Facebook Like
Hotjar Feedback

Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt (0)

5 VÄGA HEA
Punktid
 
Säutsu twitteris
Radarid
Raadiolokatsioonialused
1.1Raadiolokatsiooni põhimõte
Raadiolokatsiooniks nimetatakse objektide avastamist ja avastatud objektide koordinaatide määramist meetodi abil, mis põhineb raadiolainete tagasipeegeldamisel ja peegeldunud raadiolainete vastuvõtul. Sellel põhimõttel töötavat seadet nimetatakse raadiolokaatoriks. Igapäevases keelepruugiks nimetatakse raadio­lokaatorit ka radariks. Termin tuleneb inglise keelest sõnast Radar – radiodetection and ranging
1.2 Radari töö põhimõte
Navigatsiooniline raadiolokaator töötab järgmiselt. Saatja genereerib ja kiirgab ülikõrgsageduslikke raadiolaineid , mis sondeerivad ümbritsevat keskkonda. Kui raadiolaine teele satub keha, mille dielektriline läbitavus erineb keskkonna omast, siis teatud osa kehale langevast energiast peegeldub kajana tagasi, millest osa võtab vastu raadiolokaatori antenn ja kuvarile ilmub objekti kaja helendava punkti näol . Sellega on täidetud üks raadiolokaatori põhiülesanne- avastada objekt. Edasi tuleb määrata objekti koordinaadid – suund ja kaugus.
Objekti suuna määramiseks kiirgab lokaator impulsi rõhttasandis paikneva kitsa kiirena. Objekt avastatakse siis, kui kiire (antenni) pöörlemisel osutub kiir suunatuks objektile , sest ühtlases keskkonnas, milles toimib raadiolokatsioon, säilitab kiir oma sirgjoonelise levisuuna.
Objekti kauguse saab määrata aja t põhjal, mis kulub impulsi väljakiirgamise hetkest kuni selle tagasijõudmiseni – kujutamiseni kuvaril. Et raadiolainete levikiirus on konstantne ja võrdne 3*105 km/sek, võib arvutada objekti kauguse valemist (1) kus
c on raadiolainete levikiirus
t aeg impulsi väljakiirgamise hetkest vastuvõtuhetkeni
1.3 Impulssmeetod raadiolokatsioonis. Raadiolokaatori plokkskeem .
Radarid töötavad põhiliselt impulssmeetodil, mille eeliseks on sondeerivate impulsside väljasaatmine ja vastuvõtt eri ajahetkedel. See võimaldab kasutada nii impulsside väljasaatmiseks kui vastuvõtuks ühte ja sama antenni. Impulssraadiolokaatori plokkskeem on kujutatud joonisel 1.
Joon 1
Sünkronisaator tekitab lühikeste impulsside jada, mis käivitab modulaatori ja kuvari laotuse. Modulaatori poolt genereeritud negatiivne impulss amplituudiga 17kV käivitab magnetroni - võimsa ülikõrgsagedusliku generaatori, mis toodab lühiajalise ülikõrg­sagedus­ liku impulsi. Ülikõrgsageduslik impulss suunatakse mööda õõnsat laine­juhet läbi antenni ümberlüliti kitsa suunakarakteristikuga antenni. Objektilt peegeldunud kaja suunatakse antennist läbi antenni ümberlüliti vastuvõtjasse, mille esimeseks astmeks on segisti. Ülikõrgsadesulike võnkumiste võimendamine on keeruline, sellepärast tuleb kajasignaali sagedust vähendada. Seda ülesannet täidab segisti. Segistisse siseneb ühelt poolt vastuvõetud kajasignaal ja teiselt poolt hetereodüüni – mõne millivatise võimsusega ülikõrgsagedusliku generaatori - sagedus, mis on 30...60 MHz madalam kajasignaali sagedusest. Segisti väljundist suunatakse 30 – 60 MHz sagedusega võnkumised vahesagedusvõimendisse, kus teda võimendatakse 1012...1014 korda. Vahesagedusvõimendist võimendatud kajasignaal liigub detektorisse, kus eemaldatakse ülikõrgsageduslikud võnkumised ja saadakse videoimpulss, mis kujutab ülikõrgsagedusliku impulsi mähispinda. Pärast võimendamist videoimpulss liigub kuvarisse, mille pinnale tekib objekti kujutav helendav täpp.
tD
Joon 2 Saatja – vastuvõtja ajadiagramm
Kajasignaali registreerimise hetke järgi kuvaril võib määrata sondeeriva signaali väljasaatmise momendist kuni kajasignaali vastuvõtuni, seega kauguse vastavalt valemile (1).
Kuvari ja antenni sünkroniseeritud asendi puhul võib antenni asendi järgi määrata objekti suuna. Punktikujulise objekti puhul määratakse tema suund antenni suunadiagrammi maksimumi järgi.
Joonised (1) ja (2) näitavad ainult raadiolokatsioonilise objekti koordinaatide määramist.
Raadiolokatsiooni saatjad
Radari saatja koosneb
  • sünkronisaatorist,
  • modulaatorist
  • ülikõrgsagedusgeneraatorist – magnetronist
  • kõrgepinge toiteallikast

Sünkronisaator genereerib etteantud sagedusega lühikesi impulsse, mis käivitavad saatja ja indikaatori laotuse. Teoreetiliselt peab impulsside kordumissagedus olema selline, et kaja ka kõige kaugemalt objektilt jõuaks vastuvõtjasse enne kui lähetatakse järgmine impulss. Tegelikkuses on impulsside kordumissagedus palju väiksem. Kui objekti kauguseks võtta 40 miili, siis peaks teoreetiliselt kordumissagedus olema imp/sek, tegelikkuses on see arv 300...400 imp/sek. Väiksematel kaugusskaaladel on impulsside kordumissagedus 3000...4000 imp/sek.
Modulaator genereerib täisnurkse impulsi amplituudiga ~ 17 kV, mis käivitab ülikõrgsagedusgeneraatori - magnetroni
Modulaatoreid on kolme tüüpi:
  • koguva kondensaatoriga ja lahenduslambiga
  • formeeriva liiniga ja türistoril lahendaja
  • magnetmodulaator

Modulaatori põhimõttelisel skeemil on toodud näitlikult laadimis- ja tühjenemisahelad.
Modulaatori elektriline skeem on toodud allpool
Sünkroniseerivate impulsside vahel on lahendajalamp suletud tüürvõre negatiivse eelpingega Eg = -800 V. Koguv kondensaator laadub läbi piirava takisti R, induktiivsuse L ja ja takisti R2. Tüürvõrele antav sünkroniseeriv impulss pingega +2000 V avab lahendajalambi. Koguv kondensaator Ck, laetud kuni 17 kV-ni, tühjeneb läbi ahela: kondensaatori vasakpoolne plaat, lahendajalamp, korpus, magnetroni anood (maandatud), magnetroni katood ja koguva kondensaatori parempoolne plaat. Magnetroni katoodile antakse täisnurkne negatiivne impulss amplituudiga 15 kV ja magnetron genereerib ülikõrgsagedusliku impulsi kandevsagedusega 9.2...9,4 GHz.
Sondeeriva impulsi pikkust lülitatakse ümber eelmodulaatoris. Väikestel kaugusskaaladel on sondeeriva impulsi pikkus 0.07 μs, suurtel 0,7 μs. Lühike sondeeriv impulss tagab suure eraldamisvõime, pika impulsi sumbuvus aga on suurtel kaugusskaaladel väiksem.
Türistoril lahendajaga ja koguva liiniga modulaator

Türistor juhitav pooljuht diood, mis koosneb neljast räni kihist
struktuuriga p-n-p-n.
Kui baasi vool puudub, on türistor suletud, sest tema takistus on suur.
Kui baasile anda väikese pingega impulss hakkavad keskmistes kihtides p-n laviinitaoliselt suurenema laengukandjate arv ja türistor avaneb . Türistor on vanemates radarites kasutatud elektronlambi analoog.
Kui türistor on suletud laadub liin pingeni E. Üheaegselt laadub kondensaator C1 läbi resistori R1. Türistori baasile antav sünkroniseeriv impulss avab türistori, teda läbiv kondensaatori C1 tühjenemisvool vähendab türistori takistust ja toimub koguva liini tühjenemine impulsstrafo T primaarmähisele. Sekundaarmähiselt saadav formeeriv negatiivne pingeimpulss antakse magnetroni anoodile. Formeeriva impulsi pikkus sõltub koguva liini induktiivsusest ja mahtuvusest.
Magnetrongeneraator
Radari saatja põhiosaks on võimas ülikõrgsagedusgeneraator, mis genereerib ümbritseva keskkonna sondeerimiseks vajalikud ülikõrgsageduslikud impulsid .
Põhimõtteliselt on magnetron vaakumdiood, milles elektronide voogu juhib nii magnet- kui elektriväli. Magnetron koosneb anoodist, massiivsest õõnsast vasksilindrist, millesse on ringjooneliselt puuritud avad - resonaatorid, mis on täisnurksete väljalõigetega ühendatud silindri sisemise pinnaga. Anoodi keskel olevasse ümmargusse avasse on paigutatud suhtelise suure läbimõõduga kaudse küttega oksiidkatood, tagamaks piisava tugevusega emissioonvoolu. Kütteniit on paigutatud katoodi keskel olevasse avasse. Katoodi ja anoodivahelist ruumi nimetatakse vastastikuse mõju alaks. Genereeritud võnkumised antakse lainejuhesse lühikese koaksiaalliini sideaasaga, mis on joodetud ühe resonaatori siseküljele. Anood on ümbritsetud võimsa magnetiga.
Ülikõrgsageduslike võngete tekke protsess jaotatakse nelja etappi
1 elektronide kiirendamine
2 elektronkiire kiiruse modulatsioon
3 pöörleva elektronide kodariku tekitamine
4 energia ülekandmine vahelduvvoolu väljale
Joon 12 joon 13
Elektronide kiirendamine Kõrgsageduslik elektriväli
Püsimagnetvälja mõjul kõverdub elektronide liikumistee. Kui magnetväli on nõrk liiguvad elektronid mööda trajektoori 1. Kui magnet­välja tugevus ületab teatud väärtuse, mida nimetatakse kriitiliseks, liiguvad elektronid mööda trajektoori 2. Liikudes sellel trajektooril, elektronid vaid puudutavad anoodi, seejärel pöörduvad tagasi katoodile.
Magnetroni elektriväli koosneb alalis - ja vahelduvvoolu elektriväljast. Alalisvool liigub radiaalselt anoodi segmentidelt katoodi poole. Vahelduvvoolu elektriväljad tekivad naabersegmentide vahel. Iga resonaatori vahelduvvoolu väli suureneb või väheneb nagu on kujutatud joonisel 13. Elektronid, mis liiguvad positiivselt laetud anoodi segmendi poole saavad suurema tangentsiaalse kiirenduse, kui need mis liiguvad negatiivselt laetud anoodi segmendi poole.
Ühtede elektronide liikumine anoodi poole ja teiste liikumine katoodi poole erineva kiirusega tekitab neljakodaralise ratta, mis pöörleb nurkkiirusega 2 segmenti ühe vahelduvvoolu võnkega. Selline faasi suhe võimaldab kodara otstel pidevalt edastada energiat resonaatoritele tagades nii võngete sumbumatuse.
Joon 14
Elektronide kodarik
Energia ülekandmine vahelduvvoolu väljale
Elektriväljas liikuv elektron , sõltuvalt liikumise suunast välja suhtes, kas võtab väljalt energiat ja saab kiirenduse või aeglustub ja annab energiat väljale. Elektron, möödudes resonaatori avast, annab osa energiast resonaatorile ja kui ta lõpuks jõuab anoodile, on ta kogu oma saadud energia ära andnud. Kiirendamiseks kasutab elektron alalisvoolu välja energiat, aeglustades aga annab saadud energia vahelduvvoolu väljale toetades selliselt magnetroni sumbumatuid võnkumisi.
Magnetroni poolt genereeritud sagedus sõltub õõnesresonaatorite ja vastastikuse mõju ruumi mõõtmetest. Õõnesresonaatorid on vastastikuse mõju ruumi kaudu üksteisega ühenduses, seepärast on võimalikud mitmed erineva resonantssagedused. 8 õõnesresonaatoriga magnetronides kasutatakse π võnketüüpi laineid , mis annavad suurema võimsuse kui teised võimalikud võnketüübid (nt. 1/2π, 3/4π).
Antenni – lainejuhtme seadmed .
Magnetroni poolt genereeritud ülikõrgsageduslike signaalide edastamiseks kasutatakse kahejuhtmelist liini -koaksiaalkaablit ja ristkülikukujulise ristlõikega lainejuhte.
Kahejuhtmeliseks liiniks nimetatakse süsteemi kahest teineteisest isoleeritud juhtmest, mille kaugus teineteisest on väiksem kui lainepikkus
Ülikõrgsagedusliku energia edastamisel mööda kahejuhtmelist liini tuleb arvesse võtta liini aktiivtakistust, induktiivsust ja mahtuvust, mis jaotuvad ühtlaselt piki juhtme pinda. Kahejuhtmelise liini ekvivalentne skeem on kujutatud joonisel ?. Ülikõrgsagedusliku energia edastamisel tekivad suured kiirguskaod, mis on võrdelised sageduse ruuduga . Kahejuhtmelise liini kasutamine on radari tehnikas vajalik ülikõrgsageduslike elementide omavaheliseks ühenduseks. Selleks kasutatakse eri konstruktsiooniga kahejuhtmelist liini, mida nimetatakse koaksiaalkaabliks.
Koaksiaalkaabli liinijuhe on valmistatud vaskpunutisest võrgu kujul ja paikneb kontsentriliselt liini sisemise juhtmega . Sisemine ja välimine juhe on teineteisest isoleeritud elastse kõrgsagedusdielektrikuga. Vaskvõrk on pealt kaetud dielektrilise väliskattega. Koaksiaalkaabli elektriväli E ja magnetväli H asuvad sisemise juhtme ja punutisest võrgu vahel, seepärast kiirguskaod puuduvad. Vaskvõrk on ekraan , mis kõrvaldab väliste elektromagnetväljade mõju kaablile. Koaksiaalkaablis tekivad kaod peamiselt sisemises juhtmes, sest tema pindala on väiksem kui välimisel – vaskpunutisest võrgul. Koaksiaalkaablit kasutatataks ülikõrgsageduslike võnkumiste edastamiseks kuni sagedusteni 3 GHz.
Suuremate sageduste edastamiseks kasutatakse õõnesliine ehk lainejuhte. Lainejuhe on metallist ristkülikujulise ristlõikega õõnes juhe. Pidev, täielikult liini kattev isolaator moodustab ekraani, mis viib kiirguskaod miinimumini. Pinnaefekti tõttu liiguvad voolud ainult lainejuhi õhukest sisemist kihti mööda. Kadude vähendamiseks kaetakse lainejuhi sisepind hõbedasulamiga.
Lainejuht koosneb eraldi sektsioonidest (lülidest) pikkusega kuni 20 m. Lülid isoleeritakse üksteisest plastikust isolaatoriga, sest laeva alumistest soojadest ruumidest mastini ulatuvas lainejuhis võivad tekkida kondensatsioonivee piisad , mis suurendavad märgatavalt energiakadusid. Lainejuhi suuna muutmiseks kasutatakse painutatud lõike.
Lainejuhi sektsioonide ühendamiseks kasutatakse drosselühendust. Drosselühendus üks äärik tehakse lame, teise aga tehakse ringikujuline kanal sügavusega ¼ lainepikkust kaugusele ¼ lainepikkust lainejuhi laiast seinast.
Ühenduskoha suhtes moodustab drosseli kanal lühistatud kahejuhtmelise lõigu pikkusega ½ lainepikkust, mis on samaväärne lõikude otseühendusega. Ühenduse hermetiseerimiseks on drosseliäärikusse sisse lõigatud teine (välimine) ringikujuline kanal, kuhu pannakse kummist rõngakujuline tihend . Ühendused kinnitatakse üksteise külge nelja kruvi abil.
Vaatleme lühidalt, kuidas toimub ülikõrgsageduslike võnkumiste levi lainejuhes. Elektromagnetilised lained võivad olla polariseertud rõht - või püstsuunas.
Elektrivälja vektor
Rõhtsalt polariseeritud elektromagnetiline laine
Püstsuunas polariseeritud elektromagnetilise lainel on magnetvälja vektor rõhttasandis, elektrivälja vektor püsttasandis.
Asetame rõhtsalt polariseeritud elektromagnetilise laine teele tasapinnalise metallplaadi. Tasapinnaline metallplaat on lainele peegelpinnaks ja laine peegeldub temast kaotamata midagi oma energiast. Vastavalt peegeldus - ja murdumisseadusele on laine langemisnurk θ võrdne peegeldumisnurgaga. Asetame peegeldunud laine teele samuti tasapinnalise metallplaadi kaugusele a ülemisest plaadist. Peegeldumis - ja langemispunkti vahele peab mahtuma täisarv kordi pool lainepikkust. Jooniselt saame: . Valem näitab, et lainepikkuse suurenedes langemisnurk ( peegeldumisnurk ) kasvab, mis toob kaasa laine kiiruse vähenemise lainejuhe pikisuunas .
Joonis ?
Kui lainepikkus võrdsustub plaatidevahelise kahekordse kaugusega, - omandab peegeldumisnurk väärtuse 90°, mis praktili­selt tähendab, et laine liikumist lainejuhe pikisuunas ei toimu. Lainejuhes tekib seisev­­laine. Seda lainepikkust nimetatakse kriitiliseks lainepikkuseks - λkr = 2a. Vältimaks seisevlaine tekkimist, valitakse lainejuhet mööda edastava elektromagnetilise kiirguse lainepikkuseks 0,5...0,7 kriitilisest lainepikkusest.
Plaatidevaheline kaugus a moodustab lainejuhi pikema külje. Lainejuhi lühem külg b ~ 0.35 λkr. Rõhtsalt polariseeritud elektrimagnetilise kiirguse elektriline komponent on rangelt orienteeritud paralleelselt lainejuhi lühema küljega. Seda tüüpi laine polariseeritus on väga püsiv ja ei muutu pööretel ega lainejuhe deformatsoonil.
. Jooksevlaine teguriks nimetatakse liinis oleva minimaalse pingeamplituudi suhet maksimaalsesse pingeamplituudi:
Jooksevlaine tegur võimaldab arvutada kadusid lainejuhis. Jooksevlaine teguri pöördväärtust nimetatakse seisevlaine teguriks – SLT
Ideaalsel juhul JLT=SLT, praktiliselt aga JLT = 0.7...0,8. Veeauru kondenseerumisel tekkiv ainuke veetilk võib JLT väärtust märgatavalt vähendada.
9 GHz radari lainejuhe välised mõõtmed on 25,4x12,7 mm, 3 GHz radari 72,14x34.04 mm.
Elektromagnetiliste võnkumiste edasiandmiseks lainejuhi liikumatult osalt pöörlevasse antenni toimub pöörleva koaksiaalühenduse abil, mis koosneb sideaasast, vardast ja sondist joon?
Pöörlev lainejuhi lüli
Radariantennid
Antenn kiirgab ülikõrgsageduslikke sondeerivaid impulsse ja võtab vastu peegeldunud kajasignaale, mis antakse vastuvõtja sisendisse. Kiirgusvõimsuse suurendamiseks peab antenn omama suurt võimsust pinnaühikule ja eraldusvõime tõstmiseks suurt võimendust. See tähendab, et kajasignaali vastuvõtul peab antenni efektiivpind olema suur. Sel otstarbel on antenni suunakarakteristik rõhttasandis kitsas (0,8...10), püsttasandis aga lai, et laeva õõtsumisel mitte kaotada radari kiires avastatud objekti.
Enimkasutatavateks antennideks on pilukiirgajaga ruuporantenn. Pilukiirgajaga ruuporantenn on lainejuhe, mille kitsasse seina on lõigatud rida ühesuguseid, üksteisest ühekaugusel asuvaid pilusid. Pilud peavad olema paigutatud nii, et nad kiirgaksid võnkumisi samas faasis. Kiirguse suurema efektiivsuse saamiseks peab pilu asuma piki magnetvälja jõujoonel kohal, kus magnetvälja tugevus on kõige suurem. Et piki kitsast lainejuhi külge on jõujooned suletud ringjooned , mis lõikavad lainejuhi keskjoont täisnurga all, siis peab pilude asetus kitsa ja laia lainejuhi seinal olema erinev. Tegelikult asuvad malekorras poole lainepikkuse kaugusel üksteisest, kaldu ühele ja teisele poole. Pilude arv ja antenni pikkus määrava antenni suunakarakteristiku laiuse rõhttasandis. Pilude ette asetatakse metallvõre , mille ülesandeks on elektrivälja püstkomponendi vähendamine. Võre vähendab ka sademete mõju vastuvõtul. Lainejuht lõpeb neelajaga – keraamika seguga täidetud ja 45 kraadise nurga all paigutatud kinnine lainejuhi ots, mis ei kiirga energiat tagasi, vaid muundab selle soojuseks. Püsttasandis määrab suunakarakteristiku laiuse ruupor. Ruupor suletakse ülikõrgsageduse dielektrikuga, mis on 3,2 cm pikkusega lainetele läbipaistev.
Antenni ümberlülitid
Laeva raadiolokaatorites kasutatakse sondeerivate impulsside väljakiirgamiseks ja objektilt peegeldunud kajasignaalide vastuvõtmiseks sama antenni, mis tingib vajaduse antenni ümberlülitamiseks sondeeriva impulsi väljakiirgamise hetkel saatjale, kajasignaali vastuvõtmisel aga vastuvõtjale. Selleks kasutatakse antenni ümberlülitit, mille kõige tähtsamaks omaduseks on ümberlülitamise inertsi puudumine. Põhiliseks kasutatavaks ümberlüliti tüübiks on gaaslahendaja. Gaaslahendaja on umbes 1 cm pikkune lainejuhe osa, mis mõlemast otsast on suletud kvartsklaasist aknaga . Gaaslahendaja on täidetud vesiniku ja veerauru seguga, mis on umbes 0,01 baarise ülimadala rõhu all. Gaaslahendaja kambris paiknevad teineteise vastas kaks koonusekujulist teravatipulist elektroodi. Kui pinge elektroodide vahel puudub, siis gaas lahendaja sees pole ioniseeritud ja lahendaja takistus ülikõrgsagedusele on suur. Kui elektroodidele anda pinge ümbes 1000 V, toimub gaasi inoniseerimine ja lahendaja takistus ülikõrgsagedusele muutub praktiliselt nulliks. Kui elektroodide pinget alandada, gaas deioniseerub ja lahendaja sulgub ülikõrgsagedusele. Ioniseerimise ja deioniseerimise protsesside kestvus on umbes 2μs. Gaaslahendaja kaitseb radari vastuvõtja sisendit teiste radarite impulsside eest.
4.Raadiolokaatori tehnilised parameetrid
Navigatsioonilised raadiolokaatorid erinevad üksteisest ekspluatatsiooniliste parameetrite poolest, mis määravad nende omadused kasutamisel ohutu meresõidu tagamisel .
Suurim avastuskaugus
Raadiolokaatori suurim avastamiskaugus Dmax oleneb raadiolainete levitingimustest, objekti peegelduspinnast, raadiolokaatori saatja impulssvõimsusest, vastuvõtja tundlikkusest, mis kõik võivad kasutamise käigus muutuda. Suurimaks avastamiskauguseks loetakse Dmax, mille puhul võib avastada objekte etteantud tõenäosusega.
Vähim avastuskaugus
Vähim avastuskaugus Dmin määratakse vähima kaugusega laevast , kus objekti võib veel avastada. Vähim avastamiskaugus sõltub kahest tegurist:
  • Antenni kõrgusest merepinnast ja suunakarakteristiku laiusest püsttasandis. Geomeetriliselt sõltub vähim avastuskaugus nn. Surnud tsoonist, s.t. alast kuhu raadiolokaatori kiir ei satu .
    h
    θ/2
    Dmin
    Geomeetriliselt Dmin=hcot(θ/2) (2)
  • Dmin sõltub ka sondeeriva impulsi ja lainejuhi pikkusest ja suunakarakteristiku laiusest püsttasandis. Mida lühemad on sondeerivad impulsid, seda väiksem on Dmin, mida võimaldab arvutada valem (3)
    (3)
    Kus Dmin on minimaalne avastamise kaugus
    τi – sondeeriva impulsi pikkus
    Kui saatja – vastuvõtja on paigutatud antenni alusele, mille puhul lainejuhi pikkus on 10...20 cm , on vähim avastuskaugus 20...30 m. Kui saatja – vastuvõtja on paigutatud roolikambrisse, on vähim avastuskaugus 50...60 m.
    Eraldusvõime kauguse järgi
    Eraldusvõime kauguse järgi on võrdne vähima kaugusega kahe eraldi samal suunal asuva objekti A ja B vahel, mille puhul need on kuvaril nähtavad kahe eraldi objektina. Eraldusvõimet kauguse järgi mõõdetakse meetrites. Kahe samal suunal asuva objekti avastamine eraldi on võimalik ainult siis, kui kiirgus objektilt A lõpeb enne, kui saabub kajasignaal objektilt B. Objektilt A peegelduse kestvus on võrdne impulsi pikkusega τι. Signaal objektilt B hilineb
    mikrosekundi võrra. Seega kajasignaali eraldi vastuvõtu tingimuseks on võrratus ehk (3)
    Eraldusvõime kauguse järgi võrdub poole impulsi pikkusega +3...6 meetrit
    Eraldusvõime nurga järgi
    Minimaalne nurk kahe ühesugusel kaugusel oleva objekti vahel, mille puhul objektid on kuvaril eraldi nähtavad
    Eraldusvõime nurga järgi on võrdne antenni kiire laiusega rõhttasandis. Kuvari elementaartäpi läbimõõt ei muuda eraldusvõimet, kui ta on antenni kiirest kitsam. Kui elementaartäpi diameeter on suurem raadiolokaatori kiire laiusest, halveneb eraldusvõime nurga järgi.
    Eraldusvõime nurga järgi keskmine väärtus on 1...2°
    Kauguse määramise täpsus
    Liikuva kaugusevisiire või markeri abil võib kaugust objektini mõõta täpsusega 0,5...3% mõõdetavast kaugusest. Selleks tuleb visiiri välimine äär viia ühtivusse objekti lähima äärega.
    Marker on ristikujuline (+) , mille asetamisel objektile saab üheaegselt määrata nii kaugust kui peilingut.
    Kauguse mõõtmiseks tuleb liikuva kauguse rõnga välimine äär ühtivusse viia objekti lähima äärega.
    Töökindlus on raadiolokaatori omadus säilitada oma tehnilised parameetrid ettenähtud piirides teatava ajavahemiku jooksul. Arvuliselt on töökindlus väljendatav riketeta tööga antud aja jooksul (või keskmise tööajaga kuni rikkeni).
    Raadiolokaatori töösagedus
    Raadiolokaatoris kasutatakse ülikõrgsageduslikke võnkumisi – super high frequences. Kasutusel on kaks sagedust
    1) 9,2 ....9,5 GHz
    2) 2,9...3,1 GHz
    Lainepikkuse järgi kasutatakse lainealasid:
    3,2 cm (nimetatakse lühidalt laineala X)
    10 cm (nimetatakse lühidalt laineala S)
    Need sagedused sobivad hästi nii suurte kui väikeste objektide avastamiseks.
    3,2 cm lainepikkusega raadiolokaator tagab hea täpsuse kauguse ja peilingu mõõtmisel, kuid selle lainepikkusega impulsid peegelduvad vihmapiiskadelt ja lumehelvestelt, mis tekitab märgatavaid häireid kujutisele kuvaril. Paduvihm ja tugev lumesadu võivad muuta kujutise kuvaril muuta loetamatuks. 10 cm lainepikkusega raadiolokaator on sellest puudusest vaba, sest sellise lainepikkusega impulsid ei peegeldu vihmapiiskadelt ja lumehelvestelt. Lainepikkuse suurendamisel tuleb suurendada antenni mõõtmeid, mis toob kaasa suunakarakteristiku laienemise 20...30
    Navigatsiooniline raadiolokaator töötab harilikult lainepikkusel 3,2 cm.
    Raadiolokaatori saate impulsside pikkus
    Täisnurkse sondeeriva raadioimpulsi saamiseks peab impulss koosnema vähemalt n võnkest: (6),
    kus T on võnkeperiood . Valemist (6)
    ehk (7). Lainepikkus ja sagedus on omavahel seotud valemiga . Avaldame valemist lainepikkuse . Asendame sageduse valemist (7)
    Raadiolokaatorite saatjates kasutatakse impulsi pikkust 0.07...0,7 μs
    Sondeerivate impulsside kordumissagedus
    Sondeerivate impulsside kordumissagedus valitakse nii, et ühesel määrata kaugus objektini ja ringvaatluse režiimis avastada kõik objektid. Kordumissageduse valikul on lähteandmeteks laotuse pärikäigu pikkus, antenni pöörlemissagedus ja antenni suunakarakteristiku laius rõhttasandis.
    Objekti kauguse üheseks määramiseks peab sondeerivate impulsside kordumise periood olema: (4)
    kus tpk on laotuse pärikäiguaeg, tptk - tagasikäiguaeg
    laotuse pärikäiguaeg
    kus Dmax on kuvari kaugusskaala miilides. Laotuse tagasikäiguaeg
    ehk (5)
    Väikseim impulsside kordumissagedus valitakse nii, et punktikujuline objekt kiirataks üle teatud arvu impulssidega ja antenni ühe pöördega saadakse peegelduvate impulsside pakk, mis on vajalik objekti avastamiseks antud tõenäosusega.
    Punktikujulise objekti ülekiirgamise aeg tk on seotud antenni pöörlemise nurkkiiruse
    ja antennikiire laiusega rõhttasandis α0r järgmise valemiga :
    Väikseim objekti kiiritavate impulsside arv Nmin ühel antenni pöördel:
    Nmin väärtuseks võetakse harilikult 14- 15
    Sondeerivate impulsside kordumissagedus valitakse nii, et üheselt määrata kaugus objektini ringvaatluse režiimis.
    Väikestel kauguseskaaladel on kordumissagedus kuni 3200 impulssi /sek, suurtel 400 impulssi/sek
    Saatja impulssvõimsus
    Saatja impulssvõimsuseks nimetatakse keskmist võimsust impulsi pikkuse vältel. See on tähtsaim raadiolokaatori tegevuskaugust määrav parameeter . Tänapäeva raadiolokaatorite impulssvõimsus ei ületa 30 kW, väikestel laevadel aga ainult 1...2 kW.
    Seisev- ja jooksevlaine tegur
    Raadiolokaatori tähtsamateks parameetriteks, mida ekspluatatsioonis tuleks kontrollida, on saatja impulssvõimsus, vastuvõtja tundlikkus, jooksev- ja seisevlaine tegur lainejuhis. Keskmine võimsus on arvutatav, kui impulssvõimsus ja saatja parameetrid on teada. Mõõtmisi tehakse radartestri abil, mis ühendatakse lainejuhega saatja ja antenni vahele lainejuhi väljaviigu abil. See tähendab mõõteahela hargnemist, mille tagajärjel signaal nõrgeneb. Signaali nõrgenemine on arvutatav suhtest :
    ehk
    Signaali sumbumine lainejuhi pikkusühiku –(meetri)- kohta valemiga:
    , kus l on trakti pikkus meetrites. Harilikult on 10...15 meetrise pikkuse lainejuhi traktis sumbumine mitte üle 0,15 dB/m.
    Kiiratava ja vastuvõtjasse siseneva laine amplituudide suhet nimetatakse
    peegeldusteguriks:
    Vastuvõtja tundlikkus ja läbilaskeriba
    Vastuvõtja tundlikkus ja läbilaskeriba on koos impulssvõimsusega raadiolokaatori tegevuskaugust reguleerivad parameetrid. Tundlikkus määrab raadiolokaatori vastuvõtja omaduse avastada objektide signaalid mürade taustal teatud tõenäosusega. Ülikõrgsagedustel on peamisteks mürade allikateks raadiolokaatori enda antenni ja vastuvõtja mürad . Mürad tekivad soojusliikumisest. Vastuvõtja mürade põhjuseks on elektronide ja muude laengukandjate soojusliikumine pooljuhtides, elektroonsed fluktuatsioonid, haavliefekt raadiolampides ning laengukandjate fluktuatsioonid pooljuhtseadmetes. Mürade summaarne võimsus väljendub valemiga , kus
    k on Boltzmanni konstant
    T0 - ümbritseva keskkonna absoluutne temperatuur
    Δf – läbilaskeriba laius
    Nm – mürategur
    m – eraldustegur
    Mürategur näitab mitu korda tekitab reaalne vastuvõtja rohkem mürasid kui ideaalne, müravaba vastuvõtja. Mürateguri arvuline väärtus jääb vahemikku 30...100
    Eraldustegur määrab normaalseks tööks vajaliku signaali ja müra suhte vastuvõtja väljundis . Eraldusteguri väärtus jääb vahemikku 1...10.
    Vastuvõtja tundlikkus määratakse minimaalse võimsuse väärtusega vastuvõtja sisendil, mis on võrdne mürade võimsusega: . Mida väiksem on see võimsus, seda suurem on vastuvõtja tundlikkus. Tundlikkust võib väljendada vattides või detsibellides.
    Detsibell on suhteline võimsuse ühik, mida arvutatakse järgmise valemi järgi:
    , kus
    P1 – mõõdetav võimsus
    P0 – võimsus, mille suhtes mõõtmine toimub
    Raadiolokaatorite vastuvõtja tundlikkus on umbes 10-12 W ehk 120 detsibelli .
    Vastuvõtja läbilaskeriba
    Vastuvõtja läbilaskeriba laius määrab kajasignaali spektri pääsu vastuvõtjasse. Kui terve spekter ei läbi läbilaske riba, tekib vastuvõtu moonutus, halveneb mõõdetavate koordinaatide täpsus ja raadiolokaatori eraldusvõime. Lühemad impulsid, mida kasutatakse väiksematel kaugusskaaladel nõuavad laiemat läbilaskeriba. Impulsside pikenemisel läbilaskeriba kitseneb, müratase langeb. Õige ribalaiuse puhul on suhe signaal/müra vastuvõtja väljundil maksimaalne. Optimaalne ribalaiuse määrab seos: . Suurtel kaugusskaaledel, kus impulsi pikkus on 0.7 μs annab valem läbilaskeriba laiuseks 2MHz, väikestel kaugusskaaladel impulsi pikkuse juures 0,07 μs, 20 MHz.
    Antenni suunategur
    Antenni suunategur Ga saadakse maksimaalse ja keskmise kiirguse intensiivsuse suhtena.
    Kiirguse intensiivsuse all mõistetakse kiirgusvõimsuse P väärtust ruuminurga ühiku kohta.
    ; antenni suunategur , kus
    αr – antenni kiire laius rõhttasandis
    θ - ruuminurk
    Kõrvalkarakteristikud
    Huygens – Fresneli põhimõtte järgi on raadiolokaatori antenni pinna iga punkt elementaarne kiirgusallikas, mille kiirguse kogum moodustab antenni suunakarakteristiku. Sellel suunakarakteristikul on üks peamine lehvik ja kõrvallehvikud, mille võimsus on väiksem. Suurima võimsusega kõrvalkarakteristiku Pmaxkõrval ja pealehviku võimsuse
  • 80% sisust ei kuvatud. Kogu dokumendi sisu näed kui laed faili alla
    Vasakule Paremale
    Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #1 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #2 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #3 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #4 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #5 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #6 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #7 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #8 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #9 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #10 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #11 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #12 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #13 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #14 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #15 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #16 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #17 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #18 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #19 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #20 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #21 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #22 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #23 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #24 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #25 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #26 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #27 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #28 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #29 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #30 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #31 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #32 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #33 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #34 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #35 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #36 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #37 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #38 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #39 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #40 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #41 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #42 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #43 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #44 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #45 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #46 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #47 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #48 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #49 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #50 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #51 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #52 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #53 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #54 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #55 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #56 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #57 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #58 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #59 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #60 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #61 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #62 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #63 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #64 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #65 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #66 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #67 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #68 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #69 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #70 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #71 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #72 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #73 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #74 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #75 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #76 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #77 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #78 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #79 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #80 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #81 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #82 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #83 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #84 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #85 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #86 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #87 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #88 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #89 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #90 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #91 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #92 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #93 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #94 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #95 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #96 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #97 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #98 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #99 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #100 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #101 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #102 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #103 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #104 Elektroonilised laevajuhtimisseadmed konspekt #105
    Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
    Leheküljed ~ 105 lehte Lehekülgede arv dokumendis
    Aeg2018-01-02 Kuupäev, millal dokument üles laeti
    Allalaadimisi 10 laadimist Kokku alla laetud
    Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
    Autor yansa91 Õppematerjali autor

    Lisainfo

    98 lk, peaks sisaldama kogu materjali aines Eletroonilised laevajuhtimisseadmed.
    ELJS , elektroonilised , laevajuhtimisseadmed , signaal , kuvar , lainepikkus , kõrgsageduslik , radar , saatja

    Meedia

    Kommentaarid (0)

    Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri


    Sarnased materjalid

    108
    pdf
    Elektroonika alused-õpik konspekt
    343
    pdf
    Maailmataju uusversioon
    23
    doc
    Elektroonika alused-konspekt
    937
    pdf
    Erakorralise meditsiini tehniku käsiraamat
    477
    pdf
    Maailmataju
    990
    pdf
    Maailmataju ehk maailmapilt 2015
    1072
    pdf
    Logistika õpik
    284
    pdf
    Kaitsealade külastuskoormuse hindamise juhend-seiremeetodite arendamine ja rakendamine



    Faili allalaadimiseks, pead sisse logima
    Kasutajanimi / Email
    Parool

    Unustasid parooli?

    UUTELE LIITUJATELE KONTO MOBIILIGA AKTIVEERIMISEL +50 PUNKTI !
    Pole kasutajat?

    Tee tasuta konto

    Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun