Изучение доплеровского метеорологического радиолокатора (ДМРЛ) - Контрольная работа

В данной работе мы по заданию провели изучение аэрологической РЛС типа ДМРЛ, эксплуатируемой в настоящее время в системе гидрометслужбы. В результате изучения предмета и выполнения контрольного задания мы узнали и изучили принцип действия, функциональные и принципиальные схемы наиболее важных блоков РЛС; научились самостоятельно определять работоспособность аппаратуры; знать методику поиска неисправностей и методики настройки и регулировки аппаратуры в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Доплеровский метеорологический радиолокатор ДМРЛ-С предназначен: · для отображения распределения различных метеорологических данных (отражаемости, скорости, ширины спектра, а также в режиме двойной поляризации: дифференциальной отражаемости, фазы, коэффициента кросскорреляции и линейного деполяризационного отношения) на различных высотных уровнях по типу псевдо-CAPPI; · расчета и отображения вертикального профиля скорости, направления ветра до высоты верхней границы обнаружения метеообъектов и других доплеровских продуктов;Радиопрозрачные укрытия (РПУ) предназначены для защиты радиолокационных систем от атмосферных воздействий и обеспечения нормальной работы аппаратуры в сложных метеорологических условиях при температуре наружного воздуха от-60С до 50С при дожде, снеге, песчаных бурях, солнечной радиации, при скорости ветра до 50м/сек, при снеговой нагрузке до 100кг/м2. Вариант 1 Оболочка РПУ диэлектрическая d1 = d5 Лакокрасочное покрытие 5,06 0,1100 d2 = d4 Стеклотекстолит из ткани стеклянной, пропитанной связующим на основе эпоксидной смолы 3.95 0,0140 d3 Наполнитель - материал, пропитанный связующим на основе эпоксидной смолы 1,149 0,0032 Вариант 2 Оболочка РПУ каркасно-мембранная d d Стеклотекстолит из ткани на основе связующего БФ-2(либо аналогичного) и окрашен лакокрасочным покрытием 3,25 0,01 Частота, МГЦ Суммарное ослабление, вносимое сухим РПУ,ДБ, при углах падения Расчеты ослабления сухого РПУ (вариант 2) приведены в таблице 3.Аппаратура сигнальной и первичной обработки ин формации АСИПОИ ДМРЛ.Основные технические характеристики: Аппаратура сигнальной и первичной обработки информации имеет следующие технические характеристики: - опорная частота МГЦ, 80;В АСИПОИ используются принципы цифровой обработки сигналов, начиная с промежуточной частоты, и программной реализации задач АСИПОИ. На вход модуля ЦОС поступают с основного и дополнительного приемников сигналы ПЧ в диапазоне 48..68 МГЦ.Блок предварительной обработки радиолокационной информации на ПЛИС выполнен на базе модуля цифровой обработки сигналов (ЦОС) ADP201CP5. Структурная схема блока обработки (для одного канала) приведена на рисунке 4. 4.6.2. Принимаемый сигнал по параллельной шине поступает на вход смесителя для переноса спектра сигнала с промежуточной частоты на нулевую частоту.Для выполнения обработки исходный НЧМ сигнал был интерполирован методом кубического сплайна до частоты дискретизации 80 МГЦ (до частоты АЦП). Сигнал на ПЧ поступает в квадратурный смеситель, работающий на частоте 20 МГЦ (а не 60 МГЦ). После смесителя сигнал поступает на КИХ фильтр-дециматор для прореживания по частоте, состоящий из трех каскадов.Входной сигнал: Разрядность данных АЦП - 14 бит; Разрядность выходного сигнала - 18 бит; Метод уменьшения разрядности выходного сигнала - округление до ближайшего целого. Разрядность выходного сигнала - 36 бит; Метод уменьшения разрядности выходного сигнала - округление до ближайшего целого.Программное обеспечение делится на две части: ПО сигнальной обработки информации (ПО СОИ) и ПО первичной обработки информации (ПО ПОИ). ПО ПОИ состоит из двух процессов: основного и сторожевого. Основной процесс выполняет все задачи, возложенные на ПО ПОИ, а сторожевой - контролирует работу основного путем обмена сообщениями с каждым из его потоков.Приемное устройство предназначено для приема отраженных от целей эхо-сигналов, их усиления, фильтрации и преобразования эхо-сигналов с высокой на промежуточную частоту.Приемное устройство состоит из двух комплектов приемных каналов - основного и дополнительного, а также канала контроля фазы. Комплект основного и дополнительного приемного каналов включает в себя: - МШУ с ограничителем и НО для ввода сигнала ГШ 1 шт.; На входе МШУ основного канала предусмотрено управляемое ЗУ для защиты МШУ от просачивающейся с выхода передатчика мощности, технические характеристики которого приведены ниже. На входах МШУ предусмотрены ограничители для защиты МШУ от несинхронной помехи с импульсной мощностью до 15 Вт. В составе МШУ имеется направленный ответвитель с ослаблением 17 ДБ, предназначенный для ввода сигнала генератора шума (ГШ) для проведения автоматизированного контроля коэффициента шума приемного устройства.

Содержание

Введение

1. Радиопрозрачное укрытие

2. Блок-схема приемника обработки сигналов

2.1 Назначение АСИПОИ

2.2 Состав и принцип построения

2.3 Цифровой корреляционный приемник на ПЛИС

2.4 Модели узлов блока предварительной обработки

2.5 Программное обеспечение АСИПОИ

3. Структурная схема РЛУ ДМРЛ-С : приемник

3.1 Приемное устройство ДМРЛ

4. Структурная схема УПО

4.1 Устройство первичной обработки метеоинформации

4.2 Технические характеристики УПО

4.3 Содержание процесса первичной обработки метеоинформации

4.4 Реализация УПО

5. Структурная схема СВЧ-радиометра

5.1 ДМРЛ с СВЧ-радиометром

6. Диодный амплитудный детектор

6.1 Расчет детектора

Список используемой литературы

В данной работе мы по заданию провели изучение аэрологической РЛС типа ДМРЛ, эксплуатируемой в настоящее время в системе гидрометслужбы. В результате изучения предмета и выполнения контрольного задания мы узнали и изучили принцип действия, функциональные и принципиальные схемы наиболее важных блоков РЛС; научились самостоятельно определять работоспособность аппаратуры; знать методику поиска неисправностей и методики настройки и регулировки аппаратуры в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

В настоящее время широко используются ДМРЛ-С (ДМРЛ со сложным сигналом). Доплеровский метеорологический радиолокатор ДМРЛ-С предназначен: · для отображения распределения различных метеорологических данных (отражаемости, скорости, ширины спектра, а также в режиме двойной поляризации: дифференциальной отражаемости, фазы, коэффициента кросскорреляции и линейного деполяризационного отношения) на различных высотных уровнях по типу псевдо-CAPPI;

· расчета и отображения вертикального профиля скорости, направления ветра до высоты верхней границы обнаружения метеообъектов и других доплеровских продуктов;

· расчета и отображения интенсивности осадков за любой интервал времени;

· определения опасных явлений погоды (град, гроза, шквальные усиления ветра, интенсивный дождь и снег, сильная турбулентность);

· отображения скорости и направления перемещения облачных систем;

· выдачи радиолокационной информации в необходимых кодограммах.

Существенным отличием ДМРЛ-С от аналогов является применение технологии сжатия импульсов с уровнем боковых лепестков сжатия ниже 60 ДБ, достигаемое за счет использования последних достижений цифровой техники. Кроме того, применение сложных сигналов позволило сократить излучаемую мощность с сотен до десятков КВТ. Это дало возможность исключить систему поддува тракта и высоковольтные блоки с напряжениями выше 12 КВ, что повысило эксплуатационные характеристики локатора.

Диапазон рабочих частот, МГЦ Антенна коэффициент усиления антенны, ДБ, не менее уровень боковых лепестков, ДБ, не хуже Передатчик импульсная мощность, КВТ, не менее длительность импульса, мкс частота зондирования, Гц Приемник динамический диапазон каждой поляризации, ДБ, не менее Коэффициент подавления отражений от неподвижных местных предметов, ДБ, не менее Потребляемая мощность, КВТ, не более 5600-5650 зеркальная, параболическая 45 минус 29 клистронный 15 1,0-60,0 300-1500 2/4 канала (1/2 поляризациии) 100 50 10