LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô, bạn bè, gia đình tạo điều kiện giúp đỡ động viên suốt trình học tập hoàn thành đồ án Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn Thầy Ts Phạm Văn Phước nhiệt tình hướng dẫn cách khoa học, luôn động viên theo sát tiến trình hoàn thành đồ án Đồ án thực điều kiện hạn chế nhiều mặt nên không tránh khỏi sai sót kính mong nhận đóng góp ý kiến để đồ án hoàn chỉnh Sinh viên Phạm Văn Lễ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án tốp nghiệp với hướng dẫn Ts.Phạm văn Phước Nếu có xuất sai sót hay vấn đề đồ án xin chịu trách nhiệm Sinh viên Phạm Văn LễMỤC LỤC RADAR Radio Detection And Ranging SAR Search and Rescue – Tìm kiếm cứu nạn HF High Frequency – Tần số cao VHF Very High Frequency – Tần số siêu cao PRF Pulse Repetition Frequency - Tần số lặp xung CW Continuos Wave – Phát sóng liên tục AGL Average Ground Level – Mức bề mặt đất MSL Mean Sea Level – Mức bề mặt biển PPI Plan Position Indicator PRT Pulse Repetition Time - Chu lỳ lặp xung IHO International Hydrographic Organnization – Tổ chức khí tượng quốc IMO International Maritime Organnization - Tổ chức hàng hải quốc DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng Bảng 3.1 Bảng Tên bảng Trang Diện tích phản xạ hiệu dụng loại mục tiêu theo chuẩn IHO 34 Bảng thống kê suy hao hệ thống Radar hàng hải 34 Thông số tính toán cho theo bảng sau 34 Thông số kỹ thuật radar mục tiêu 36 Thông số radar JMA-625 38 Tổng suy hao tạp âm áp dụng cho Radar JMA-625 39 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hình Tên hình Trang H1.1 Phân loại theo chức radar H1.2 Phân chia loại radar theo sóng điều chế H1.3 Sơ đồ khối đơn giản radar H1.3b Cấu tạo đèn Magnetron H1.4 Sơ đồ mạch khuếch đại trung tần H1.5a Mây, mưa biển gây nhiễu cho mục tiêu radar 10 H1.5b Nhiễu ảnh hưởng tới búp sóng phát radar 10 H1.6 Vị trí mục tiêu theo độ cao địa hình 11 H1.7 Độ cao mục tiêu radar không gian 12 H1.8 Xác định vị trí mục tiêu hệ tọa độ Oxyz 13 H1.9 Vị trí mục tiêu hiển thị hình Radar 13 H1.10 Một số loại báo mục tiêu radar 14 H2.1 Nguyên lý xác định mục tiêu radar phát xung 15 H2.2 Tín hiệu xung phát xung phản xạ 17 H2.3 Phân giải mục tiêu theo cự ly 18 H2.4 Phận biệt cự ly hai mục tiêu M1,M2 18 H2.5 Quá trình phát tín hiệu từ radar nhận tín hiệu phản xạ từ 19 H2.6 mục tiêu Độ cao anten mục tiêu ảnh hưởng đến tầm xa radar 27 H2.7 Ảnh hưởng khúc xạ búp sóng theo độ cao 28 H2.8 Hiện tượng suy hao thấu kính theo khoảng cách góc 28 nâng H2.9 Khúc xạ, phản xạ tín hiệu khí thay đổi 29 H2.10 Suy hao tín hiệu bầu khí góc nâng búp sóng 00 30 H2.11 Suy hao tín hiệu sóng khí với góc nâng búp 30 sóng 0,50 H1.12 Đồ thị biểu diễn suy hao tín hiệu sương mù 31 H2.13 Suy hao tín hiệu ảnh hưởng mưa theo chiều 31 thu phát H3.1 Ứng dụng Radar Tìm kiếm – Cứu nạn báo động cấp cứu 37 H3.2 Cự ly tìm kiếm mục tiêu theo tiêu chuẩn IMO 38 H3.3 Mối quan hệ khoảng cách tỉ số tín hiệu tạp 44 âm(S/N) mà số xung đập vào mục tiêu thay đổi H3.4 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ xung đập vào mục tiêu tỉ số S/N tín hiệu tạp âm Công suất đỉnh diện tíchphản xạ hiêu dụng thây đổi 45 MỞ ĐẦU Trải qua trình từ đời đến nay, radar ngày cải tiến không ngừng hoàn thiện Cùng với phát triển ngành khoa học, ứng dụng thành tựu tự động hóa, kỹ thuật điện, với phát triển vô tuyến điện tử, tính kỹ thuật, khai thác hoạt động radar cải thiện không ngừng Đến với tính ưu việt mà radar sử dụng nhiều lĩnh vực khác như: Trong quân radar bật với khả phát mục tiêu Trong lĩnh vực khí tượng thủy văn, giúp cho việc dự báo thời tiết xác thuận lợi nhiều Trong ngành hàng không radar dùng để kiểm soát không lưu (ATC) quản lý không lưu (ATM), dẫn đường điều khiển cất cánh hạ cánh máy bay Trong lĩnh vục hàng hải, radar sẵn sàng cung cấp thông tin cách xác nhanh chóng khoảng thời gian ngắn để tránh va đập, xác định vị trí tàu… Từ vấn đề mà radar trở thành phương tiện dẫn đường chủ yếu đảm bảo an toàn cho tàu biển tham gia hàng hải Vì lý chọn đề tài “Nghiên cứu mô cự ly phát mục tiêu Radar hàng hải” CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ RADAR VÀ MỤC TIÊU RADAR 1.1 Khái quát Radar Radar viết tắt Radio Detection And Ranging, thiết bị phát minh thập kỷ kỷ 20 dùng để nhận dạng từ xa xác định cự ly vật thể (như tàu thủy máy bay) sóng điện từ Nguyên lý bên radar thí nghiệm lần Hertz vào cuối kỷ 19 Hertz kiểm tra lý thuyết trường điện từ Maxwell, chứng tỏ sóng điện từ phản xạ lại chất dẫn điện điện môi Các phát chưa ứng dụng năm 1900 kỹ sư người Đức sáng chế thiết bị để nhận dạng tàu chướng ngại vật sóng điện từ Tuy nhiên, cự ly phát nhỏ (cỡ dặm) nên thiết bị chưa thành công Một vài năm trước Thế chiến thứ hai bùng nổ hệ thống radar phát sóng liên tục CW thử nghiệm nhiều quốc gia Các hệ thống radar hoạt động chủ yếu băng tần HF (high frequency: đến 30MHz) VHF (very high frequency: 30 đến 300MHz) đạt cự ly phát lên đến 50 dặm Các radar CW dùng hiệu ứng dịch tần Doppler đo dịch chuyển mục tiêu sinh làm tảng cho việc phát mục tiêu mà thêm thông tin cự li hay vị trí Trong suốt Thế chiến hai, hệ thống radar sử dụng cách có hệ thống công cụ để cải thiện hệ thống phòng thủ quân sự, cách phát sớm máy bay tàu chiến quân địch, Trong thời kỳ đó, radar xung phát minh để cung cấp thông tin cự ly dựa việc đo lường thời gian trễ xung phát xung phản xạ từ mục tiêu Từ đó, hệ thống radar phát cải tiến liên tục vế phần cứng (máy phát, máy thu, anten radar v.v.) lẫn phần mềm (khi máy tính xuất làm công cụ cho việc phân tích biểu diễn liệu radar) Hiện nay, radar ứng dụng vào nhiều lĩnh vực đời sống điều khiển không lưu, định vị hàng hải, dự báo thời tiết, ứng dụng đời sống radar phát mỏ khoáng sản, mỏ dầu… radar kiểm tra công trình xây dựng, radar đo tốc độ xe lưu thông ứng dụng quân giám sát, định vị, điều khiển, dẫn đường cho loại vũ khí 1.2 Chức phân loại Radar 1.2.1 Chức Radar Chức radar: - Đo khoảng cách xác định vị trí mục tiêu (tính toán khoảng thời gian thu tín hiệu sóng phản xạ trễ so với tín hiệu phát) - Xác định vận tốc mục tiêu (dựa vào tần số Doppler) - Xác định góc phương vị (dựa vào hướng mũi tàu, xung phương vị đánh dấu radar phát) - Xác định độ lớn mục tiêu (dựa vào độ lớn tần số sóng phản xạ thu được) - Xác định nhận dạng mục tiêu số thành phần khác(thông qua tần số sóng phản xạ thu hàm có phương hướng) - Xác định nhận biết mục tiêu di chuyển (dựa vào thay đổi tín hiệu phản xạ thu được) - Xác định mục tiêu có cấu tạo vật liệu (thông qua tính chất vật liệu phản xạ) Hiện hệ thống radar dùng cho ngành hàng hải có chức từ đến nêu Hệ thống radar SAR (Search and Rescue) hệ thống radar tìm kiếm cứu nạn sử dụng hệ thống vệ tinh quan sát trái đất với nhiều mục đích khác như, phục vụ cho nghiên cứu trái đất, khí hậu, thủy văn,… 1.2.2 Phân loại radar Các hệ thống Radar nói chung sử dụng dạng sóng điều chế anten định hướng để phát lượng điện từ vào thể tích định không gian nhằm phát mục tiêu Các vật thể (mục tiêu) nằm không gian tìm kiếm phản xạ lại phần lượng (tín hiệu phản xạ) trở lại đài radar Các tín hiệu phản xạ máy thu đài radar xử lý để tách thông tin mục tiêu cự ly, vận tốc, góc phương vị, số đặc tính khác Radar phân loại theo vị trí đặt hệ thống radar mặt đất, máy bay, không gian hay tàu thủy Ngoài ra, hệ thống radar phân thành nhiều loại khác dựa vào đặc tính radar băng tần số, loại anten dạng sóng phát Ta phân loại radar theo chức nhiệm vụ đài radar radar khí tượng, radar cảnh giới, radar dẫn đường H1.1 Phân loại theo chức radar Thông thường radar phân loại theo dạng sóng hay theo tần số hoạt động Theo dạng sóng, radar phân thành hai loại phát sóng liên tục (CW) phát xạ xung Radar phát sóng liên tục loại radar phát lượng điện từ liên tục sử dụng hai anten phát thu riêng biệt Radar phát xạ xung liên tục không điều chế đo xác vận tốc xuyên tâm mục tiêu (độ dịch Doppler) góc phân vị Thông tin cự ly mục tiêu biết sử dụng điều chế Radar xung sử dụng chuỗi xung (chủ yếu điều chế) Trong kiểu radar hệ thống phân loại dựa theo tần số lặp lại xung (PRF – Pulse Repetition Frequency) với dạng PRF thấp, PRF trung bình, PRF cao Các radar PRF thấp sử dụng để đo cự ly không cần quan tâm đến vận tốc mục tiêu (độ dịch Doppler) Radar PRF cao chủ yếu sử dụng để đo vận tốc mục tiêu Radar phát sóng liên tục radar phát xạ xung đo cự ly vận tốc xuyên tâm mục tiêu, cách sử dụng sơ đồ điều chế 10 Diện tích phản xạ hiệu dụng(RCS) σ – Tiêu định vị Mức công suất nhỏ mục tiêu Smin Tổng suy hao Ls 0,1 m2 (Bảng 3.1) 5.10-15 (W) -83,87 dBm 128.8 21.1 dB Cách tính 1: Áp dụng công thức tính tầm xa cực đại (2.21) RMax Pt G λ σ 104.1900 2.0,112.0,1 = = = 13.6km = 7,34(NM) (4π )3 Smin Ls (4π )3 5.10 −15.128,8 Nhận xét: Từ công thức ta thấy Rmax tầm xa cực xác định mục tiêu mà không tính đến ảnh hưởng độ cao anten mục tiêu Cách tính 2: Xét trường hợp tính đến độ cao anten độ cao mục tiêu so với mực nước biển ta xét với độ cao anten radar hàng hải cao 30m so với mực nước biển độ cao beacon 1m so với mực nước biển ta có công thức tính gần tầm xa cực đại radar sau: Rmax ( NM ) = 2,23 ( ) h1 + h2 = 2, 23( + 30) = 14,44( NM ) = 26.75km Cách tính 3: Xét với độ cao anten giảm lần so với cách tính tức độ cao anten so với mực nước biển 15m độ cao tiêu định vị 1m ta xác định tầm xa cực đại mục tiêu theo công thức tính gần là: Rmax ( NM ) = 2, 23 ( ) h1 + h2 = 2,23( + 15) = 10,87 NM = 20,13km Kết luận toán 1: Nếu ta tính tầm xa cực đại radar để phát mục tiêu tiêu định vị với thông số Đố với cách tính ta tính đến sực ảnh hưởng nhiễu, tạp âm, suy hao… Mà không xét đến độ cao anten radar mục tiêu Ta tính khoảng cách cực đại 7,34 hải lý Tầm xa tương đối hạn chế Nếu ta tính theo công thức số không xét đến ảnh hưởng suy hao, xét đến độ cao anten 30m so với mực nước biển ta tính tầm xa cực đại 42 radar 14.44 hải lý Đối với cách tính thứ ta giảm độ cao anten nửa 15m ta tính tầm xa cực đại radar 10,87 hải lý Từ cách tính ta thấy tầm xa radar chịu ảnh hưởng lớn diện tích phản xạ hiệu dụng, ảnh hưởng nhiễu, suy hao, độ cao anten Theo công thức tầm xa cực đại thu lớn gấp lần so với cách tính Bài toán số 2: Tính toán xác định tầm xa cực đại Radar để phát hiên mục tiêu theo bảng sau: Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật radar mục tiêu Thông số Công suất phát xung Giá trị (đơn vị) 10 kW dB 40 dBW đỉnh Pt Độ lợi anten G Tần số f = 2700MHz Diện tích phản xạ hiệu 1900 0,11 m 1,4 m2 (bảng 3.1) 32,8 dB dụng xuồng dài Độ cao so với nước biển Mức tín hiệu nhỏ có 2m (bảng 3.1) 5.10-15 W -113 dBm 128.8 21.1 dB thể thu mục tiêu -Smin Tổng suy hao hệ thống Ls Cách tính 1: Áp dụng công thức tính tầm xa cực đại mục tiêu (2.21) RMax Pt G λ σ 104.1900 2.0,112.1, 4 = = = 26,3km = 14,2( NM ) (4π )3.Smin Ls (4π )3.5.10−15.128,8 Cách tính 2: Xét trường hợp tính đến độ cao anten độ cao mục tiêu so với mực nước biển ta xét với độ cao anten radar hàng hải cao 30m so với mực nước biển độ cao xuồng dài 2m so với mực nước biển ta có công thức tính gần tầm xa cực đại radar sau: R max ( NM ) = 2, 23 ( ) h1 + h2 = 2, 23( + 30) = 15,37 NM = 28, 46km 43 Cách tính 3: Xét với độ cao anten giảm lần so với cách tính tức độ cao anten so với mực nước biển 15m độ cao tiêu định vị 1m ta xác định tầm xa cực đại mục tiêu theo công thức tính gần là: Rmax ( NM ) = 2,23 ( ) h1 + h2 = 2,23( + 15) = 11,79 NM = 21,84km Nhận xét: Từ kết tính cho thấy dù ta có tăng độ cao anten lên 30m (ở cách tính 15m cách tính 1) bỏ qua suy hao That a thu tầm xa cực đại radar 15,37 hải lý - Ứng dụng thực tế: Các phương pháp thường ứng dụng tìm kiếm cứu nạn, với mục tiêu có kích thước nhỏ có diện tích phản xạ hiêu dụng thấp như: Tiêu định vị, beacon, xuồng, bè, tàu có kích thước bé trung bình IMO đưa mô hình tín kiếm cứu nạn sau: H3.1 Ứng dụng Radar Tìm kiếm – Cứu nạn báo động cấp cứu 44 H3.2 Cự ly tìm kiếm mục tiêu theo tiêu chuẩn IMO Ta thấy cự ly nhỏ cự ly mà ta tính toàn số toán số nguyên nhân độ nhạy của radar tính toán cao độ nhạy radar nêu Bài toán 3: Tính toán xác định cự ly phát mục tiêu cực đại Radar với thông số thực tế bảng sau: Bảng 3.5 Thông số radar JMA-625 45 Bảng 3.6 Tổng suy hao tạp âm áp dụng cho Radar JMA-625 Thành phần suy hao Ký hiệu Suy hao bầu khí Suy hao dạng búp sóng Suy hao độ rộng búp sóng Suy hao lọc Suy hao thăng giáng mục tiêu Suy hao tích hợp Suy hao xử lý tín hiệu Suy hao máy thu Suy hao máy phát Tổng suy hao Tạp âm nhiệt tổng F Mức ngưỡng tách mục tiêu Độ lợi thu tổng Độ lợi phần phát Công suất phát băng X 25kW Tàu SOLAS 500 GT, σ =1800m2 Tần số lặp xung fr =500 ~2000Hz Tốc độ quay ăng ten 22 vòng/phút La Lant LB Lm Lf Li Lx Lr Lt Ls F (SNR) Gr Gt Pt σ PRF RPM Suy hao (dB) 1,32 1,35 1,32 1,20 6,92 2,09 2,0 1,26 1,26 128,9 3,99 10 109 103 25.103 1800 Bài toán 3: Tính toán xác định cự ly cực đại Radar JMA 625 với thông số kỹ thuật nêu bảng Khi mà tỉ số tín hiệu tạp âm lớn tới mức mục tiêu hiển thị ảnh radar, giá trị (SNR) chọn dB Áp dụng phương trình (2.27) radar có tần số PRF; Pt τ G Ti λ δ f r ( SNR )n p = (4π )3.R k Te B.F L Tốc độ quay anten radar JMA - 625 có tốc độ quay 22 vòng/phút tương đương với 2,73 s/vòng vòng 7,6 ms anten radar quét được lượt hình theo phương ngang độ rộng búp sóng Với số lặp xung fr=(500 ~2000)Hz hay có giá trị 500 xung/s tương đương 0,5 xung/ms Sau vòng quét anten thời gian 7,6 ms Suy ta có số xung đập vào mục tiêu np= 3.8 xung/vòng quét 46 np Ta có Ti = f r đó: np số xung đập vào mục tiêu radar quét 3,8 = 0, 0076( s) 500 vòng; fr tần số lặp tín hiệu xung PRF: suy : Ti= Xét với mức (SNR) Smin đạt giá trị nhỏ Hay (SNR)np = 10dB Thay giá trị vào công thức 3.343 Ta thu bảng giá trị sau đơn vị dB Bảng giá trị thông số: Pt Gt Gr λ2 σ Ti fr τ (4П)3 SNRmin KTeB F L 43,98 60 90 -29 32,55 -21,2 26,99 -60 32,98 10 -139,2 21,1 Rmax4 (dB) = 43,98 + 60 + 90 + 32,5 + 26,99 + 139,2 – 29 - 21,2 – 60 – 32,98 – 10 – – 21,1 Rmax = 10 212,39 10 => Rmax = 204km = 110,15 NM Nhận xét: Trong toán tổn hao nhiễu L = 21.1 dB ta tính giá trị cực đại xác định mục tiêu radar R max= 110,15 hải lý Nếu tat hay đổi giá trị nhiễu xuống L = 15 dB Ta thu kết cỵ ly cực đại phát mục tiêu radar Rmax= 154,7 hải lý Qua toán cho ta thấy nhiễu ảnh hưởng lớn đến cự ly xác định mục tiêu radar 47 3.2 Mô xác định cự ly phát mục tiêu Radar Bài toán: Mô cự ly phát mục tiêu Radar Code Matlab: % Mô phương trình radar với tần số lặp xung thấp pt = 1.5e+6; % Công suất đỉnh đơn vị (W) freq = 5.6e+9; % Tần số hoạt động radar đơn vị Hz g = 45.0; % Độ lợi anten radar dB sigma = 0.1; % Diện tích phản xạ hiệu dụng mục tiêu đơn vị m2 te = 303.0; % Tạp âm gây nhiệt độ đơn vị K (Kelvin) b = 5.0e+6; % Độ rộng băng thông đơn vị Hz nf = 3.0; % Hệ số phẩm chất radar dB loss = 13.7; % Suy hao hệ thống radar đơn vị dB np = 1; % Có xung đập vào mục tiêu prf = 500 ; % Tần số lặp xung Hz range = 250.0; % Tầm xa đơn vị Km np1 = 10; % Mức thay đổi lần np np2 = 100; % Mức thay đổi lần np rcs_delta = 10.0; % Mức thay đổi RCS pt_percent = 2.0; % Mức thay đổi giá trị công suất đỉnh c = 3.0e+8; % Tốc độ sóng lambda = c / freq; p_peak = base10_to_dB(pt); lambda_sq = lambda^2; lambda_sqdb = base10_to_dB(lambda_sq); sigmadb = base10_to_dB(sigma); 48 for_pi_cub = base10_to_dB((4.0 * pi)^3); k_db = base10_to_dB(1.38e-23); te_db = base10_to_dB(te) b_db = base10_to_dB(b); np_db = base10_to_dB(np); range_db = base10_to_dB(range * 1000.0); snr_out = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + np_db - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * range_db % Hinh 3.3 index = 0; n1 = np_db; n2 = base10_to_dB(np1); n3 = base10_to_dB(np2) for range_var = 25:5:400 index = index + 1; rangevar_db = base10_to_dB(range_var * 1000.0); snr1(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + n1 - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; snr2(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + n2 - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; snr3(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + n3 - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; end figure(2) var = 25:5:400; 49 plot(var,snr1,'k',var,snr2,'k ',var,snr3,'k .') legend('np = 1','np1','np2') xlabel ('Range - Km'); ylabel ('SNR - dB'); %title ('np = 1, np1 = 10, np2 =100'); % Hinh 3.4 sigma5 = sigmadb - rcs_delta; pt05 = p_peak + base10_to_dB(pt_percent); index = 0; for nvar =1:10:500 index = index + 1; ndb = base10_to_dB(nvar); snrs(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ndb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0* range_db; snrs5(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigma5 + ndb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * range_db; end index = 0; for nvar =1:10:500 index = index + 1; ndb = base10_to_dB(nvar); snrp(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ndb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * range_db; snrp5(index) = pt05 + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ndb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * range_db; 50 end nvar =1:10:500; figure(3) subplot(2,1,1) ; plot(nvar,snrs,nvar,snrs5) ; plot (nvar,snrs,'k',nvar,snrs5,'k '); legend ('default RCS','RCS-delta'); xlabel ('Number of coherently integrated pulses'); ylabel ('SNR - dB'); %title ('delta = 10, percent = 2'); subplot (2,1,2) plot (nvar,snrp,'k',nvar,snrp5,'k ') legend ('default power','pt * percent') xlabel ('Number of coherently integrated pulses'); ylabel ('SNR - dB'); Kết thu sau mô phỏng: H3.3 Mối quan hệ khoảng cách tỉ số tín hiệu tạp âm(S/N) mà số xung đập vào mục tiêu thay đổi 51 H3.4 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ xung đập vào mục tiêu tỉ số S/N tín hiệu tạp âm Công suất đỉnh diện tích phản xạ hiêu dụng thây đổi Nhận xét: Với H3.3 ta thấy mối quan hệ khoảng cách từ radar tới mục tiêu tỉ số tín hiệu tạp âm tỉ lệ nghịch Khi khoảng cách xác định mục tiêu radar tăng lên (0 – 400 Km) hệ số S/N giảm dần S/N giảm dần cho thấy khả quan sát mục tiêu radar giảm Tín hiệu S/N lớn mục tiêu hiển thị hình radar rõ nét xác S/N tỉ số đặc chưng cho khả quan sát mục tiêu radar Độ lớn S/N phụ thuộc vào diện tích mặt phản xạ mục tiêu, mục tiêu lớn S/N lớn ngược lại Qua H3.4 Biểu biễn mối quan hệ tần số lặp xung đập vào mục tiêu tỉ số tín hiệu tạp âm S/N Số xung đập vào mục tiêu lớn tỉ lệ thuận với S/N Và tỉ lệ thuận với diện tích phản xạ hiệu dụng Khi ta tăng công suất phát đỉnh radar lên tỉ số S/N tăng theo Dẫn tới làm tăng tầm xa hoạt động radar 52 Trong radar hàng hải công suất phát đỉnh radar thường có giá trị từ 10KW -25KW có tầm xa cực đại khoảng 120 hải lý radar dùng hàng hải thông thường Và tùy kích thước tàu mà anten có độ cao tương ứng.KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Đề tài đưa số phương pháp tính toán tầm xa radar RF Phương pháp đề tài cho phép phát định vị xác vị trí mục tiêu Việc mô cho phép ta điều chỉnh thông số phát xạ radar hay nói cách khác cho phép ta mở rộng tầm xa radar Đề tài thực số giới hạn định thời gian kiến thức áp dụng nên chắn có số mặt hạn chế định Đề tài mở rộng để trở thành công cụ xác định mục tiêu radar áp dụng vào thực tế 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đức Luyện, Cơ sở thống kê Ra Đa, NXB Quân đội nhân dân,2003 Học viện Hàng không Việt Nam, Giáo trình Radar, 2006 Bassem R Mahafza, Radar Systems Analysis and Design Using Matlab, Chapman & Hall/CRC, 2000 Matlab Release 14 Service Pack 2, Wavelet Toolbox 3.0.2 Release Notes,The Mathwork Inc., 2005 Blake, L.V A guide to Basic Pulse-Radar Maximum-range Calculation Goldstein, H “Attenuation by condensed Water” D.E Kerr “Propagation of short radio waves”, tập 13; Weil, T A “atmospheric Lens Effect”, IEEE Trans, 1973 trang 51-54 54 NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Tinh thần thái độ, cố gắng sinh viên trình thực Đồ án/khóa luận: Đánh giá chất lượng Đồ án/khóa luận tốt nghiệp (so với nội dung yêu cầu đề mặt: lý luận, thực tiễn, chất lượng thuyết minh vẽ): Chấm điểm giảng viên hướng dẫn (Điểm ghi số chữ) Hải Phòng, ngày tháng năm 20 Giảng viên hướng dẫn ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN 55 Đánh giá chất lượng Đồ án/khóa luận tốt nghiệp mặt: thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý thuyết, vận dụng vào điều kiện cụ thể, chất lượng thuyết minh vẽ, mô hình (nếu có) …: Chấm điểm người phản biện (Điểm ghi số chữ) Hải Phòng, ngày tháng năm 20 Người phản biện 56 [...]... chỉ báo mục tiêu radar 20 CHƯƠNG II NGUN LÝ XÁC ĐỊNH MỤC TIÊU VÀ CÁC THAM SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN XÁC ĐỊNH MỤC TIÊU RADAR HÀNG HẢI Radar được trang bị cho ngành hàng hải, là loại dùng ngun lý radar xung Rdar có nhiệm vụ phát hiện và xác định tọa độ mục tiêu so với trạm radar trong hàng hải, tọa độ xác định bằng hệ tọa độ cực thơng qua khoảng cách và góc 2.1 Ngun lý phát xung trong Radar xung Radar phát các... định được tốc độ di chuyển của mục tiêu 2.3 Phương trình xác định cự ly của Radar hàng hải 2.3.1 Phương trình xác định tầm xa cực đại của radar hàng hải 26 Tầm xa cực đại của radar hàng hải là khoảng cách lớn nhất mà trong giới hạn đó radar có thể phát hiện được mục tiêu, tức là ảnh của mục tiêu còn xuất hiện đủ trên màn hình radar Xét một radar có anten bức xạ đẳng hướng Do loại anten này có dạng bức... khoảng cách từ trậm radar đến mục tiêu P, góc mạn β 19 1.4.3 Qũy đạo mục tiêu Qũy đạo mục tiêu là tập hợp tấp cả các vị trí vết của mục tiêu theo thời gian Vết của mục tiêu cho thấy sự di chuyển của mục tiêu thay đổi so với tàu quan sát được hiển thị trên màn ảnh radar Có thể chỉ báo Mục tiêu radar theo như h1.10 Đối với radar sử dụng trong hàng hải chỉ báo PPI là thích hợp nhất với mục đích quan sát... phải thực hiện chức năng và nhiệm vụ tương đương: mạch tách sóng biên độ, tách sóng pha… Tầng khuếch đại thị tần: là tầng khuếch đại tín hiệu được đưa đến từ tầng khuếch đại trung tần Trong radar hàng hải thì tầng khuếch đại trung tần khơng đòi hỏi u cầu q cao Vì thế, mạch RC thường được sử dụng trong radar hàng hải 1.4 Mục tiêu Radar hàng hải 1.4.1 Mục tiêu của Radar Khái niệm về mục tiêu radar Mục. .. thị của radar - Mục tiêu nhóm là cụm mục tiêu khơng phân biệt được về góc và khoảng cách Những mục tiêu này trên màn ảnh sẽ chập lại với nhau khơng phân biệt được - Mục tiêu khối hiện tượng này do các đám mây huyền phù, mây tích điện gây ra ảnh các mục tiêu này trên màn ảnh tương đối lớn biên mờ và biến đổi theo thời gian - Ngồi ra còn phân loại mục tiêu radar theo: Mục tiêu nhân tạo là các mục tiêu do... một thơng số của radar mơ tả khả năng phát hiện các mục tiêu nằm gần nhau thành các vật thể phân biệt Xét hai mục tiêu nằm tại cự ly R1 và R2, tương ứng với thời gian trễ t1 và t2 Cơng thức tính độ sai biệt cự ly giữa hai mục tiêu là (2.4) (2.5) Trong đó: B là băng thơng, τ là độ rơng xung thăm dò H2.3 Phân biệt mục tiêu theo cự ly Trên hình vẽ : Rmin là tầm xa cự tiểu, Rmax là tầm xa cực đại, Khoảng... Khái niệm về mục tiêu radar Mục tiêu của radar là khả năng quan sát tất cả các vật thể trong phạn vi và tầm quan sát của radar Đối với ngành hàng hải thì mục tiêu của radar có thể là thuyền, tàu, mốc hàng hải, đảo, vịnh, bờ biển, mây… Các thơng tin về mục tiêu sẽ được cung cấp nhờ tín hiệu sóng phản xạ mang lại Phân loại mục tiêu radar - Mục tiêu riêng biệt là các mục tiêu nằm riêng biệt với nhau và... ra như tàu, thuyền… Mục tiêu tự nhiên là do thiên nhiên 15 tạo ta như bờ biển, bờ sơng, núi,… Mục tiêu giả là những mục tiêu khơng cần quan sát mà vẫn gây ảnh hưởng cho mục tiêu quan sát H1.5a Mây, mưa trên biển gây nhiễu cho mục tiêu radar H1.5b Nhiễu ảnh hưởng tới búp sóng phát của radar 1.4.2 Các tham số cơ bản xác định vị trí mục tiêu của Radar - Vị trí tuyệt đối của một mục tiêu được xác định khi... của anten radar Hệ số này phụ thuộc vào góc mở của búp sóng phát Tỉ lệ thuận với tầm xa cực đại của radar Tốc độ vòng quay của anten cũng ảnh hưởng tới khả năng phát hiện mục tiêu của radar Cơng suất phát của radar tỉ lệ thuận với tầm xa cực đại của radar 2.4.2 Ảnh hưởng của tầm nhìn thẳng trên biển Tầm nhìn thẳng trên biển là tầm nhìn trên một đưởng thẳng tính từ máy phát radar tới mục tiêu mà khi... và độ cao của mục tiêu ảnh hưởng rất lớn đến tầm xa cục đại của radar H2.6 Độ cao của anten và mục tiêu ảnh hưởng đến tầm xa của radar Sau đây ta có cơng thức tính gần đúng xác định cự ly tương đối từ anten phát tới mục tiêu: D = R = 2,23.( h1 + h2 )( NM ) (2.36) Với D, R là khoảng cách từ anten radar tới mục tiêu h1 là độ cao của anten radar so với mực nước biển h2 là độ cao của mục tiêu so với mực