Пассивный радиопеленгационный координатор

Пример решения задачи 6. Вариант 1.2.2.2.

Контрольные вопросы и задачи по разделу 2

1. Основные соотношения энергетического расчета дальности действия (обнаружения цели) активного радиолокационного координатора?.

2. Как изменится дальность обнаружения цели при изменении в 2 раза (на 5%) одного из параметров РК (мощность передатчика, чувствительность приемника (Р_min), площадь антенны, длина волны излучения, коэффициент пропускания обтекателя) или внешних условий (эффективная отражающая поверхность, погодные условия)?

3. Основные соотношения статистического расчета дальности действия (обнаружения цели) активного радиолокационного координатора.

4. Обнаружение радиолокационных сигналов, выбор порога обнаружения сигнала на фоне шума.

5. Задача. Определить отношение сигнал / шум, необходимое для обнаружения цели, в заданных условиях:

- w(u_ш), w(u_c, u_c) - плотности распределения амплитуды шума u_ш (варианты 1, 2 и 3, обозначенные цифрами в кружках, приведены на рис. 2.13) и сигнала u_c (пять вариантов приведены на рис. 2. 14).

1 2 3

w(u_ш) w(u_ш) w(u_ш)

w_ш1 w_ш1 w_ш1

1 u_ш ,В 1 2 u_ш .В 1 u_ш,В

Рис. 2.13

Таблица 2.1

w(uc, uc) uc - b uc - a uc uc+ a uc + b uc,B	Вариант а b
Рис. 2.14

- Р_лт - вероятность ложной тревоги.

Таблица 2.2

Вариант
Рлт		0,1	0,125	0,25	0,333

- Р_обн -вероятность обнаружения цели

Таблица 2.3

Вариант
Робн		0,9	0,875	0,666	0,5

Примечание. Вариант исходных данных определяется четырьмя номерами вариантов каждого параметра (характеристики). Например, вариант 3.2. 4.1 означает необходимость определения отношения u_с / u_ш для 3-его закона распределения амплитуды шума (рис. 2.13), 2-ого варианта параметров закона распределения амплитуды (рис. 2.14), Р_лт = 0,25 и Р_обн =1.

Пример решения задачи 5. Вариант 1.2.2.2.

1) Определим параметры закона распределения амплитуды шума. Воспользуемся соотношением

ò w (u_ш) du_ш = 1

и найдем ординату (высоту прямоугольника) закона распределения амплитуды шума для заданного варианта. w_ш1= 1 (рис. 2.13).

2) По заданному значению Р_лт = 0,1 найдем значение порога u_п из соотношения

1 1

ò w (u_ш) du_ш = ò w_ш1 du_ш = 0,1.

u_п u_п

u_п= 0,9 В.

3) Определим ординаты закона распределения амплитуды сигнала из уравнения

u_с+b

ò w (u_с,u_с) du_с = 1,

u_с-b

раскрывая которое, получим 2a w_с1 + (b-a) w_с1=1, откуда найдем w_с1=0,333. Отметим, что решение не зависит от u_с.

4) Определим значение u_с , удовлетворяющее заданному значению вероятности обнаружения цели, т.е. из уравнения:

u_с+b u_п

ò w (u_с,u_с) du_с = 0,9 или ò w (u_с,u_с) du_с = 0,1,

u_п u_с-b

раскрывая которое, получим 0,5 w_с1 (u_п -u_с+b)² = 0,1, откуда u_с=2,13, В.

4) Для определения отношения сигнал / щум, удовлетворяющего заданным условиям, найдем среднее значение амплитуды шума u_ш из условия

u_ш 1

ò w (u_ш) du_ш = ò w (u_ш) du_ш = 0,5,

0 u_ш

откуда u_ш= 0,5, В.

Искомое отношение u_с / u_ш = 4,26.

6. Задача. Определить мощность минимального сигнала Р_min, при котором обеспечивается заданная вероятность обнаружения сигнала (варианты в табл. 2.3) и вероятность ложной тревоги (варианты в табл. 2.2) при законах распределения амплитуды шума и сигнала (рис.2.13 и рис. 2.14). Коэффициент преобразования (усиления) приемника k_пр =10¹⁰, В/Вт.

Примечание. Набор исходных данных аналогично предыдущей задаче.

Из предыдущего примера возьмем значение u_с=2,13,В.

Р_min= k_{пр *} u_с=2,13, Вт.

7. Задача. Как изменится дальность обнаружения цели при уменьшении величины Р_лт до 0 (или изменении ее до любого другого значения от 0 до 1).

Примечание. Числовые значения параметров можно брать из задачи 5.

8. Задача. Как изменится дальность обнаружения цели при изменении величины Р_обн до 1 (или любого другого значения от 0 до 1).

Примечание. Числовые значения параметров можно брать из задачи 5.

7. Какие типы зондирующих сигналов активного радиолокационного координатора вы знаете? Как измеряется дистанция до объекта локации?

9. Приведите пример фильтра сжатия и поясните принцип его работы.

10. Как осуществляется сопровождение отраженного сигнала по дистанции активным радиолокационным координатором? Приведите структурную схему системы слежения и поясните назначение ее звеньев и связей.

11. Задача. Определите характеристику дискриминатора системы слежения по дистанции для конкретных параметров сигнала (примеры вариантов приведены на рис. 2.15) и полустробов (рис. 2.16).

12. Какие способы определения угловых координат объекта-цели активным радиолокационным координатором Вы знаете? Их особенности (достоинства, недостатки)?

13. Определите пеленгационную характеристику РК амплитудного способа пеленгации при заданных значениях параметров антенны и цели (в одной плоскости) с однородной отражательной поверхностью.

Таблица 2.5

	Вариант
	Зона сканирования ±, град.
	Диаграмма направленности q0, град.
	Угловой размер цели, град.
tз t 1мкс	tз t 1мкс 1мкс
Рис. 2.15

Таблица 2.4

tстр t tф t1 t Рис. 2.16

Вари-ант t t1 tф

0.5

1,5 0,5

0,5

Дополнительные условия (одно из трех):

1 - максимальный сигнал от цели находится в линейной зоне приемника РК;

2 - сигнал велик и приемник в насыщении при минимальном сигнале от цели;

3 - сигнал мал и его максимальное значение превосходит порог обнаружения не 20%.

14. Задача. Определите пеленгационную характеристику РК для равносигнального метода пеленгации. Исходные данные взять из предыдущей задачи, опустив зону сканирования и приняв угол между электрической осью антенны и осью ее вращения равным 0,25 q₀.

15. Задача. Определите пеленгационную характеристику РК для моноимпульсного метода пеленгации. Исходные данные взять из задачи 13, опустив зону сканирования и приняв угол между осями парциальных диаграмм, равным 0,25 q₀.

16. Какие замкнутые автоматические системы РК Вам известны? Приведите пример одной из них и дайте ей характеристику с точки зрения теории автоматического управления.

17. Приведите функциональную и структурную схему системы стабилизации и программного управления антенной РК. Поясните назначение всех звеньев и связей и дайте ей характеристику с точки зрения теории автоматического управления.

18. Приведите функциональную и структурную схему системы сопровождения цели по угловым координатам. Поясните назначение всех звеньев и связей и дайте ей характеристику с точки зрения теории автоматического управления.

Пассивный pадиопеленгационный кооpдинатоp или канал (ПРК) это пассивный pадиопеленгатоp источников pадиоизлучений (РИ), работающий в автоматическом режиме и обеспечивающий:

- обнаружение и селекцию сигналов источников РИ, установленных на различных объектах;

- классификацию источников РИ с целью идентификации типа наблюдаемого источника РИ и выбора требуемого объекта;

- определение координат источника РИ и сопровождение его по этим координатам пи изменении взаимного расположения ПРК и объекта;

На этапе проектирования выбор диапазона радиоизлучения для ПРК поводится на основании анализа типов радиолокационных и радиосвязных станций, а тактики их использования и возможности практической реализации.

Примеp pаспpеделения количества радиолакационных станций в зависимости от диапазона радиоизлучения и места нахождения (носителя) приведены в таблице. Из нее видно, что для наблюдения наибольшего числа РЛС необходимо одновременно иметь ПРК, принимающий излучение в диапазоне от миллиметров до метров, что практически невозможно в рамках одного приемного устройства и одной антенной системы. По этой причине для ПРК выбивается один из наиболее информативных с точки зрения вешаемых задач диапазон или используются многоканальные системы с раздельными приемными и антенными системами.

Таблица 3.1.

Базирование РЛС	l, см ± 2 5 %
0,8
Наземное
Морское
Воздушное

Основные изменяемые параметры радиоизлучений РЛС - несущая частота РИ, длительность импульса излучения, амплитуда излучаемого сигнала, а также дополнительные параметры, необходимые для вешения задач ПРК (период следования импульсов, направление на источник РИ (в горизонтальной и вертикальной плоскости), тип модуляции сигнала, время заботы РЛС). По совокупности тех первых параметpов опpеделяется факт обнаpужения РИ, а дополнительные дают возможность селектиpовать pадиоизлучение и классифициpовать объект или источник РИ, а также опpеделять наплавление на выбpанный объект.