Средства постановки помех и помехозащиты на РЛС

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине:

«Теоретические основы радиоэлектронной борьбы»

на тему:

«СРЕДСТВА ПОСТАНОВКИ ПОМЕХ И ПОМЕХОЗАЩИТЫ»

Студент Белокуров Евгений Викторович

Рязань 2007 г.

Содержание

Введение

1. Анализ задачи и её формализация

2. Расчет параметров помехопостановщика (мощность передатчика помех, средств создания помех, параметров помех)

3. Расчет зон прикрытия помехами (пассивными и активными)

4. Расчет параметров средств помехозащиты (алгоритма помехозащиты, структуры и параметров)

5. Анализ эффективности применения комплекса помех и средств помехозащиты

6. Оценка требований к аппаратно-программным ресурсам средств конфликтующих сторон

7. Выбор и технико-экономическое обоснование технологической базы для реализации проекта

8. Составление структурной схемы устройства и описание её работы

Заключение

Список использованных источников

Графические материалы

Введение

Радиолокационные станции (РЛС) управления воздушным движением (УВД) используются для управления движением самолетов в воздухе в районе аэродрома и на земле после посадки. Такие станции позволяют обнаруживать прибывающие самолеты, осуществлять их индивидуальное опознавание, направлять самолеты в зоны ожидания и контролировать движение в этих зонах, последовательно выводить самолеты на посадочный курс и наблюдать за выполнением посадки, следить за передвижением самолетов и автотранспорта по летному полю.

Основные тактические требования к РЛС формулируются с учетом специфики движения самолетов в районе аэродрома. Считается, что дальность действия РЛС наблюдения за воздушной обстановкой в районе аэродрома должна быть 200—250 км. Такая дальность обеспечивает возможность получения необходимой информации об обнаруженном самолете за время его приближения к аэродрому. Одновременно подобная дальность позволяет организовать зону ожидания достаточно большого числа самолетов.

Данная курсовая работа поможет подробнее рассмотреть возможности РЛС в мирное время, что последнее время становится всё актуальнее, при участившихся случаях террористических актов.

1. Анализ задачи и её формализация

В данной курсовой работе предлагается произвести эскизный расчёт РЛС, в соответствии с параметрами этой радиолокационной станции разработать алгоритмы работы и структурные схемы постановщика помех и устройств защиты для этой РЛС.

В соответствии с ТЗ, дальнейшие рассуждения проводятся для трехкоординатной РЛС управления воздушного движения. Дальность обнаружения цели выбирается не менее 230 км (R_max= 300 км). ЭПР цели (E= 6.4 м²). Предлагаемый ТЗ тип помех: пассивная, активная шумовая.

Первый тип помех относится к естественным помехам и возникает из-за наличия у антенной системы РЛС боковых лепестков в угломестной плоскости. Главный луч при этом непосредственно земли не касается, так как для РЛС управления воздушного движения(УВД) характерна слегка приподнятая ДН. Также к данному виду помехи относятся так называемые «местные предметы», которые возникают из-за больших углов закрытия на местности вокруг точки стояния РЛС, при этом помеха приходит и по главному лучу. Для данной помехи характерно нулевое доплеровское смещение частоты, следовательно, для борьбы с ней лучше всего использовать режекторный фильтр.

Борьба с пассивными помехами требует, прежде всего, ослабления мощности мешающих отражений, принимаемых антенной радиолокатора, и сужения динамического диапазона помех для предупреждения перегрузки приёмного тракта, что наиболее часто встречается в системах УВД.

Второй тип помех относится к преднамеренным. Активная помеха представляет собой электромагнитные колебания, которые создаются каким-либо источником в диапазоне частот РЛС. Шумовые помехи – помехи основанные на использовании шума. Возможны два вида таких помех. При модуляции шумом несущего колебания по какому-либо параметру формируются АМ - или ЧМ - шумовые помехи или их комбинация. Шумовые помехи маскируют или подавляют полезные сигналы, а также изменяют уровень ложных тревог в радиолокационных приёмниках. Они обычно являются заградительными. При непосредственном излучении шума генерируется прямошумовая помеха, которая в зависимости от ширины спектра может быть как прицельной, так и заградительной.

Эскизный расчёт РЛС.

Для РЛС дальнего обнаружения характерен импульсный режим работы. Рассчитаем период повторения зондирующих импульсов исходя из заданной однозначно измеряемой дальности R_max= 300 км:

Для данного вида радиолокационных станций характерен метровый диапазон рабочих частот от 1 до 10 метров. В соответствии с атмосферными окнами прозрачности и допустимыми размерами раскрыва антенной системы приемлема несущая частота . Реализуемая ширина ДН в азимутальной плоскости на этих частотах составляет от 2.5 до 4 градусов. Достаточная ширина ДН . Рассчитаем раскрыв антенны необходимый для формирования заданной ширины ДН:

,

где - коэффициент, учитывающий величину амплитудных искажений.

Для определения радиолокационной станцией угла места необходимо обеспечить качание луча в угломестной плоскости (последовательный режим обзора). Зададимся такой же шириной ДН что и в азимутальной плоскости, соответственно таким же будет и эквивалентный раскрыв антенны в этой плоскости. Конструктивно антенную систему можно выполнить в виде двух ФАР, одна из которых, синфазная, будет обеспечивать узкую ДН в азимутальной плоскости, а другая, наклонного излучения, качание луча в угломестной плоскости. Вся же АС будет вращаться в азимутальной плоскости, обеспечивая последовательный обзор в секторе от 0 до 360 градусов. Скорость вращения антенны выберем стандартной для данного типа РЛС:

Рассчитаем коэффициент усиления АС:

Круговая частота вращения антенны:

Ширина ДН в радианах:

Рассчитаем длительность пачки отражённого от цели сигнала, т.е. время в течении которого цель находиться в главном луче ДН АС:

Количество импульсов в пачке:

 

Зададимся разрешением по дальности  и рассчитаем длительность импульса зондирующего сигнала:

Эффективная ширина спектра сигнала:

 

Рассчитаем пороговое отношение сигнал/шум:

Рассчитаем мощность шума:

,

где - постоянная Больцмана, К_ш-коэффициент шума приёмного устройства. Минимальная мощность сигнала необходимая для его обнаружения:

.

Рассчитаем среднюю мощность РЛС, исходя из обеспечения необходимой энергетической дальности, применив основное уравнение радиолокации:

Импульсная мощность РЛС:

, где Q-скважность зондирующего сигнала:

Полученные энергетические характеристики излучения соответствуют реально допустимым и реализуемым на практике.