Радиолокация как научно-техническое направление в радиотехнике - Курсовая работа

Радиолокацией называется совокупность методов и технических средств, предназначенных для обнаружения различных объектов в пространстве, измерения их координат и параметров движения посредством приема и анализа электромагнитных волн, излучаемых или переизлучаемых объектами. Радиолокация как научно-техническое направление в радиотехнике зародилась в 30-х годах. Достижения авиационной техники обусловили необходимость разработки новых средств обнаружения самолетов, обладающих высокими характеристиками (дальностью, точностью). Технические средства, с помощью которых ведется радиолокационное наблюдение, называются радиолокационными станциями (РЛС) или радиолокаторами; а наблюдаемые объекты - радиолокационными целями. В радиолокации наиболее часто измеряются дальность между целью и РЛС, угловые координаты (азимут, угол места) и радиальная, относительно радиолокатора, составляющая скорости движения.Радиолокация обеспечивает определение координат объекта по отраженному от него радиосигналу. Координаты определяются относительно места расположения радиолокатора, и основными являются две угловых координаты: азимут и угол места, и наклонная дальность. Это угол между направлением на север и вертикальной плоскостью, проходящей через радиолокатор и цель. Уже в первом договоре на разработку радиолокационной аппаратуры, заключенном Управлением противовоздушной обороны Рабоче-крестьянской Красной Армии (УПВО РККА) и Ленинградским электрофизическим институтом (ЛЭФИ) в феврале 1934 г., были сформулированы следующие тактико-технические требования: · Обнаружение самолетов и определение координат на высотах полета до 10 км и расстоянии до 50 км;Не преуменьшая роли всех исследователей и разработчиков радиолокационных устройств, отдадим должное двум людям, благодаря усилиям которых СССР к началу Великой Отечественной войны обладала радиолокационными станциями обнаружения достаточно высокого качества. Ощепков за время обучения на первом курсе вуза выполнил программу двух курсов и был сразу переведен на третий. Идея обнаружения самолетов с помощью радиоволн для противовоздушной обороны возникла у инженера П.К. Увидев в инженере Ощепкове инициативного, изобретательного человека, командование УПВО, крайне заинтересованное в решении задачи надежного обнаружения самолетов, отозвало П.К. Ощепков стал работать в центральном аппарате Наркомата обороны над вопросами радиообнаружения самолетов для службы ВНОС (воздушное наблюдение, обнаружение, связь) ПВО.В любую радиолокационную систему входят три обязательных узла: передатчик, приемник и индикаторное устройство. Передатчик формирует высокочастотное колебание, которое через передающую антенну излучается в пространство. Малая часть этой рассеянной волны попадет на приемную антенну и преобразуется приемником в электрический сигнал. Принцип построения системы напрашивался сам собой: использование интерференции прямого сигнала, излученного передатчиком, и сигнала, отраженного от цели. Если в зону излучения передатчика попадал самолет, то сигнал, отраженный от него, тоже принимался приемником.Непрерывное излучение позволяет установить наличие отражающего объекта в облучаемой зоне, определить направление на объект, но измерить дальность до объекта было трудно. Казалось бы, можно определить расстояние по интенсивности принятого сигнала - чем дальше объект, тем слабее сигнал, но на самом деле интенсивность сигнала зависит не только от дальности, но и от величины и формы отражающего объекта, его ориентации, и на практике подобный метод измерения дальности не применяется. Можно использовать триангуляционные методы, применяющиеся в геодезии, когда расстояние определяется расчетом по известному расположению двух точек и по направлениям из каждой точки на объект (сравните: пеленгационный метод определения местоположения в радионавигации). Но для реализации такого измерения потребуется два приемника и точное измерение угловых координат, а также время для проведения расчетов. В импульсной радиолокации работа передатчика и приемника разнесена по времени: когда излучается радиоимпульс, приемник закрыт; а когда принимается импульс, отраженный от цели, передатчик не работает.Итак, перед первыми разработчиками систем радиообнаружения самолетов стояли, главным образом две задачи: обнаружить цель и запеленговать ее, то есть определить направление на цель. Мы уже познакомились с методами определения направления при изучении истории радионавигации. В радиолокации - второй и третий, так как отраженный от цели сигнал очень слабый, и прием сигнала возможен только, когда антенна направлена на цель. Кроме того, в радиолокации используются антенны с узкими диаграммами направленности, а для таких антенн определение направления по максимуму сигнала становится уже достаточно точным.Условное изображение (не соблюдено соотношение между длительностью и периодом импульсов) излучаемых а) и принимаемых б) импульсов приведено ниже а) б) Во время излучения импульса какая-то его часть попадает на вход приемника, несмотря на все меры,

Содержание

Введение

1. Измеряемые координаты

2. История исследования и разработки радиолокационных устройств

3. Радиолокационное обнаружение

4. Импульсная радиолокация

5. Измерение угловых координат цели

6. Измерение дальности в импульсной радиолокации

7. РЛС обнаружения и РЛС слежения

8. Как можно измерять дальность при непрерывном излучении

Заключение

Список литературы

Радиолокацией называется совокупность методов и технических средств, предназначенных для обнаружения различных объектов в пространстве, измерения их координат и параметров движения посредством приема и анализа электромагнитных волн, излучаемых или переизлучаемых объектами.

Радиолокация как научно-техническое направление в радиотехнике зародилась в 30-х годах. Достижения авиационной техники обусловили необходимость разработки новых средств обнаружения самолетов, обладающих высокими характеристиками (дальностью, точностью). Такими средствами оказались радиолокационные системы.

Выдающийся вклад в развитие радиолокации внесли советские ученые и инженеры П.К. Ощепков, М.М. Лобанов, Ю.К. Коровин, Б.К. Шембель. В Советском Союзе первые успешные эксперименты обнаружения самолетов с помощью радиолокационных устройств были проведены еще в 1934/36 гг. В 1939 г. на вооружении войск ПВО поступили первые серийные отечественные радиолокаторы. Существенным шагом в развитии радиолокации было создание в 1940/41 гг. под руководством Ю.Б. Кобзарева импульсного радиолокатора. В настоящее время радиолокация одна из наиболее прогрессирующих областей радиотехники.

Получение информации в радиолокации сопряжено с наблюдением некоторой области пространства. Технические средства, с помощью которых ведется радиолокационное наблюдение, называются радиолокационными станциями (РЛС) или радиолокаторами; а наблюдаемые объекты - радиолокационными целями. Типичными целями являются самолеты, ракеты, корабли, наземные инженерные сооружения и т. п.

В радиолокации наиболее часто измеряются дальность между целью и РЛС, угловые координаты (азимут, угол места) и радиальная, относительно радиолокатора, составляющая скорости движения. (Азимут - это угол между направлением на цель и северным направлением, измеренный в горизонтальной плоскости. Угол места измеряется между вектором наклонной дальности и его проекцией на горизонтальную плоскость.) В задачу радиолокационного наблюдения в некоторых случаях входит также идентификация (распознавание) целей.

Системы радиолокации практически всегда входит в состав более сложных суперсистем. Эти суперсистемы имеют важное военное и народнохозяйственное значение и находят разнообразное применение: для управления воздушным движением, в навигации самолетов, кораблей, в геофизических и астрофизических исследованиях и др.

Системы радиолокации составляют информационную часть таких суперсистем и функционируют совместно и во взаимной связи с другими подсистемами суперсистемы (радионавигации, радиоуправления, передачи информации).

1.