Введение. Общие сведения о радиолокации и радионавигации

Август 7, 2022

Главная
Физика
Введение. Общие сведения о радиолокации и радионавигации

Содержание

2. Определения Радиоволны Радиосистема Радиосвязь Радиолокация Радионавигация
3. По назначению РЭС ГА подразделяются: 1) средства связи; 2) средства посадки; 3) средства навигации; 4) средства
4. Структурная схема системы радиосвязи
5. Классификация сигналов По информационному признаку: Детерменированные Случайные
6. Классификация сигналов По виду: Непрерывные (аналоговые) Дискретные
7. Радиоволны
8. Уравнения Максвелла − уравнения классической электродинамики, описывающие динамику электромагнитного поля и его связь с зарядами и
9. Диапазоны радиочастот и длин радиоволн
10. Диапазоны радиочастот и длин радиоволн
11. Антенна — устройство, предназначенное для излучения или приёма радиоволн Антенны в зависимости от назначения подразделяются на
12. Свойства радиоволн Постоянство скорости распространения радиоволн в однородной среде. Прямолинейность пути распространения радиоволн. Отражение радиоволн от
13. 1. Постоянство скорости распространения радиоволн в однородной среде. Скорость распространения радиоволн в воздухе принимается равной скорости
14. 2. Прямолинейность пути распространения радиоволн. Несмотря на возможное искривление пути распространения радиоволн под влиянием неоднородности атмосферы
17. 3. Отражение радиоволн от границы двух сред. На границе раздела двух однородных сред, имеющих разные параметры,
18. Диффузное (рассеянное) отражение возникает при облучении негладкой поверхности, когда размеры отражающих элементов больше длины волны. При
19. Зеркальное отражение происходит от гладких поверхностей, то есть от поверхностей, неровности которых значительно меньше длины волны.
20. Резонансное отражение возникает в исключительных случаях, когда размеры облучаемой поверхности или ее отдельных элементов соизмеримы с
21. 4. Изменение частоты радиосигнала при отражении его от движущегося объекта (эффект Доплера). Эффект Доплера стоит в
22. 5. Интерференция радиоволн. Интерференция радиоволн - геометрическое сложение в пространстве двух (или нескольких) волн, при котором
29. Длинные волны. Волны этого диапазона называются длинными, поскольку их низкой частоте соответствует большая длина волны. Они
30. Средние волны распространяются не на очень большие расстояния, поскольку могут отражаться только от ионосферы (одного из
31. Короткие волны многократно отражаются от поверхности Земли и от ионосферы, благодаря чему распространяются на очень большие
34. Ультракороткие волны (УКВ) могут отражаться только, от поверхности Земли и потому пригодны для вещания лишь на
36. Особенности распространения радиоволн различных диапазонов: 1) диапазоны очень низких (ОНЧ) и низких частот (НЧ): -распространение поверхностными,
37. Особенности распространения радиоволн различных диапазонов: 3)диапазон высоких частот (ВЧ): -распространение поверхностными и пространственными волнами; -сильное затухание
38. Особенности распространения радиоволн различных диапазонов: 5)диапазоны ультравысоких (УВЧ) и сверхвысоких частот (СВЧ): -распространение прямолинейное (в пределах
39. Параметры и характеристики РТС Назначение Точность Разрешающая способность Дальность действия Помехоустойчивость Диапазон частот Электромагнитная совместимость …
40. Классификация РЛС По принципу взаимодействия с целью: Пассивные Активные Первичные (с пассивным ответом) Вторичные (с активным
42. Скачать презентацию

Слайд 2

Определения
Радиоволны
Радиосистема
Радиосвязь
Радиолокация
Радионавигация

Слайд 3

По назначению РЭС ГА подразделяются:
1) средства связи;
2) средства посадки;
3) средства навигации;
4)

средства управления воздушным движением.

Слайд 4

Структурная схема системы радиосвязи

Слайд 5

Классификация сигналов
По информационному признаку:
Детерменированные Случайные

Слайд 6

Классификация сигналов
По виду:
Непрерывные (аналоговые) Дискретные

Слайд 7

Радиоволны

Слайд 8

Уравнения Максвелла − уравнения классической электродинамики, описывающие динамику электромагнитного поля и

его связь с зарядами и токами. Уравнения Максвелла явились теоретическим обобщением экспериментальных законов: Кулона, Ампера, законов электромагнитной индукции и других. Уравнения Максвелла в гауссовой системе единиц имеют вид
где E − напряжённость электрического поля, H − напряжённость магнитного поля, D − электрическая индукция, B − магнитная индукция, ρ − плотность электрического заряда, j − плотность электрического тока.
Для того, чтобы использовать уравнения Максвелла для решения задач электродинамики в различных средах, необходимо учесть индивидуальные свойства среды.
ε − диэлектрическая проницаемость среды, μ − магнитная проницаемость среды, σ - электропроводность среды.

Слайд 9

Диапазоны радиочастот и длин радиоволн

Слайд 10

Диапазоны радиочастот и длин радиоволн

Слайд 11

Антенна — устройство, предназначенное для излучения или приёма радиоволн
Антенны в зависимости от

назначения подразделяются на приёмные, передающие и приёмопередающие.

Слайд 12

Свойства радиоволн
Постоянство скорости распространения радиоволн в однородной среде.
Прямолинейность пути распространения радиоволн.
Отражение

радиоволн от границы двух сред.
Изменение частоты радиосигнала при отражении его от движущегося объекта (эффект Доплера).
Интерференция радиоволн.

Слайд 13

1. Постоянство скорости распространения радиоволн в однородной среде.
Скорость распространения радиоволн в

воздухе принимается равной скорости ЭМВ в вакууме с = 3∙108 м/сек.
Это свойство используется для определения дальности до цели по времени запаздывания радиосигнала на пути РЛС-цель-РЛС.
В диэлектрике скорость распространения радиоволн меньше чем вакууме и определяется выражением
где: ε и μ - относительные диэлектрическая и магнитная проницаемости среды.

Слайд 14

2. Прямолинейность пути распространения радиоволн.
Несмотря на возможное искривление пути распространения радиоволн

под влиянием неоднородности атмосферы (рефракция) в радиолокации с высокой эффективностью используется допущение о прямолинейности распространения радиоволн.
Это свойство используется для определения угловых координат цели по направлению прихода отраженного от нее сигнала.

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

3. Отражение радиоволн от границы двух сред.
На границе раздела двух однородных

сред, имеющих разные параметры, происходит преломление и отражение радиоволн. Проходя через плоскую границу раздела во вторую среду, волна изменяет первоначальное направление и дальше во второй среде распространяется по другому направлению. Такое явление называется преломлением волны. Кроме того, она частично отражается от границы раздела и остается в первой среде. Такое явление называется отражением волны.
Отражение радиоволн (вторичное излучение радиоволн) для радиолокационных объектов бывает: зеркальное, резонансное и диффузное.

Слайд 18

Диффузное (рассеянное) отражение возникает при облучении негладкой поверхности, когда размеры отражающих

элементов больше длины волны. При таком отражении энергия волн распространяется от облучаемой поверхности почти равномерно во всех направлениях, только малая часть энергии возвращается обратно к антенне, излучаемой РЛС самолета. Такое отражение происходит от земной поверхности при облучении полей, лесов, а также различных конструкций, как застроенных, так и незастроенных участков, неспокойной водной поверхности, от самолетов, кораблей и т.д.

Слайд 19

Зеркальное отражение происходит от гладких поверхностей, то есть от поверхностей, неровности

которых значительно меньше длины волны. При этом действует известный оптический закон: угол отражения равен углу падения волны. Следовательно, отраженная волна (энергия отраженной волны) практически полностью распространяется в сторону, противоположную направлению излучения – от самолета. В этом случае отраженный сигнал на входе приемника РЛС отсутствует. В частном случае, когда волна падает перпендикулярно отражающей поверхности, зеркально отразившаяся волна возвращается обратно к самолету. Такое отражение, например, происходит при облучении гладкой водной поверхности (во время штиля), бетонированных посадочных полос и т.д.

Слайд 20

Резонансное отражение возникает в исключительных случаях, когда размеры облучаемой поверхности или

ее отдельных элементов соизмеримы с длиной излучаемых волн РЛС. При этом возникают явления, подобные резонансу, и интенсивность отражения резко возрастает. Резонансное отражение происходит, например, при облучении под некоторым углом железнодорожных путей, линий электропередачи, от самолетов, кораблей и других объектов, находящихся на земле.

Слайд 21

4. Изменение частоты радиосигнала при отражении его от движущегося объекта (эффект

Доплера).

Эффект Доплера стоит в том, что если объект отражающий или излучающий сигнал движется, то неподвижный наблюдатель зафиксирует изменение частоты принимаемого сигнала. Если объект движется к наблюдателю - частота сигнала растет, если от наблюдателя - уменьшается.
На основании эффекта Доплера определяется радиальная скорость цели Vr.
Непосредственно измеряется так называемая «доплеровская добавка частоты»
как разность между частотами излученного (fизл) и принятого от цели (fприн) сигналов.
Радиальная составляющая скорости движения цели определяется в соответствии с выражением:
где: λ -длина волны излученного РЛС сигнала.

Слайд 22

5. Интерференция радиоволн.
Интерференция радиоволн - геометрическое сложение в пространстве двух (или

нескольких) волн, при котором в разных точках получается усиление или ослабление амплитуда результирующей волны. Интерференция возможна, если волны когерентны.
Простейший случай интерференции - сложение двух волн одинаковой частоты при совпадении направления их распространения. В этом случае, для синусоидальных (гармонических) колебаний, амплитуда результирующей волны в какой-либо точке пространства
где A1 и А2 — амплитуды складывающихся волн, а φ - разность фаз между ними в рассматриваемой точке.
Явление интерференции сонаправленных волн широко используется при создании антенных систем с заданной формой диаграммы направленности. Именно интерференция позволяет создать узкую диаграмму направленности ФАР, состоящей из множества слабонаправленных излучателей.
Другой важный случай интерференции - сложение двух волн, распространяющихся в противоположных направлениях (например, прямой и отражённой). В этом случае получаются стоячие волны - характерное для интерференции распределение амплитуд с чередующимися максимумами и минимумами вдоль оси распространения волн остаётся неподвижным в пространстве (или перемещается столь медленно, что за время, необходимое для наблюдений, максимумы и минимумы не успевают сместиться на величину, сравнимую с расстоянием между ними).
Стоячие волны используются в объемных резонаторах.
В волноводных трактах и в антенных системах стоячие волны - негативный фактор, для минимизации которого все элементы волноводов и антенн должны быть согласованы между собой по величине волнового сопротивления. В случае рассогласования между элементами тракта, ЭМВ будет частично отражаться от места их соединения и в волноводе возникнет стоячая волна.

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

Длинные волны. Волны этого диапазона называются длинными, поскольку их низкой частоте

соответствует большая длина волны. Они могут распространяться на тысячи километров, так как способны огибать земную поверхность. Поэтому многие международные радиостанции вещают на длинных волнах.

Слайд 30

Средние волны распространяются не на очень большие расстояния, поскольку могут отражаться

только от ионосферы (одного из слоев атмосферы Земли). Передачи на средних волнах лучше принимают ночью, когда повышается отражательная способность ионосферного слоя.

Слайд 31

Короткие волны многократно отражаются от поверхности Земли и от ионосферы, благодаря

чему распространяются на очень большие расстояния. Передачи радиостанции, работающей на коротких волнах, можно принимать на другой стороне земного шара.

Слайд 32

Слайд 33

Слайд 34

Ультракороткие волны (УКВ) могут отражаться только, от поверхности Земли и потому

пригодны для вещания лишь на очень малые расстояния. На волнах УКВ-диапазона часто передают стереозвук, так как на них слабее помехи.

Слайд 35

Слайд 36

Особенности распространения радиоволн различных диапазонов:
1) диапазоны очень низких (ОНЧ) и низких

частот (НЧ):
-распространение поверхностными, и пространственными волнами;
-отражение от слоя D днём и от слоя Е ночью;
-слабая зависимость от сезона, времени суток, солнечной активности;
-высокий уровень атмосферных и индустриальных помех;
-для связи на большие расстояния требуются мощные передатчики;
2)диапазон средних частот (СЧ):
-в дневное время характеризуется сильным поглощением пространственных волн слоями D и Е, дальность распространения поверхностными волнами не превышает 1000 км;
-в ночное время слой D исчезает, распространение пространственными и поверхностными волнами, дальность возрастает до 3000 км;
-зимой условия распространения лучше, чем летом;
-высокий уровень промышленных и атмосферных помех;

Слайд 37

Особенности распространения радиоволн различных диапазонов:
3)диапазон высоких частот (ВЧ):
-распространение поверхностными и пространственными

волнами;
-сильное затухание поверхностных волн из-за потерь в почве;
-отражение (многократное) от верхних слоёв F\ и F2 ионосферы;
-возможно установление надёжной радиосвязи на большие расстояния при небольшой мощности передатчиков;
-наличие зон молчания («мёртвых зон»);
-эффект замирания сигналов (фединги) из-за многолучёвости распространения радиоволн;
-меньший уровень атмосферных и индустриальных помех;
4)диапазон очень высоких частот (ОВЧ):
-прямолинейное распространение радиоволн (в пределах прямой видимости), дальность ограничивается кривизной земной поверхности;
-отражение от земной поверхности и слабая дифракция;
-пронизывание ионосферы (не отражаясь, уходят в космос);
-надёжная связь в условиях ионосферных возмущений;
-малый уровень атмосферных и промышленных помех;
-возможна дальняя радиосвязь за счёт рефракции и тропосферного рассеяния на её неоднородностях;

Слайд 38

Особенности распространения радиоволн различных диапазонов:
5)диапазоны ультравысоких (УВЧ) и сверхвысоких частот (СВЧ):
-распространение

прямолинейное (в пределах прямой видимости);
-повышенное поглощение энергии в тропосфере и различных гидрометеорах при длине волны менее 10 см;
-возможность использования остронаправленных антенн при сравнительно малых размерах;
- практически полное отсутствие индустриальных и атмосферных помех. Следует подчеркнуть относительно большую ширину диапазонов ОВЧ, УВЧ и СВЧ, что даёт возможность одновременного функционирования радиоэлектронных средств ГА различного назначения без взаимных помех.

Слайд 39

Параметры и характеристики РТС
Назначение
Точность
Разрешающая способность
Дальность действия
Помехоустойчивость
Диапазон частот
Электромагнитная совместимость
…

Слайд 40

Введение. Общие сведения о радиолокации и радионавигации

Содержание

ОпределенияРадиоволныРадиосистемаРадиосвязьРадиолокацияРадионавигация

По назначению РЭС ГА подразделяются:1) средства связи;2) средства посадки;3) средства навигации;4)

Структурная схема системы радиосвязи

Классификация сигналовПо информационному признаку:Детерменированные Случайные

Классификация сигналовПо виду:Непрерывные (аналоговые) Дискретные

Радиоволны

Уравнения Максвелла − уравнения классической электродинамики, описывающие динамику электромагнитного поля и

Диапазоны радиочастот и длин радиоволн

Диапазоны радиочастот и длин радиоволн

Антенна — устройство, предназначенное для излучения или приёма радиоволнАнтенны в зависимости от

Свойства радиоволнПостоянство скорости распространения радиоволн в однородной среде.Прямолинейность пути распространения радиоволн.Отражение

1. Постоянство скорости распространения радиоволн в однородной среде.Скорость распространения радиоволн в

2. Прямолинейность пути распространения радиоволн.Несмотря на возможное искривление пути распространения радиоволн

3. Отражение радиоволн от границы двух сред.На границе раздела двух однородных

Диффузное (рассеянное) отражение возникает при облучении негладкой поверхности, когда размеры отражающих

Зеркальное отражение происходит от гладких поверхностей, то есть от поверхностей, неровности

Резонансное отражение возникает в исключительных случаях, когда размеры облучаемой поверхности или

4. Изменение частоты радиосигнала при отражении его от движущегося объекта (эффект

5. Интерференция радиоволн.Интерференция радиоволн - геометрическое сложение в пространстве двух (или

Длинные волны. Волны этого диапазона называются длинными, поскольку их низкой частоте

Средние волны распространяются не на очень большие расстояния, поскольку могут отражаться

Короткие волны многократно отражаются от поверхности Земли и от ионосферы, благодаря

Ультракороткие волны (УКВ) могут отражаться только, от поверхности Земли и потому

Особенности распространения радиоволн различных диапазонов:1) диапазоны очень низких (ОНЧ) и низких

Особенности распространения радиоволн различных диапазонов:3)диапазон высоких частот (ВЧ):-распространение поверхностными и пространственными

Особенности распространения радиоволн различных диапазонов:5)диапазоны ультравысоких (УВЧ) и сверхвысоких частот (СВЧ):-распространение

Классификация РЛСПо принципу взаимодействия с целью:ПассивныеАктивныеПервичные(с пассивным ответом)Вторичные(с активным ответом)

Похожие презентации

Определения
Радиоволны
Радиосистема
Радиосвязь
Радиолокация
Радионавигация

По назначению РЭС ГА подразделяются:
1) средства связи;
2) средства посадки;
3) средства навигации;
4)

Классификация сигналов
По информационному признаку:
Детерменированные Случайные

Классификация сигналов
По виду:
Непрерывные (аналоговые) Дискретные

Антенна — устройство, предназначенное для излучения или приёма радиоволн
Антенны в зависимости от

Свойства радиоволн
Постоянство скорости распространения радиоволн в однородной среде.
Прямолинейность пути распространения радиоволн.
Отражение

1. Постоянство скорости распространения радиоволн в однородной среде.
Скорость распространения радиоволн в

2. Прямолинейность пути распространения радиоволн.
Несмотря на возможное искривление пути распространения радиоволн

3. Отражение радиоволн от границы двух сред.
На границе раздела двух однородных

5. Интерференция радиоволн.
Интерференция радиоволн - геометрическое сложение в пространстве двух (или

Особенности распространения радиоволн различных диапазонов:
1) диапазоны очень низких (ОНЧ) и низких

Особенности распространения радиоволн различных диапазонов:
3)диапазон высоких частот (ВЧ):
-распространение поверхностными и пространственными

Особенности распространения радиоволн различных диапазонов:
5)диапазоны ультравысоких (УВЧ) и сверхвысоких частот (СВЧ):
-распространение

Классификация РЛС
По принципу взаимодействия с целью:
Пассивные
Активные
Первичные
(с пассивным ответом)
Вторичные
(с активным ответом)