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
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.
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 (Rmax= 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 Rmax= 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, Кш-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.
2. Расчёт параметров помехопостановщика (мощность передатчика
помех, средств создания помех, параметров помех)
Опираясь на полученные выше основные характеристики РЛС, можно перейти к расчету параметров помехопостановщика. Общая задача постановки активных помех – сокрытие объектов или факта передачи радиосигнала в некоторой прикрываемой области пространства. В нашем случае, так как это не оговорено, может предполагаться действие активных помех любых видов.
В общем случае цель и постановщик активных помех могут находиться как в одной точке (самоприкрытие объекта), так и в различных точках пространства. В ситуации самоприкрытия эффективность помехи тем выше, чем больше расстояние от радиолокатора до цели и падает по мере сближения с РЛС.
радиолокационный помехопостановщик защита
Рис.1
При удалении цели на расстояние больше чем Rцmin отношение с/ап уменьшается и не достаточно для обнаружения цели. При приближении цели меньше чем на Rцmin от РЛС, с/ап возрастает что создает условия для обнаружения цели. Важным фактором здесь является соотношение мощности передатчика РЛС и постановщика АП.
Дальность местонахождения постановщика активных помех должна выбираться из условия превышения на 20-50% дальности максимального обнаружения РЛС . В то время как мощность передатчика активных помех должна составлять не больше 1-10% от мощности передатчика РЛС.
Расстояние постановщика АП до РЛС примем Rпап = 500 км; мощность передатчика активных помех P = 20кВт. Учитывая свойства антенн метровых волн, большой коэффициент усиления постановщика получить нельзя, следовательно зададимся значением Gпап = 10. Необходимо также учесть, что постановщик может работать как по главному лучу, так и по боковым лепесткам ДН АС (рис 1).
В качестве пассивных помех могут применяться полуволновые вибраторы или диполи разбрасываемые в атмосфере, а так же широкодиапазонные металлизированные ленты, создающие отражение в более широком спектре частот.
Для расчета действия пассивной помехи зададимся КНД АС в направлении боковых лепестков GПП=G·K= 60.82; Пассивную помеху будем ставить на расстоянии 250 км. Отношение ш/п должно быть примерно -60дб, следовательно , найдём необходимую площадь создания помехи:
Определим количество диполей в пачке. Для 1 диполя
Sд.мах=0.17.λ2=0.17.1.52=0,38
Общее количество диполей: N=Sпп/Sд.мах=245.1/0.38=645 штук.
3. Расчёт зон прикрытия помехами (пассивными и активными)
Передатчик помех несёт на себе воздушное судно, это может быть самолет ДРЛО, самолет радиолокационной разведки и т.д.
Рассчитаем зоны прикрытия от расстояния от РЛС до постановщика активных помех. При этом стоит учитывать ,как было сказано ранее, что помеха может приходить как по боковым лепесткам , так и по главному лучу ДН РЛС.
Допустим что ПАП находиться на расстоянии 500 км, с заданной мощностью=20кВт(что было рассчитано ранее). Из графика хорошо видно, что при действии активной помехи по боковым лепесткам ДН антенны РЛС, она будет уменьшать дальность действия РЛС.
Рис. 2 График зависимости дальности действия РЛС от расстояния РЛС-ПАП, при действии ПАП по боковым лепесткам ДН РЛС.
Рис. 3 График зависимости дальности действия РЛС от расстояния РЛС-ПП, при действии ПП по боковым лепесткам ДН РЛС
По графикам видно, что применение АШП значительно снижает дальность обнаружения РЛС.
Страницы: 1, 2
