulsa radarske sonde;
t v- vrijeme uključivanja prijamnika nakon završetka sondinog impulsa odašiljača (jedinice - μs).
na primjer... Na τ u= 10 μs D min = 1500 m
na τ u= 1 μs D min = 150 m.
Treba imati na umu da je za povećanje radijusa "mrtve" zone D min dovodi do prisutnosti na zaslonu indikatora reflektiranog od lokalnih objekata i ograničenog raspona rotacije antene u visini.
ZAKLJUČAK
Metoda pulsiranja radara učinkovita je za mjerenje raspona objekata koji se nalaze na velikim udaljenostima.
Treće studijsko pitanje
Metoda kontinuiranog zračenja
Uz primjenu pulsne metode radar se može izvesti pomoću instalacija s kontinuiranim zračenjem energije. Kontinuiranom metodom zračenja moguće je poslati mnogo energije prema meti.
Uz prednost energetskog reda, metoda kontinuiranog zračenja je inferiorna u odnosu na pulsnu metodu u nizu pokazatelja. Ovisno o tome koji parametar reflektiranog signala služi kao osnova za mjerenje dometa do cilja, kontinuiranom metodom radara razlikuju se:
fazna (fazometrijska) metoda radara;
frekvencijska metoda radara.
Također su moguće kombinirane metode radara, posebice pulsno-fazne i pulsne frekvencije.
S faznom metodom Za radar, udaljenost od mete do mete procjenjuje se prema razlici faza između emitiranih i primljenih reflektiranih vibracija. Prve metode fazometrijskog mjerenja udaljenosti predložili su i razvili akademici L.I. Mandelstam i N.D. Papaleksi. Ove metode su našle primjenu u dugovalnim radionavigacijskim sustavima dalekog zrakoplovstva.
Metodom frekvencije Za radar, udaljenost do cilja procjenjuje se frekvencijom otkucaja između izravnog i reflektiranog signala.
Bilješka. Učenici samostalno proučavaju ove metode. Literatura: Slutsky V.Z. Pulsna tehnika i osnove radara. S. 227-236.
ZAKLJUČAK
Određivanje udaljenosti do objekta pulsnom metodom svodi se na promjenu vremena kašnjenja t zap reflektiranog signala u odnosu na sondirajući impuls.
Za jednoznačno određivanje udaljenosti do objekta potrebno je da t zap.mah ≤ T p.
Razlučivost udaljenosti δD je bolja, što je kraće trajanje impulsa sonde τ u.
U članku se raspravlja o principu rada i općem strukturnom dijagramu brodskog radara. Rad radarskih stanica (radara) temelji se na korištenju fenomena refleksije radio valova od raznih prepreka koje se nalaze na putu njihovog širenja, odnosno u radaru se fenomen jeke koristi za određivanje položaja objekata. . Za to radar ima odašiljač, prijamnik, poseban antenski valovodni uređaj i indikator sa zaslonom za vizualno promatranje eho signala. Dakle, rad radarske stanice može se predstaviti na sljedeći način: radarski odašiljač generira visokofrekventne oscilacije određenog oblika, koje u svemir šalje uski snop koji se neprekidno rotira duž horizonta. Reflektirane vibracije od bilo kojeg objekta u obliku jeke prijemnik prima i prikazuje na zaslonu indikatora, dok je na ekranu moguće odmah odrediti smjer (ležište) prema objektu i njegovu udaljenost od plovila.
Omjer prema objektu određuje se smjerom uskog radarskog snopa, koji trenutno pada na objekt i odbija se od njega.
Udaljenost do objekta može se dobiti mjerenjem malih vremenskih intervala između slanja impulsa sonde i trenutka prijema reflektiranog impulsa, pod uvjetom da se radio impulsi šire brzinom c = 3 X 108 m/s. Brodski radari imaju indikatore sveobuhvatne vidljivosti (IKO), na čijem se ekranu formira slika plovidbene situacije koja okružuje brod.
Rašireni su obalni radari postavljeni u lukama, na prilazima njima i na kanalima ili na složenim plovnim putevima. Uz njihovu pomoć postalo je moguće izvršiti ulazak brodova u luku, kontrolirati kretanje brodova duž plovnog puta, kanala u uvjetima loše vidljivosti, zbog čega se vrijeme mirovanja brodova značajno smanjuje. Ove postaje u nekim lukama nadopunjene su posebnom televizijskom odašiljačkom opremom, koja prenosi slike sa ekrana radarske stanice na brodove koji se približavaju luci. Prenesene slike na brodu se primaju konvencionalnim televizijskim prijamnikom, što uvelike olakšava navigatoru zadatak ulaska broda u luku pri slaboj vidljivosti.
Obalne (lučke) radare lučki dispečer može koristiti i za praćenje kretanja brodova koji se nalaze u lučkom akvatoriju ili na prilazima njemu.
Razmotrimo princip rada brodskog radara s indikatorom kružnog prikaza. Upotrijebimo pojednostavljeni blok dijagram radara da objasnimo njegov rad (slika 1).
Puls za okidanje koji generira ZI generator pokreće (sinkronizira) sve radarske jedinice.
Kada okidački impulsi stignu do odašiljača, modulator (Mod) generira pravokutni impuls u trajanju od nekoliko desetinki mikrosekunde, koji se dovodi do magnetronskog generatora (MG).
Magnetron generira sondirajući impuls snage 70-80 kW, valne duljine 1 = 3,2 cm, frekvencije / s = 9400 MHz. Impuls magnetrona kroz antenski prekidač (AP) kroz poseban valovod dovodi se do antene i emitira u svemir uskim usmjerenim snopom. Širina snopa je 1-2 ° u horizontalnoj ravnini i oko 20 ° u okomitoj ravnini. Antena, rotirajući oko okomite osi brzinom od 12-30 o/min, zrači cijeli prostor koji okružuje plovilo.
Reflektirane signale prima ista antena, stoga AP naizmjenično spaja antenu na odašiljač, a zatim na prijemnik. Reflektirani impuls se preko antenskog prekidača dovodi do miješalice, na koju je spojen klystron generator (KG). Potonji stvara oscilacije male snage s frekvencijom f G = 946 0 MHz.
U miješalici, kao rezultat zbrajanja oscilacija, dodjeljuje se međufrekvencija fPR = fG-fC = 60 MHz, koja se zatim dovodi u pojačalo međufrekvencije (IFA), pojačava reflektirane impulse. Uz pomoć detektora na izlazu IF pojačala, pojačani impulsi se pretvaraju u video impulse, koji se putem video miksera (VS) dovode do videopojačala. Ovdje se pojačavaju i dovode na katodu katodne cijevi (ICO).
Katodna cijev je posebno dizajnirana vakuumska elektronska cijev (vidi sliku 1).
Sastoji se od tri glavna dijela: elektronskog pištolja s uređajem za fokusiranje, odbojnog magnetskog sustava i staklene žarulje sa zaslonom naknadnog sjaja.
Elektronski top 1-2 i uređaj za fokusiranje 4 tvore gustu, dobro fokusiranu elektronsku zraku, a sustav za odbijanje 5 služi za upravljanje tom elektronskom zrakom.
Nakon prolaska kroz odbojni sustav, snop elektrona pogađa ekran 8, koji je prekriven posebnom tvari koja ima sposobnost sjaja kada je bombardirana elektronima. Unutarnja strana širokog dijela cijevi prekrivena je posebnim vodljivim slojem (grafitom). Ovaj sloj je glavna anoda cijevi 7 i ima kontakt na koji se primjenjuje visoki pozitivni napon. Anoda 3 je elektroda za ubrzanje.
Svjetlina svjetleće točke na CRT ekranu regulira se promjenom negativnog napona na kontrolnoj elektrodi 2 pomoću potenciometra "Brightness". U normalnom stanju, cijev je zaključana negativnim naponom na izlazu 2.
Slika okoline na zaslonu indikatora kružnog prikaza dobiva se na sljedeći način.
Istovremeno s početkom emisije, odašiljač sondinog impulsa pokreće sweep generator koji se sastoji od multivibratora (MB) i generatora pilaste struje (SSG) koji generira pilaste impulse. Ovi impulsi se dovode do sustava otklona 5, koji ima rotacijski mehanizam koji je spojen na prijamni selsyn 6.
Istodobno, pravokutni pozitivni naponski impuls se primjenjuje na upravljačku elektrodu 2 i otključava je. S pojavom rastuće struje (pilaste) u CRT odbojnom sustavu, snop elektrona počinje glatko odstupati od središta prema rubu cijevi i na ekranu se pojavljuje svjetlosni polumjer zamaha. Radijalno kretanje snopa po ekranu je vrlo slabo. U trenutku dolaska reflektiranog signala povećava se potencijal između mreže i kontrolne katode, cijev se otključava, a na ekranu počinje svijetliti točka koja odgovara trenutnom položaju snopa koja radi radijalno kretanje. Udaljenost od središta zaslona do svjetleće točke bit će proporcionalna udaljenosti do objekta. Sustav otklona ima rotacijsko kretanje.
Mehanizam rotacije sustava za skretanje povezan je sinkronim prijenosom sa selsyn-senzorom antene 9, stoga se zavojnica za skretanje rotira oko grla CRT-a sinkrono i u fazi s antenom 12. Kao rezultat toga, rotirajući zamah radijus se pojavljuje na CRT ekranu.
Kada se antena okrene, linija zakretanja se okreće i nova područja počinju svijetliti na zaslonu indikatora, što odgovara impulsima reflektiranim od različitih objekata koji se nalaze na različitim smjerovima. Za potpunu rotaciju antene, cijela površina CRT zaslona prekrivena je mnoštvom linija radijalnog skeniranja, koje su osvijetljene samo ako se na odgovarajućim ležajevima nalaze reflektirajući predmeti. Tako se na ekranu cijevi reproducira potpuna slika okoliša koji okružuje brod.
Za približno mjerenje udaljenosti do različitih objekata na CRT ekranu primjenjuju se prstenovi skale (stacionarni krugovi raspona) pomoću elektroničkog osvjetljenja generiranog u PKD jedinici. Za točnije mjerenje udaljenosti u radaru koristi se poseban uređaj za određivanje udaljenosti, s tzv. pokretnim krugom dometa (PKD).
Za mjerenje udaljenosti do bilo koje mete na CRT zaslonu, potrebno je okretanjem gumba daljinomjera poravnati PCD s oznakom cilja i očitati u miljama i desetinama s brojača koji je mehanički spojen na ručku daljinomjera.
Osim odjeka i prstenova udaljenosti, oznaka smjera 10 osvijetljena je na CRT ekranu (vidi sliku 1). To se postiže primjenom pozitivnog impulsa na kontrolnu mrežu CRT-a u trenutku kada maksimalno zračenje antene prođe smjer koji se poklapa sa središnjom ravninom posude.
Slika na CRT ekranu može biti orijentirana u odnosu na DP broda (stabilizacija duž kursa) ili u odnosu na pravi meridijan (stabilizacija duž sjevera). U potonjem slučaju, odbojni sustav cijevi također ima sinkronu vezu s žirokompasom.
Radarska stanica sastoji se od sljedećih glavnih elemenata:
Uređaj za prijenos;
Uređaj za primanje;
Antenski prekidač i antenski uređaj;
Terminalni uređaj;
Sinkronizator.
Blok dijagram radara prikazan je na slici 5.2.
Sl.5.2 Blok dijagram radarske stanice.
Uređaj za prijenos Radar je dizajniran da generira zvučni signal i prenosi ga na antenu.
Uređaj za primanje Radar je namijenjen za predobradu reflektiranog signala primljenog od antene. Odvaja korisni signal od mješavine signala i smetnji, pretvara radio signal u video signal i prenosi ga na terminalni uređaj.
Antenski prekidač je dizajniran za spajanje odašiljača na antenu kada se emitira zvučni signal i za spajanje prijemnika na antenu kada se primi reflektirani signal.
Terminalni uređaj analizirati korisni signal. Vrsta terminalnog uređaja ovisi o vrsti signala (analogni ili digitalni), primatelju radarske informacije (operater, uređaj za automatsko određivanje položaja, računalo itd.) i vrsti radarske informacije.
Sinkronizator osigurava unaprijed određen slijed rada radarskih elemenata. Tako, na primjer, u najčešćim radarima s pulsnim načinom rada sinkronizator obavlja sljedeće funkcije:
Koordinacija trenutka formiranja sondirajućeg impulsa s trenutkom pokretanja vremenske baze indikatora ili nulte vrijednosti računskog uređaja;
Koordinacija položaja uzorka usmjerenja antene u prostoru s zamahom indikatora ili nultim brojanjem računalnog uređaja;
Određivanje trenutka otvaranja prijemnika i intervala njegovog rada.
U ovom slučaju načelno su moguće sljedeće metode sinkronizacije:
1. Sinkronizacija od odašiljača do terminala.
U takvim radarima, trenutak formiranja sondirajućeg impulsa određuje trenutak pokretanja vremenske baze indikatora ili trenutak nuliranja računskog uređaja. Prednost ove metode sinkronizacije je u tome što nestabilnost stope ponavljanja sondirajućih impulsa odašiljača ne utječe na točnost radarskih mjerenja. Međutim, takvi radari su inherentno nestabilni u lansiranju terminalnog uređaja, što je teško potpuno eliminirati.
2. Sinkronizacija s terminala na odašiljač.
U ovom slučaju, rad terminala i odašiljačkog uređaja kontrolira visoko stabilan generator uključen u terminalni uređaj. Time se postiže visoka točnost radarskih mjerenja. Međutim, problemi nastaju pri promjeni stope ponavljanja impulsa sonde.
3. Sinkronizacija pomoću zasebnog visoko stabilnog kristalnog oscilatora, koji nije uključen u odašiljač ili terminalni uređaj.
Ova metoda sinkronizacije koristi se u većini modernih radara, koji obično pružaju mogućnost promjene stope ponavljanja sondirajućih impulsa tijekom rada stanice. To je potrebno kako bi se osigurala otpornost radara pri radu u uvjetima pasivnih ili aktivnih radarskih smetnji.
Strukturni dijagram radara uglavnom ovisi o njegovoj namjeni, vrsti sondirajućeg signala (pulsnog ili kontinuiranog) i moduliranom parametru radio signala.
Međutim, u općem slučaju, postupak obrade radio signala u radaru mora biti usklađen ne samo s vrstom zvučnog signala, već i s vrstom smetnji. Stoga bi strukturni dijagram radara trebao uzeti u obzir izvore aktivnih i pasivnih radioelektronskih smetnji.
Ovaj zadatak komplicira rad bilo kojeg radara, jer smetnje uzrokuju izobličenje signala reflektiranog od cilja i dovode do gubitka korisnih radarskih informacija. Stoga se u procesu obrade reflektiranog signala pokušava suzbiti smetnje, što se postiže uvođenjem elektroničkih uređaja za zaštitu od smetnji u strukturu radara.
