Фазовый следящий радиодальномер

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА 401

А.А СОСНОВСКИЙ

РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ И РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ

ИЗМЕРИТЕЛИ ДАЛЬНОСТИ

Учебное пособие к курсовому проектированию

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ.. 2

1.ФАЗОВЫЙ СЛЕДЯЩИЙ РАДИОДАЛЬНОМЕР. 2

1.1 Выбор структурной схемы.. 3

1.2 Расчет длины волны и параметров ФАР. 6

1.3 Расчет параметров сигнала. 6

1.4 Выбор параметров устройств обработки сигналов. 7

1.5 Расчет погрешностей. 8

1.6 Расчет энергетических параметров. 11

1.7 Расчет вспомогательных параметров. 13

2. ЧАСТОТНЫЙ СЛЕДЯЩИЙ РАДИОВЫСОТОМЕР. 14

2.1 Обработка преобразованного сигнала. 16

2.2 Расчет длины волны и параметров антенн. 23

2.3 Расчет параметров сигналов. 23

2.4. Выбор параметров устройств обработки сигналов. 24

2.5 Расчет погрешностей. 25

2.6 Расчет энергетических параметров. 28

2.7 Расчет вспомогательных параметров. 29

3. ИМПУЛЬСНЫЙ СЛЕДЯЩИЙ РАДИОДАЛЬНОМЕР. 30

3.1. Выбор структурных схем.. 31

3.2. Расчет длины волны и параметров ФАР. 38

3.3. Расчет параметров сигналов. 39

3.4. Выбор параметров устройств обработки сигналов. 39

3.5. Расчет погрешностей. 40

3.6. Расчет энергетических параметров. 43

3.7. Расчет вспомогательных параметров. 44

4. РАДИОДЛЬНОМЕР С ФАЗОКОДОВОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ.. 45

4.1. Сигналы и их обработка в аппаратуре потребителя. 45

4.2. Расчет длины волны и параметров антенны опорной станции. 52

4.3. Расчет параметров сигнала. 52

4.4. Выбор параметров устройств обработки сигналов. 53

4.5. Расчет погрешностей. 53

4.6. Расчет энергетических параметров. 54

4.7. Расчет вспомогательных параметров. 55

ПРИЛОЖЕНИЕ П I. ФОРМА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ В ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКЕ 57

ПРИЛОЖЕНИЕ П 2. ТИПОВЫЕ ЗАДАНИЯ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ.. 59

КП - 31. 59

ПРЕДИСЛОВИЕ

В пособии излагается методика расчета параметров измерительных радиотехнических устройств (РТУ), предназначенных для определения дальности летательных аппаратов (ЛА) и других объектов.

В четырех главах пособия даны основные сведения, необходимые при проектировании измерителей дальности – радиодальномеров (РД), используемых как в составе радиолокаторов, так и в качестве автономного средства. Расположение материала пособия соответствует рекомендуемому порядку расчета определенного РТУ. Пример представления результатов проектирования в виде разработанных на основе расчетов и исходных данных технических требований к элементам РТУ приведен в Приложении П 1. В Приложении П 2 даны типовые задания на проектирование.

Пособие базируется на основной литературный источник [1], рекомендуемый при изучении дисциплин «Основы теории радиолокационных и радионавигационных систем» и «Радиолокационные и радионавигационные системы», сохранена, в основном, и система обозначений, принятая в [1], только в целях упрощения опущен индекс «R» при обозначении величин, относящихся к измерителям дальности. С этой же целью обозначение σ сохранено для флуктуационных и суммарных погрешностей, причем индекс «фл» также опускается, а методические флуктуационные погрешности обозначаются как σ. Кроме того, для обозначения ширины диаграммы направленности антенны (ДНА) по половинной мощности вместо φ_0,5 используется φ.

Рекомендуемые в пособии расчетные соотношения даются без выводов. При необходимости читатель может воспользоваться ссылками на источники, в которых имеются соответствующие выкладки.

ФАЗОВЫЙ СЛЕДЯЩИЙ РАДИОДАЛЬНОМЕР

Рассматриваемый фазовый радиодальномер (ФРД) представляет собой составную часть системы сближения объектов, один из которых является запросчиком, а второй – ответчиком. Предполагается, что ФРД работает совместно с бортовым радиолокатором, который обнаруживает имеющий ответчик объект, осуществляет наведение объекта, на котором установлен запросчик, по угловым координатам второго объекта и грубо определяет дальность до последнего. В дальнейшем объект, на котором имеется запросчик, называется просто запросчиком. А объект с ответчиком – ответчиком. Параметрам запросчика и ответчика присваиваются соответственно индексы «з» и «от».

При проектировании данного ФРД следует учитывать следующие его особенности:

1. Получаемая с помощью радиолокатора грубая оценка дальности используется в ФРД в качестве предварительного целеуказания и исключает необходимость поиска сигнала по дальности.

2. Измерение дальности в ФРД производится на модулирующей (масштабной) частоте F_м, которая в целях повышения точности по мере сближения объектов увеличивается. При этом на любой дальности R должно выполняться условие однозначности дальнометрии:

λ_м= 2R, (1.1)

где λ_м= с/F_м - длина волны модулирующего сигнала.

3. Непрерывный характер излучаемого запросного и ответного сигналов требует преобразования частоты в ответчике, где несущая частота сигнала запросчика умножается на коэффициент преобразования, равный

К_п.ч= n/(n-1), (1.2)

где n целое число. Чем больше n, тем ближе частота ответного сигнала К_п.чf₀ к несущей частоте f₀ сигнала запросного и тем труднее отфильтровать просачивающийся в приемный тракт сигнал передатчика от принимаемого сигнала. С другой стороны, близость частот К_п.чf₀ и f₀ позволяет использовать одну антенну для приема и передачи сигналов.

4. Возникающая при сближении объектов ситуация требует применения на ответчике ненаправленной антенны.

Типовое задание на проектирование следящего ФРД (КП-31) приведено в Приложении П 2.