1908_高低角俯仰限制電路的設(shè)計(jì)

1908_高低角俯仰限制電路的設(shè)計(jì),高低,高下,俯仰,限制,電路,設(shè)計(jì) 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 1 頁 測高雷達(dá)測高雷達(dá)是一個(gè)“其功能是測量范圍和仰角的目標(biāo)，從而使高度或高度得到計(jì)算;這種雷達(dá)通常伴隨著確定的其他目標(biāo)參數(shù)的監(jiān)視雷達(dá)。”因此，它是一個(gè) 2D 雷達(dá)，在海拔平面掃描，而不是在方位。由于其周期性的向上和向下掃描運(yùn)動(dòng)，高度發(fā)現(xiàn)雷達(dá)天線，有時(shí)也被稱為“點(diǎn)頭”天線。二維搜索雷達(dá)，保持利益的體積，監(jiān)視，目標(biāo)探測和測量的范圍和方位角。經(jīng)檢測和建立了一個(gè)新的目標(biāo)的軌道，一個(gè)請求被發(fā)送到高程測量的高度發(fā)現(xiàn)者。高度儀壓擺率其指定的方位搜索雷達(dá)的天線，超過海拔由 2D 雷達(dá)指定的范圍內(nèi)適當(dāng)部門執(zhí)行的掃描。目標(biāo)回波上顯示高度范圍指標(biāo)（RHI），仰角的 θT 是由一個(gè)操作或一個(gè)角度門電路測量。射程 R 也測量精度優(yōu)于搜索雷達(dá)提供。在水平面以上的雷達(dá)基地的目標(biāo)高度，然后計(jì)算ht = R sin qt這個(gè)高度被糾正必要的地點(diǎn)的海拔高度，大氣折射和地球曲率給目標(biāo)海拔高度，地面控制的需要由戰(zhàn)斗機(jī)攔截目標(biāo)。一個(gè)典型的點(diǎn)頭束高度發(fā)現(xiàn)者如圖 H1 所示。在垂直方向上提供了精確測量窄的仰角波束天線拉長，而方位波束寬度足以容納搜索雷達(dá)在指定的錯(cuò)誤。測高雷達(dá)正逐漸變得過時(shí)，更立體，疊梁相控陣搜索雷達(dá)或正在部署。測高雷達(dá)主要用于測定目標(biāo)高度的雷達(dá)。測高雷達(dá)能準(zhǔn)確地測定目標(biāo)的高度，但全面監(jiān)視空中目標(biāo)比較困難。通常與沒有測高裝置的兩坐標(biāo)雷達(dá)配合使用。測高雷達(dá)一般分為地面測高雷達(dá)和星載、機(jī)載、彈載測高雷達(dá)等。地面測高雷達(dá)通常與測定目標(biāo)方位、距離的兩坐標(biāo)雷達(dá)配合使用，共同擔(dān)負(fù)監(jiān)視空中目標(biāo)的任務(wù)。星載測高雷達(dá)又稱雷達(dá)測高計(jì)，主要用于大地測量和海洋觀測。裝在導(dǎo)彈上的測高雷達(dá)又稱雷達(dá)高度表，主要用于提高導(dǎo)彈制導(dǎo)精度。裝在飛機(jī)上的測高雷達(dá)也稱雷達(dá)高度表，用于保障飛機(jī)按預(yù)定高度安全飛行。早期用于測量目標(biāo)高度的雷達(dá)技術(shù)是按照是否在測量中運(yùn)用了地球表面來進(jìn)行分類的。在早期雷達(dá)中，運(yùn)用地球表面測高相當(dāng)普遍，這是因?yàn)樘炀€和發(fā)射機(jī)技術(shù)局限于使用較低的無線電頻率和寬的垂直波束。有許多種通過同時(shí)測量目標(biāo)的 3 個(gè)基本位置坐標(biāo)（距離、方位和仰角）以提供三坐標(biāo)信息的雷達(dá)。然而，在實(shí)際中，卻遵循了如下的約定，即 3D 雷達(dá)是一種警戒雷達(dá)，其天線在方位上機(jī)械旋轉(zhuǎn)（以測量距離和方黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 2 頁 位），通過在仰角上掃描一個(gè)或多個(gè)波束或者通過用鄰接的固定仰角波束來獲得目標(biāo)的仰角值。3D 雷達(dá)在軍事上的重要性來源于它能確定非合作目標(biāo)的高度，以及它的距離和方位的能力。與 2D 雷達(dá)和專用測高雷達(dá)的組合相比，3D 雷達(dá)因?yàn)橛休^好的角分辨力，提供了較高增益的天線和較強(qiáng)的抗干擾及其他形式的 ECM 的能力；對于后者有爭議的反面意見則認(rèn)為，2D 雷達(dá)和測高雷達(dá)可以工作在兩個(gè)分離的頻段，迫使干擾機(jī)分散其能量從而減小其影響。按照怎樣形成仰角波束和怎樣在仰角上掃描波束，3D 雷達(dá)可分為堆積波束雷達(dá)、頻掃雷達(dá)、相掃雷達(dá)、機(jī)電掃描雷達(dá)和數(shù)字波束形成雷達(dá)。高度發(fā)現(xiàn)者是用來衡量在監(jiān)控系統(tǒng)中的目標(biāo)的仰角，允許測量范圍可以從計(jì)算目標(biāo)高度的雷達(dá)。仰角和高度，因此決定以何種方法包括：（1）分配一個(gè)專門的雷達(dá)，在海拔執(zhí)行部門指定由一個(gè)二維搜索雷達(dá)的目標(biāo)，在該坐標(biāo)測量掃描。（2）搜索一個(gè)掃描波束 3D 雷達(dá)，其中一個(gè)窄波束覆蓋方位角和仰角，并提供測量兩個(gè)角度，隨著范圍，對檢測到的目標(biāo)，在一個(gè)柵格掃描。（3）搜索與一個(gè)堆疊束 3D 雷達(dá)，多波束覆蓋天線掃描方位角仰角部門，提供單脈沖測量，在海拔。（4）對在 2D 搜索雷達(dá)探測目標(biāo)的多時(shí)間延遲的測量，這樣，目標(biāo)高度可從已知的目標(biāo)范圍內(nèi)，雷達(dá)天線高度和多徑時(shí)延，計(jì)算。（5）測量范圍，在其中一個(gè)目標(biāo)是通過二維搜索雷達(dá)天線模式，可以計(jì)算出恒定的目標(biāo)高度的多徑葉通行證。（6）測量目標(biāo)相呼應(yīng)，在兩個(gè)天線在海拔流離失所，導(dǎo)致單脈沖的仰角估計(jì)，相對振幅或相位。可靠性黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 3 頁 可靠性的一般定義是“一個(gè)項(xiàng)目的能力，在規(guī)定條件下執(zhí)行一個(gè)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)所需的功能?！崩走_(dá)，它可以被定義為能力執(zhí)行分配的功能，在分配給每個(gè)模式和服務(wù)，保養(yǎng)，維修，儲(chǔ)存和運(yùn)輸條件的限制，同時(shí)保留指定的性能數(shù)據(jù)值。通常情況下，可靠性的描述由三部分組成：（1）無故障的性能。（2）可維護(hù)性。（3）耐貯性。無故障的表現(xiàn)是指定運(yùn)行時(shí)間無故障運(yùn)行的能力。可維護(hù)性是“能力的一個(gè)項(xiàng)目，使用規(guī)定的條件下，保留或恢復(fù)到一個(gè)國家，它可以執(zhí)行其所需的功能，進(jìn)行維修時(shí)在規(guī)定條件下和規(guī)定的程序和資源使用?！蹦唾A性是雷達(dá)，保留其經(jīng)營條件，儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中的財(cái)產(chǎn)?？煽啃允且粋€(gè)重要的雷達(dá)性能特點(diǎn)，因?yàn)樗袑走_(dá)操作和成本效益顯著的效果。實(shí)現(xiàn)可靠性的主要途徑包括（1）選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和設(shè)計(jì)方面的努力避免失敗。（2）使用正確的故障診斷系統(tǒng)（例如，內(nèi)置測試設(shè)備），以確定和本地化失敗，只要它可能后發(fā)生。前一種方法，包括可靠的正確選擇雷達(dá)組件和子系統(tǒng)，也納入雷達(dá)子系統(tǒng)必要的冗余。固態(tài)器件的可靠性通常是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于真空管設(shè)備。因此，管發(fā)射機(jī)通常是最不可靠的雷達(dá)子系統(tǒng)之一，和固態(tài)發(fā)射 機(jī)的使用提供了相當(dāng)大的改善，在雷達(dá)的可靠性，允許免費(fèi)維修，雷達(dá)制造（至少在這個(gè)意義上，長期存在在雷達(dá)站點(diǎn)的維修人員是不需要的）。多通道固態(tài)發(fā)射機(jī)和相控陣提供軟故障運(yùn)行在一個(gè)或多個(gè)模塊失敗的情況下（例如，數(shù)放大器發(fā)射器或陣列可以失敗，但不會(huì)降低雷達(dá)的性能顯著）?？煽啃缘牧硪粋€(gè)常用的方法是使用冗余。這種方法通常用于雷達(dá)的地方甚至短時(shí)間的失敗是至關(guān)重要的（例如，軍事或民用空中交通管制雷達(dá)）。一個(gè)常用的方法是使用兩個(gè)足夠的接收自動(dòng)重新配置通道信號處理器在操作失敗的情況下放置的備用通道。一個(gè)例子是多余的接收器通道和內(nèi)置測試設(shè)備的高可靠性，固態(tài)雷達(dá)空管雷達(dá)的家庭。二維雷達(dá)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 4 頁 一個(gè)二維（2D）雷達(dá)的機(jī)械掃描一個(gè)固定的光束，無論是在方位角平面（傳統(tǒng)的對空搜索雷達(dá)）或在海拔平面（點(diǎn)頭高度發(fā)現(xiàn)者雷達(dá)）?；緦傩缘?2D 空中搜索雷達(dá)天線孔徑的高度不得大于需出示匹配所需的垂直覆蓋部門的仰角波束。機(jī)械原因，較小的值可能被使用，但在浪費(fèi)蔓延以上所需海拔覆蓋率部門的能源費(fèi)用。天線的寬度確定方位所需的分辨率和掃描時(shí)獲得一個(gè)給定的最小觀測時(shí)間（或時(shí)間）的目標(biāo)要求。至于在三維搜索雷達(dá)的情況下，這個(gè)最小的觀測時(shí)間在很大程度上取決于多普勒處理的要求，而這又是一個(gè)功能雜亂的環(huán)境，多樣性的目標(biāo)所需的增益。為空中搜索行動(dòng)，在廣泛的海拔部門的最低功率孔徑積堅(jiān)決贊成使用在 2D 雷達(dá)的雷達(dá)頻率較低，雖然往往水面搜索，目標(biāo)是土地或海車輛使用頻率較高，表面（導(dǎo)航），或固定結(jié)構(gòu)。在微波頻率的操作是可行的，因?yàn)?，表面基雷達(dá)，所需的高程界普遍較小，而機(jī)載雷達(dá)所需的高程搜索部門要么足夠小，以匹配可用的天線孔徑高度波束，或如要求只有少數(shù)幾個(gè)重疊的“吧”在海拔掃描。雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生足夠的電磁能量，經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給天線。天線將這些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個(gè)很窄的方向上形成波束，向前傳播。電磁波遇到波束內(nèi)的目標(biāo)后，將沿著各個(gè)方向產(chǎn)生反射，其中的一部分電磁能量反射回雷達(dá)的方向，被雷達(dá)天線獲取。天線獲取的能量經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到接收機(jī)，形成雷達(dá)的回波信號。由于在傳播過程中電磁波會(huì)隨著傳播距離而衰減，雷達(dá)回波信號非常微弱，幾乎被噪聲所淹沒。接收機(jī)放大微弱的回波信號，經(jīng)過信號處理機(jī)處理，提取出包含在回波中的信息，送到顯示器，顯示出目標(biāo)的距離、方向、速度等。 為了測定目標(biāo)的距離，雷達(dá)準(zhǔn)確測量從電磁波發(fā)射時(shí)刻到接收到回波時(shí)刻的延遲時(shí)間，這個(gè)延遲時(shí)間是電磁波從發(fā)射機(jī)到目標(biāo)，再由目標(biāo)返回雷達(dá)接收機(jī)的傳播時(shí)間。根據(jù)電磁波的傳播速度，可以確定目標(biāo)的距離為電磁波從雷達(dá)到目標(biāo)的往返傳播時(shí)間除以光速。雷達(dá)測定目標(biāo)的方向是利用天線的方向性來實(shí)現(xiàn)的。通過機(jī)械和電氣上的組合作用，雷達(dá)把天線的小事指向雷達(dá)要探測的方向，一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，雷達(dá)讀出些時(shí)天線小事的指向角，就是目標(biāo)的方向角。兩坐標(biāo)雷達(dá)只能測定目標(biāo)的方位角，三坐標(biāo)雷達(dá)可以測定方位角和俯仰角。 測定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度是雷達(dá)的一個(gè)重要功能，—雷達(dá)測速利用了物理學(xué)中的多普勒原理．當(dāng)目標(biāo)和雷達(dá)之間存在著相對位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，目標(biāo)回波的頻率就會(huì)發(fā)生改變，黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 5 頁 頻率的改變量稱為多普勒頻移，用于確定目標(biāo)的相對徑向速度，通常，具有測速能力的雷達(dá)，例如脈沖多普勒雷達(dá)，要比一般雷達(dá)復(fù)雜得多。 雷達(dá)的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)主要包括作用距離、威力范圍、測距分辨力與精度、測角分辨力與精度、測速分辨力與精度、系統(tǒng)機(jī)動(dòng)性等。 其中，作用距離是指雷達(dá)剛好能夠可靠發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的距離。它取決于雷達(dá)的發(fā)射功率與天線口徑的乘積，并與目標(biāo)本身反射雷達(dá)電磁波的能力（雷達(dá)散射截面積的大小）等因素有關(guān)。威力范圍指由最大作用距離、最小作用距離、最大仰角、最小仰角及方位角范圍確定的區(qū)域。