Учебная работа № /3022. Контрольная Основные требования к антенным системам и возможности применения антенных решеток

Выдержка из похожей работы

Для определения координат цели в трехмерном пространстве требуется измерение трех параметров положения,К ним могут относиться [3, 4]:
наклонная дальность, угол азимута и угол места (рисунок 1, а);
наклонные дальности от двух РЛС и угол места или угол азимута для одной из них (рисунок 1, б);
три наклонные дальности, определяющие положение объекта для трех РЛС (рисунок 1, в).

аб

в
Рисунок 1.1

1.2 Взаимосвязь точности измерения координат цели и эффективности применения радиоэлектронной системы

Для оценки военно-технической значимости работы используем критерий величины предотвращенного ущерба, определяемый соотношением

,(1.1)
В соотношении (1.1) — важность обороняемого элемента группировки; — ущерб, наносимый объекту -м (=1,…,L) боеприпасом ВТО при отсутствии КСЗ; — вероятность поражения — го боеприпаса ВТО i-м поражающим средством КСЗ; L — число боеприпасов ВТО; — число поражающих средств КСЗ, предназначенных для уничтожения -го боеприпаса ВТО, — число ударов противника по защищаемому объекту.
Значения условной вероятности обнаружения и уничтожения целей при этом задаются выражениями (1.2) и (1.3)

, (1.2)

где — вероятность определения координат -го боеприпаса ВТО с заданной точностью; — условная вероятность поражения -го боеприпаса ВТО i-м поражающим средством КСЗ при определении координат средства ВТО с заданной точностью.
Значение условной вероятности можно записать с использованием следующей формулы

, (1.3)

в котором -дисперсия определения положения точки прицеливания для уничтожения -го средства ВТО; — эффективный радиус поражения i-го средства КСЗ (радиус сферы, в пределах которой i-е средство КСЗ поражает цель с заданной вероятностью).
Условием обнаружения цели по результатам математического моделирования является совпадение максимума (глобального и локального) зависимости с заданным при формировании исходных данных направлением на эту цель,Потенциальная точность определения угловых координат, дальности и радиальной скорости при этом может быть описана зависимостями (1.4)-(1.5)

, (1.4)

где — длительность импульса.
Соответственно среднеквадратическое значение потенциальной погрешности измерения расстояния до цели составляет

, (1.5)

где с — скорость распространения электромагнитных волн.
Среднеквадратическое значение потенциальной погрешности измерения частоты данного импульса равно

,(1.6)

Достигаемое при этом среднеквадратическое значение потенциальной точности измерения радиальной скорости цели описывается равенством

,(1.7)
Среднеквадратическое значение потенциальной точности измерения угловых координат имеет вид

, (1.8)

где — эффективный размер антенного раскрыва.
Приведенные соотношения устанавливают взаимосвязь между точностью измерения координат в РЭС с показателями эффективности применения группировки РВСН.
2,Анализ методов и устройств измерения угловых координат

.1 Методы измерения угловых координат

Для измерения угловых координат в радиолокации и радионавигации используется радиопеленгование, т.е,определение направления на источник принимаемого радиосигнала,Зависимость напряжения принимаемого радиосигнала от направления прихода радиоволн, заданного углами и в горизонтальной и вертикальной плоскостях, можно представить выражением

, (2.1)

в котором обозначает комплексную амплитуду сигнала.
С учетом зависимости уровня принимаемого сигнала от угловой ориентации диаграммы направленности антенны получаем

, (2.2)

где — время задержки сигнала, пропорциональное расстоянию от источника сигнала до приемной антенны; — частота сигнала; — фаза колебаний радиосигнала; — функции, описывающие ДНА в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Таким образом, для определения направления прихода радиоволн можно непосредственно использовать зависимость амплитуды принимаемого сигнала от отклонения оси ДНА от направления на источник радиосигнала, выражаемую функциями ,Такой метод пеленгования называется амплитудным.
При приеме сигнала на две или несколько разнесенных в пространстве антенн фазовый сдвиг сигналов, возбуждаемых в антеннах, зависит от направления прихода радиоволн.
Сигнал в каждой из антенн, разнесенных в пространстве, как показано на рисунке 1.1, определяется зависимостью

, (2.3)

где — время задержки сигнала, пропорциональное расстоянию от источника сигнала до -й приемной антенны.
Метод определения направления измерением фазовых сдвигов сигналов в антеннах называют фазовым,Применяются также комбинированные амплитудно-фазовые методы пеленгования.
При частотной модуляции сигнала возможно использование и частотного метода определения направления, который иногда применяется совместно с амплитудным для повышения точности и разрешающей способности РЛС по угловым координатам.
Рассмотрим кратко методы пеленгования, для упрощения предполагая, что источник сигнала и антенна приемника находятся в одной (горизонтальной) плоскости.
Фазовые методы основаны на измерении разности фаз колебаний, принимаемых двумя антеннами, разнесенными в пространстве (радиопеленгатор), как показано на рисунке 1.1.
Прием может осуществляться и на одну антенну, но тогда сигнал должен излучаться разнесенными антеннами (фазовый радиомаяк),Проанализируем пеленгование объекта фазовым методом для двух ненаправленных приемных антенн и (рисунок 1.1),Пусть расстояние между антеннами, называемое базой равно , а пеленгуемый объект удалей от центра базы на расстояние ,В этом случае направления прихода сигналов от объекта к антеннам А1 и А2 можно считать параллельными,При этом разность расстояний , где — угол между направлением на объект и нормалью к базе, проходящей через ее середину.