Проекты

Улучшение разрешения по дальности при импульсной радиолокации

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Поиск»

Направление работы: Радиолокация
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1449
Предметы: Физика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» 2021 года

Актуальность

Радиолокация – совокупность методов и технических средств для определения координат и характеристик объекта путём его облучения и получения отражённых радиоволн. В настоящее время радиолокация всё чаще применяется при создании дронов или систем навигации для беспилотных автомобилей.

Данная работа посвящена выяснению требований к радиоузлам сверхкороткоимпульсных радиолокационных станций (РЛС). Актуальность работы определяется тем, что сверхкороткоимпульсные радиолокаторы имеют очень высокую разрешающую способность и в данный момент широко внедряются при производстве дронов и прототипов беспилотных автомобилей. Но сверхкороткие радиоимпульсы очень требовательны к элементам РЛС.

Цель

Обеспечение заданной разрешающей способности по дальности, рассмотрение такого параметра, как групповое время задержки сигнала (ГЗС).

Задачи

1. Определение требований к частотной характеристике устройств для известной длительности импульса. 

2. Схема стенда для проведения измерений.

3. Проведение измерений.

4. Обработка результатов в математическом пакете MathCad.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Анализатор цепей
  • СВЧ-кабели, 10 шт.
  • Компьютер с установленным математическим пакетом MathCad

Описание

В первой части изучено строение и принцип работы РЛС, проблемы, возникающие при их создании, рассмотрены способы уменьшения искажений сигнала компонентами РЛС.

Во второй части работы создан стенд для проверки имеющихся 10 СВЧ-кабелей на пригодность к использованию в сверхкоротковолновой РЛС. Для проведения измерений был собран измерительный стенд.

Перед началом работы анализатор цепей был прогрет и откалиброван с помощью калибровочного набора. Затем каждый из десяти кабелей по очереди подключался ко входам анализатора цепей; с каждого кабеля снимались показания S-параметров для необходимого диапазона частот, которые прибор выводит в виде готовых таблиц. Таблицы переносились на компьютер, где выводились в математический пакет MathCad для дальнейших вычислений. Из таблиц были выведены значения фазы и частоты для каждого кабеля, построен график зависимости частоты и фазы, найдены значения ГВЗ для каждого из кабелей. По полученным значениям построен график и найдены среднее значение ГВЗ и среднеквадратичное отклонение для каждого кабеля, после чего по отношению среднеквадратичного отклонения и среднего значения ГВЗ был построен столбчатый график. График ясно показывал, что во всех десяти случаях искажения сигнала не превышали 1,8 %, что находится в пределах нормы.

Результаты работы/выводы

Исследуемые кабели пригодны для использования в сверхкороткоимпульсной РЛС.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

ПАО «НПО Алмаз»