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黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)翻譯） 第 5 頁
Height-finding Radar
A height-finding radar is one "whose function is to measure the range and elevation angle to a target,thus permitting computation of altitude or height;such a radar usually accompanies a surveillance radar which determines other target parameters." Thus it is a 2D radar that scans in the elevation plane rather than in azimuth. Because of their cyclical up-and-down scanning motion,height-finding radar antennas are sometimes referred to as "nodding" antennas.
A 2D search radar maintains surveillance over the volume of interest, detecting targets and measuring their ranges and azimuth angles. Upon detection and establishment of a track on a new target, a request is sent to the height finder for elevation measurement. The height finder slews its antenna to the azimuth designated by the search radar and performs a scan over an elevation sector appropriate to the range designated by the 2D radar. Target echoes are displayed on a range-height indicator (RHI), and elevation angle θt is measured by an operator or an angle-gate circuit. Range R is also measured to an accuracy better than that provided by the search radar. The target height above the horizontal plane at the radar site is then calculated as
ht = R sin qt
This height is corrected as necessary for site altitude, atmospheric refraction, and curvature of Earth to give target altitude above sea level, as needed for ground-controlled
intercept of the target by a fighter aircraft. A typical nodding-beam height finder is shown in Fig. H1. The antenna is elongated in the vertical direction to provide a narrow elevation beam for accurate measurement, while the azimuth beamwidth is wide enough to accommodate errors in designation from the search radar.
Height-finders are gradually becoming obsolete as more three-dimensional, stacked-beam or phased-array search radars are being deployed.
Height finders are radars designed to measure the elevation angle of targets in a surveillance system,permitting target altitude to be calculated from measured range. The methods by which elevation angle and hence altitude is determined include:
(1) Assignment of a specialized radar that performs sector scan in elevation for measurement in that coordinate, on targets designated by a 2D search radar.
(2) Search with a scanning-beam 3D radar, in which a narrow beam is scanned over a raster covering both azimuth and elevation and providing measurement of both angles,along with range, on detected targets.
(3) Search with a stacked-beam 3D radar, in which multiple beams cover the elevation sector as the antenna scans in azimuth, providing monopulse measurement in elevation.
(4) Measurement of multipath time delay on targets detected in a 2D search radar, such that target altitude may be calculated from known target range, radar antenna altitude,and multipath delay.
(5) .Measurement of the ranges at which a target passes through multipath lobes of a 2D search radar antenna pattern,from which a constant target altitude may be calculated.
(6) Measurement of relative amplitude or phase of target echoes in two antennas displaced in altitude, leading to a monopulse estimate of elevation angle.
Reliability
The general definition of reliability is “the ability of an item to perform a required function under stated conditions for a stated period of time.” For radar it can be defined as the ability to perform assigned functions while retaining values of specified performance figures within assigned limits for each mode and condition of service, maintenance, repair, storage, and transportation. Typically, reliability is described by three components:
(1) Failure-free performance.
(2) Maintainability.
(3) Storability.
Failure-free performance is the ability to operate without failures for a specified operational time . Maintainability is “the ability of an item, under stated conditions of use, to be retained or restored to a state in which it can perform its required functions, when maintenance is performed under stated conditions and using prescribed procedures and resources.” Storability is the property of a radar to retain its operational conditions during storage and transportation. Reliability is an important radar performance characteristic,since it has significant effect on the effectiveness of radar operation and cost.
The main approaches to achieve reliability include
(1) The proper choice of technology and design efforts to avoid failures.
(2) Using a proper troubleshooting system (e.g., built-intest equipment) to determine and localize a failure as soon as possible after it happens.
The former approach includes the proper choice of reliable radar components and subsystems, and also the incorporation of the necessary redundancy in radar subsystems. The reliability of solid-state devices is usually much higher than that of vacuum-tube devices. As a result, a tube transmitter is usually one of the least reliable radar subsystems, and use of solid-state transmitters gives considerable improvement in radar reliability, permitting the manufacture of maintenancefree radars (at least in the sense that the permanent presence of maintenance personnel at the radar site is not required.).
Multichannel solid-state transmitters and phased arrays offer fail-soft operation in case of failure of one or more modules (e.g., several amplifiers the transmitter or array can fail without degrading radar performance significantly).
Another common approach to reliability is to use redundancy. This approach is often used in radars where even a short-duration failure is critical (e.g., military or civil ATC radars). A common technique is to use two adequate receiver-signal-processor channels with automatic reconfiguration to place the standby channel in operation in case of failure. An example of high-reliability, solid-state radar with redundant receiver channels and built-in test equipment is the family of ATC radars .
Two-Dimensional Radar
A two-dimensional (2D) radar mechanically scans a fixed beam, either in the azimuth plane (the conventional air search radar) or in the elevation plane (the nodding height-finder radar). A fundamental property of 2D air search radar is that the height of the antenna aperture must not be greater than that required to produce an elevation beamwidth that is matched to the required vertical coverage sector. Smaller values may, for mechanical reasons, be used, but at the expense of wastefully spreading energy above the required elevation coverage sector. The width of the antenna is determined by the azimuth resolution required and the requirement for obtaining a given minimum observation time (or time on target) while scanning. As in the case of the 3D search radar, this minimum observation time is largely determined by the doppler processing requirements, which in turn, are a function the clutter environment, and the diversity gain needed on the target.
For air search operations over broad elevation sectors, the minimum power-aperture product strongly favors use of the lower radar frequencies in 2D radar, although higher frequencies are often used for surface search, where the target is a land or sea-vehicle, a surface (for navigation), or a fixed structure. Operation at microwave frequencies is feasible here because, for surface-based radars, the required elevation sector is generally small, while for airborne radars the required elevation search sector is either small enough to match the
beamwidth of the available antenna aperture height, or such as to require only a few overlapping “bar” scans in elevation.
黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)翻譯） 第 5 頁
測(cè)高雷達(dá)
測(cè)高雷達(dá)是一個(gè)“其功能是測(cè)量范圍和仰角的目標(biāo)，從而使高度或高度得到計(jì)算;這種雷達(dá)通常伴隨著確定的其他目標(biāo)參數(shù)的監(jiān)視雷達(dá)?！币虼?，它是一個(gè)2D雷達(dá)，在海拔平面掃描，而不是在方位。由于其周期性的向上和向下掃描運(yùn)動(dòng)，高度發(fā)現(xiàn)雷達(dá)天線，有時(shí)也被稱為“點(diǎn)頭”天線。
二維搜索雷達(dá)，保持利益的體積，監(jiān)視，目標(biāo)探測(cè)和測(cè)量的范圍和方位角。經(jīng)檢測(cè)和建立了一個(gè)新的目標(biāo)的軌道，一個(gè)請(qǐng)求被發(fā)送到高程測(cè)量的高度發(fā)現(xiàn)者。高度儀壓擺率其指定的方位搜索雷達(dá)的天線，超過海拔由2D雷達(dá)指定的范圍內(nèi)適當(dāng)部門執(zhí)行的掃描。目標(biāo)回波上顯示高度范圍指標(biāo)（RHI），仰角的θT是由一個(gè)操作或一個(gè)角度門電路測(cè)量。射程R也測(cè)量精度優(yōu)于搜索雷達(dá)提供。在水平面以上的雷達(dá)基地的目標(biāo)高度，然后計(jì)算
ht = R sin qt
這個(gè)高度被糾正必要的地點(diǎn)的海拔高度，大氣折射和地球曲率給目標(biāo)海拔高度，地面控制的需要由戰(zhàn)斗機(jī)攔截目標(biāo)。一個(gè)典型的點(diǎn)頭束高度發(fā)現(xiàn)者如圖H1所示。在垂直方向上提供了精確測(cè)量窄的仰角波束天線拉長(zhǎng)，而方位波束寬度足以容納搜索雷達(dá)在指定的錯(cuò)誤。
測(cè)高雷達(dá)正逐漸變得過時(shí)，更立體，疊梁相控陣搜索雷達(dá)或正在部署。
測(cè)高雷達(dá)主要用于測(cè)定目標(biāo)高度的雷達(dá)。測(cè)高雷達(dá)能準(zhǔn)確地測(cè)定目標(biāo)的高度，但全面監(jiān)視空中目標(biāo)比較困難。通常與沒有測(cè)高裝置的兩坐標(biāo)雷達(dá)配合使用。測(cè)高雷達(dá)一般分為地面測(cè)高雷達(dá)和星載、機(jī)載、彈載測(cè)高雷達(dá)等。地面測(cè)高雷達(dá)通常與測(cè)定目標(biāo)方位、距離的兩坐標(biāo)雷達(dá)配合使用，共同擔(dān)負(fù)監(jiān)視空中目標(biāo)的任務(wù)。星載測(cè)高雷達(dá)又稱雷達(dá)測(cè)高計(jì)，主要用于大地測(cè)量和海洋觀測(cè)。裝在導(dǎo)彈上的測(cè)高雷達(dá)又稱雷達(dá)高度表，主要用于提高導(dǎo)彈制導(dǎo)精度。裝在飛機(jī)上的測(cè)高雷達(dá)也稱雷達(dá)高度表，用于保障飛機(jī)按預(yù)定高度安全飛行。
早期用于測(cè)量目標(biāo)高度的雷達(dá)技術(shù)是按照是否在測(cè)量中運(yùn)用了地球表面來進(jìn)行分類的。在早期雷達(dá)中，運(yùn)用地球表面測(cè)高相當(dāng)普遍，這是因?yàn)樘炀€和發(fā)射機(jī)技術(shù)局限于使用較低的無線電頻率和寬的垂直波束。有許多種通過同時(shí)測(cè)量目標(biāo)的3個(gè)基本位置坐標(biāo)（距離、方位和仰角）以提供三坐標(biāo)信息的雷達(dá)。然而，在實(shí)際中，卻遵循了如下的約定，即3D雷達(dá)是一種警戒雷達(dá)，其天線在方位上機(jī)械旋轉(zhuǎn)（以測(cè)量距離和方位），通過在仰角上掃描一個(gè)或多個(gè)波束或者通過用鄰接的固定仰角波束來獲得目標(biāo)的仰角值。
3D雷達(dá)在軍事上的重要性來源于它能確定非合作目標(biāo)的高度，以及它的距離和方位的能力。與2D雷達(dá)和專用測(cè)高雷達(dá)的組合相比，3D雷達(dá)因?yàn)橛休^好的角分辨力，提供了較高增益的天線和較強(qiáng)的抗干擾及其他形式的ECM的能力；對(duì)于后者有爭(zhēng)議的反面意見則認(rèn)為，2D雷達(dá)和測(cè)高雷達(dá)可以工作在兩個(gè)分離的頻段，迫使干擾機(jī)分散其能量從而減小其影響。
按照怎樣形成仰角波束和怎樣在仰角上掃描波束，3D雷達(dá)可分為堆積波束雷達(dá)、頻掃雷達(dá)、相掃雷達(dá)、機(jī)電掃描雷達(dá)和數(shù)字波束形成雷達(dá)。
高度發(fā)現(xiàn)者是用來衡量在監(jiān)控系統(tǒng)中的目標(biāo)的仰角，允許測(cè)量范圍可以從計(jì)算目標(biāo)高度的雷達(dá)。仰角和高度，因此決定以何種方法包括：
（1）分配一個(gè)專門的雷達(dá)，在海拔執(zhí)行部門指定由一個(gè)二維搜索雷達(dá)的目標(biāo)，在該坐標(biāo)測(cè)量掃描。
（2）搜索一個(gè)掃描波束3D雷達(dá)，其中一個(gè)窄波束覆蓋方位角和仰角，并提供測(cè)量?jī)蓚€(gè)角度，隨著范圍，對(duì)檢測(cè)到的目標(biāo)，在一個(gè)柵格掃描。
（3）搜索與一個(gè)堆疊束3D雷達(dá)，多波束覆蓋天線掃描方位角仰角部門，提供單脈沖測(cè)量，在海拔。
（4）對(duì)在2D搜索雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的多時(shí)間延遲的測(cè)量，這樣，目標(biāo)高度可從已知的目標(biāo)范圍內(nèi)，雷達(dá)天線高度和多徑時(shí)延，計(jì)算。
（5）測(cè)量范圍，在其中一個(gè)目標(biāo)是通過二維搜索雷達(dá)天線模式，可以計(jì)算出恒定的目標(biāo)高度的多徑葉通行證。
（6）測(cè)量目標(biāo)相呼應(yīng)，在兩個(gè)天線在海拔流離失所，導(dǎo)致單脈沖的仰角估計(jì)，相對(duì)振幅或相位。
可靠性
可靠性的一般定義是“一個(gè)項(xiàng)目的能力，在規(guī)定條件下執(zhí)行一個(gè)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)所需的功能?！崩走_(dá)，它可以被定義為能力執(zhí)行分配的功能，在分配給每個(gè)模式和服務(wù)，保養(yǎng)，維修，儲(chǔ)存和運(yùn)輸條件的限制，同時(shí)保留指定的性能數(shù)據(jù)值。通常情況下，可靠性的描述由三部分組成：
（1）無故障的性能。
（2）可維護(hù)性。
（3）耐貯性。
無故障的表現(xiàn)是指定運(yùn)行時(shí)間無故障運(yùn)行的能力?？删S護(hù)性是“能力的一個(gè)項(xiàng)目，使用規(guī)定的條件下，保留或恢復(fù)到一個(gè)國(guó)家，它可以執(zhí)行其所需的功能，進(jìn)行維修時(shí)在規(guī)定條件下和規(guī)定的程序和資源使用?！蹦唾A性是雷達(dá)，保留其經(jīng)營(yíng)條件，儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中的財(cái)產(chǎn)?？煽啃允且粋€(gè)重要的雷達(dá)性能特點(diǎn)，因?yàn)樗袑?duì)雷達(dá)操作和成本效益顯著的效果。
實(shí)現(xiàn)可靠性的主要途徑包括
（1）選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和設(shè)計(jì)方面的努力避免失敗。
（2）使用正確的故障診斷系統(tǒng)（例如，內(nèi)置測(cè)試設(shè)備），以確定和本地化失敗，只要它可能后發(fā)生。
前一種方法，包括可靠的正確選擇雷達(dá)組件和子系統(tǒng)，也納入雷達(dá)子系統(tǒng)必要的冗余。固態(tài)器件的可靠性通常是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于真空管設(shè)備。因此，管發(fā)射機(jī)通常是最不可靠的雷達(dá)子系統(tǒng)之一，和固態(tài)發(fā)射 機(jī)的使用提供了相當(dāng)大的改善，在雷達(dá)的可靠性，允許免費(fèi)維修，雷達(dá)制造（至少在這個(gè)意義上，長(zhǎng)期存在在雷達(dá)站點(diǎn)的維修人員是不需要的）。多通道固態(tài)發(fā)射機(jī)和相控陣提供軟故障運(yùn)行在一個(gè)或多個(gè)模塊失敗的情況下（例如，數(shù)放大器發(fā)射器或陣列可以失敗，但不會(huì)降低雷達(dá)的性能顯著）。
可靠性的另一個(gè)常用的方法是使用冗余。這種方法通常用于雷達(dá)的地方甚至短時(shí)間的失敗是至關(guān)重要的（例如，軍事或民用空中交通管制雷達(dá)）。一個(gè)常用的方法是使用兩個(gè)足夠的接收自動(dòng)重新配置通道信號(hào)處理器在操作失敗的情況下放置的備用通道。一個(gè)例子是多余的接收器通道和內(nèi)置測(cè)試設(shè)備的高可靠性，固態(tài)雷達(dá)空管雷達(dá)的家庭。
二維雷達(dá)
一個(gè)二維（2D）雷達(dá)的機(jī)械掃描一個(gè)固定的光束，無論是在方位角平面（傳統(tǒng)的對(duì)空搜索雷達(dá)）或在海拔平面（點(diǎn)頭高度發(fā)現(xiàn)者雷達(dá)）。基本屬性的2D空中搜索雷達(dá)天線孔徑的高度不得大于需出示匹配所需的垂直覆蓋部門的仰角波束。機(jī)械原因，較小的值可能被使用，但在浪費(fèi)蔓延以上所需海拔覆蓋率部門的能源費(fèi)用。天線的寬度確定方位所需的分辨率和掃描時(shí)獲得一個(gè)給定的最小觀測(cè)時(shí)間（或時(shí)間）的目標(biāo)要求。至于在三維搜索雷達(dá)的情況下，這個(gè)最小的觀測(cè)時(shí)間在很大程度上取決于多普勒處理的要求，而這又是一個(gè)功能雜亂的環(huán)境，多樣性的目標(biāo)所需的增益。
為空中搜索行動(dòng)，在廣泛的海拔部門的最低功率孔徑積堅(jiān)決贊成使用在2D雷達(dá)的雷達(dá)頻率較低，雖然往往水面搜索，目標(biāo)是土地或海車輛使用頻率較高，表面（導(dǎo)航），或固定結(jié)構(gòu)。在微波頻率的操作是可行的，因?yàn)?，表面基雷達(dá)，所需的高程界普遍較小，而機(jī)載雷達(dá)所需的高程搜索部門要么足夠小，以匹配可用的天線孔徑高度波束，或如要求只有少數(shù)幾個(gè)重疊的“吧”在海拔掃描。
雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生足夠的電磁能量，經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給天線。天線將這些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個(gè)很窄的方向上形成波束，向前傳播。電磁波遇到波束內(nèi)的目標(biāo)后，將沿著各個(gè)方向產(chǎn)生反射，其中的一部分電磁能量反射回雷達(dá)的方向，被雷達(dá)天線獲取。天線獲取的能量經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到接收機(jī)，形成雷達(dá)的回波信號(hào)。由于在傳播過程中電磁波會(huì)隨著傳播距離而衰減，雷達(dá)回波信號(hào)非常微弱，幾乎被噪聲所淹沒。接收機(jī)放大微弱的回波信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理機(jī)處理，提取出包含在回波中的信息，送到顯示器，顯示出目標(biāo)的距離、方向、速度等。
為了測(cè)定目標(biāo)的距離，雷達(dá)準(zhǔn)確測(cè)量從電磁波發(fā)射時(shí)刻到接收到回波時(shí)刻的延遲時(shí)間，這個(gè)延遲時(shí)間是電磁波從發(fā)射機(jī)到目標(biāo)，再由目標(biāo)返回雷達(dá)接收機(jī)的傳播時(shí)間。根據(jù)電磁波的傳播速度，可以確定目標(biāo)的距離為電磁波從雷達(dá)到目標(biāo)的往返傳播時(shí)間除以光速。
雷達(dá)測(cè)定目標(biāo)的方向是利用天線的方向性來實(shí)現(xiàn)的。通過機(jī)械和電氣上的組合作用，雷達(dá)把天線的小事指向雷達(dá)要探測(cè)的方向，一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，雷達(dá)讀出些時(shí)天線小事的指向角，就是目標(biāo)的方向角。兩坐標(biāo)雷達(dá)只能測(cè)定目標(biāo)的方位角，三坐標(biāo)雷達(dá)可以測(cè)定方位角和俯仰角。
測(cè)定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度是雷達(dá)的一個(gè)重要功能，—雷達(dá)測(cè)速利用了物理學(xué)中的多普勒原理．當(dāng)目標(biāo)和雷達(dá)之間存在著相對(duì)位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，目標(biāo)回波的頻率就會(huì)發(fā)生改變，頻率的改變量稱為多普勒頻移，用于確定目標(biāo)的相對(duì)徑向速度，通常，具有測(cè)速能力的雷達(dá)，例如脈沖多普勒雷達(dá)，要比一般雷達(dá)復(fù)雜得多。
雷達(dá)的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)主要包括作用距離、威力范圍、測(cè)距分辨力與精度、測(cè)角分辨力與精度、測(cè)速分辨力與精度、系統(tǒng)機(jī)動(dòng)性等。
其中，作用距離是指雷達(dá)剛好能夠可靠發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的距離。它取決于雷達(dá)的發(fā)射功率與天線口徑的乘積，并與目標(biāo)本身反射雷達(dá)電磁波的能力（雷達(dá)散射截面積的大?。┑纫蛩赜嘘P(guān)。威力范圍指由最大作用距離、最小作用距離、最大仰角、最小仰角及方位角范圍確定的區(qū)域。
畢業(yè)設(shè)計(jì)
文獻(xiàn)翻譯
院（系）名稱
工學(xué)院機(jī)械系
專業(yè)名稱
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
2012年 03 月 10 日
黃河科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 任務(wù)書
工 學(xué)院 機(jī)械 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 08 級(jí) 3 班
學(xué) 號(hào) 學(xué)生 指導(dǎo)教師
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目
高低角俯仰限制電路的設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容與基本要求（目標(biāo)、任務(wù)、途徑、方法，應(yīng)掌握的原始資料（數(shù)據(jù)）、參考資料（文獻(xiàn)）以及設(shè)計(jì)技術(shù)要求、注意事項(xiàng)等）（紙張不夠可加頁）
一、目標(biāo)、任務(wù)及設(shè)計(jì)要求
通過調(diào)研搜集資料，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，并借助于CAD軟件設(shè)計(jì)一種機(jī)械控制電路。炮瞄雷達(dá)天線高低角工作范圍為-15—95度，當(dāng)轉(zhuǎn)到接近最高和最低極限位置時(shí)，該電路自動(dòng)去掉天線驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的控制電壓，并使天線很快被制動(dòng)，防止機(jī)械和電機(jī)過荷損壞，起到保護(hù)作用。本課題要完成的主要工作，應(yīng)用所學(xué)的機(jī)械和電氣方面的知識(shí)，完成該裝置的設(shè)計(jì)：畫出原理圖；設(shè)計(jì)出主要零部件；元器件的選型設(shè)計(jì)和計(jì)算；畫出電路圖并標(biāo)出元器件的型號(hào)、規(guī)格和指標(biāo)參數(shù)。
通過完成方案設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、元器件的選擇、電路圖的繪制等環(huán)節(jié)，使學(xué)生綜合運(yùn)用四年來所學(xué)到的知識(shí)提高解決實(shí)際問題的能力，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法、程序，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，為其即將走向工作崗位奠定良好基礎(chǔ)。
查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料，針對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行分析論證，從而擬定出總體設(shè)計(jì)方案草圖，再獨(dú)自完成各部分電路計(jì)及計(jì)算，繼而采用AutoCAD軟件，利用計(jì)算機(jī)繪制出電路圖，并編制出設(shè)計(jì)說明書等。
二、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容
1.查閱文獻(xiàn)資料12種以上，外文資料不少于兩種。寫出3000字以上文獻(xiàn)綜述，單獨(dú)裝訂成冊(cè)。
2.翻譯外文科技資料，不少于3000漢字，單獨(dú)裝訂成冊(cè)。
3.完成開題報(bào)告，填寫開題報(bào)告表。
4.完成設(shè)計(jì)方案選擇與論證，元器件的選型設(shè)計(jì)和計(jì)算，畫出電路圖并標(biāo)出元器件的型號(hào)、規(guī)格和指標(biāo)參數(shù)等。
5.編寫摘要，英中文完全對(duì)照，中文不少于300字。
6、包含本次設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容的光盤一張。
7.編寫設(shè)計(jì)說明書，不少于8000字符。
三、主要參考資料
模擬電子線路，電子線路設(shè)計(jì)，脈沖電路，機(jī)械制圖，自動(dòng)控制原理、CAD繪圖及相關(guān)資料等。
四、時(shí)間安排
1、第1-3周：對(duì)課題進(jìn)行調(diào)研，完成文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告及英文資料翻譯，掌握CAD軟件應(yīng)用功能。完成開題報(bào)告。
2、第4-5周：閱讀資料，搞清基本原理，畫出原理圖。
3、第6-8周：通過元器件的選型設(shè)計(jì)和計(jì)算完成電路設(shè)計(jì)，畫出電路圖。
4、第9-11周：完成文獻(xiàn)綜述、設(shè)計(jì)說明書。
5、第12-13周：修改論文與圖紙，準(zhǔn)備答辯。
畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間： 2012 年 2 月 13 日至 2012 年 05 月 15 日
計(jì)劃答辯時(shí)間： 2012 年 05 月 19 日
專業(yè)（教研室）審批意見：
審批人簽名：
2
黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告表
課題名稱
高低角俯仰限制電路的設(shè)計(jì)
課題來源
教師擬訂
課題類型
AX
指導(dǎo)教師
學(xué)生姓名
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 號(hào)
一、調(diào)研資料的準(zhǔn)備
根據(jù)任務(wù)書的要求，在做本課題前，查閱了與課題相關(guān)的資料有：模擬電子線路，電子線路的設(shè)計(jì)，脈沖電路，機(jī)械制圖，自動(dòng)控制原理、CAD繪圖及相關(guān)資料等。
二、設(shè)計(jì)的目的與要求
畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)教學(xué)中最后一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過該設(shè)計(jì)過程，可以檢驗(yàn)學(xué)生所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生處理工程中實(shí)際問題的能力，因此意義特別重大。
查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料，針對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行分析論證，從而擬定出總體設(shè)計(jì)方案草圖，再獨(dú)自完成各部分電路計(jì)及計(jì)算，繼而采用AutoCAD軟件，利用計(jì)算機(jī)繪制電路圖，并編制出設(shè)計(jì)說明書等。
三、設(shè)計(jì)的思路與預(yù)期成果
1、設(shè)計(jì)思路
應(yīng)用所學(xué)的機(jī)械和電氣方面的知識(shí)，完成該裝置的設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)出主要零部件；元器件的選型設(shè)計(jì)和計(jì)算；畫出電路圖并標(biāo)出元器件的型號(hào)、規(guī)格和指標(biāo)參數(shù)。
2、預(yù)期的成果
（1）完成文獻(xiàn)綜述一篇，不少與3000字，與專業(yè)相關(guān)的英文翻譯一篇，不少于3000字
（2）完成內(nèi)容與字?jǐn)?shù)都不少于規(guī)定量的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份
（3）完成設(shè)計(jì)方案選擇與論證，，元器件的選型設(shè)計(jì)和計(jì)算，畫出電路圖并標(biāo)出元器件的型號(hào)、規(guī)格和指標(biāo)參數(shù)等。
(4)編寫摘要，英中文完全對(duì)照，中文不少于300字。
(5)包含本次設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容的光盤一張。
四、任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排
1、第1-3周：對(duì)課題進(jìn)行調(diào)研，完成文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告及英文資料翻譯，掌握CAD軟件應(yīng)用 功能。完成開題報(bào)告。
2、第4-5周：閱讀資料，搞清基本原理。
3、第6-8周：通過元器件的選型設(shè)計(jì)和計(jì)算完成電路設(shè)計(jì)，畫出電路圖。
4、第9-11周：完成文獻(xiàn)綜述、設(shè)計(jì)說明書。
5、第12-13周：修改論文與圖紙，準(zhǔn)備答辯。
五、完成設(shè)計(jì)所具備的條件因素
本人已修完模擬電子線路、電子線路設(shè)計(jì)、脈沖電路、機(jī)械制圖、自動(dòng)控制原理、CAD繪圖及畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)等課程，借助圖書館的相關(guān)文獻(xiàn)資料，以及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)等資源。
指導(dǎo)教師簽名： 日期：
課題來源：（1）教師擬訂；（2）學(xué)生建議；（3）企業(yè)和社會(huì)征集；（4）科研單位提供
課題類型：（1）A—工程設(shè)計(jì)（藝術(shù)設(shè)計(jì)）；B—技術(shù)開發(fā)；C—軟件工程；D—理論研究；E—調(diào)研報(bào)告
（2）X—真實(shí)課題；Y—模擬課題；Z—虛擬課題
要求（1）、（2）均要填，如AY、BX等。
2
黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 IV 頁
高低角俯仰限制電路的設(shè)計(jì)
摘 要
雷達(dá)俯仰控制是指雷達(dá)根據(jù)工作模式、量程、載機(jī)高度和目標(biāo)距離，自動(dòng)設(shè)置俯仰角度或由操作員設(shè)置俯仰角度。機(jī)載雷達(dá)天線俯仰控制通常只采用手動(dòng)方式，而機(jī)載雷達(dá)的天線俯仰控制有自動(dòng)、手動(dòng)和高度帶設(shè)置三種方式，自動(dòng)控制是指雷達(dá)系統(tǒng)根據(jù)操作員選定的工作模式、量程，自動(dòng)設(shè)置天線俯仰角；手動(dòng)控制是指雷達(dá)操作員可以根據(jù)實(shí)際探測(cè)需求，人工設(shè)置天線的俯仰角；高度帶設(shè)置是指根據(jù)載機(jī)高度和目標(biāo)距離，系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置天線俯仰角。
本課題是研究炮瞄雷達(dá)天線高低角工作范圍為-15—95度，當(dāng)轉(zhuǎn)到接近最高和最低極限位置時(shí)，該電路自動(dòng)去掉天線驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的控制電壓，并使天線很快被制動(dòng)，防止機(jī)械和電機(jī)過荷損壞，起到保護(hù)作用。
關(guān)鍵詞： 雷達(dá)天線，俯仰機(jī)構(gòu)，限制電路
The design of high and low angle pitch limit circuit
Author:He Yangyang
Tutor: Wang Fei
Abstract
Functions of the pitch and lift mechanism of radar antenna is introduced and the type and characteristics of the present mechanisms are summarized in this paper.A new type of electron mechanical servo drivemechanism is introduced which is based on the planar mechanism principle.The operation principle and operation process of this new mechanism are described.The design process is also introduced，including the program selection，the dynamic analysis and the corresponding calculations etc．The former approach includes the proper choice of reliable radar components and subsystems, and also the incorporation of the necessary redundancy in radar subsystems.
The reliability of solid-state devices is usually much higher than that of vacuum-tube devices. As a result, a tube transmitter is usually one of the least reliable radar subsystems, and use of solid-state transmitters gives considerable improvement in radar reliability, permitting the manufacture of maintenancefree radars
Keywords：radar antenna ,pitch mechanism ,limit circuit
目 錄
1緒論 …………………………………………………………………………………… 1
1.1 課題的背景及目的 ………………………………………………………………. 1
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r …………………………………………………………………. 1
1.3 課題研究?jī)?nèi)容及要求 ……………………………………………………………. 2
2雷達(dá)俯仰機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參考 …………………………………………………………… 3
2.1 新型機(jī)構(gòu)的原理與結(jié)構(gòu)方案 …………………………………………………… 4
2.2 機(jī)構(gòu)載荷分析 …………………………………………………………………… 6
2.3 舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………………………… 7
2.4 俯仰機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………………………… 8
2.5 機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 10
3雷達(dá)俯仰機(jī)構(gòu)電機(jī)的控制 ………………………………………………………….. 11
3.1 系統(tǒng)組成 ……………………………………………………………………….... 11
3.2 上位機(jī)單元 ……………………………………………………………………… 11
3.3 主單片機(jī)單元 …………………………………………………………………… 12
3.4 從單片機(jī)單元 …………………………………………………………………… 12
3.5 執(zhí)行單元 ………………………………………………………………………… 13
4 雷達(dá)俯仰部分的設(shè)計(jì)方案 …………………………………………………………... 14
5 高低角俯仰限制電路 ………………………………………………………………... 16
6 緩沖裝置 ……………………………………………………………………………... 19
6.1 分析計(jì)算和設(shè)計(jì) ………………………………………………………………… 19
6.2 設(shè)計(jì) ………………………………………………………………........................ 19
結(jié)論 …………………………………………………………………………………….. 22
致謝 ……………………………………………………………………………………... 23
參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………... 25