TEMAT: Parametry techniczno - eksploatacyjne radarów.

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest praktyczne utrwalenie wiedzy dotyczącej parametrów techniczno - eksploatacyjnych radarów nawigacyjnych poprzez dokonanie wybranych eksperymentów ilustrujących występowanie i rolę tych parametrów.

2. Opis układu pomiarowego.

Układami pomiarowymi wykorzystywanymi w ćwiczeniu są radary różnych typów oraz stanowisko symulacji komputerowej.

Stanowisko 1. Radar Nucleus 5000 T

- Sposób prezentacji ech: cyfrowy typu raster - scan.

- Pasmo: X.

Przekątna ekranu: 510 mm.

- Długość impulsu:

- Dostępne zakresy obserwacji:

0.25, 0.5, 0.75, 1.5, 3, 6, 12, 24, 48, 96 Mm z możliwością decentrowania.

- Dostępne znaczniki pomiarowe:

kręgi stałe, krąg ruchomy, elektroniczna linia namiarowa, marker.

Stanowisko 2. Radar SRN 401.

Antena:

- Szczelinowa z polaryzacją poziomą,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie pionowej: 25°,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie poziomej:1.8°,

- Rozpiętość: 1395 mm,

- Tłumienie listków bocznych: 27/30 dB,

- Ilość obrotów anteny: 30 obr/min,

Odbiornik:

- Oscylator lokalny: dioda Gunn'a,

- Współczynnik szumów: 11±1 dB,

- Częstotliwość pośrednia: 60 MHz,

- Szerokość wstęgi: 20 i 5 MHz,

Wskaźnik:

- Średnica lampy radaroskopowej: 270 mm,

- Dostępne zakresy obserwacji:

0.3,0.6,1.5,3,6, 12,24,48

z możliwością decentrowania,

- Sposób prezentacji ech: radial - scan,

Nadajnik:

- Pasmo: X,

- Moc w impulsie: 2.5 kW.

- Częstotliwość powtarzania: 1000 Hz i 2000 Hz w zależności od zakresu,

- Szerokość impulsu sondującego:

zakres	impuls długi	impuls krótki
0.3	0.05	0.05
0.6	0.05	0.05
1.5	0.25	0.05
3	0.25	0.05
6	0.25	0.05
12	0.8	0.25
24	0.8	0.8
48	0.8	0.8

Stanowisko 3. i 4. Radar SRN 301.

Antena:

- Szczelinowa z polaryzacją poziomą,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie pionowej: 25 °,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie poziomej:1.8°,

- Rozpiętość: 1460 mm,

- Tłumienie listków bocznych: 26/30 dB,

- Ilość obrotów anteny: 30 ± 3 obr/min,

Nadajnik:

- Pasmo: X,

- Częstotliwość pracy: 9415+9475 MHz,

- Moc w impulsie: 3 kW.

- Szerokość impulsu sondującego:

0.05 μs na zakresach 0.25+0.75 Mm

0.25 μs na zakresach 1.5+6 Mm

0.8 μs na zakresach 12 i 24 Mm, Częstotliwość powtarzania:

4000,2000,1000 Hz,

Odbiornik:

- Współczynnik szumów: 11 ± 1 dB,

- Częstotliwość pośrednia: 60 MHz,

- Szerokość pasma p. cz.: 20 i 5 MHz,

Wskaźnik:

- Średnica lampy radaroskopowej: 8.5",

- Dostępne zakresy obserwacji:

0.25, 0.5, 0.75, 1.5, 3, 6, 12, 24 Mm

bez możliwości decentrowania,

- Sposób prezentacji ech: analogowy.

Stanowisko 5. Radar SRN 744 X.

Antena:

- Szczelinowa z polaryzacją poziomą,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie pionowej: 200,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie poziomej: 0.9°,

- Rozpiętość: 2625 mm,

- Tłumienie listków bocznych: 26/30 dB,

- Ilość obrotów anteny: 20f ±
2 obr/min,

Nadajnik:

Pasmo: X,

- Częstotliwość pracy: 9380 + 9440 MHz,

- Moc w impulsie: 25 kW,

- Szerokość impulsu sondującego:

0.05μs na zakresach 0.75 + 1.5 Mm

0.25 μs na zakresach 3+12 Mm

0.8 μs na zakresach 24 i 60 Mm,

- Częstotliwość powtarzania:

2000,1000,500 Hz,

Odbiornik:

- Współczynnik szumów: 11±1 dB,

- Częstotliwość pośrednia: 60 MHz,

- Szerokość pasma p.cz.: 20 i 5 MHz,

Wskaźnik:

- Średnica lampy radaroskopowej:16",

- Dostępne zakresy obserwacji:

0.75, 1.5, 3, 6, 12, 24, 60 Mm z możliwością decentrowania,

Sposób prezentacji ech: radial -scan.

Stanowisko 6. Radar Decca -Racal, typ: 70X.

Antena:

- Szczelinowa z polaryzacją poziomą,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie pionowej: 23°,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie poziomej:1,3°,

- Rozpiętość: 1800 mm,

- Tłumienie listków bocznych: 23/30dB,

- Ilość obrotów anteny: 35 obr/min,

Odbiornik:

- Współczynnik szumów: ≤7dB,

- Częstotliwość pośrednia: 60 MHz,

- Szerokość wstęgi: 25 i 4 MHz,

Wskaźnik:

- Przekątna ekranu: 20",

- Średnica obrazu radarowego: 270 mm,

- Pamięć obrazu radarowego: 4 matryce 512*512 pikseli,

- Dostępne zakresy obserwacji:

0.125, 0.25, 0.5, 0.75, l.5, 3, 6,12, 24, 48, 98 Mm z możliwością decentrowania,

- Sposób prezentacji ech: raster - scan,

Nadajnik:

- Pasmo: X,

- Częstotliwość pracy: 9380+9440 MHz,

- Moc w impulsie: 10 kW,

- Częstotliwość powtarzania: 1200 Hz i 600 Hz w zależności od zakresu,

Szerokość impulsu sondującego:

Zakres	impuls długi [μs]	impuls krótki [μs]
0.125	0.3	0.08
0.25	0.3	0.08
0.5	0.3	0.08
0.75	0.3	0.08
1.5	0.3	0.08
3	1	0,3
6	1	0,3
12	1	0,3
24	1	0,3
48	1	1
96	1	1

Stanowisko 7. Stanowisko symulacji komputerowej.

Program ,,Komputerowa symulacja procesu wykrywania obiektów przez radar" w aspekcie procesu wykrywania obiektów.

Program pracuje na komputerze klasy PC AT 486 z kolorową kartą grafiki VGA. Program został podzielony na cztery animacje, które wybiera się z menu głównego za pomocą klawiszy funkcyjnych F1 + F4.

Animacja pierwsza ukazuje strukturę impulsu sondującego.

Impuls przechodzi przez całą przestrzeń charakterystyki antenowej ulega rozproszeniu, zmniejsza się natężenie pola, co symbolizuje spadek intensywności koloru czerwonego wraz ze wzrostem odległości od anteny.

Animacja druga przedstawia wykrywanie obiektu punktowego typu pława. W prawym górnym rogu ekranu pokazano ćwiartkę ekranu radarowego obrazującą ruch promienia podstawy czasu i kreślenie echa na ekranie. W lewym górnym rogu znajduje się powiększony obraz echa.

Animacja trzecia obrazuje wpływ listków bocznych na wygląd echa. Animacja ta pokazuje przejście listka głównego oraz obu przekrojów pierwszego listka bocznego przez obiekt, którym jest pława oraz etapy rysowania obrazu na ekranie radaru.

Animacja czwarta uwidacznia różnice między mapą a obrazem radarowym. Ekran jest podzielony w ten sposób, że od góry pokazany jest ekran radarowy, niżej mapa i legenda.

Program jest tak skonstruowany, że w każdym momencie można przyspieszyć lub opóźnić proces symulacji wykorzystując do tego celu klawisze strzałek kierunkowych. Program również daje możliwość zatrzymania procesu animacji w każdym momencie poruszania się klatka po klatce.

Wykonanie ćwiczenia

Stanowisko 1

Radar Nucleus 5000

Pomiar sektorów cieni radaru.

Stanowisko 2

Radar SRN 401

Badanie wpływu długości impulsu na rozróżnialność promieniowa oraz dokładności pomiaru odległości

Stanowisko 3

Radar SRN 301(lewy)

Badanie wpływu rozróżnialnika oraz zmiany zakresu pracy na rozróżnialność kątowa r SRN 301(prawy)

Badanie wpływu ZRW oraz zmiany zakresu pracy na rozróżnialność kątowa oraz promieniowa.

Stanowisko 5

Radar SRN 744 X

Określanie maksymalnego zasięgu wykrywania.

Stanowisko 6

Radar RACAL DECCA

Badanie wykrywania na małych i dużych odległościach

Stanowisko 7

Stanowisko symulacji komputerowej.

Wykonanie ćwiczenia :

Stanowisko 1

Po przeprowadzeniu regulacji wstępnej na zakresie 3 Mm i poprawieniu jakości obrazu pokrętłem ZRW i A/C Rain (rozróżnialnik) przystąpiłem do lokalizacji i pomiaru ewentualnych sektorów cieni przy pomocy elektronicznej linii namiarowej EBL. Wykryłem trzy sektory. Na zakresie 24Mm wykryłem najdalej położony obiekt na kącie kursowym 276° w odległości 18Mm.

Stanowisko 2

Regulacja została przeprowadzona jak na poprzednim stanowisku tyle że na zakresie 1,5 Mm. Wykorzystano ZRW tak aby uzyskać jak najwyraźniejszy obraz zachodniego brzegu W. Grodzkiej wraz z dalbami podczas pracy z impulsem długim.

Przy zastosowaniu długiego impulsu możemy zauważyć iż brzegi wyspy zlały się z konturami dalb i w efekcie rozróżnialność jest dość słaba.

Jeśli zastosujemy impuls krótki radarowy obraz wyspy zyskuje na jakości. Staje się ostrzejszy, kontury dalb stają się wyraźne i możliwe do odróżnienia. Impuls krótki ze względu na swoją długość i mniejszą energię nadaje się do wykrywania na małych odległościach. Na zakresie 24 Mm najdalej wykrytym obiektem jest obiekt oddalony o 15,7 Mm

Stanowisko 3

Po przeprowadzeniu regulacji na zakresie 0,75 Mm skręciłem rozróżnialnik max. w prawo. Kontury wyspy i dalb stały się słabe a jakość obrazu znacznie spadła. Rozróżnialność promieniowa spadła a kątowa pozostała raczej bez zmian.

Po skręceniu w lewo na zakresie 1,5Mm dokładność i szczegółowość obrazu wzrosła. Na zakresie 24Mm i skręceniu rozróżnialnika max. w lewo najdalej wykryty obiekt znajdował się w odległości 6Mm.

Stanowisko 4

Po regulacji na zakresie 0,75Mm wykonałem szkic W. Grodzkiej ze zwróceniem uwagi na niedokładność zobrazowania.

Po wykonaniu dalszej regulacji obrazu przy pomocy ZRW można było wyraźnie stwierdzić różnice w jakości obrazu i znaczący wpływ ZRW. W przypadku tej regulacji wymiar kątowy nie uległ zmianie a wymiar promieniowy zmienił się. Wzmocnieniu uległy echa bliskie a osłabieniu dalsze.

Stanowisko 5

Po wykonaniu wstępnej regulacji na zakresie 24Mm i pracy z długim impulsem wykonałem dodatkową regulację z wykorzystaniem ZRW ze zwróceniem uwagi na max. zasięg wykrywania. Po analizie obrazu określiliśmy odległości do najdalej oddalonych obiektów w poszczególnych ćwiartkach. Na koniec można obliczyć min. wysokość obiektów wcześniej zaobserwowanych wykorzystują znane nam parametry danego radaru ze wzoru:

Stanowisko 6

Po wstępnej regulacji na zakresie 0,125 przełączmy radar na pracę z impulsem krótkim i ZRW skręcamy max. w prawo. Następnie stopniowo zmniejszając nastawę ZRW obserwuję pojawiające się echa użyteczne na ekranie. Najbliżej położone z nich znajduje się w odległości czyli większej niż minimalny zasięg wykrywania ale dla impulsu krótkiego który wynosi

Dla tej samej wartości współczynnika odległości minimalnego zasięgu przy impulsie długim wynosi

kolejna czynnością jest identyfikacja strefy martwej na zakresie 0,25. Stwierdziliśmy jej występowanie w sektorach 040 - 050 i 080 - 090. Na zakresie 24Mm odnajdujemy najdalej położony obiekt w odległości 24 Mm.

6

---