Учебное пособие к курсовому проектированию - polpoz.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию Дисциплина... 1 406.92kb.
Учебное пособие Москва, 2014 Учебное пособие разработано на кафедре... 4 1038.32kb.
Учебное пособие Ульяновск 2007 2 (075) ббк 65. 050я7 а 86 5 2517.17kb.
Организация и оказание медицинской помощи недоношенным детям на педиатрическом... 4 1094.17kb.
Учебное пособие в помощь студентам 5 761.75kb.
Учебник для вузов. М.: Юнити, 1999. 551 с. Бабосов Е. М. Конфликтология... 1 60.23kb.
Программа Учебное пособие Для студентов факультета журналистики 2 614.46kb.
Строительные и путевые машины учебное пособие по дисциплине 14 2397.7kb.
Учебное пособие Расчеты на прочность при переменных нагрузках Салават... 1 321.86kb.
Учебное пособие Таганрог 2004 ббк 65. 290-5я73+65. 050. 9(2р) 18 3426.07kb.
Н. Г. Чернышевского история социальной педагогики учебное пособие 28 2167.33kb.
3. 2 Историческая справка 18 3 Технологические вопросы. Микроактюаторы 20 8 917.26kb.
1. На доске выписаны n последовательных натуральных чисел 1 46.11kb.

Учебное пособие к курсовому проектированию - страница №1/10



.



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 7

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 37

3.3. Расчет параметров сигналов 38

3.4. Выбор параметров устройств обработки сигналов 38

3.5. Расчет погрешностей 39

3.6. Расчет энергетических параметров 42

3.7. Расчет вспомогательных параметров 43

4. РАДИОДЛЬНОМЕР С ФАЗОКОДОВОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ 44

4.1. Сигналы и их обработка в аппаратуре потребителя 44

4.2. Расчет длины волны и параметров антенны опорной станции 51

4.3. Расчет параметров сигнала 51

4.4. Выбор параметров устройств обработки сигналов 52

4.5. Расчет погрешностей 52

4.6. Расчет энергетических параметров 53

4.7. Расчет вспомогательных параметров 54

ПРИЛОЖЕНИЕ П I. ФОРМА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ В ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКЕ 56




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 φ0,5 используется φ.

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



1.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 Fм, которая в целях повышения точности по мере сближения объектов увеличивается. При этом на любой дальности R должно выполняться условие однозначности дальнометрии:

λм= 2R, (1.1)

где λм= с/Fм - длина волны модулирующего сигнала.



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

Кп.ч= n/(n-1), (1.2)

где n целое число. Чем больше n, тем ближе частота ответного сигнала Кп.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 Кп.чf0 и f0 позволяет использовать одну антенну для приема и передачи сигналов.



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

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

1.1 Выбор структурной схемы


Упрощенная структурная схема возможного варианта ФРД (вместе с ответчиком), учитывающая указанные выше особенности этого РТУ, показана на рис. 1.1

РИС. 1.1
Сигнал от радиолокатора (РЛ), несущий информацию о грубой дальности Rгр, поступает через экстраполятор Э следящей за фазой системы на управляемый генератор масштабной частоты УГМЧ и изменяет частоту Fм вырабатываемых им колебаний в соответствии с соотношением (1.1). Эти колебания подаются на модулятор М, где осуществляется амплитудная модуляция сигнала несущей частоты f0. Источником сигнала несущей частоты, а также гетеродинных сигналов для приемного тракта, является синтезатор частоты СЧ. Модулятор М связан с антенной запросчика, функцию которой выполняет фазированная антенная решетка ФАР, через циркулятор Ц (направленный разделитель). Циркулятор обеспечивает коэффициент развязки между передающим и приемным каналами до 35 дБ при потерях энергии сигнала не более 0,5 дБ в полосе частот, равной ± 0,005 от частоты настройки циркулятора. Эти параметры циркулятора, а также полосу пропускания ФАР, которая обычно не превышает 10 % от центральной частоты, необходимо учитывать при выборе коэффициента преобразования частоты.

Сигнал запроса в простейшем случае с приемной антенны ответчика А-1 поступает на усилитель радиочастоты УРЧ, а с последнего – на преобразователь частоты Пр.Ч. Ответный сигнал с частотой Кп.чf0 после усиления по мощности в УМ излучается антенной А-2.

На запросчике принятый ФАР сигнал после циркулятора Ц подается на приемно-усилительный тракт ПУТ, где осуществляется фильтрация и усиление ответного сигнала, а также его детектирование. Полученный в ПУТ сигнал с частотой Fм направляется на фазовый детектор ФД, который является чувствительным элементом следящей за фазой сигнала системы. Сигнал ошибки с ФД в экстраполяторе Э суммируется ( с учетом знака этого сигнала) с имеющимся в Э напряжением (соответствующим грубой оценке дальности по данным РЛ или полученным в предыдущих циклах работы ФРД) и изменяет частоту Fм сигнала УГМЧ. Описанный процесс повторяется в последующих циклах работы ФРД до тех пор, пока сигнал ошибки не станет равным нулю. Информация о дальности снимается с измерителя периода ИП, на который подается тот же сигнал, что и на ФД.

Напряжение на выходе ФД (сигнал ошибки) имеет вид ([1], с.154)

Uф.дф.дUm1 Um2 cosφΔ,

где Кф.д – коэффициент передачи ФД; Um1, Um2 – амплитуды подаваемых на ФД сигналов, а φΔ – разность фаз этих сигналов.

С целью получения дискриминационной характеристики следящей за фазой системы с нулем при φΔ= 0 один из указанных сигналов сдвигают по фазе на π/2. Тогда

Uф.дф.дUm1 Um2 sinφΔ. (1.3)
В рассматриваемом ФРД с переменной Fм этот фазовый сдвиг целесообразно вводить в УГМЧ, который при этом формирует два сигнала, один из которых с начальной фазой φ01 подается на модулятор, а второй с фазой φ01+ π/2 – на фазовый детектор. Естественно, что оба сигнала должны иметь одну и ту же частоту Fм. Такая целесообразность следует из того, что при сдвиге по фазе сигнала, получаемого с ПУТ, потребуется фазовращатель, параметры которого должны меняться синхронно с перестройкой Fм, что приведет к усложнению устройства, создающего требуемый сдвиг сигнала по фазе.

На рис 1.2 показана возможная структурная схема ПУТ.



Рис. 1.2
В смесителе См-1 пришедший с циркулятора Ц сигнал, имеющий (без учета доплеровского сдвига частоты) частоту Кп.чf0, преобразуется на первую промежуточную частоту fп.ч1, на которую настроен усилитель УПЧ-1. Для этого на См-1 с синтезатора частот СЧ подается сигнал гетеродина с частотой fг1= Кп.чf0+ fп.ч1. Основная функция УПЧ-1 заключается в подавлении просачивающегося с передающего тракта зондирующего сигнала. Вместе с циркулятором УПЧ-1 должен обеспечивать требуемый коэффициент развязки передающего и приемного трактов. Второй усилитель (УПЧ-2) выполняет обычные для супергетеродинных приемников функции усиления и фильтрации сигналов. Частота гетеродина fг2= fп.ч1+ fп.ч2.

Сигнал с частотой Fм после детектора Д усиливается в полосовом усилителе ПУ и поступает на фазовый детектор. Полосовой усилитель должен пропускать сигналы, частоты которых лежат в диапазоне от Fм min до Fм max, где предельные значения частоты Fм соответствуют максимальной и минимальной измеряемой дальности.

Упомянутый выше измеритель периода ИП, с которого снимается информация о измеряемой дальности R, может быть основан на определении числа счетных импульсов за интервал времени Тси=0,5Тм=0,5/Fм. Упрощенная структурная схема ИП показана на рис. 1.3.



Рис. 1.3
Сигнал масштабной частоты Fм с УГМЧ поступает на формирователь импульсов ФИ. Последний вырабатывает импульсы запуска триггера Тр каждый раз, когда гармонический сигнал с УГМЧ проходит через нулевое значение. Импульс, соответствующий положительной производной сигнала, переводит Тр в рабочее состояние. При этом триггер открывает электронный ключ ЭК и импульсы, имеющие период Тс.и, начинают поступать с генератора счетных импульсов ГСчИ на счетчик Сч. Перевод Тр в исходное состояние и прекращение счета импульсов происходят при поступлении с ФИ импульса, соответствующего отрицательной производной сигнала с УГМЧ при пересечении последним нулевого уровня. Затем производится перепись содержимого Сч в оперативное запоминающее устройство ОЗУ (схема управления переписью на рис. 1.3 с целью упрощения не показана). Информация снимается с ОЗУ в требуемом коде. Из сказанного, а также из (1.1) следует, что число импульсов N в Сч будет



. (1.4,а)

Откуда


R=cTс.и N. (1.4,б)

следующая страница >>


izumzum.ru