Выбор метода генерации зондирующего сигнала и метода обработки отраженного сигнала

6. Расчет динамического диапазона и параметров радиоприемного устройства РЛС.
7. Расчет точности измерения координат.
8. Расчет потенциала РЛС, энергетический расчет.
9. Выбор и обоснование функциональной схемы РЛС и приемника.
2. Выбор параметров зондирующего сигнала
2.1. Выбор рабочей длины волны РЛС
При проектировании РЛС на выбор длины волны влияет в основном 3 фактора:
1. Дальность действия РЛС. Чем короче длина волны, тем меньше максимальная дальность действия РЛС при заданной мощности. Это обусловлено увеличением затухания с укорочением длины волны в атмосфере, в осадках. Затухание пропорционально длительности трассы. В нашем случае максимальная дальность задана сравнительно большой, поэтому длину волны РЛС нужно выбирать подлиннее.
2. С укорочением длины волны РЛС увеличивается разрешение по угловым координатам, т.к. уменьшается ширина диаграммы направленности при фиксированных размерах антенны. С этой точки зрения в нашем случае длину волну нужно выбирать покороче. При этом необходимо помнить, что проектируемая РЛС должна находиться на борту судна, т.е. ее весовые и габаритные размеры ограничены. Поскольку в проектируемой РЛС необходимо обеспечить высокую разрешающую способность по угловым координатам при приемлемых габаритах антенны выбираем длину волны проектируемой РЛС, равную .
3. Наличие СВЧ генератора, способного генерировать импульсы заданной длительности и необходимой мощности. Такие генераторы сантиметрового диапазона выпускаются в большом ассортименте отечественной промышленностью.
2.2. Выбор параметров зондирующих импульсов
Зондирующие импульсы РЛС характеризуются периодом повторения и длительностью.
2.2.1. Период зондирующих импульсов
Период повторения зондирующих импульсов выбирается из условия однозначного измерения дальности и должен быть больше максимальной задержки отраженного сигнала CITATION ВВГ70 \l 1049 [3]:
(2.1)
Для однозначного измерения заданной максимальной дальности до цели выбираем период повторения зондирующих импульсов равным .
При этом частота повторения зондирующих импульсов будет равна:
(2.2)
2.2.2. Длительность зондирующих импульсов
Длительность зондирующего импульса влияет на целый ряд параметров РЛС.
Длительность зондирующего импульса в импульсных РЛС определяет разрешающую способность РЛС по дальности и выбирается из условия CITATION ВВГ70 \l 1049 [3]:
(2.3)
где - скорость света, - коэффициент ухудшения потенциальной разрешающей способности по дальности в устройствах обработки и индикации, принимает значения 1,5 – 3 CITATION ВВГ70 \l 1049 [3]. Нам задано, что , при из выражения (2.3) получим, что длительность импульса равна:
(2.4)
3. Расчет параметров антенны РЛС
Обзор пространства задан. Это круговой обзор по азимуту и секторный обзор по углу места. Будем исходить из того, что обзор осуществляется механическим вращением антенны, размеры антенны, а, следовательно, и ее вес, желательно иметь поменьше

. Это еще один аргумент в пользу укорочения рабочей длины волны РЛС.
Для заданных параметров - разрешающая способность по угловым координатам не хуже 1,30 выберем тип антенны, ее размеры и рассчитаем ее параметры. Заданные разрешения по угловым координатам и определяются ширинами диаграммы направленности антенны в соответствующих плоскостях. Расчет будем вести для зеркальной антенны в виде параболоида вращения. Диаметр антенны можно определить из выражения для ширины диаграммы направленности антенны  CITATION ВВГ70 \l 1049 [3]:
(3.1)
где - ширина диаграмм направленности в азимутальной и угломестной плоскостях.
Для выбранной рабочей длины волны РЛС получим
.
В качестве антенны в разрабатываемом проекте будем использовать параболоид вращения диаметром .
Эффективная площадь антенны зависит от ее геометрической площади раскрыва и коэффициентов использования поверхности и CITATION ВВГ70 \l 1049 [3]:
(3.2)
Коэффициенты использования поверхности определяются амплитудным распределением поля по раскрыву и имеют значения от 0,5 до 1. Приняв для нашей антенны получим:
(3.3)
Коэффициент направленного действия антенны (КНД) определяется выражением CITATION ВВГ70 \l 1049 [3]:
(3.4)
Коэффициент усиления антенны учитывает потери в антенне CITATION АГЛ11 \l 1049 [4]. Для нашей антенны он равен:
(3.5)
4. Выбор методов обзора пространства и измерения координат.
Как уже отмечалось, задан обзор пространства круговой по азимуту и секторный, в секторе 900, по углу места. Поэтому целесообразно использовать винтовой обзор пространства CITATION НФП80 \l 1049 [1]. Схематично такой обзор показан на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1. Винтовой обзор пространства
Из рисунка видно, что диаграмма направленности (ДН) осуществляет вращение по азимуту по винтовой линии, с каждым полным оборотом по азимуту поднимаясь по углу места на угол, равный ширине диаграммы направленности по углу места. Очевидно, что нужно выбрать два параметра обзора: скорость вращения антенны по азимуту и скорость перемещения диаграммы направленности по углу места . Скорость механического вращения по азимуту антенн диаметром 3 – 5 м существующих метеолокаторов равна CITATION Рук931 \l 1049 [5]. У нас размеры антенны и, следовательно, ее масса немного меньше, поэтому выберем скорость вращения антенны по азимуту немного больше: . Время полного обзора по азимуту будет равно: .
Отсюда получим скорость обзора по углу места равную
Полный цикл обзора всего пространства составит величину, равную времени, которое необходимо для обзора угломестного сектора:
(4.1)
Другими словами, информация о цели обновляется каждые 7 минут при секторе обзора по углу места . На больших дальностях, от 100 до 500 км, и максимальной высоте радиозонда сектор обзора по углу места будет равен