Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Podstawy radiolokacji i radionawigacji
Koordynator przedmiotu:
Stanisław ROSŁONIEC
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Telekomunikacja
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne
Kod przedmiotu:
PRIR
Semestr nominalny:
7 / rok ak. 2018/2019
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- udział w wykładach: 15´2 h = 30 h - przygotowanie do wykładu (przejrzenie notatek i dostarczonych przez wykładowcę materiałów): 20 h - przygotowanie do dwóch sprawdzianów audytoryjnych i udział w konsultacjach: 12 h - rozwiązanie 10 zadań projektowych i przygotowanie odpowiedniego raportu: 20 h - przygotowanie do egzaminu i zaliczenia zadań projektowych: 20 h Łączna suma obciążenia: 30+20+12+20+20=102 h, co odpowiada 4 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- udział w wykładach: 15´2 h = 30 h - przygotowanie do dwóch sprawdzianów audytoryjnych i udział w konsultacjach: 12 h - sprawdzenie i dyskusja nad projektami: 10 h Razem: 30+12+10= 52 h co odpowiada 2 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- rozwiązanie 10 zadań projektowych i przygotowanie odpowiedniego raportu: 20 h - przygotowanie do dwóch sprawdzianów audytoryjnych i udział w konsultacjach: 10 h Razem: 20+10= 30 h co odpowiada 1 ECTS
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład0h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Teoria pola elektromagnetycznego Technika wielkich częstotliwości Podstawy techniki Mikrofalowej Teoria sygnałów elektrycznych
Limit liczby studentów:
40
Cel przedmiotu:
- ukazanie szerokiemu gronu studentów roli jaką odgrywają nowoczesne techniki radiowe i cyfrowa obróbka sygnałów w szeroko rozumianej radiolokacji i radionawigacji, ( w zastosowaniach cywilnych i wojskowych) - zapoznanie studentów z zasadami działania podstawowych monostatycznych, bistatycznych i multistatycznych systemów radiolokacyjnych - zapoznanie studentów z podstawowymi naziemnymi i satelitarnymi systemami radionawigacyjnymi - zapoznanie studentów ze specjalnymi systemami radionawigacyjnymi, w tym systemami wspomagającymi lądowanie samolotów - ukształtowanie podstawowych umiejętności w zakresie wyznaczania podstawowych parametrów eksploatacyjnych omawianych systemów i oceny ich przydatności do rozwiązywania konkretnych zadań
Treści kształcenia:
Treść wykładu Wykład 1, 2 godz. Omówienie podstawowych pojęć: radiolokacja pierwotna, radiolokacja wtórna, radiolokacja pasywna i radionawigacja. Zjawiska fizyczne wykorzystywane w radiolokacji. Zasady wykorzystywania fal elektromagnetycznych zmodulowanych amplitudowo i częstotliwościowo do pomiaru odległości. Zasada wykorzystywania efektu Dopplera do pomiaru prędkości radialnej przemieszczających się obiektów. Wykład 2, 2 godz. Problem jednoznaczności pomiaru odległości metodą impulsową. Równanie zasięgu systemu radiolokacji pierwotnej. Podstawowe parametry eksploatacyjne impulsowej stacji radiolokacyjnej i ich wpływ na zdolność rozdzielczą stacji w odległości i rozdzielczość kątową. System radiolokacji bistatycznej. System radiolokacji multistatycznej z jednym nadajnikiem i czteroma pasywnymi jednostkami odbiorczymi. Wykład 3, 2 godz. Równanie zasięgu dla systemu radiolokacji wtórnej. Urządzenie odzewowe „swój - cudzy” (IFF) jako przykład systemu radiolokacji wtórnej. Wpływ odbić od powierzchni ziemi na zasięgi systemów radiolokacji pierwotnej i wtórnej. Ograniczenia zasięgów wynikające z krzywizny Ziemi, tłumienia troposfery i refrakcji atmosferycznej. Wykład 4, 2 godz. Metody zwiększania zasięgu stacji radiolokacyjnej poprzez poprawę stosunku sygnału do szumu w układzie odbiornika. Odbiór bezpośredni – optymalizacja szerokości pasma przenoszenia odbiornika względem szerokości widma odbieranego sygnału. Istota odbioru addytywnego. Odbiór korelacyjny – wyznaczenie transmitancji filtru dopasowanego do rzeczywistego sygnału radiolokacyjnego. Wykład 5, 2 godz. Filtry dopasowane do wybranych, standardowych sygnałów wykorzystywanych we współczesnej radiolokacji. Przykłady praktycznej realizacji filtrów dopasowanych i metody ich projektowania w dziedzinach czasu i częstotliwości. Standardowe rozwiązania konstrukcyjne odbiorników radiolokacyjnych dopasowanych do zdeterminowanych, koherentnych sygnałów radiolokacyjnych. Wykład 6, 2 godz. Sygnał sondujący o liniowo zmieniającej się częstotliwości i metody jego kompresji . Filtr dopasowany od sygnału wielkiej częstotliwości z liniową modulacją częstotliwości. Metody wytwarzania długich impulsów sondujących zmodulowanych fazowo. Schematy funkcjonalne odbiorników przystosowanych do odbioru koherentnych i niekoherentnych sygnałów wielkiej częstotliwości (omówienie zasady pracy jedno i dwu – kanałowego synchronicznych detektorów fazy). Wykład 7, 2 godz. Metody eliminacji odbić fal elektromagnetycznych od obiektów stałych i wolno się przemieszczających. Podstawowe zasady działania systemów tłumienia ech stałych (TES). Podstawowe metody i urządzenia pasywnego i aktywnego przeciwdziałania radioelektronicznego. Wykład 8, 2 godz. Metody dookólnego i sektorowego przeszukiwania 3D przestrzeni za pomocą stacji radiolokacyjnej. Radary monoimpulsowe. Obserwacja boczna za pomocą radaru umieszczonego na pokładzie samolotu - zagadnienie tworzenia syntetycznej anteny (syntetycznej apertury). Systemy radiolokacyjne automatycznego śledzenia i naprowadzania na obiekt (cel). Wykład 9, 2 godz. Ateny mikrofalowe wykorzystywane w radiolokacji i radionawigacji: antena paraboloidalna, jedno i dwuwymiarowe płaskie szyki antenowe. Cylindryczny szyk antenowy jako przykład anteny specjalistycznej wykorzystywanej w systemach rozpoznania radioelektronicznego. Podstawowe parametry elektryczne i eksploatacyjne anten i ich wpływ na parametry eksploatacyjne urządzeń radiolokacyjnych. Wykład 10, 2 godz. Wieloelementowe, regularne szyki antenowe – zagadnienie analizy. Liniowy, synfazowy szyk antenowy o nierównomiernym rozkładzie amplitud prądów pobudzających poszczególne elementy promieniujące. Płaski, synfazowy szyk antenowy o jednokierunkowej charakterystyce promieniowania. Metody mechanicznego, mechaniczno – elektronicznego i elektronicznego (fazowo – fazowego) przemieszczania (sterowania) charakterystyką promieniowania. Zasada pracy anten wielowiązkowych wykorzystujących matryce Blassa i Butlera . Wykład 11, 2 godz. Podstawowe pojęcia radionawigacji i metody wyznaczania położenia geograficznego obiektów. Naziemne systemy radionawigacyjne. Satelitarne, stadiometryczne i dopplerowskie systemy nawigacyjne. Systemy antenowe naziemnych systemów wyznaczania kierunku, antena ramowa i liniowy szyk antenowy (z układem S - D na jego wejściu) jako przykłady klasycznych anten radionawigacyjnych. Wykład 12, 2 godz. Radionamierniki i ich zastosowania w naziemnych systemach radionawigacyjnych. Zasady pracy interferencyjnych i impulsowych, hiperbolicznych systemów radionawigacyjnych . Wykład 13, 2 godz. Hiperboliczne , interferencyjne i impulsowe systemy radionawigacyjne (Decca Navigator, Omega, Loran C). Satelitarne, stadiometryczne i dopplerowskie systemy nawigacyjne (Transit – NSSS, Czikada , Navstar – GPS, Glonass) Wykład 14, 2 godz. Zasada pracy wielokanałowych odbiorników radionawigacyjnych systemu Navstar – GPS. Prezentacja pomiaru nawigacyjnego za pomocą odbiornika GPS – 300 firmy Magellan. Wykład 15, 2 godz. Systemy radionawigacyjne wspomagające lądowanie samolotów. Zasada działania systemów ILS, MLS i TLS. Prezentacja multimedialna Zadania projektowe W ramach przedmiotu studenci zobowiązani są do samodzielnego rozwiązania (opracowania) 10 zadań projektowych poświęconych zagadnieniom ściśle związanym z tematyką wykładu. Rozwiązania wszystkich zadań powinny być przedstawione w formie pisemnej, a ich zaliczenie następuje po dyskusji przeprowadzanej podczas obowiązkowej, ustnej prezentacji.
Metody oceny:
Egzamin pisemny - 70 punktów Kolokwia - 10 punktów Ocena projektu - 20 punktów Skala ocen: < 51 punktów ocena niedostateczna 51- 60 ocena dostateczna 61 -70 ocena dośc bobra 71-80 ocena dobra 81-90 ocena dobra z nadmiarem (4.5) 91--100 ocena bardzo dobra
Egzamin:
tak
Literatura:
[1] Rosłoniec S., Bistatyczne i multistatyczne systemy radiolokacyjne, materiały pomocnicze Archiwum Przemysłowego Instytutu Telekomunikacji, B2/ 242/2011, str. , str. 1¸40 [2] Rosłoniec S., ’’ Bistatyczne i multistatyczne systemy radiolokacyjne – części I i II’’ Przegląd Telekomunikacyjny, 2012 ( w druku) [3] Rosloniec S., ’’ Systemy radionawigacyjne wspomagające lądowanie samolotów – części I i II’’ Prace Przemysłowego Instytutu Telekomunikacji, Część I: zeszyt 144, 2009, str.3¸37; Część II: zeszyt 145, 2010 ,str. 3¸27 [4] Bem D., Systemy telekomunikacyjne, t.3 (radiolokacja i radionawigacja) Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1991 [5] Wereszczyński J., Podstawy nawigacji przy użyciu sztucznych satelitów Ziemi. PWN, Warszawa 1971 [6] Carpentier M.H., Principles of modern radar systems. Artech House Inc., Dedham (MA), 1988 [7] Skolnik M.L., Introduction to radar systems , third edition, McGraw-Hill, New York 2001
Witryna www przedmiotu:
www.elka.pw.edu.pl
Uwagi:
Przedmiot o dużym znzczeniu dla praktyki

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
Student, który zaliczył przedmiot posiada podstawową wiedzę na temat: zasad działania podstawowych systemów radiolokacyjnych zarówno monostatycznych, bistatycznych i multistatycznych; - zasad działania naziemnych i satelitarnych systemów radionawigacyjnych; - zasad działania systemów radionawigacyjnych wspomagających lądowanie samolotów; - sygnałów radiolokacyjnych i współczesnych technik ich wytwarzania i odbioru- rozwiązań funkcjonalnych podstawowych urządzeń radiolokacyjnych i radionawigacyjnych
Weryfikacja: Egzamin w formie pisemnej, dwa kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W03, K_W06, K_W07, K_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
Student, który zaliczył przedmiot potrafi wyznaczyć podstawowe parametry eksploatacyjne omawianych systemów radiolokacyjnych (zasięg, rozróżnialność itp.) i wskazać na ich główne zastosowania
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U06, K_U07, K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.3.o
Charakterystyka U2
Student, który zaliczył przedmiot potrafi zaprojektować niektóre z bloków funkcjonalnych monostatycznego systemu radiolokacyj- nego, np. liniowego szyku antenowego, filtru dopasowanego, detektora fazowego, itp.
Weryfikacja: Egz, cz.ustna
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U07, K_U10, K_U06
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.3.o, III.P6S_UW.1.o
Charakterystyka U3
Student, który zaliczył przedmiot potrafi zaprojektować strukturę organizacyjną systemów bistaycznego i multistatycznego złożonego z jednego nadajnika (emitera) i czterech pasywnych jednostek odbiorczych
Weryfikacja: Egz, cz.ustna
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U06, K_U07, K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.3.o
Charakterystyka U4
Student, który zaliczył przedmiot potrafi omówić (wyjaśnić) zasady działania podstawowych (naziemnych i satelitarnych) systemów radionawigacyjnych , w tym TRANSIT , GPS i GLONASS
Weryfikacja: Egz, cz.ustna
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U06, K_U07, K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.3.o
Charakterystyka U5
Student, który zaliczył przedmiot potrafi sformułować równania stadiometryczne opisujące działanie omawianych systemów i podać metody ich rozwiązania w celu wyznaczenia położenia odbiornika
Weryfikacja: Egz, cz.ustna
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U06, K_U07, K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.3.o
Charakterystyka U6
Student, który zaliczył przedmiot potrafi omówić zasady działania systemów ILS, MLS i TLS wspomagających lądowanie samolotów
Weryfikacja: Egz, cz.ustna
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U06, K_U07, K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.3.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K1
Student potrafi pracować indywidualnie i zespołowo nad zadaniem zaprojektowania omawianych systemów radiolokacjnych i radionawigacyjnych lub ich poszczególnych bloków funkcjonalnych
Weryfikacja: Projekt,konsultacje
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K03, K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: