Особенность использования угломерных радиолокационных устройств для определения угловых координат целей. Выбор типа и расчет характеристик антенны. Избрание и вычисление электронных блоков. Проведение исследования схемы подключения микроконтроллера.
Аннотация к работе
Радиопеленгатор является радиоприемным устройством, предназначенным для определения направления на передающую радиостанцию.Угломерное устройство включает антенну (антенную систему), приемник для обработки принятых радиолокационных сигналов и измерительное устройство. В зависимости от того, какой параметр сигнала - амплитуда, частота или фаза - оказывает основное влияние на формирование пеленгационной характеристики, методы измерения угловых координат можно подразделять на амплитудные, частотные или фазовые. При пеленгации по методу максимума плавно изменяется угловое положение антенны, и она в течение некоторого времени принимает сигналы цели; отсчет угловой координаты цели производится в тот момент, когда амплитуда сигнала на выходе приемника достигает наибольшего значения. Когда ось антенны совпадает с направлением на цель, выходное напряжение приемника достигнет максимума; в этот момент указатель поворота антенны покажет пеленг цели ?ц. Точность измерения угла характеризуется пеленгационной чувствительностью, представляющей собой крутизну пеленгационной характеристики вблизи направления на цель: Чем больше пеленгационная чувствительность, тем выше точность измерения угловой координаты.Проведем сравнительную характеристику антенн и выберем антенну, подходящую под заданные параметры. Турникетные Наиболее просты в изготовлении, вследствие чего наиболее распространены, особенно на частотах метрового и дециметрового диапазонов. Легко может быть реализована как линейная, так и круговая поляризация (турникетные антенны). Имеют высокий КПД, являются широкополосными устройствами, однако для достижения высокого КНД необходимо увеличивать сильно размеры раскрыва рупора. Для обеспечения круговой поляризации необходимо вводить дополнительные элементы в раскрыв рупора, либо применять пару рупоров с взаимным смещением фаз 900.Для расчета напряженности поля на приемной антенне будем использовать упрощенную интерференционную формулу Введенского[1]: Найдем из формулы (3.1) коэффициент усиления G: , Определим длину волны: , Из формулы 3.1 и с учетом формулы 3.3 получаем: , G = 20log(G) = 9.8 Определим КНД рупора[3]: Определим КПД антенны с учетом влияния земли[1]: , С учетом (3.6) и (3.7) получаем: Так же КНД рупора определяется длинной волны и площадью раскрыва рупора[2]: , Для оптимального рупора должно выполняться соотношение Подставив (3.10) в (3.9) получим: , Найдем размеры оптимального рупора из выражения (3.11): , , Для расчета размеров волновода учтем, что в нем должны распространяться только волны основного типа [3]: , Исходя из формулы (3.14) получим ширину волновода: , Высота волновода b должна удовлетворять условию и может быть равна a/2: , При разработке конструкций желательно использовать типовые размеры волноводов[4]. Определим длину раскрыва рупора[2]: , , , , , Из формулы (3.22) получаем, что длинна раскрыва рупора равна: , Для построения диаграмм направленности[2] найдем коэффициент отражения: , , , Рассчитаем диаграмму направленности рупора в плоскости Е: , Построим получившуюся ДН рупора: Рисунок 3.2 - ДН рупора в плоскости Е в декартовых координатахЗададимся R1 равным 10 КОМ: , Рассчитаем резисторы R4 и R5 для второго усиления: , , Зададимся R4 равным 10 КОМ: , Рассчитаем дифференцирующую C9R3-цепочку, которая является фильтром высоких частот. Для работы микроконтроллеров семейства MCS-51 необходимо присоединить времязадающую цепь для работы внутреннего тактового генератора, обеспечить сброс при включении электропитания, подключить память программ (внутреннюю или внешнюю). К выводам порта Р0 присоединены “подтягивающие” резисторы R28-R35, которые обеспечивают ток для входов микросхем ТТЛ, подключенных к этому порту, при высоком логическом уровне, когда все линии Р0 находятся в z-состоянии. Условное графическое обозначение микросхем приведено на рисунке 4.4, на рисунке 4.5 приведена их функциональная схема. Выход ИОН подключаем ко входу АЦП , при этом соединив вывод FC2 с землей через резистор в 100 Ом.Сигнал принимается на частоте от 3ГГЦ до 30ГГЦ, частота настройке регулируется переменным конденсатором, на антенное устройство. Затем этот сигнал требуется усилить, для дальнейшей работы с ним, усилитель реализован на двух ОУ, с общим коэффициентом усиления 500раз. Затем сигнал поступает на коммутатор, который управляется микроконтроллером, т.е. мы равномерно переключаем каналы, в результате чего блок обрабатывает последовательно все 4 сигнала.В результате выполнения курсового проекта на тему: «Радиопеленгатор диапазона волн 5-7 ГГЦ», были выполнены следующие работы: 1. Проведен анализ сверх длинноволновых и длинноволновых антенн пригодных для использования в диапазоне 5-7 ГГЦ. Произведен расчет параметров ферритовой антенны и произведен расчет диаграмм направленности антенной системы из комплекса четырех антенн.