10) Средняя мощность излучения передатчика не должна превышать 100 Вт, а импульсная—100 кВт. Расчет технических показателей импульсной рлс

Для оценки длины волны РЛС прежде всего обра­тимся к графику рис.3 [1] для D_max - 100 км.

Рис.3 - Изменение энергии излучаемых колебаний в зависимости от рабочей длины волны

Как видно, оптимальная длина волны равна приблизительно 5-6 см. При уменьшении длины волны до 3 см необходимая энергия в импульсе возрастает приблизительно в два раза, что, по-видимому, является допустимым. Но боль­ше сокращать волну не следует, так как потери будут резко расти.

Приняв = 3см, можем определить ширину луча РЛС в вертикальной плоскости (наиболее важная ха­рактеристика луча для данной станции):

С учетом ухудшения реальной разрешающей способ­ности по сравнению с потенциальной, определяемой шириной луча, разрешающая способность по углу места будет равна приблизительно 0,7°, что в 1,4 раза хуже сформулированного требования по разрешению. Но с этим ничего сделать нельзя, так как ни уменьшение длины волны, ни увеличение размеров антенны в данном случае допущено быть не может.

При последовательном обзоре по угловым координа­там связь между параметрами системы обзора характе­ризуется формулой:

(1)

где:

_аз – ширина ДН луча антенны по азимуту;

Т_обл – период облучения цели;

Ф_аз – сектор сканирования пространства по азимуту;

Ф_ум – сектор сканирования пространства по месту.

Относительный период обзора целесообразно принять равным среднему значению (К_обз)_ср=2.

При поглощении энергии на всей дальности дейст­вия РЛС имеет место следующее соотношение:

(2)

где:

k_ш=5 – коэффициента шума приемника РЛС (значение 5 можно получить при использовании ЛБВ на длине волны 3 см);

k_p – коэффициент различимости;

–ЭПР цели;

S_эф – эффективная площадь раскрыва антенны.

1) Эффективную площадь раскрыва антенны можно выразить чрез угловые размеры луча:

(3)

2) Теоретически необходимое отношение сигнал/шум на входе приемника при обнаружении сигнала с неиз­вестными начальной фазой и амплитудой для Р_ПО=0,5 и Р_ЛТ=10^-3 находим при помощи графика³ q_ср = 20, потери в тракте (Паi) примем равными 10.

Тогда k_р =

3) Коэффициент поглощения δ_п() в дожде интенсивностью 4 мм/час и кислороде воздуха для= 3 см равен 0,06 дб/км

Рис. 4 - Зависимость коэффициента поглощения энергии ра­диоволн δ_п от длины волны и вида гидрометеоров.

Множитель поглощения буде равен

Рассмотрим (2) с учетом (3):

Далее выразим размеры луча по азимуту:

Совместно решая два уравнения, определим период облучения цели и размер луча по азимуту:

Решая систему, получаем: _аз7.52 ⁰ и Т_обл=41.8 мс.

Период повторения импульсов равен:

Принимаем Т_и=0.7 мс, тогда частота повторения импульсов равна:

Находим число импульсов в пачке:

Определяем длительность излучаемых РЛС импульсов:

где:

R – разрешающая способность по дальности

Принимаем

Определяем мощность излучения РЛС в импульсе:

, что не превышает 100кВт по требованию из задания.

Потенциальные составляющие ошибок не превышают значений, требуемых в задании:

, что не превышает 80м по требованию задания.

что не превышает 0,3⁰ по требованию задания.

что не превышает 3⁰ по требованию задания.

С учетом даже существенного ухудшения реальной точ­ности по сравнению с потенциальными возможностями требуемая точность измерения координат будет обеспе­чена.