Постановка задачи

1 Постановка задачи

1.1 Основные понятия

Прежде чем описывать работу и назначение программного комплекса введем основные понятия и определения, необходимые для знакомства с данной предметной областью и понимания основных идей, заложенных при разработке программного комплекса.

Радиолокация – это область радиотехники, обеспечивающая радиолокационное наблюдение различных объектов, т.е. их обнаружение, измерение координат и параметров движения, а также выявление некоторых структурных или физических свойств путем использования отраженных или переизлученных объектами радиоволн либо их собственного радиоизлучения.

Радиотехнические устройства радиолокационного наблюдения называются радиолокационными станциями (РЛС). Сами же объекты радиолокационного наблюдения именуются радиолокационными целями.

Источником радиолокационной информации является радиолокационный сигнал. В зависимости от способов его получения различают следующие виды радиолокационного наблюдения.

1. Радиолокация с пассивным ответом, основанная на том, что излучаемые РЛС колебания – зондирующий сигнал – отражаются от цели и попадают в приемник РЛС в виде отраженного сигнала или эхо-сигнала. Важным требованием к целям в этом случае является отличие от отражающих свойств окружающей среды.

2. Радиолокация с активным ответом, характеризуется тем, что ответный сигнал является не отраженным, а переизлученным с помощью специального ответчика – ретранслятора. При этом заметно повышается дальность и контрастность радиолокационного наблюдения, что позволяет использовать данный вид радиолокации для наблюдения радиолокационных целей на больших расстояниях, а также искусственных спутников Земли.

3. Пассивная радиолокация основана на приеме собственного радиоизлучения целей, преимущественно миллиметрового и сантиметрового диапазонов.

Основными составными частями РЛС являются приемник, передатчик, антенное устройство и оконечное устройство.

Рисунок 1.1 – Структурная схема простейшей импульсной РЛС

У большинства РЛС приемная и передающая антенны расположены в непосредственной близости друг от друга, а РЛС с импульсной модуляцией (наиболее широко используемые в настоящее время) обычно имеет одну антенну, снабженную специальным антенным переключателем для перехода из режима передачи в режим приема и обратно (рисунок 1.1). В импульсных РЛС антенный переключатель содержит разрядники защиты приемника и блокировки передатчика, которые коммутируют антенну либо с передатчиком, либо с приемником.

Передатчик РЛС вырабатывает высокочастотные колебания, которые модулируются по амплитуде, частоте или фазе иногда весьма сложным образом. Эти колебания передаются в антенное устройство и образуют зондирующий сигнал.

Излучаемые колебания нельзя считать радиолокационным сигналом, т.к. они никакой информации о цели не несут. После того как электромагнитная волна, падающая на цель (первичная волна), вызывает в ее теле вынужденные колебания электрических зарядов, цель подобно обычной антенне создает электромагнитное поле. Это поле в дальней зоне представляет собой вторичную, т.е. отраженную электромагнитную волну, создающую в РЛС радиолокационный сигнал, который является носителем информации о цели.

Приемник РЛС необходим для оптимального выделения полезного сигнала из помех (первичная обработка сигнала). Оконечное (выходное) устройство служит для представления радиолокационной информации в нужной потребителю форме.

Радиолокационная обстановка есть совокупность отраженных от радиолокационных объектов сигналов, излучаемых РЛС. На распространение сигналов в пространстве также оказывают влияние условия окружающей среды /1/.

Все возможные радиолокационные объекты (цели) можно разделить на сосредоточенные и распределенные в пространстве. К сосредоточенным относятся объекты, размеры которых заметно меньше элементов разрешающего объема РЛС. Разрешающий объем - это часть пространства, облучаемого РЛС, в пределах которого цели не наблюдаются раздельно. Сосредоточенные цели, в свою очередь, можно разделить на одиночные и групповые, состоящие из ряда независимых одиночных целей. Одиночные сосредоточенные цели называются точечными целями. Они практически не изменяют форму отраженного сигнала. К распределенным целям относятся земная и водная поверхность (поверхностные цели), облака, дождь, снег, туман (объемные цели).

1.2 Цель дипломного проектирования

При проектировании и разработке РЛС в целом или отдельных модулей встает задача выбора параметров и режимов работы, проверка работоспособности и отладка разрабатываемого изделия.

В реальных условиях для проверки работоспособности всей РЛС или отдельного модуля необходимо осуществить выезд на испытательный полигон, предварительно договорившись с руководством специализированной летной организации на проведение тренировочных полетов в заданном районе по заданным траекториям. В ходе испытаний принимаемые РЛС сигналы фиксируются при помощи специального устройства для записи или цифрового магнитофона, подключенного к приемному тракту, как показано на рисунке 1.2.

Входной аналоговый сигнал, содержащий сведения о радиолокационной обстановке, обрабатывается в приемном тракте РЛС, оцифровывается и записывается в цифровом виде в выходной файл. Выходной файл содержит как данные о радиолокационной обстановке, так и данные о параметрах конкретной РЛС. Анализ данного файла может дать некоторые сведения о работе РЛС.

Рисунок 1.2 – Схема включения записывающего устройство в приемный тракт РЛС

Очевидно, что при таком подходе стоимость разработки заметно увеличивается. Увеличиваются также сроки разработки, поскольку изготовление и доработка тестируемых блоков и модулей требует дополнительного времени и людских ресурсов. В случае обнаружения неустранимых ошибок в конструкции изделия из-за неправильного выбора параметров или режимов работы зачастую требуется повторное изготовление всего блока или модуля.

Для снижения всех вышеперечисленных затрат ранее записанные файлы с данными о радиолокационной обстановке можно подавать на вход реальных устройств обработки (рисунок 1.3), и тем самым можно промоделировать работу всей РЛС без выезда на испытательный полигон.

Информация, записанная в файле, вновь преобразуется в аналоговый вид и подается на устройство обработки информации, реализованные в РЛС. На оконечном устройстве РЛС (мониторе, пульте диспетчера) отображается уже обработанная информация, а поскольку входной сигнал известен, то можно судить о качестве обработки.

Может применяться также еще один цифровой магнитофон, позволяющий записывать уже обработанную информацию с входа оконечного устройства, что позволит получить более полную информацию о качестве обработки входного сигнала.

Рисунок 1.3 – Схема для проверки аналогово-цифровых устройств обработки информации

Другим вариантом проверки оборудования РЛС может служить схема представленная на рисунке 1.4 и использоваться для проверки цифровых устройств обработки информации, когда не требуется перевод информации в аналоговый вид.

Подход к анализу информации остается тем же.

Рисунок 1.4 – Схема для проверки цифровых устройств обработки информации

Подобный подход позволяет проверить работу разрабатываемого изделия на его модели, т.е. уже на этапе проектирования можно проверить некоторые технические решения, выбрать режимы работы и параметры разрабатываемого изделия.

Если моделировать файлы с данными о радиолокационной обстановке на персональном компьютере, то можно промоделировать работу всей РЛС и проверить работу в самой критической с точки зрения обнаружения сигнала обстановке. Использование ПЭВМ для разработки повышает культуру производства, снижает сроки на разработку и материальные затраты.

Таким образом, цель дипломного проектирования – разработка программного комплекса для моделирования радиолокационной обстановки на персональном компьютере, позволяющего моделировать радиолокационную обстановку по заданным параметрам, создавать выходной файл, содержащий рассчитанную модель, использовать полученный файл для проверки реальных устройств обработки информации.

Похожие работы

Электронные системы отображения навигационных карт

Скачать

223834

6

7

... информации. Набираемая информация отображается на дисплее, что позволяет контролировать ее правильность. Клавиатура и дисплей АИС должны быть независимыми от других навигационных устройств. Судовыми системами отображения АИС могут быть система отображения электронных карт (ECDIS, ECS, RCDS), РЛС, САРП или дисплей персонального компьютера. АИС и связанные с ней датчики информации питаются от ...

Математическое обеспечение комплекса задач “Автоматизированная система документооборота учереждения

Скачать

200314

8

2

... , практически, не используются. Проблема информатизации Минторга может быть решена путем создания Автоматизированной Информационной системы Министерства Торговли РФ (АИС МТ РФ) в соответствии с настоящим Техническим предложением.   ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЛЕКСА ЗАДАЧ "СИСТЕМА ДОКУМЕНТООБОРОТА УЧЕРЕЖДЕНИЯ”. функции поиска и архивации 2.1. Постановка задачи и её спецификация ...