Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Khoa Điện tử Viễn thông Kỹ thuật định vị và dẫn đường điện tử Electronics Positioning and Navigations TS. Đỗ Trọng Tuấn Bộ môn Kỹ thuật thông tin Hà Nội, 8-2010 Phần 1 Kỹ thuật Radar ξ 1. Khái niệm và phân loại Radar (tiếp theo) • s(t) = a(t)cos( ω 0 t+ φ 0 ) • a(t) : đường bao xung - “pulsed radar” Nguyên lý cơ bản của Radar xung T Thời gian tần số làm việc f 0 s(t) a(t) cos( ω 0 t+ φ 0 ) s r (t) ON OFF ∆t echo đo độ trễ cự ly mục tiêu Tính toán cự ly Range Calculation • Cự ly - Range, R = (c T R )/2 • Range : km hoặc nm (nautical miles) • T R : µs (microseconds) R(km) = 0.15T R (µs) hoặc R(nmi) = 0.081 T R (µs) 1 km  6.67 µs 1 nmi  12,34 µs Xác định cự ly theo đơn vị km và nmi tương ứng với độ trễ thời gian 27 µs? Tính toán cự ly Range Calculation R(km) = 0.15T R (µs) hay R(nmi) = 0.081 T R (µs) = 0.15 × 27 hay = 0.081 × 27 = 4.05 km hay = 2.187 nmi Radar sơ cấp PRF = 10 kHz M #1, 6 km M #2, 18 km thời gian seconds Tính toán cự ly Range Calculation Biên độ Thời gian, t (ms) 0 Xung phát ambiguous range : cự ly xảy ra nhầm lẫn Tính toán cự ly Range Calculation Radarsơ cấp PRF = 10 kHz M #1, 6 km M #2, 18 km Thời gian seconds Range [km] = 0.15T R (µs), → A-scan PRF = 10 kHz→ mỗi xung được lặp lại sau 0.0001 s = 0.1 ms Tính toán cự ly Range Calculation Biên độ Thời gian, t (ms)0 0.04 0.1 0.12 0.14 Xung phát xung phản xạ M #1 M #1 M #2 Cự ly 6 km tương ứng với độ trễ 40 µs và cự ly 18 km tương ứng với độ trễ 120 µs Chú ý rằng mục tiêu M #2 ở quá xa trạm radar nên tín hiệu phản xạ (echo) sẽ nhận được trong chu kỳ kế sau, tạo nên cự ly không chính xác là 3 km ambiguous range : cự ly xảy ra nhầm lẫn Tính toán cự ly Range Calculation [...]... việc dựa trên 4 tính chất của sóng điện từ: 1 Sóng điện từ truyền lan với vận tốc hữu hạn , không đổi c = 3 *108 (m/s) 2 Sóng điện từ truyền thẳng 3 Năng lượng sóng điện từ sẽ phản xạ khi gặp môi trường không đồng nhất (mục tiêu) 4 Tần số thu được tại trạm Radar sai lệch so với tần số phát, gây nên do sự chuyển động tương đối giữa mục tiêu và trạm Radar và được xác định thông qua hiệu ứng Doppler tần...Ví dụ 2 Giả sử một trạm Radar giám sát hàng không có công suất đỉnh là 100 KW, bức xạ tín hiệu theo kiểu xung với độ rộng 10 µs và chu kỳ lặp xung là 1 ms Hãy xác định cự ly làm việc (tối đa và tối thiểu) và độ phân giải về mặt cự ly của trạm Radar trên ? Rmax c(T − τ ) = 2 Rmin cτ = 2 Độ phân giải cự ly - Range Resolution ΔR: độ phân giải cự ly Độ phân giải cự ly... thông qua hiệu ứng Doppler tần số làm việc của radar M Anten radar bức xạ định hướng echo RS Kích thước búp sóng tại mức nửa công suất ( công suất đỉnh giảm đi một nửa  suy hao – 3 dB) theo phương góc tà ∆β theo phương góc phương vị ∆φ Mẫu bức xạ Radiation pattern Kích thước búp sóng tại mức nửa công suất ( suy hao – 3 dB) Phương vị ∆φ Góc ngẩng ∆β HPBW: half power beam width Độ rộng búp sóng quan trọng... d1 Kích thước anten nhỏ →búp sóng lớn ? (small antenna → wide beam width) Ví dụ Giả sử hệ thống Radar thời tiết làm việc tại Băng C, tần số 5625 Mhz, sử dụng anten parabol có đườngkính 2,44 m Hãy xác định kích thước búp sóng và hệ số khuếch đại của anten G(dB) ? Hệ số khuếch đại của anten 41253 G= 0 0 ∆ϕ × ∆β Ví dụ Kích thước búp sóng tại mức nửa công suất: λ c(m / s) ∆ϕ (rad ) = ∆β (rad ) = = D f... Resolution unresolved return a Hai mục tiêu không thể phân biệt về cự ly cτ + ∆t 2 b Hai mục tiêu có thể phân biệt về cự ly Ví dụ Một hệ thống Radar xung có cự ly làm việc tối đa 3000 km và băng thông là 3.33 kHz Hãy xác định: a Tần số lặp xung PRF (fr) yêu cầu b Chu kỳ lặp xung PRT ( IPP = T) c Độ rộng xung phát τ d Cự ly phân giải mục tiêu ΔR e Hãy cho biết ảnh hưởng của các tham số đến cự ly làm việc... pattern Kích thước búp sóng tại mức nửa công suất ( suy hao – 3 dB) Anten Parabol λ ∆ϕ = ∆β ≈ (rad ) d 60λ 0 0 ∆ϕ = ∆β ≈ (deg ree) d d: độ mở anten (m) - apeture λ: bước sóng làm việc (m) Độ rộng thep hướng vị ∆φ Độ rộng theo hướng góc tà ∆β HPBW: half power beam width 41253 G= ∆ϕ 0 × ∆β 0 (From Understanding Radar Systems) Hệ số khuếch đại anten b = r sin ϕ a = r sin β S = ab = r 2 sin β sin ϕ Dien _ tich...  2ν  υ  2  f r = f t 1 ± +    c c    2 υ    . Hà Nội Khoa Điện tử Viễn thông Kỹ thuật định vị và dẫn đường điện tử Electronics Positioning and Navigations TS. Đỗ Trọng Tuấn Bộ môn Kỹ thuật thông tin Hà Nội, 8-2010 Phần 1 Kỹ thuật Radar ξ. mục tiêu và trạm Radar và được xác định thông qua hiệu ứng Doppler. M RS echo Anten radar bức xạ định hướng tần số làm việc của radar theo phương góc tà ∆β theo phương góc phương vị ∆φ Kích. trên 4 tính chất của sóng điện từ: 1. Sóng điện từ truyền lan với vận tốc hữu hạn , không đổi. c = 3 *10 8 (m/s) 2. Sóng điện từ truyền thẳng. 3. Năng lượng sóng điện từ sẽ phản xạ khi gặp