Содержание 

Фундаментальные исследования. Технологии моделирования при создании радиолокационных систем Общее описание компонентов модели рлс

Ранее мы уже рассматривали модели радиолокационных станций.

Сегодня хочу представить Вам обзор модели РЛС П-18«Терек»(1РЛ131), в масштабе 1/72. Как и предыдущие, она производится украинской фирмой ZZ model. Набор имеет номер по каталогу 72003, и упакован в небольшую коробку из мягкого картона, со съемным верхом.

Внутри находятся детали из пластика, части из смолы, фототравление и инструкция.

В основе лежит пластиковая модель бортового грузовика «Урал» от ICM , от него и берется большая часть. Эта модель рассматривалась уже неоднократно, детально и подробно разбирались все недостатки и методы их устранения, так что, повторяться не вижу смысла. Можно только сказать, что правильная кабина и колеса производятся фирмой «Танкоград».


Из пластика так же даны некоторые элементы траверсы и подкосы антенны. Но их качество мне не очень понравилось, эти детали лучше заменить на проволоку, подходящего сечения.

Из смолы идет металлический фургон машины с антенно-мачтовым устройством (АМУ), боковые опоры, редуктор привода антенны.

К смоляным частям особых претензий нет, присутствует небольшое количество облоя, смещений и каверн нет.






В наборе присутствует две платы фототравления, которые, в основном, содержат элементы антенны РЛС П-18.

Качество травления не вызывает нареканий, но стоит учесть, что директоры антенны имеют круглое сечение, а здесь из-за издержек технологии получается квадратное сечение.

В принципе, можно оставить эти узлы как есть, но можно сделать кондуктор, и спаять директоры из проволоки, причем разного диаметра. Сама мачта, настоящей РЛС П-18, собирается из уголков с плоскими элементами усиления. Данный момент правильно передается фототравлением.

Инструкция, по сегодняшним меркам, очень примитивная. Да и при ближайшем рассмотрении, некоторые этапы сборки вызываю вопросы. Хотелось, чтобы производитель более детально показал сборку такого сложного узла, как антенна РЛС П-18.


Чтобы снять большинство вопросов по матчасти, я снял довольно подробный фото обзор walkaround в Техническом музее АвтоВАЗ в г.Тольятти.

Стоит еще добавить, что РЛС П-18«Терек»(1РЛ131) состоит из двух машин: аппаратной, с кузовом К-375 и машины с АМУ, которую мы сейчас и рассматриваем. При работе над моделью это стоит учесть и делать сразу две машины. При работе над аппаратной машиной, необходимо учесть расположение и размер люков на кузове. Для этого нужно найти хорошие фото, а при возможности провести замеры этого изделия.

В заключении стоит отметить, что данная модель явно не для начинающих моделистов и для получения достойного результата, здесь стоит запастись временем и терпением. Ее цена в интернет-магазинах составляет порядка 40$, что в конечном итоге не мало, при нынешнем курсе доллара.

Последняя актуализация описания производителем 21.09.2018

Фильтруемый список

Действующее вещество:

АТХ

Фармакологическая группа

Нозологическая классификация (МКБ-10)

3D-изображения

Состав

Таблетки, покрытые пленочной оболочкой 1 табл.
активные вещества:
этинилэстрадиол 0,03 мг
дроспиренон 3 мг
вспомогательные вещества (ядро): лактозы моногидрат — 43,37 мг (количество лактозы моногидрата может варьировать в зависимости от чистоты субстанции активных веществ); крахмал кукурузный — 12,8 мг; крахмал прежелатинизированный — 15,4 мг; повидон-К25 — 3,4 мг; кроскармеллоза натрия — 1,6 мг; магния стеарат — 0,4 мг
вспомогательные вещества (оболочка): Opadry желтый 03B38204 (гипромеллоза 6сР — 62,5%, титана диоксид — 29,5%, макрогол 400 — 6,25%, краситель железа оксид желтый — 1,75%) — 2 мг

Фармакологическое действие

Фармакологическое действие — контрацептивное, эстроген-гестагенное .

Способ применения и дозы

Внутрь. Таблетки следует принимать по порядку, указанному на упаковке, каждый день примерно в одно и то же время, запивая небольшим количеством воды.

Следует принимать по 1 табл. непрерывно в течение 21 дня. Прием таблеток из следующей упаковки начинается после 7-дневного перерыва, во время которого обычно наблюдается менструальноподобное кровотечение (кровотечение отмены). Как правило, оно начинается на 2-3-й день после приема последней таблетки и может не закончиться до начала приема таблеток из новой упаковки.

Начало приема препарата МОДЭЛЛЬ ® ПРО. При отсутствии приема каких-либо гормональных контрацептивов в предыдущем месяце применение препарата МОДЭЛЛЬ ® ПРО следует начинать в 1-й день менструального цикла (т.е. в 1-й день менструального кровотечения). Допускается начало приема на 2-5-й день менструального цикла, но в этом случае рекомендуется дополнительно использовать барьерный метод контрацепции в течение первых 7 дней приема таблеток из первой упаковки.

Переход с других КОК , вагинального кольца или контрацептивного пластыря. Предпочтительно начать прием препарата МОДЭЛЛЬ ПРО на следующий день после приема последней таблетки из предыдущей упаковки, но ни в коем случае не позднее следующего дня после обычного 7-дневного перерыва. Прием препарата МОДЭЛЛЬ ® ПРО следует начинать в день удаления вагинального кольца или пластыря, но не позднее дня, когда должно быть введено новое кольцо или наклеен новый пластырь.

Переход с контрацептивов, содержащих только гестагены (мини-пили, инъекционные формы, имплантат или ВМС с контролируемым высвобождением гестагена). Можно перейти с мини-пили на прием препарата МОДЭЛЛЬ ® ПРО в любой день (без перерыва), с имплантата или ВМС — в день их удаления, с инъекционного контрацептива — в день, когда должна быть сделана следующая инъекция. Во всех случаях необходимо использовать дополнительно барьерный метод контрацепции в течение первых 7 дней приема таблеток.

После аборта в I триместре беременности можно начать прием препарата немедленно — в день аборта. При соблюдении этого условия женщина не нуждается в дополнительных методах контрацепции.

После родов или аборта во II триместре беременности. Рекомендуется начинать прием препарата на 21-28-й день после родов (при отсутствии грудного вскармливания) или аборта во II триместре беременности.

Если прием начат позднее, необходимо использовать дополнительно барьерный метод контрацепции в течение первых 7 дней приема таблеток. Если половой контакт имел место, то до начала приема препарата МОДЭЛЛЬ ® ПРО следует исключить беременность или дождаться первой менструации.

Прием пропущенных таблеток. Если опоздание в приеме препарата составило менее 12 ч, контрацептивная защита не снижается.

Следует принять таблетку как можно скорее, следующую таблетку принимают в обычное время. Если опоздание в приеме препарата составило более 12 ч, контрацептивная защита может быть снижена. Чем больше таблеток пропущено и ближе пропуск к 7-дневному перерыву в приеме таблеток, тем больше вероятность наступления беременности. При этом можно руководствоваться следующими двумя основными правилами:

Прием препарата никогда не должен быть прерван более чем на 7 дней;

Для достижения адекватного подавления гипоталамо-гипофизарно-яичниковой системы требуется 7 дней непрерывного приема таблеток. Соответственно, если опоздание в приеме таблеток составило более 12 ч (интервал с момента приема последней таблетки больше 36 ч), женщине следует соблюдать рекомендации, приведенные ниже.

Первая неделя применения препарата. Необходимо принять последнюю пропущенную таблетку как можно скорее, как только женщина вспомнит об этом (даже если для этого нужно принять две таблетки одновременно). Следующую таблетку принимают в обычное время. Дополнительно следует использовать барьерный метод контрацепции (например презерватив) в течение следующих 7 дней. Если половой контакт имел место в течение недели перед пропуском таблетки, необходимо учитывать вероятность наступления беременности.

Вторая неделя применения препарата. Необходимо принять последнюю пропущенную таблетку как можно скорее, как только женщина вспомнит об этом (даже если для этого нужно принять две таблетки одновременно). Следующую таблетку принимают в обычное время. При условии, что женщина принимала таблетки правильно в течение 7 дней, предшествующих первой пропущенной таблетке, нет необходимости в использовании дополнительных контрацептивных мер.

В противном случае, а также при пропуске двух и более таблеток необходимо дополнительно использовать барьерные методы контрацепции (например презерватив) в течение 7 дней.

Третья неделя применения препарата. Риск беременности повышается из-за предстоящего перерыва в приеме таблеток. Следует строго придерживаться одного из двух следующих вариантов. При этом, если в течение 7 дней, предшествующих первой пропущенной таблетке, все таблетки принимались правильно, нет необходимости использовать дополнительные контрацептивные методы. В противном случае необходимо использовать первую из следующих схем и дополнительно использовать барьерный метод контрацепции (например презерватив) в течение 7 дней.

1. Необходимо принять последнюю пропущенную таблетку как можно скорее, как только женщина вспомнит об этом (даже если для этого нужно принять две таблетки одновременно). Следующие таблетки принимают в обычное время, пока не закончатся таблетки в текущей упаковке. Следующую упаковку следует начать сразу же без перерыва.

Кровотечение отмены маловероятно, пока не закончится вторая упаковка, но могут отмечаться мажущие кровянистые выделения и прорывные кровотечения во время приема таблеток.

2. Можно также прервать прием таблеток из текущей упаковки, начав, таким образом, 7-дневный перерыв (включая и день пропуска таблеток), а затем начать прием таблеток из новой упаковки. Если женщина пропустила прием таблеток и затем во время перерыва в приеме у нее нет кровотечения отмены, необходимо исключить беременность.

Рекомендации в случае возникновения расстройств со стороны ЖКТ . В случае возникновения тяжелых желудочно-кишечных расстройств (рвота, диарея) всасывание может быть неполным, поэтому следует применять дополнительные методы контрацепции. Если в течение 3-4 ч после приема таблетки произойдет рвота, следует ориентироваться на рекомендации при пропуске таблеток. Если женщина не хочет менять свою обычную схему приема и переносить менструальный цикл на другой день недели, дополнительную таблетку следует принять из другой упаковки.

Изменение дня начала менструального цикла. Для того чтобы отсрочить начало менструации, необходимо продолжить дальнейший прием таблеток из новой упаковки МОДЭЛЛЬ ® ПРО без 7-дневного перерыва. Таблетки из новой упаковки могут приниматься так долго, как это необходимо, в т.ч. до тех пор, пока упаковка не закончится. На фоне приема препарата из второй упаковки возможны мажущие кровянистые выделения из влагалища или прорывные маточные кровотечения. Возобновить регулярный прием МОДЭЛЛЬ ® ПРО из очередной упаковки следует после обычного 7-дневного перерыва. Для того чтобы перенести начало менструации на другой день недели, женщине следует сократить ближайший перерыв в приеме таблеток на желаемое количество дней. Чем короче интервал, тем выше риск, что у нее не будет кровотечения отмены и в дальнейшем будут наблюдаться мажущие выделения и прорывные кровотечения во время приема второй упаковки (так же как в случае, когда она хотела бы отсрочить начало менструации).

Дополнительная информация для особых категорий пациентов

Применение у детей. Эффективность и безопасность препарата в качестве контрацептивного средства изучены у женщин репродуктивного возраста. Предполагается, что эффективность и безопасность препарата в постпубертатном возрасте до 18 лет аналогичны таковым у женщин после 18 лет. Применение препарата до наступления менархе не показано.

В результате проведенного анализа особенностей эксплуатации и функционирования судовой РЛС, на основании соответствующей эксплуатационной документации и опыта практического применения судовой РЛС в реальных условиях, в качестве основных режимов работы следует выделить:

    Режим ожидания (РО) - режим, при котором судовая РЛС может находиться в выключенном состоянии или во включенном, но не подготовленном к использованию основных функций.

    Режим подготовки судоводителя (РПС)

    Режим подготовки аппаратуры судовой РЛС к включению (РПА)- заключается в проведении внешнего осмотра.

    Режим настройки и регулировки аппаратуры (РНА)- заключается в проведении необходимых настроек и регулировок, проверке РЛС во включенном состоянии и проверки правильности ее функционирования при измерении навигационных параметров.

    Режим готовности судовой РЛС (РГ) - режим, при котором аппаратура судовой РЛС и судоводитель подготовлены к выполнению своих функций, аппаратура исправна и не занята измерениями навигационных параметров обнаруженных объектов.

    Режим радионавигационных определений (РРНО) - состояние, характеризующее выполнение основных задач - обнаружение объекта и измерения параметров его движения.

    Режим анализа навигационной обстановки (РАНО) - режим, при котором реализуется то количество наблюдений, которые необходимы для получения достоверной оценки измеряемого навигационного параметра.

    Режим принятия решения (РПР) - здесь производится наблюдение за потенциально опасными целями, а также принятие решения об изменении курса и скорости.

    Режим маневра (РМ) - в этом режиме происходит изменения курса судна и режима работы его двигателей.

    Режим подготовки к включению аппаратуры (РПВА)

    Режим восстановления аппаратуры (РВА)

    Режим воздействия помех (РВП) - режим работы РЛС при котором на её функционирование влияет появившаяся помеха искусственного или естественного происхождения.

На основании выявленных состояний (режимов) функционирования судовой РЛС мы можем построить структурно-эксплуатационную модель функционирования в виде следующего графа состояний и переходов (Рис. 1).

Структурно-эксплуатационная модель функционирования судовой РЛС.

Так как мы принимаем, что все потоки, переводящие систему из состояния в состояние простейшие, то есть функции распределения времени пребывания системы в этих являются экспоненциальными, то справедливы соотношения:

α 1 2 = l / T 1 2 ,

где а 12 -

применению,

Т 12 - среднее время между этими заявками;

Α 23 = l / T 23 ,

где а 23 - интенсивность подготовки судоводителя,

Т 23 - среднее время подготовки судоводителя;

α 13 = l / T 13 ,

где а 13 - интенсивность поступления заявок на подготовку РЛС к

применению,

Т 13 - среднее время между этими заявками;

α 1,11 =1/Т 1,11

где а 1,11 -

Т 13 - среднее время между этими режимами

α 34 =1/Т 34 ,

где α 34 - интенсивность перехода аппаратуры из режима подготовки в режим настройки и регулировки,

Т 34 - среднее время между этими режимами;

α 3,11 =1/Т 3,11,

где α 3,11 - частота появления помех в режиме подготовки аппаратуры,

Т 3 , 11 - среднее время появления таких помех;

α 4,5 =1/Т 4,5,

где α 45 - интенсивность прекращения режима настройки аппаратуры в режим готовности,

Т 45 - среднее время подготовки аппаратуры к включению;

α 4,12 =1/Т 4,12 ,

где α 4,12 - частота воздействия помех в режиме настройки и регулировки аппаратуры,

Т 4,12 - среднее время между такими воздействиями;

α 56 =1/Т 56 ,

где α 56 - интенсивность перехода аппаратуры из режима подготовки в режим радио- навигационных определений;

Т 56 - среднее время перехода в режим;

α 59 =1/Т 59 ,

где α 59 - интенсивность перехода аппаратуры из режима готовности в режим маневра;

Т 59 - среднее время прекращения режима готовности с переходом в

режим манёвра;

α 5,11 =1/Т 5;11

где α 5,11 - интенсивность перехода аппаратуры с режима готовности в режим восстановления;

Т 5,11 - средняя наработка на отказ в режиме готовности;

α 5,12 =1/Т 5,12

где а 5,12 - интенсивность между режимом ожидания и режимом воздействия аппаратуры;

Т 5,12 - среднее время между этими режимами;

α 67 =1/Т 67 ,

где α 67 - интенсивность анализа навигационных параметров;

Т 67 - среднее время между анализами;

α 6,11 =1/Т 6;11

где α 6,11 - интенсивность отказа аппаратуры в режиме навигационных определений;

Т 6,11 - средняя наработка на отказ в режиме в режиме навигационных определений;

α 6,12 =1/Т 6,12

где а 6,12 - интенсивность воздействия помех в режиме радионавигационных определений;

Т 6,12 - среднее время появления таких помех;

α 78 =1/Т 78 ,

где α 78 - интенсивность перехода аппаратуры из режима анализа в режим принятия решения;

Т 78 - среднее время перехода в режим принятия решения;

α 7,10 =1/Т 7;10

где α 7,10 - интенсивность перехода в режим подготовки к включению;

Т 7,10 - средняя время перехода в режим подготовки аппаратуры к включению;

α 8,9 =1/Т 8,9

где α 8,9 - интенсивность между режимом принятия решения и режимом маневра;

Т 8,9 - среднее время между этими режимами;

α 8,11 =1/Т 8;11

где α 8,11 - интенсивность отказа аппаратуры в режиме принятия решения;

Т 8,11 - средняя наработка на отказ в режиме принятия решения;

α 8,5 =1/Т 8;5

где α 8,5 - интенсивность перехода аппаратуры из режима принятия решения в режим готовности;

Т 8,5 - среднее время между этими режимами;

α 8,10 =1/Т 8;10

где α 8,10 - интенсивность перехода в режим подготовки к включению;

Т 8,10 - среднее время перехода в режим подготовки аппаратуры к включению;

α 9,10 =1/Т 9;10

где α 9,10 - интенсивность перехода из режима маневра в режим подготовки к включению;

Т 9,10 - среднее время перехода в режим подготовки аппаратуры к включению;

α 9,5 =1/Т 9;5

где α 9,5 - интенсивность перехода аппаратуры из режима маневров в режим готовности;

Т 9,5 - среднее время между этими режимами;

α 10,1 =1/Т 10;1

где α 10,1 - интенсивность перехода из режима подготовки к режиму ожидания;

Т 10,1 - среднее время перехода в режим ожидания;

α 11,3 =1/Т 11,3

где α 11,3 - интенсивность перехода аппаратуры из режима восстановления в режим подготовки аппаратуры;

Т 11,3 - среднее время между этими режимами;

α 12,4 =1/Т 12;4

где α 12,4 - интенсивность прекращения воздействия помех с переходом в режим настройки и регулировки аппаратуры;

Т 12,4 - среднее время между этими режимами;

α 12,5 =1/Т 12;5

где α 12,5 - интенсивность прекращения воздействия помех с переходом в режим готовности;

Т 12,5 - среднее время прекращения воздействия помех с переходом в режим готовности;

α 12,6 =1/Т 12;6

где α 12,6 - интенсивность прекращения воздействия помех с переходом в режим радионавигационных определений;

Т 12,6 - среднее время прекращения воздействия помех с переходом в режим радионавигационных определений;

Воспользовавшись данными практического применения РЛС и эксплуатационной документацией, зададим время выше перечисленных переходов для двух РЛС: РЛС №1 (лучшие значения) и РЛС №2 (худшие значения), а также найдём соответствующие им интенсивности. Все данные для более наглядного представления снесены в таблицу №1 и №2.

Таблица №1

РЛС №1

РЛС№2

T 1,2

T 2,3

T 3,4

T 3,11

T 4,5

T 4,12

T 5,6

T 5,9

T 5,12

T 5,11

T 6,7

T 6,12

T 6,11

T 7,8

T 7,10

T 8,9

T 8,11

T 8,10

T 8,5

T 9,10

T 9,5

T 10,1

T 11,3

T 12,4

T 12,5

T 12,6

Таблица №2

α i,j

РЛС№1

РЛС №2

α 1,2

α 2,3

α 3,4

α 3,11

α 4,5

α 4,12

α 5,6

α 5,9

α 5,12

α 5,11

α 6,7

α 6,12

α 6,11

α 7,8

α 7,10

α 8,9

α 8,11

α 8,10

α 8,5

α 9,10

α 9,5

α 10,1

α 11,3

α 12,4

α 12,5

α 12,6

Вывод: в данной части курсового проекта произведен анализ особенностей эксплуатации и функционирования судовой РЛС, по полученным результатам выделены основные режимы работы и установлено время пребывания в каждом режиме. На основании полученных данных просчитаны соотношения: α i , j =1/ T i , j

1

В настоящей статье представлена модель функционирования радиолокационной станции дальнего обнаружения диапазона УКВ при воздействии естественных пассивных помех, обусловленных рассеянием излученной энергии на неоднородностях электронной концентрации Е-слоя ионосферы (авроральных неоднородностях северных широт и магнитно-ориентированных неоднородностях Е-слоя среднеширотной ионосферы). Особенностью представленной модели является учёт специфики возникновения данных пассивных помех. Рассмотрен порядок моделирования обнаружения отражений от магнитно-ориентированных неоднородностей Е-слоя ионосферы. В качестве примера показаны результаты имитационного моделирования воздействия на радиолокационную станцию дальнего обнаружения диапазона УКВ с фазированной антенной решеткой отражений от магнитно-ориентированных неоднородностей Е-слоя среднеширотной ионосферы, отличающихся размерами и величиной электронной концентрации. Предложенная модель может быть использована при разработке программного обеспечения, предназначенного для проведения испытаний радиолокационных станций дальнего обнаружения.

1. Багряцкий Б.А. Радиолокационные отражения от полярных сияний // Успехи физических наук. – Вып. 2, т. 73. – 1961.

2. Долуханов М.П. Распространение радиоволн: учебник для вузов. – М.: Связь, 1972. – 336 с.

3. Мизун Ю.Г. Распространение радиоволн в высоких широтах. – М.: Радио и связь, 1986. – 144 с. ил.

4. Моделирование в радиолокации / А.И. Леонов, В.Н. Васенев, Ю.И. Гайдуков и др.; под ред. А.И. Леонова. – М.: Сов. радио, 1979. – 264 с. с ил.

5. Свердлов Ю.Л. Радарные исследования анизотропных мелкомасштабных неоднородностей полярной ионосферы: дис. … д-ра тех. наук. – Мурманск, 1990. – 410 с.

6. Справочник по радиолокации: пер. с англ. под общей ред. В.С. Вербы / под ред. М.И. Сколника. В 2 книгах. Книга 1. – М.: Техносфера, 2014. – 672 c.

7. Теоретические основы радиолокации / под ред. В.Е. Дулевича. – М.: Сов. радио, 1964. – 732 с.

8. Физика авроральных явлений. – Л.: Наука, 1988. – 264 с.

9. Физика ионосферы / Б.Е. Брюнелли, А.А. Намгаладзе. – М.: Наука, 1988. – 528 с.

Помехи, обусловленные рассеянием излученной энергии на неоднородностях электронной концентрации области E ионосферы (авроральных неоднородностях (АН) северных широт и магнитно-ориентированных неоднородностях (МОН) Е-слоя среднеширотной ионосферы), оказывают существенное влияние на качество функционирования РЛС дальнего обнаружения (РЛС ДО) диапазона УКВ. Наличие помех приводит к перегрузке системы первичной обработки сигналов, формированию ложных траекторий и снижению удельной доли энергии, идущей на обслуживание реальных объектов.

В статье представлен подход к моделированию функционирования РЛС ДО при воздействии естественных пассивных помех, обусловленных влиянием ионосферы.

Наблюдаемые РЛС ДО АН северных широт и МОН Е-слоя среднеширотной ионосферы, как правило, находятся в диапазоне высот 95-125 км, при этом толщина слоя неоднородностей составляет 0,5-20 км, а их продольный и поперечный размеры могут иметь величину до нескольких сотен километров .

Результаты экспериментальных исследований авроральных помех и радиоотражений от МОН Е-слоя среднеширотной ионосферы показали, что даже в сравнительно небольших рассеивающих объемах (не более одного кубического километра) содержится ансамбль «псевдонезависимых» отражателей, движущихся относительно друг друга . Соответственно, амплитуда результирующего отраженного сигнала является суперпозицией большого набора составляющих, соответствующих элементарным волнам со своими рассеивающими центрами (случайными амплитудами и фазами).

Все неоднородности ионосферы, расположенные в пределах общего объема и облучаемые передающей антенной, становятся источниками рассеянного излучения, которое воздействует на приемную антенну. Мощность сигнала на входе приемной антенны, создаваемая объемом рассеяния, определяется формулой :

где P И - излучаемая мощность, Вт; D1 и D2 - коэффициенты направленности передающей и приемной антенн; λ - длина волны, м; η - коэффициент потерь из-за среды распространения, неидеальности трактов обработки сигналов и др., 0 ≤ η ≤ 1; r1 и r2 - расстояния от передатчика и приемника до центра элемента dV рассеивающей области, км; σ′ - удельная ЭПР, представляет собой отношение полной наблюдаемой ЭПР к величине импульсного объема, освещаемого РЛС (размерность м2/м3 = 1/м).

При расчетах обычно пользуются не мощностью принятого сигнала, а ее отношением к мощности шумов Pш на входе РЛС - отношением сигнал/шум (ОСШ) q = Pпр/Pш.

Объединяя все параметры, относящиеся к РЛС, в один множитель, который называют потенциалом РЛС , учитывая, что для РЛС ДО r 1 ≈ r 2 , получим

На практике потенциал РЛС определяется по результатам натурных экспериментов путем измерения q при известных характеристиках РЛС и цели. При наличии оценки потенциала, для расчета ОСШ от объектов наблюдения, находящихся на произвольной дальности, удобно использовать следующую формулу:

где П 0 - оценка потенциала РЛС (величина, численно равная ОСШ от цели с σ эфф = 1 м2, находящейся на нормали к антенному полотну, на дальности R 0); R - дальность, для которой рассчитывается ОСШ, км.

Выражение (2) с учетом отклонения луча фазированной антенной решетки в азимутальной и угломестной плоскостях от нормали антенны, а также с учетом положения рассеивающего объема относительно максимумов диаграмм направленности антенн принимает вид

где - функция, учитывающая изменение потенциала в зависимости от отклонения диаграммы направленности от нормали ; α 0 , β 0 - значение азимута и угла места, соответствующие максимуму потенциала; α, β - текущие значения азимута и угла места источника сигнала.

Функции, учитывающие изменение величины сигнала в зависимости от положения центра рассеивающего объема относительно максимума диаграммы направленности передающей (приемной) антенн для РЛС с ФАР

где N H , N V - число излучателей в пределах антенны по горизонтали и вертикали; s - шаг решетки, м; λ - длина волны РЛС, м; α н, β н - углы отклонения центра элементарного объема от нормали; α x , β x - углы отклонения максимума ДН по азимуту и углу места от нормали.

Удельная ЭПР области ионизации

где k = 2π/λ (λ - длина волны РЛС); χ - угол между электрическим вектором падающей волны и волновым вектором рассеянной волны; T - поперечный радиус корреляции (относительно осей x и y), м; L - продольный (относительно оси z) радиус корреляции, м; - средний квадрат флуктуаций электронной концентрации в рассеивающей области; λ N - плазменная длина волны, м; θ - угол между волновым вектором падающей и рассеянной волн; ψ - угол между волновым вектором падающей волны и плоскостью, нормальной к оси z (ракурсный угол).

Ракурсный угол ψ определяется по соотношению

где Hx, Hy, Hz - составляющие геомагнитного поля в точке отражения, соответственно, по осям x, y, z, направленным на север, восток и к центру Земли. Значения Hx, Hy, Hz вычисляются в соответствии с выбранной моделью геомагнитного поля Земли, например IGRF (международное геомагнитное аналитическое поле);

rx, ry, rz - соответствующие составляющие волнового вектора (рассчитываются исходя из координат дислокации РЛС);

Учитывая, что РЛС ДО регистрируют обратное рассеяние, т.е. χ = 90°, и θ = 180°, имеем

(4)

Как видно из (3) и (4), первообразная подынтегральной функции в (3) не выражается через аналитические функции и значения ОСШ могут быть получены численным интегрированием.

Полагая, что величины L, T, , λ N в пределах объема рассеяния в течение времени облучения имеют постоянное значение, получим

где n - количество элементарных объемов ΔV i , на которые разбивается общий объем рассеяния области ионизации V.

Для оценки сверху величины рассеивающего объема МОН Е-слоя ионосферы можно использовать выражение для разрешенного объема РЛС:

где R - дальность до центра рассеивающего объема; Δα, Δβ, ΔR - разрешающая способность РЛС по азимуту, углу места, дальности.

Анализ множителя в (5) показывает, что он вносит существенный вклад лишь для тех значений T2, которые близки к , при этом

С учетом сделанного допущения

Рассмотрим порядок моделирования функционирования РЛС ДО при воздействии ЕПП, обусловленных МОН Е-слоя ионосферы.

Положение и размеры области рассеяния (АН, МОН Е-слоя среднеширотной ионосферы) в зоне обзора РЛС ДО задаются: географическими координатами центра; продольным и поперечным размерами; высотой и толщиной слоя.

По каждому обнаруженному сигналу в РЛС ДО формируется отметка. Под отметкой понимается набор числовых дискретных характеристик, получаемых обработкой принятых эхо-сигналов. Конкретный набор характеристик, составляющих отметку, зависит от типа РЛС. Как правило, отметка включает оценки дальности, азимута, угла места, амплитуды (мощности) сигнала, а также радиальной скорости для РЛС, производящих измерение доплеровского сдвига частоты принятого сигнала.

При просмотре одного углового направления для каждого измерительного луча по формуле (7) осуществляется расчет ОСШ. Расчеты проводятся с учетом следующих рассуждений.

Размеры элементарных объемов должны выбираться так, чтобы в их пределах ракурсный угол практически не изменялся. Для получения удовлетворительной точности ОСШ угловые размеры ΔV i (по азимуту Δε э и углу места Δβ э) не должны превышать 0,1°. Исходя из этого в каждом разрешенном элементе по дальности производится разбиение луча на элементарные объемы. Для каждого центра ΔV i осуществляется расчет географических координат и высоты (φ, λ, h). Суммирование в формуле (7) осуществляется по элементарным объемам, у которых центр (φ, λ, h) принадлежит области рассеяния. Величина ΔV i рассчитывается аналогично (6).

Значения , λ N и L, входящие в формулу (7), могут быть получены в результате обобщения экспериментальных исследований, опубликованных в .

Плотность распределения вероятностей амплитуды отраженного от АН и МОН среднеширотной ионосферы сигнала описывается законом Рэлея, а мощность экспоненциальным законом . Доплеровское смещение частоты отраженного сигнала (для РЛС ДО, производящих соответствующее измерение), моделируется случайной величиной, имеющей нормальное распределение с нулевым математическим ожиданием и СКО, равным 1 кГц.

Получение оценок азимута и угла места осуществляется в соответствии с алгоритмами работы конкретной РЛС ДО.

На рис. 1 и 2 показаны результаты моделирования отметок в различных плоскостях, при нахождении в зоне действия РЛС ДО двух различных МОН Е-слоя.

Рис. 1. Результаты моделирования (неоднородность № 1)

Рис. 2. Результаты моделирования (неоднородность № 2)

Исходные данные по РЛС: координаты точки стояния: 47° с.ш., 47° в.д.; азимут биссектрисы зоны действия 110°; ширина зоны действия по азимуту 120°, по углу места 16°; ширина диаграммы направленности по азимуту 1,5°, по углу места 1,5°; ΔR = 300 м; потенциал РЛС 40 дБ; порог обнаружения 15 дБ; рабочая длина волны РЛС 0,8 м. Для оценки угловых координат в каждой координатной плоскости формируются две перекрещивающиеся диаграммы направленности, разнесенные на одинаковую величину от равносигнального направления - точки пересечения диаграмм (лучей). Величина разнесения лучей равна половине ширины ДН по уровню половинной мощности. Моделировалось 15 циклов просмотра зоны действия.

Параметры ионосферной неоднородности № 1: центр находится в точке с координатами 50,4° с.ш., 58,7 °в.д.; высота 105 км; толщина по высоте 3 км; продольный размер 5 км; поперечный размер 5 км; L = 10 м; λ N = 75 м.

Параметры ионосферной неоднородности № 2: центр находится в точке с координатами 50,4 °с.ш., 58,7 °в.д.; высота 117 км; толщина по высоте 3 км; продольный размер 5 км; поперечный размер 25 км; L = 10 м; λ N = 75 м.

Анализ полученных результатов показал, что, варьируя параметрами ионосферных неоднородностей, удается получить параметры отметок, схожие с параметрами, полученными экспериментально в ходе эксплуатации РЛС ДО в условиях воздействия ионосферных помех.

Предложенная модель функционирования РЛС ДО в условиях воздействия естественных пассивных помех, обусловленных отражениями от ионосферы, учитывает особенности физических процессов, определяющих специфику их возникновения.

Модель позволяет проводить оценивание алгоритмов работы РЛС ДО в условиях воздействия пассивных помех, обусловленных влиянием ионосферы, и может быть использована при разработке программного обеспечения, предназначенного для проведения испытаний РЛС ДО.

Библиографическая ссылка

Азука К.К., Столяров А.А. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РЛС ДАЛЬНЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ ДИАПАЗОНА УКВ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ПАССИВНЫХ ПОМЕХ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ ВЛИЯНИЕМ ИОНОСФЕРЫ // Фундаментальные исследования. – 2016. – № 6-1. – С. 9-13;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=40362 (дата обращения: 25.11.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

дипломная работа

2.1 Математическая модель радиолокационной обстановки

Радиолокационная обстановка характеризуется расположением и характером радиолокационных объектов (целей) в зоне действия РЛС, а также условиями окружающей среды, оказывающими влияние на распространение радиолокационных сигналов.

При распространении радиоволн следует учитывать явление дисперсии волн, т.е. зависимость фазовой скорости от частоты сигнала. Явление дисперсии наблюдается вследствие того, что коэффициент преломления атмосферы отличается от единицы, т.е. скорость электромагнитных волн в этом случае несколько меньше скорости света.

Другим существенным эффектом распространения радиоволн в реальной среде является искривление направления распространения или рефракция волн. Это явление может возникнуть в неоднородной среде, т.е. среде с изменяющимся от точки к точке коэффициентом преломления /4/.

Поскольку все эти эффекты слабо изменяют характеристики радиолокационного сигнала, то ими можно пренебречь.

Любая радиолокационная цель или объект характеризуется своим местоположением в пространстве, параметрами движения, эффективной отражающей поверхностью (ЭПР), а также функцией распределения ЭПР по поверхности объекта (для распределенных объектов).

Местоположение объекта (цели) характеризуется положением центра масс этого объекта (цели) в некоторой опорной системе координат /2/. В радиолокации наиболее часто применяют местную сферическую систему координат, начало которой находится в точке размещения антенны РЛС.

В наземной РЛС одна из осей координатной системы обычно совпадает с северным направлением меридиана, проходящего через позицию антенны РЛС, и местоположением цели Ц находится по результатам измерения наклонной дальности D, азимута б и угла места в (рисунок 2.1). При этом система неподвижна относительно земной поверхности.

Рисунок 2.1 - Местные сферические координаты

Измерение дальности до цели радиотехническими методами основано на постоянстве скорости и прямолинейности распространения радиоволн, которые выдерживаются в реальных условиях с достаточно большой точностью. Измерение дальности сводится к фиксации моментов излучения зондирующего сигнала и приема отраженного сигнала и измерению временного интервала между этими двумя моментами. Время запаздывания отраженного импульса:

где D - расстояние между РЛС и целью (рисунок 2.1), м;

c - скорость распространения радиоволн, м/с.

Для определения радиальной скорости движущегося объекта используют эффект Доплера /3/, который заключается в изменении частоты наблюдаемых колебаний, если источник и наблюдатель движутся друг относительно друга. Поэтому задача определения радиальной скорости сводится к определению частоты отраженных колебаний по сравнению с излучаемыми. Простейший и наиболее удобный для радиолокации вывод количественных соотношений при эффекте Доплера основан на рассмотрении процесса «передача - отражение - прием» как единого. Пусть в антенну поступают колебания:

Отраженный от неподвижной цели и запаздывающий на время t З сигнал на входе приемника будет иметь вид:

Здесь имеет место сдвиг фаз:

а также постоянный сдвиг фаз ц Ц, возникающий при отражении. При удалении от РЛС с постоянной радиальной скоростью дальность.

где V P - радиальная скорость цели (рисунок 2.2), м/с.

Рисунок 2.2 - Радиальная скорость цели относительно РЛС

Подставляя соответствующее значение из (1) в (4), получаем:

Частота отраженных колебаний, определяемая посредством производной фазы колебаний ц С по времени, равна:

Отсюда (8)

т.е. при удалении цели от РЛС частота отраженных колебаний ниже, чем излучаемых.

Величина

именуется доплеровской частотой.

Мощность отраженного сигнала на входе приемника РЛС зависит от целого ряда факторов /4/ и, прежде всего, от отражающих свойств цели. Первичная (падающая) радиоволна наводит на поверхности цели токи проводимости (для проводников) или токи смещения (для диэлектриков). Эти токи являются источником вторичного излучения в разных направлениях.

Отражающие свойства целей в РЛС принято оценивать эффективной площадью рассеяния (ЭПР) цели S 0:

где о - коэффициент деполяризации вторичного поля (0 ? о? 1);

P ОТР = S·D 0 ·П 1 - мощность отраженного сигнала, Вт;

П 1 - плотность потока мощности радиолокационного сигнала на сфере радиусом R в окрестности точки, где находится цель, Вт/м 2 ;

D 0 - значение диаграммы обратного рассеяния (ДОР) в направлении на радиолокатор;

S - полная площадь рассеяния цели, м 2 .

ЭПР цели представляет собой выраженный в квадратных метрах коэффициент, учитывающий отражающие свойства цели и зависящий от конфигурации цели, электрических свойств ее материала и отношения размеров цели к длине волны.

Данную величину можно рассматривать как некоторую эквивалентную цели нормальную радиолучу площадку площадью S 0 , которая, изотропно рассеивая всю падающую на нее от РЛС мощность волны, создает в точке приема ту же плотность потока мощности, что и реальная цель. Эффективная площадь рассеяния не зависит ни от интенсивности излучаемой волны, ни от расстояния между станцией и целью.

Поскольку измерение ЭПР реальных объектов на практике затруднено из-за сложной формы последних, то иногда при расчетах оперируют с величиной отраженной от радиолокационного объекта энергией или отношением отраженной энергии к излучаемой.

Если радиолокационный объект является распределенным, т.е. состоит из множества независимых излучателей, то для нахождения ЭПР применяют одну из двух моделей отражения. В обеих моделях цель представляется в виде совокупности n точечных элементов, среди которых нет преобладающего отражателя (первая модель), либо имеется один преобладающий отражатель (вторая модель), который дает стабильный отраженный сигнал.

В технической радиолокационной литературе /2, 4/ по радиолокации используют обобщенную модель Сверлинга с распределением вида:

где - среднее значение ЭПР, м 2 .

Это выражение соответствует распределению 2 с 2k степенями свободы, где k определяет сложность модели отражения цели. При k = 1 получаем модель с экспоненциальным распределением ЭПР, а при k = 2 - модель цели в виде большого отражателя, меняющего в небольших пределах ориентацию в пространстве, или набора равноправных отражателей плюс наибольший.

Закон распределения амплитуд отраженного сигнала сводится к обобщенному закону Релея /4/:

где E - амплитуда отраженного сигнала, В;

E 0 - амплитуда отраженного сигнала от доминирующего излучателя, В;

у 2 - дисперсия ортогональных составляющих амплитуд, В 2 ;

I 0 - модифицированная функция Бесселя первого рода нулевого порядка:

В случае группового излучателя, состоящего из n точечных излучателей, диаграмма распределения ЭПР по азимутам имеет весьма сложную лепестковую структуру, зависящую от взаимного расположения отражающих элементов и относительно расстояний между ними. Поэтому групповые цели в зависимости от их углового положения относительно линии визирования могут давать значительные колебания мощности отраженных сигналов. Эти колебания происходят относительно среднего уровня, пропорционального среднему значению ЭПР при некогерентном сложении. Одновременно с колебаниями мощности отраженного сигнала наблюдаются случайные изменения времени его запаздывания и угла прихода.

Для движущихся распределенных целей возникает явление интерференции колебаний вторичного излучения от различных точек, в основе которого лежит изменение взаимного расположения точечных отражателей цели. Эффект Доплера является следствием данного эффекта. Для описания явления применяется диаграмма обратного рассеяния (ДОР), которая характеризует зависимость амплитуды отраженного сигнала от направления /2/.

Кроме того, при облучении целей возникает явление деполяризации зондирующего сигнала, т.е. поляризация отраженной и падающей волны не совпадают. Для реальных целей имеет место флуктуирующая поляризация, т.е. все элементы поляризационной матрицы /1/ являются случайными и необходимо воспользоваться матрицей числовых характеристик этих случайных величин.

При статистическом подходе к анализу радиолокационных объектов для описания функций последних применяется корреляционная функция или корреляционная матрица /8/, которые характеризуют изменение параметров объекта во времени. Недостатком данной модели является сложность расчетов из-за необходимости применения статистических методов и сложность организации ввода исходных параметров.

Исходя из вышесказанного, для описания радиолокационного объекта необходимо знать его положение в пространстве, протяженность по дальности и азимуту (для распределенных объектов), ЭПР и модель ее распределения, модель движения объекта или закон изменения доплеровского приращения частоты отраженного сигнала, число точечных излучателей (для групповых излучателей).

Алгоритм, эвристически строящий оптимальный граф для задачи децентрализованного поиска

В нашем подходе мы хотим понять как выглядят оптимальные структуры. Также проанализировать характер роста целевой функции. Дополнительно интересно нельзя ли выполнять поиск быстрее...

Графическое решение задач линейного программирования

Математическая модель - это математическое представление реальности. Математическое моделирование - это процесс построения и изучения математических моделей. Все естественные и общественные науки, использующие математический аппарат...

Задача о минимизации стоимости перегона транспортных средств

Измерение прогиба балки в MathCAD

Рассчитываем опорную реакцию: Исследуем влияние заданных сил и распределенных нагрузок на изгибающий момент участков: Строим эпюры поперечной силы Q и изгибающего момента М: 2...

Имитационная модель оценки и прогнозирования эффективности поиска подводной лодки

1. Pobn:=Nobn/N - основная формула. Вероятность обнаружения пл; 2. Nobn:=Nobn+1, если (t=tk3) или (t=tk4) - накопление обнаруженных пл; 3. tk3:=t-ln(Random)/Y2, если (t=tk1) и (tk2>tk1) - расчет момента вре-мени обнаружения пл средствами КПУГ без уклонения; 4. tk4:=t-ln(Random)/Y3...

Моделирование работы библиографической системы

Необходимо определить среднюю длину очереди к терминалу, вероятность отказа и коэффициенты загрузки ЭВМ. Определим переменные и уравнения математической модели: Кзаг.1, Кзаг...

Моделирование работы переговорного пункта

Определим переменные и уравнения математической модели. В данном случае: л1,2 - интенсивности поступления заявок на обычные и срочные переговоры; м - производительность канала; с - приведенная интенсивность; уравнения модели:...

Модель информационной системы отдела снабжения предприятия ООО "Бисквит"

При анализе и синтезе любых систем возникает задача построения модели, описывающей функционирование системы на языке математики, т.е. математической модели...

Обработка текстовой информации в среде Delphi

В качестве информации, подлежащей шифрованию и дешифрованию, будут рассматриваться тексты, построенные на некотором алфавите. Под этими терминами понимается следующее...

Разработка программы, вычисляющей определенный интеграл методом трапеций для подынтегральной функции

Метод Рунге-Кутта 4-го порядка точности Смещение из точки в точку происходит не сразу, а через промежуточные точки. На практике наибольшее распространение получил метод 4-го порядка точности...

Сортировка методом подсчета

Сортировка подсчётом - алгоритм сортировки, в котором используется диапазон чисел сортируемого массива (списка) для подсчёта совпадающих элементов...