Dizajniranje modernih vojnih radarskih sistema nije lak zadatak. Ali korištenje najnovijih alata i tehnika modeliranja omogućava nam da riješimo mnoge poteškoće u procesu razvoja.

HONGLEI CHEN, SOFTVERSKI INŽENJER, RICK GENTILE, MENADŽER PROIZVODA MATHWORKS

Razvoj radarskih sistema je složen zadatak sa više domena. Sa porastom tehnologije faznih antenskih nizova (PAA), inženjeri imaju pristup novim mogućnostima kao što su elektronsko upravljanje snopom i obrada prostornog signala. Ali nove mogućnosti su dovele do kompliciranja sistema u celini. Osim toga, povećanje broja izvora smetnji, koji svojim zračenjem „ispunjavaju“ radiofrekvencijski spektar, zajedno sa sve manjom efektivnom površinom raspršenja (RCS) ciljeva, stvara nove poteškoće u postizanju potrebnih pokazatelja performansi radarskih sistema. .

Pogodno okruženje za dinamičku simulaciju može biti odlučujući faktor u optimizaciji procesa razvoja radara i pomoći u smanjenju rizika koji neminovno nastaju prilikom projektovanja složenih sistema koji rade u teškim uslovima. Simulacija radarskih sistema sa više domena pomoći će u donošenju ispravnih odluka tokom procesa razvoja, a također će vam omogućiti da otkrijete greške u dizajnu u najranijim fazama. Na primjer, koristeći model, možete procijeniti sposobnost radara da detektuje mete sa malim RCS-om ili testirati algoritme za obradu signala u uslovima buke i smetnji. U kasnijim fazama, isti modeli se mogu koristiti za demonstriranje potrebe za modifikacijom postojećeg sistema i demonstriranje prednosti takve modifikacije prije kupovine ili proizvodnje bilo koje dodatne komponente. Pored toga, model se može koristiti za predviđanje ponašanja sistema u slučaju kvara jedne ili više komponenti.

Od impulsa sonde do detekcije

Pokušajmo istaći nekoliko aspekata kako model može pomoći u procjeni parametara sistema. Slika 1 prikazuje model sistema sa više domena kreiran u Simulink-u. Model sadrži blokove radarskog sistema odgovornog za generisanje, prijem, prenos i prostornu obradu signala. Matematički opisi ciljeva i okruženja širenja takođe su uključeni u sistemski model.

Slika 1. Multi-domain radarski model.

Ovo je model radara X-band koji vam omogućava otkrivanje ciljeva s niskim RCS vrijednostima (<0.5 м 2). Требуемая дальность в данном примере – 35 км с разрешением по дальности 5 метров. Каждый из блоков, показанных на Рис. 1, может быть с лёгкостью описан на языке MATLAB или настроен в соответствии с выбранной конфигурацией системы. Например, такие параметры, как тип сигнала, требуемая мощность передатчика или коэффициент усиления антенны могут быть явно установлены в каждом из блоков.

Razvoj sondirajućih impulsa

Nakon što smo odredili parametre rezolucije dometa i brzine, kao i minimalni i maksimalni raspon pokrivenosti našeg radara, možemo interaktivno odabrati parametre moduliranog impulsa kako bi odgovarali zahtjevima sistema. Slika 2 prikazuje konfiguraciju parametara impulsa sonde koji se postavljaju interaktivno. Rezultirajuće “karakteristike signala” su istaknute okvirom i možemo provjeriti da li zadovoljavaju zahtjeve sistema. Slika 3 prikazuje odgovor odgovarajućeg podudarnog filtera.

Slika 2. Modulirajući impuls.

Slika 3. Odgovarajući podudarni filter.

Za takve radarske sisteme nastojimo da minimiziramo snagu predajnika, a samim tim i troškove. Uprkos ograničenju snage, suočeni smo sa zadatkom otkrivanja ciljeva sa malim RCS. Ovo se može postići upotrebom antenskih nizova sa visokim pojačanjem u sistemu.

Razvoj antenskih nizova

Možemo interaktivno dizajnirati i analizirati parametre rešetke, uključujući geometriju, razmak elemenata, razmak elemenata i funkcije ponderiranja. Primjer je prikazan na slici 4 - pravokutna rešetka od 36x36 jednako raspoređenih elemenata. Snop generiran takvim rešetkama može se skretati i po azimutu i po elevaciji. Slika 5 prikazuje dijagram zračenja projektovane antene. Niz ove veličine za X-band radare može se lako instalirati na mnoge platforme, uključujući i mobilne.

IN Kao rezultat analize karakteristika rada i funkcionisanja brodskog radara, na osnovu relevantne operativne dokumentacije i iskustva u praktičnoj primeni brodskog radara u realnim uslovima, kao glavne režime rada treba izdvojiti sledeće:

Način pripravnosti (RO)- način rada u kojem se brodski radar može isključiti ili uključiti, ali nije spreman za korištenje osnovnih funkcija.

Režim obuke zapovjednika čamca (RPS)

Način pripreme brodske radarske opreme za uključivanje (RPA) - sastoji se od vršenja eksternog pregleda.

Način podešavanja i podešavanja opreme (PHA) - sastoji se u provođenju potrebnih postavki i podešavanja, provjeravanju radara u uključenom stanju i provjeri ispravnosti njegovog rada prilikom mjerenja navigacijskih parametara.

Spreman način rada brodskog radara (RG) - način rada u kojem su brodska radarska oprema i navigator pripremljeni za obavljanje svojih funkcija, oprema je ispravna i nije zauzeta mjerenjem navigacijskih parametara otkrivenih objekata.

Način rada radio navigacijskih definicija (RRNO)- stanje koje karakteriše obavljanje osnovnih zadataka - otkrivanje objekta i merenje parametara njegovog kretanja.

Način analize navigacijske situacije (RANO)- način u kojem se implementira broj opservacija potrebnih za dobivanje pouzdane procjene izmjerenog navigacijskog parametra.

Način odlučivanja (DRM)- ovdje se prate potencijalno opasni ciljevi, kao i donose odluke o promjeni kursa i brzine.

Način manevra (RM) - u ovom načinu rada dolazi do promjena u toku plovila i režimu rada njegovih motora.

Pripremni režim za uključivanje opreme (RPVA)

Način rada za oporavak hardvera (HRM)

Način rada interferencije (IOM) - način rada radara u kojem na njegov rad utiču smetnje vještačkog ili prirodnog porijekla.

Na osnovu identifikovanih stanja (moda) rada brodskog radara, možemo izgraditi strukturno-operativni model rada u obliku sledećeg grafikona stanja i prelaza (Sl. 1).

Strukturni i operativni model funkcioniranja brodskog radara.

Pošto prihvatamo da su svi tokovi koji prenose sistem iz stanja u stanje najjednostavniji, odnosno da su funkcije distribucije vremena u kojima sistem ostaje eksponencijalne, onda su sledeće relacije važeće:

α 1 2 = l/ T 1 2 ,

Gdje A 12 -

aplikacija,

T 12 - prosječno vrijeme između ovih aplikacija;

Α 23 = l/ T 23 ,

Gdje A 23 - intenzitet obuke navigatora,

T 23 - prosječno vrijeme obuke za navigatora;

α 13 = l/ T 13 ,

Gdje A 13 - intenzitet prijema prijava za pripremu radara za

aplikacija,

T 13 - prosječno vrijeme između ovih aplikacija;

α 1,11 =1/T 1,11

Gdje A 1,11 -

T 13 - prosječno vrijeme između ovih modova

α 34 =1/T 34 ,

gdje je α 34 intenzitet prijelaza opreme iz režima pripreme u način podešavanja i podešavanja,

T 34 - prosječno vrijeme između ovih modova;

α 3,11 =1/T 3,11,

gdje je α 3.11 frekvencija smetnji u načinu pripreme opreme,

T 3, 11 - prosječno vrijeme nastanka takve smetnje;

α 4,5 =1/T 4,5,

gdje je α 45 intenzitet završetka načina postavljanja opreme u režimu pripravnosti,

T 45 - prosječno vrijeme pripreme opreme za uključivanje;

α 4,12 =1/T 4,12 ,

gdje je α 4.12 frekvencija smetnji u načinu postavljanja i podešavanja opreme,

T 4.12 - prosječno vrijeme između ovakvih udara;

α 56 =1/T 56 ,

gdje je α 56 intenzitet prijelaza opreme iz pripremnog režima u način radio-navigacijskog određivanja;

T 56 - prosječno vrijeme prelaska u mod;

α 59 =1/T 59 ,

gde je α 59 intenzitet prelaska opreme iz režima pripravnosti u režim manevrisanja;

T 59 - prosječno vrijeme završetka režima pripravnosti sa prelaskom na

manevarski način;

α 5,11 =1/T 5;11

gdje je α 5.11 intenzitet prijelaza opreme iz režima pripravnosti u režim oporavka;

T 5.11 - srednje vreme između kvarova u režimu pripravnosti;

α 5,12 =1/T 5,12

Gdje A 5,12 - intenzitet između režima pripravnosti i režima ekspozicije opreme;

T 5.12 - prosječno vrijeme između ovih modova;

α 67 =1/T 67 ,

gdje je α 67 intenzitet analize navigacijskih parametara;

T 67 - prosječno vrijeme između analiza;

α 6,11 =1/T 6;11

gdje je α 6.11 stopa kvara opreme u načinu određivanja navigacije;

T 6.11 - srednje vrijeme između kvarova u modu definicija navigacije;

α 6,12 =1/T 6,12

Gdje A 6,12 - intenzitet smetnji u načinu određivanja radionavigacije;

T 6.12 - prosječno vrijeme nastanka takve smetnje;

α 78 =1/T 78 ,

gde je α 78 intenzitet prelaska opreme iz režima analize u režim odlučivanja;

T 78 - prosječno vrijeme prelaska u način odlučivanja;

α 7,10 =1/T 7;10

gde je α 7.10 intenzitet prelaska u režim pripreme za uključivanje;

T 7.10 - prosječno vrijeme prelaska u režim pripreme opreme za uključivanje;

α 8,9 =1/T 8,9

Gdje α 8,9 - intenzitet između načina odlučivanja i načina manevra;

T 8.9 je prosječno vrijeme između ovih modova;

α 8,11 =1/T 8;11

gdje je α 8.11 stopa kvara opreme u načinu donošenja odluka;

T 8.11 - srednje vrijeme između kvarova u načinu donošenja odluka;

α 8,5 =1/T 8;5

gde je α 8,5 intenzitet prelaska opreme iz režima odlučivanja u režim pripravnosti;

T 8,5 je prosječno vrijeme između ovih modova;

α 8,10 =1/T 8;10

gde je α 8.10 intenzitet prelaska u režim pripreme za uključivanje;

T 8.10 - prosječno vrijeme prelaska u režim pripreme opreme za uključivanje;

α 9,10 =1/T 9;10

gdje je α 9.10 intenzitet prijelaza iz manevarskog režima u režim pripreme za uključivanje;

T 9.10 - prosječno vrijeme prelaska u režim pripreme opreme za uključivanje;

α 9,5 =1/T 9;5

gdje je α 9,5 intenzitet prijelaza opreme iz režima manevara u režim pripravnosti;

T 9,5 je prosječno vrijeme između ovih modova;

α 10,1 =1/T 10;1

gdje je α 10.1 intenzitet prijelaza iz režima pripreme u režim pripravnosti;

T 10.1 - prosječno vrijeme za prelazak u standby mod;

α 11,3 =1/T 11,3

gdje je α 11.3 intenzitet prijelaza opreme iz režima oporavka u režim pripreme opreme;

T 11.3 - prosječno vrijeme između ovih modova;

α 12,4 =1/T 12;4

gdje je α 12.4 intenzitet prestanka smetnji pri prelasku u režim podešavanja i podešavanja opreme;

T 12.4 - prosječno vrijeme između ovih modova;

α 12,5 =1/T 12;5

gde je α 12,5 intenzitet prestanka smetnji pri prelasku u režim pripravnosti;

T 12,5 - prosječno vrijeme prestanka smetnji pri prelasku u režim pripravnosti;

α 12,6 =1/T 12;6

gdje je α 12,6 intenzitet prestanka smetnji pri prelasku u način radio-navigacijskog određivanja;

T 12.6 - prosječno vrijeme prestanka smetnji pri prelasku u režim radio-navigacijskog određivanja;

Koristeći podatke iz praktične primjene radara i operativnu dokumentaciju, za dva radara: radar br. 1 (najbolje vrijednosti) i radar br. 2 (najgore vrijednosti) odredit ćemo vrijeme gore navedenih prelaza, te pronaći odgovarajuće intenzitete. . Za vizuelniju prezentaciju, svi podaci su uključeni u tabele br. 1 i br. 2.

Tabela br. 1

Tabela br. 2

zaključak: U ovom dijelu kursnog projekta izvršena je analiza karakteristika rada i funkcionisanja brodskog radara na osnovu dobijenih rezultata, identifikovani su glavni režimi rada i utvrđeno vreme provedeno u svakom režimu. Na osnovu dobijenih podataka izračunati su sljedeći omjeri: α i , j =1/ T i , j

teza

2.1 Matematički model radarskog okruženja

Radarsko okruženje karakteriše lokacija i priroda radarskih objekata (ciljeva) u zoni radarskog pokrivanja, kao i uslovi okoline koji utiču na širenje radarskih signala.

Prilikom širenja radio talasa treba uzeti u obzir fenomen disperzije talasa, tj. zavisnost fazne brzine od frekvencije signala. Fenomen disperzije se uočava zbog činjenice da se indeks prelamanja atmosfere razlikuje od jedinice, tj. brzina elektromagnetnih talasa u ovom slučaju je nešto manja od brzine svetlosti.

Još jedan značajan efekat širenja radio talasa u stvarnom okruženju je savijanje smera širenja, odnosno prelamanje talasa. Ova pojava se može javiti u heterogenom okruženju, tj. okruženje sa indeksom prelamanja koji varira od tačke do tačke /4/.

Budući da svi ovi efekti slabo mijenjaju karakteristike radarskog signala, mogu se zanemariti.

Svaki radarski cilj ili objekt karakterizira njegova lokacija u prostoru, parametri kretanja, efektivna reflektirajuća površina (RCS), kao i funkcija raspodjele ESR-a po površini objekta (za raspoređene objekte).

Lokacija objekta (cilja) karakteriše se položajem centra mase ovog objekta (cilja) u nekom referentnom koordinatnom sistemu /2/. U radaru se najčešće koristi lokalni sferni koordinatni sistem čije je ishodište na mjestu radarske antene.

Kod zemaljskog radara jedna od osi koordinatnog sistema se obično poklapa sa sjevernim smjerom meridijana koji prolazi kroz položaj radarske antene, a lokacija cilja C se nalazi na osnovu rezultata mjerenja nagiba. opseg D, azimut b i ugao elevacije c (slika 2.1). U ovom slučaju, sistem je nepomičan u odnosu na površinu zemlje.

Slika 2.1 - Lokalne sferne koordinate

Mjerenje dometa do cilja korištenjem radiotehničkih metoda temelji se na konstantnosti brzine i pravosti širenja radio valova, koji se održavaju u realnim uvjetima s prilično visokom preciznošću. Mjerenje dometa se svodi na snimanje momenata emitovanja sondirajućeg signala i prijema reflektovanog signala i mjerenje vremenskog intervala između ova dva momenta. Vrijeme kašnjenja reflektovanog pulsa:

gdje je D udaljenost između radara i cilja (slika 2.1), m;

c je brzina prostiranja radio talasa, m/s.

Za određivanje radijalne brzine objekta koji se kreće koristi se Doplerov efekat /3/ koji se sastoji u promjeni frekvencije uočenih oscilacija ako se izvor i posmatrač kreću relativno jedan prema drugom. Stoga se zadatak određivanja radijalne brzine svodi na određivanje frekvencije reflektovanih oscilacija u poređenju sa emitovanim. Najjednostavnije i najprikladnije izvođenje kvantitativnih odnosa za Doplerov efekat za radar zasniva se na razmatranju procesa „prenos - refleksija - prijem" kao jedinstvenog. Pustite da vibracije uđu u antenu:

Signal reflektiran od stacionarne mete i odložen za vrijeme t3 na ulazu prijemnika imat će oblik:

Ovdje postoji fazni pomak:

kao i konstantan fazni pomak μ μ koji se javlja tokom refleksije. Kada se udaljite od radara sa konstantnom radijalnom brzinom, domet.

gdje je V P radijalna brzina cilja (slika 2.2), m/s.

Slika 2.2 - Radijalna brzina cilja u odnosu na radar

Zamjenom odgovarajuće vrijednosti iz (1) u (4), dobijamo:

Frekvencija reflektovanih oscilacija, određena derivacijom faze oscilovanja μ C u odnosu na vreme, jednaka je:

Odavde (8)

one. Kada se cilj udalji od radara, frekvencija reflektiranih oscilacija je niža od one emitiranih.

Magnituda

zove se Doplerova frekvencija.

Snaga reflektovanog signala na ulazu radarskog prijemnika zavisi od niza faktora /4/ i prije svega od reflektivnih svojstava mete. Primarni (upadni) radio talas indukuje struje provodljivosti (za provodnike) ili struje pomeranja (za dielektrike) na površini mete. Ove struje su izvor sekundarnog zračenja u različitim smjerovima.

Reflektivna svojstva ciljeva u radaru se obično procjenjuju efektivnom površinom raspršenja (RCS) mete S 0:

gdje je o koeficijent depolarizacije sekundarnog polja (0 ? o ? 1);

P OTR = S·D 0 ·P 1 - snaga reflektovanog signala, W;

P 1 je gustina toka snage radarskog signala na sferi radijusa R u blizini tačke u kojoj se nalazi cilj, W/m 2 ;

D 0 - vrijednost dijagrama povratnog raspršenja (BSD) u smjeru radara;

S - ukupna površina rasipanja mete, m 2.

RCS mete je koeficijent izražen u kvadratnim metrima koji uzima u obzir reflektirajuća svojstva mete i ovisi o konfiguraciji mete, električnim svojstvima njenog materijala i omjeru veličine mete i valne dužine.

Ova vrijednost se može smatrati određenom ciljnom površinom ekvivalentnom normalnom radio snopu s površinom S0, koji, izotropno raspršujući svu snagu valova koja pada na njega sa radara, stvara na prijemnoj tački istu gustinu toka snage kao i stvarna meta. Efektivna površina rasejanja ne zavisi ni od intenziteta emitovanog talasa ni od udaljenosti između stanice i mete.

Budući da je mjerenje EPR-a stvarnih objekata u praksi teško zbog složenog oblika potonjih, ponekad u proračunima rade s količinom energije reflektirane od radarskog objekta ili omjerom reflektirane energije i emitirane energije.

Ako je radarski objekt raspoređen, tj. Sastoji se od mnogo nezavisnih emitera, tada se za pronalaženje EPR-a koristi jedan od dva modela refleksije. U oba modela, cilj je predstavljen kao skup od n tačaka, među kojima nema dominantnog reflektora (prvi model), ili postoji jedan dominantni reflektor (drugi model), koji daje stabilan reflektovani signal.

U tehničkoj radarskoj literaturi /2, 4/ o radaru koristi se generalizovani Swerlingov model sa distribucijom oblika:

gdje je prosječna EPR vrijednost, m 2.

Ovaj izraz odgovara distribuciji 2 sa 2k stepena slobode, gde k određuje složenost modela ciljne refleksije. Za k = 1 dobijamo model sa eksponencijalnom EPR raspodelom, a za k = 2 dobijamo model mete u obliku velikog reflektora koji menja orijentaciju u prostoru u malim granicama, ili skup jednakih reflektora plus najveći.

Zakon raspodjele amplituda reflektovanog signala svodi se na generalizovani Rayleighov zakon /4/:

gdje je E amplituda reflektiranog signala, V;

E 0 - amplituda reflektovanog signala od dominantnog emitera, V;

y 2 - disperzija komponenata ortogonalne amplitude, V 2;

I 0 - modificirana Beselova funkcija prve vrste nultog reda:

U slučaju grupnog emitera koji se sastoji od n tačkastih emitera, EPR dijagram raspodjele duž azimuta ima vrlo složenu strukturu režnja, ovisno o relativnom položaju reflektirajućih elemenata i relativnim udaljenostima između njih. Stoga, grupne mete, u zavisnosti od njihovog ugaonog položaja u odnosu na liniju vida, mogu dati značajne fluktuacije u snazi ​​reflektovanih signala. Ove oscilacije se javljaju u odnosu na prosječni nivo proporcionalan prosječnoj EPR vrijednosti za nekoherentno sabiranje. Istovremeno sa fluktuacijama u snazi ​​reflektovanog signala, uočavaju se nasumične promjene u vremenu kašnjenja i kutu dolaska.

Kod pokretnih raspoređenih ciljeva javlja se fenomen interferencije oscilacija sekundarnog zračenja iz različitih tačaka, koji se zasniva na promeni relativnog položaja tačkastih reflektora mete. Doplerov efekat je posledica ovog efekta. Za opisivanje fenomena koristi se dijagram povratnog raspršenja (BSD) koji karakteriše zavisnost amplitude reflektovanog signala o pravcu /2/.

Osim toga, kada se mete ozrači, javlja se fenomen depolarizacije sondirajućeg signala, tj. polarizacija reflektovanog i upadnog talasa se ne poklapaju. Za stvarne svrhe, odvija se fluktuirajuća polarizacija, tj. svi elementi matrice polarizacije /1/ su slučajni i potrebno je koristiti matricu numeričkih karakteristika ovih slučajnih varijabli.

U statističkom pristupu analizi radarskih objekata, korelacionom funkcijom ili korelacionom matricom /8/ se opisuju funkcije potonjih, koje karakterišu promenu parametara objekta tokom vremena. Nedostatak ovog modela je složenost proračuna zbog potrebe korištenja statističkih metoda i složenosti organizacije unosa početnih parametara.

Na osnovu navedenog, za opisivanje radarskog objekta potrebno je poznavati njegov položaj u prostoru, njegov domet i azimut (za distribuirane objekte), EPR i njegov model distribucije, model kretanja objekta ili zakon promjene. u inkrementu Doplerove frekvencije reflektovanog signala, broj tačkastih emitera (za grupne emitere).

Algoritam koji heuristički konstruiše optimalni graf za problem decentralizovanog pretraživanja

U našem pristupu želimo razumjeti kako izgledaju optimalne strukture. Također analizirajte obrazac rasta ciljne funkcije. Dodatno, pitam se da li je moguće brže izvršiti pretragu...

Grafičko rješenje problema linearnog programiranja

Matematički model je matematički prikaz stvarnosti. Matematičko modeliranje je proces konstruisanja i proučavanja matematičkih modela. Sve prirodne i društvene nauke koje koriste matematički aparat...

Problem minimiziranja troškova kretanja vozila

Mjerenje progiba grede u MathCAD-u

Izračunavamo reakciju oslonca: Proučavamo uticaj datih sila i raspoređenih opterećenja na moment savijanja presjeka: Konstruišemo dijagrame poprečne sile Q i momenta savijanja M: 2...

Simulacijski model za procjenu i predviđanje efikasnosti pretraživanja podmornica

1. Pobn:=Nobn/N - osnovna formula. Vjerojatnost detekcije pl; 2. Nobn:=Nobn+1, ako (t=tk3) ili (t=tk4) - akumulacija detektovanog pl; 3. tk3:=t-ln(Random)/Y2, if (t=tk1) i (tk2>tk1) - izračunavanje trenutka detekcije podmornice pomoću KPUG-a bez izbjegavanja; 4. tk4:=t-ln(Random)/Y3...

Modeliranje rada bibliografskog sistema

Potrebno je odrediti prosječnu dužinu čekanja do terminala, vjerovatnoću kvara i faktore opterećenja računara. Definirajmo varijable i jednačine matematičkog modela: Kzag.1, Kzag...

Simulacija rada telefonske pozivnice

Definirajmo varijable i jednačine matematičkog modela. U ovom slučaju: l1,2 - intenzitet prijema prijava za redovne i hitne pregovore; m - produktivnost kanala; c je smanjeni intenzitet; jednadžbe modela:...

Model informacionog sistema odeljenja za snabdevanje preduzeća DOO "Biskvit"

Prilikom analize i sinteze bilo kojeg sistema postavlja se zadatak konstruisanja modela koji opisuje funkcionisanje sistema na jeziku matematike, tj. matematicki model...

Obrada tekstualnih informacija u Delphi okruženju

Tekstovi zasnovani na određenom alfabetu smatrat će se informacijama koje treba šifrirati i dešifrirati. Ovi pojmovi znače sljedeće...

Razvoj programa koji izračunava definitivni integral koristeći trapezoidnu metodu za integrand

Runge-Kutta metoda 4. reda tačnosti Pomjeranje od tačke do tačke se ne dešava odmah, već kroz međutačke. U praksi se najčešće koristi metoda 4. reda tačnosti...

Sortiranje metodom brojanja

Sortiranje brojanjem je algoritam za sortiranje koji koristi raspon brojeva u nizu (listi) koji se sortira da prebroji odgovarajuće elemente...

Dragi čitaoci! Od 18. novembra 2019. do 17. decembra 2019. našem univerzitetu je omogućen besplatan probni pristup novoj jedinstvenoj kolekciji u Lan EBS-u: „Vojni poslovi“.
Ključna karakteristika ove zbirke je edukativni materijal nekoliko izdavača, odabran posebno na vojne teme. Zbirka obuhvata knjige izdavačkih kuća kao što su: "Lan", "Infra-inženjering", "Novo znanje", Ruski državni univerzitet pravde, MSTU. N. E. Bauman i neki drugi.

Testirajte pristup sistemu elektronske biblioteke IPRbooks

Dragi čitaoci! Od 8. novembra 2019. do 31. decembra 2019. godine, našem univerzitetu je omogućen besplatan probni pristup najvećoj ruskoj bazi podataka punog teksta - Sistemu elektronske biblioteke IPR BOOKS. EBS IPR BOOKS sadrži više od 130.000 publikacija, od kojih su više od 50.000 jedinstvene obrazovne i naučne publikacije. Na platformi imate pristup trenutnim knjigama koje se ne mogu pronaći u javnom vlasništvu na internetu.

Pristup je moguć sa svih računara u mreži univerziteta.

“Mape i dijagrami u zbirkama Predsjedničke biblioteke”

Dragi čitaoci! Dana 13. novembra u 10:00, biblioteka LETI, u okviru sporazuma o saradnji sa Predsedničkom bibliotekom B.N. Jeljcina, poziva zaposlene i studente Univerziteta da učestvuju na konferenciji-webinaru „Mape i dijagrami u zbirkama. Predsjednička biblioteka.” Događaj će se održati u formatu prenosa u čitaonici Odeljenja za društveno-ekonomsku književnost biblioteke LETI (sala 5 zgrada 5512).

2.2 Matematički model radara

Kao što je već navedeno u paragrafu 1.1, glavni radarski moduli su antenska jedinica, zajedno sa antenskim prekidačem, predajnikom i prijemnikom. Kao terminalni uređaj može se koristiti velika klasa raznih uređaja koji se razlikuju po načinu prikaza informacija i ne utiču na primljene radarske signale, pa se ova klasa uređaja ne razmatra.

2.2.1 Matematički model antene

Jedna od glavnih karakteristika antene je njen dijagram usmerenosti (DDP) /5/, koji karakteriše zavisnost snage zračenja od smera (slika 2.3).

Slika 2.3 – Šema snage antene

Dijagram zračenja antene u ravnini azimutnog raspona pod konstantnim uglom elevacije s ravnomjernom distribucijom polja preko otvora izražava se funkcijom:

(14)

Ugao β za ravnomjerno kretanje antene u krugu može se naći pomoću formule:

(15)

gdje je ω ugaona brzina rotacije antene, rad/s.

Razmotrimo oblik reflektovanog signala u radaru od 360 stepeni. Kako se antena okreće, amplituda sondirajućih impulsa koji zrače cilj mijenja se u skladu sa shemom zračenja. Dakle, ispostavlja se da je sondirajući signal koji zrači metu moduliran i opisan funkcijom vremena

gdje je s P (t) – radio impulsi predajnika.

Pretpostavimo da cilj praktično ne menja trajanje reflektovanih impulsa, a da se kretanje mete tokom vremena zračenja može zanemariti. Tada reflektirani signal karakterizira funkcija:

gdje je k konstantan koeficijent.

Za radar s jednom antenom, u kojem je dijagram zračenja antene za vrijeme prijema opisan istom funkcijom F E (t) kao i tijekom prijenosa, signal na ulazu prijemnika zapisuje se u obliku:

Jer brzina rotacije antene je relativno mala i pomeranje snopa tokom vremena kašnjenja je mnogo manje od širine dijagrama zračenja, tada je F E (t)≈F E (t – t W). Osim toga, funkcija koja karakterizira obrazac zračenja snage:

(19)

gdje je β ugao mjeren u jednom smjeru od maksimalnog do ciljnog azimuta, stepeni;

Θ 0,5 – širina dijagrama zračenja pri pola snage, mjereno u oba smjera od maksimuma (slika 2.3), stepeni.

Uzimajući u obzir gore navedeno, (17) se može predstaviti kao:

one. Impulsi na ulazu prijemnika su modulirani po amplitudi u skladu sa uzorkom usmjerenosti snage antene.

Ciljni azimut je određen parametrima senzora pretvarača kutnih kodova (slika 2.4).

Slika 2.4 – Šema za povezivanje senzora konvertora kutnih kodova

Kada se antena okreće, signale iz foto emitera snima foto prijemnik nakon što signali prođu kroz rupe na ploči koja se nalazi na osi antene. Signali sa fotodetektora se prenose na brojač, koji generiše impulse koji se nazivaju MAI impulsi (kratki intervali azimuta). Ugao rotacije antene, a samim tim i azimut primljenog radarskog signala određuju MAI impulsi. Broj MAI poklapa se sa faktorom konverzije mjerača i određuje tačnost s kojom se azimut mjeri.

Na osnovu navedenog, antenski modul karakterišu sledeći parametri: oblik dijagrama zračenja i njegova širina, pojačanje antene, broj MAI.

2.2.2 Matematički model predajnog uređaja

Predajnik se može okarakterisati snagom zračenja, brojem i vrstom sondirajućih signala i zakonom njihovog rasporeda.

Domet radara u slučaju optimalne obrade signala i zadate spektralne gustine šuma zavisi od energije sondirajućeg signala, bez obzira na njegov oblik /5/. S obzirom na to da je maksimalna snaga elektronskih uređaja i antensko-fider uređaja ograničena, povećanje dometa je neminovno povezano sa povećanjem trajanja impulsa, tj. sa smanjenjem rezolucije potencijalnog raspona.

Složeni ili zahtjevni signali rješavaju konfliktne zahtjeve za povećanim dometom detekcije i rezolucijom. Opseg detekcije se povećava kada se koriste signali visoke energije. Povećanje energije moguće je povećanjem snage ili trajanja signala. Snaga radara je odozgo ograničena mogućnostima generatora radio frekvencije, a posebno električnom snagom napojnih vodova koji povezuju ovaj generator sa antenom. Stoga je lakše povećati energiju signala povećanjem trajanja signala. Međutim, dugotrajni signali nemaju dobru rezoluciju dometa. Složeni signali sa velikom bazom mogu riješiti ove kontradikcije /7/. Trenutno se frekvencijski modulirani (FM) signali široko koriste kao jedan od tipova složenih signala.

Cijeli skup FM signala može se opisati pomoću formule:

(21)

gdje je T trajanje impulsa, s;

t – vrijeme, argument funkcije, varira unutar , c;

b k – koeficijenti proširenja niza faza signala;

f 0 – frekvencija nosioca signala, Hz.

Zaista, sa n = 1 dobijamo linearno frekvencijski moduliran (chirp) signal, čiji se koeficijent b 0 - baza signala - može naći kao:

(22)

gdje je Δf devijacija frekvencije chirp signala, Hz.

Ako uzmemo n = 1 i devijaciju frekvencije Δf = 0 Hz, dobijamo MONO signal ili video puls pravokutnog omotača, koji se također široko koristi u radaru za otkrivanje ciljeva na malim udaljenostima.

Drugi način da se poveća energija signala uz održavanje kratkog trajanja impulsa je korištenje rafala impulsa, tj. serija impulsa razdvojenih međupulsnim intervalima smatra se jednim signalom. U ovom slučaju energija signala se računa kao zbir energija svih impulsa /7/.