5.1. Описание принципа работы цифрового измерителя.
Способ измерения расстояния между ракетой и целью измеряется по времени задержки между импульсами принятыми от РЛС и отраженные от цели. R=с/2T, где Т – задержка прихода сигнала. В случае попадания нескольких целей в луч подсвета РЛС микропроцессор должен определить одну цель и в дальнейшем вести ее до момента уничтожения или потери. При подлете к объекту необходимо сформировать траекторию поражения противника. Для этого определяется скорость сближения как производная по времени от расстояния. Схема предварительной обработки сигнала представлена на рисунке 3:
Рисунок 3 – Функциональная схема обработки сигнала.
АВ и АН – всенаправленная и направленная антенны.
УРЧ – усилитель радио частоты
СМ – смеситель
Г – высокостабильный генератор
АЦП – аналого-цифровой преобразователь
МК – микроконтролеррный блок
5.2. Описание схемы цифрового измерителя
Рисунок 4-Схема цифрового измерителя.
ЦФНЧ-цифровой фильтр нижних частот;
ЦПННФ-цифровой приемник сигналов с неизвестной начальной фазой;
ИЗ-измеритель задержки сигнала;
ПВ-Д-преобразователь время в дальность;
БЦВМ-бортовая цифровая вычислительная машина;
Сигналы S1 и S2 прошедшие первичную обработку детектируются и определяется время задержки между ними и далее оно преобразуется в дальность. Далее данные обрабатываются в БЦВМ по следующему алгоритму:
Рисунок 5 – алгоритм управление ракетой.
Ракета летит при помощи сторонних навигационных приборов в сторону цели до момента появления сигналов, отраженных от цели на входе приемника. Далее происходит захват цели на сопровождение. Если цель групповая то захват происходит наиболее опасной по максимуму критерия (скорость сближения/ расстояние). Цель сопровождается до ее уничтожения. В случае потери сигнала от конкретного объекта ракета продолжает полет в предполагаемую точку встречи и продолжает поиск цели. Если он будет неудачный то ракета наведется на новую цель.
5.2.ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДАЛЬНОСТИ
Дальность будем определять методом подсчета времени между принятыми сигналами. Для этого аналоговые сигналы с выхода приемника необходимо оцифровать. Для этой цели будет использован АЦП. Длительность импульсов 178нс. Ширину спектра импульса можно ограничить 10МГц. По теореме Котельникова минимальная частота дискретизации составляет 20МГц. Выберем частоту дискретизации 40МГц. Этому критерию удовлетворяет АЦП AD9203ARUZ. 10 бит позволяет оцифровывать уровень сигнала с погрешностью порядка 0,1%. При нашей амплитуде сигнала в 5 В это 5мВ.
Для дальнейшего преобразования сигнала, его нужно почистить от шумов, для этого используем ЦФНЧ. Частота среда должна быть 10МГц. Рассчитаем фильтр эллиптический рекурсивный.
Коэффициенты рекурсивного звена a1=-0.788, a2=0.843 a3=-0.465
Коэффициенты трансверсального звена b0=0.092, b1=0.15. b2=0.174, b3=0.082.
Обработка и все вычисления будут проводиться в микроконтроллере AT32AP7000. 32 битный процессор с тактовой частотой 150МГц. Период следование импульсов равен 660мкс. Значит счетчик будет считать до 150*660=99000 и далее должен будет произойти сброс новым пришедшем импульсом. Коэффициент пересчета количества импульсов в расстояние равен 2м на импульс. Это и будет погрешность данного метода измерения.
Обработка производится по следующему алгоритму:
Рисунок 6 – алгоритм вычисление расстояния.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте разработана РТС в соответствии с требованиями технического задания. В курсовом проекте были проведены:
- энергетический расчет РТС;
- параметры излучаемого сигнала;
- расчет параметров антенн;
- расчет мощности передатчика;
- расчет чувствительности приемника;
- разработана структурная схема РТС;
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Широков Ю.Ф. Радиотехнические системы [Текст]: Методические указания по курсовому проектированию / Ю.Ф. Широков — Самара, СГАУ, 2008. -56с
2. Финкельштейн М.Н. Основы радиолокации. М.: Радио и связь, 1973, - 496 с.
3. Радиотехнические системы [Текст] / Под ред. Ю.М. Казаринова
М.: Высш.Шк.,1990. -496.:илл.
4. Васин В. В., Степанов Б. М. Справочник-задачник по радиолокации [Текст]/ В.В. Васин Б.М. Степанов. - М.: Советкое радио, 1977. -320с.
5. Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства.-М.: Радио и связь, 1989.-352с. Учебник для вузов.
6. Драбкин А. Л. Антенно-фидерные устройства — М.: Сов. радио, 1974-340с.
7. Лебедев А.А., Чернобровкин Л.С., "Динамика полета беспилотных летательных аппаратов", Оборонгиз, М., 1962 г., стр. 416.
8. Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д. Ширмана М., Сов. радио, 1970, 560 с.
9. Семенов Виктор Леонидович (RU) [патент 2367975, RU, G01S 13/58]
10. Борисов А.А.Наведение зенитных управляемых ракет. Москва. 2014. 15с.