Обоснование тактико-технических характеристик антенной системы самолета дальнего радиолокационного дозора и наведения
Дипломная работа - Безопасность жизнедеятельности
Другие дипломы по предмету Безопасность жизнедеятельности
4 луча для качественного обзора в угломестной плоскости просматриваемого пространства, причем один такт обзора сектора не должен быть менее 2,2 мс. Данная цифра получена из условий необходимого времени облучения цели для ее обнаружения. Исходными данными при выборе этого параметра служили следующие соображения. Необходимое время облучения цели РЛС для обнаружения составляет примерно 11 мкс [14]. Сектор обзора по азимуту в нашем случае составляет 1400. Ширина диаграммы направленности в азимутальной плоскости составляет 0,70, следовательно, весь сектор обзора разбит примерно на 200 равных областей. Исходя из этих рассуждений нетрудно получить заявленную цифру.
время переключения с одного положения на другое должно составлять, согласно исходных данных, 10 мкс. Данное время определяется быстродействием элементной базы, входящей в состав диаграммообразующей схемы, а также из необходимости мгновенного выставления луча в заданную точку пространства. Уменьшение необходимо из условий обеспечения качественного слежения за целью, так как на большой дальности увеличение времени может привести к срыву слежения, ввиду большой маневренности и скорости движения современных летательных аппаратов на максимальной дальности.
2.4 Определение параметров активной фазированной антенной решетки
.4.1 Определение дальности обнаружения воздушных целей
При определении дальности обнаружения комплекса, в состав которого входит разрабатываемая АФАР, будем использовать следующую формулу:[15]
,(2.1)
где РРЛС - мощность РЛС, Вт; tи - длительность импульса, мкс; G - коэффициент направленного действия; l - длина волны, см; s - средняя эффективная площадь отражения (ЭПО) объекта, м2 ; Кш - коэффициент шума; К - постоянная Больцмана, равная ; Кр - коэффициент различности; Tо - температура в кельвинах.
Расчёт (2.1) будем проводить с учётом заданных исходных данных: l = 30 с;, разрешающей способности по дальности выходной мощности излучения единичного модуля .
Определим мощность РЛС РРЛС. Как было сказано ранее разрабатываемая нами антенная система устанавливается вдоль фюзеляжа самолета. Известно, что [13] прямая часть фюзеляжа составляет 43,25 м. Исходя из сказано и используя [2] определим размеры одиночного излучателя:
,
где х- размер излучателя, см.
После подстановки известных значений получаем
Отсюда следует, что количество излучателей в линейке АФАР будет составлять:
,
где N- количество излучателей, D - толщина стенок единичного излучателя, равная 0,1 см, К - прямая часть фюзеляжа, м.
После подстановки получим:
Принимая во внимание аэродинамических особенностей размещения антенного полотна сверху фюзеляжа самолета определяем, что высота антенной системы не должна превышать 2 метра, следовательно количество линеек антенной системы составляет:
,
где Н - высота антенной системы, м; М - количество линеек антенной системы, DН - предельно допустимое расстояние между рядами излучателей, которое определяется особенностью охлаждающей системы модулей. Принимая во внимание, что охлаждение будет осуществляться посредством циркуляции воздуха, расстояние между линейками должно составлять не менее 50% от геометрической высоты модуля.
Тогда,
.
Исходя их полученных данных, определим общее количество излучателей в решетке:
,
где В - общее количество излучателей.
.
Из исходных данных известно, что , тогда общая мощность РЛС определится как
Величину tи определяем на основе заданной разрешающей способности по дальности [15].
,
где С - скорость света, равная
Исходя из этого выражения
Теперь зададимся коэффициентом различности Кр. Согласно [15] он равен.
,
где q - отношение сигнал/шум на входе приемника.
Отношение сигнал/шум можно определить используя
,
где, PЛТ - вероятность ложной тревоги; PПО - вероятность правильного обнаружения.
Известно [15], что для таких радиолокационных систем PЛТ и PПО составляют 0,09 и 0,91 соответственно.
.
Отсюда
= 4,229, а Кр = 2,115
Заметим, что данный коэффициент определен с учётом того, что используется один сигнал (то есть РЛС работает в режиме ОБЗОР)
Определимся с коэффициентом шума приемника. Согласно графика [15] значение Кш на частоте 1 ГГц равно 0,75.
Температура работы приемника в кельвинах
.
Найдем значение ЭПО. Согласно [15] ЭПО цели может лежать в пределах от 15…3. При проведении расчетов будем использовать самый наихудший вариант, то есть .
Теперь определим коэффициент направленного действия антенной системы. Известно [16], что он зависит от вида используемого излучателя.
В качестве излучателя разрабатываемой АФАР будем использовать пирамидальный рупор. Его выбор обусловлен следующими причинам:
-он является естественным продолжением волноводной секции, где расположено возбудитель электромагнитного колебания;
-характеризуется высоким уровнем пропускаемой мощности;
-их свойства можно предсказать на основе анализа и расчетов, что играет главную роль при проектировании.
Коэффициент направленного действия любой апертурной антенны определяется как
,(5.2)
где S - эффективная площадь излучателя, n - коэффициент ?/p>