BÁO cáo đồ án i đề tài xây dựng phần mềm mô phỏng radar quân sự

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN & ĐIỆN TỬ Lớp ET-LUH64 - - BÁO CÁO ĐỒ ÁN I : Đề tài: Xây dựng phần mềm mô radar quân Lớp sinh viên: ET-LUH01K64 Mã lớp: 716510 Giảng viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Tiến Dũng Nhóm 2: Họ tên MSSV Phạm Ngọc Thành 20198151 Nguyễn Quang Vinh 20198155 Bùi Thị Thanh 20198149 Đỗ Văn Duy 20198122 Hà Nội, ngày 11 tháng năm 2022 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Đánh giá báo cáo Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: (0): Khơng có, (1) có ít, (2) có vừa phải, (3) có nhiều, cịn lỗi (5) có nhiều, gần khơng có lỗi Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có mơ hình tốn, đánh giá thuật tốn, 5 Có kết mơ phỏng/thưc nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt Có khả phân tích đánh giá kết (15) Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực tương lai Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định 10 Kỹ viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Kỹ viết (10) Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi thang 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Nhận xét thêm Thầy/Cô (giảng viên hướng dẫn nhận xét thái độ tinh thần làm việc sinh viên) Ngày: / / Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat LỜI CAM KẾT Đề tài chúng em tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có từ trước LỜI CẢM ƠN Sau hồn thành đề tài, lời nói nhóm em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến thầy Nguyễn Tiến Dũng dành hết tâm huyết giảng dạy, truyền đạt kinh nghiệm kiến thức quý báu cho chúng em suốt kì học vừa qua , tạo tiền đề để thực đề tài tạo tảng cho tương lai sau chúng em làm đề tài, Thầy tạo điều kiện hỗ trợ chúng em mình, đưa hướng đi, cách giải phù hợp để chúng em vượt qua khó khăn Một lần em xin chân thành cảm ơn Thầy Cuối chúng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè giúp đỡ vật chất lẫn tinh thần để nhóm em hoàn thành đề tài dễ dàng Xin cảm ơn người Trong trình tìm hiểu thực đề tài, thời gian kiến thức chúng em có giới hạn nên khơng thể có thiếu sót Vì vậy, nhóm chúng em mong nhận đóng góp quý báu Thầy để đề tài chúng em hồn thiện Tóm tắt Phần mềm mô Radar quân thiết kế dựa tìm hiểu nhóm qua ngun lý hoạt động số mẫu radar quân sự, qua tài liệu tìm qua mơ lại hoạt động radar sử dụng ngơn ngữ lập trình C# đẻ thực Abstract Military radar simulation software is designed based on the team's understanding of the operating principles of some military radar models, through the documents found, thereby simulating the operation of a basic radar using C# programming language to implement TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Mục lục Mục lục .5 Chương Tổng quan đề tài Tổng quan chương: .7 1.1 Ý Tưởng Đề Tài 1.2 Thiết Kế 1.3 Mục Tiêu Tiến Độ Dự Kiến Và Thực Tế Chương Khái Niệm Radar 2.1 Khái Niệm 2.2 Nguyên tắc hoạt động Radar 2.3 Xung Của Radar .10 2.4 Cơ Sở Vật Lý 10 Chương 2: Mục Tiêu Radar .13 3.1 Mục Tiêu 13 3.2 Tham số mục tiêu Radar hệ tọa độ hai chiều 13 3.3 Tham số mục tiêu Radar hệ tọa độ ba chiều 14 3.4 Phạm Vi Hoạt Động Của Radar .15 3.4.2 B - Scope 15 3.4.3 PPI Scope 16 Chương 4: Xử Lý Tín Hiệu 17 4.1 Các Bước Xử Lý Tín Hiệu 17 4.2 Lưu đồ thuật toán khối mềm điều khiển 18 18 18 18 18 18 18 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chương 5: Kết luận Sản Phẩm 19 5.1 Kết luận .19 5.2 Sản phẩm 19 Tài Liệu Tham Khảo 20 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chương Tổng quan đề tài Tổng quan chương: Chương đưa vấn đề, ý tưởng, phương pháp thực kề hoạch tổng quan thực đề tài 1.1 Ý Tưởng Đề Tài Xây dửng mô hình mơ radar cảnh giới qn dựa tham khảo số radar thực tế có mặt FAR21x7, Score 3K , NSC 34và VRX Viettel 1.2 Thiết Kế phần chính: – Màn thuận tiên cho trình quan sát : hình quét chung , hình thể phương pháp quét , bảng hiển thị thơng số mục tiêu , phím điều khiển – Màn hình screen qt vịng với thang đo khoảng cách xác độ tin cậy cao – Thay đổi chiều quỹ đạo quét tốc độ quét – Mô quỹ đạo mục tiêu nhiều mục tiêu – Hệ thống làm việc chế độ quét nhiều mục tiêu mục tiêu – Tích hợp thêm kiểu quét xử dụng rộng rãi : quét thẳng quét vòng – Hệ thống tính tốn hiển thị thơng số mục tiêu hình nhỏ : Cự Ly , Góc , Phương Vị , Độ Cao Vận Tốc bảng thông số 1.3 Mục Tiêu Tiến Độ Dự Kiến Và Thực Tế STT Công việc Người thực hiên Tìm hiểu phương thức hoạt động Radar Xây Dựng hình qt Trịn , Thơng tin thước đo cụ -Nguyễn Quang Vinh -Bùi Thị Thanh -Phạm Ngọc Thành - Đỗ Văn Duy -Phạm Ngọc Thành -Bùi Thị Thanh Tiến độ dự tính hồn thành 25/4-6/5 Tiến độ thực tế 6/5-15/5 Hoàn Thành Hoàn Thành TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ly Tính tốn cự ly, Mơ quỹ đạo mục tiêu, Nhận biết mục tiêu Thay đổi chiều quỹ đạo quét tốc độ quét Phạm Ngọc Thành Nguyễn Quang Vinh 6/5-15/5 Hoàn Thành Bùi Thị Thanh Nguyễn Quang Vinh 15/5-22/5 Hồn Thành Nghiên cứu tím hiểu kiểu quét thẳng tròn Thiết kế thêm đa mục tiêu Bùi Thị Thanh Nguyễn Quang Vinh Phạm Ngọc Thành Đỗ Văn Duy 22/5-1/6 Hoàn thành (Thay đổi kiểu quét Thẳng Thành quét Góc 1/4) Phạm Ngọc Thành Nguyễn Quang Vinh Đỗ Văn Duy 1/6-8/6 Hồn Thành Tính tốn hiển thị thông số mục tiêu hình nhỏ Tích hợp kiểu qt tím hiểu Nguyễn Quang Vinh Bùi Thị Thanh 8/6-15/6 Hồn thành Phạm Ngọc Thành 15/6-21/6 Hoàn thành 10 Degisn , hoàn thiện sản phẩm Phạm Ngọc Thành Nguyễn Quang Vinh 21/6 –2/7 Hoàn thành 11 Báo Cáo Phạm Ngọc Thành Bùi Thị Thanh 2/7-11/7 Hoàn Thành Chương Khái Niệm Radar TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 2.1 Khái Niệm Radar kỹ thuật hệ thống thiết bị điện tử sử dụng sóng vơ tuyến để phát xác định vị trí vật thể, mục tiêu ưong vùng không gian quan sát Thuật ngữ Radar, viết tắt từ cụm từ Radio Detection And Ranging, với nghĩa tìm kiếm đo đạc sóng vơ tuyến điện,của đối tượng thông qua việc thu, phát xử lý sóng điện từ Hình 1: Radar Principle Phân loại: • • 2.2 Chủ động (Active system): thực phát, thu xử lý sóng điện từ phản xạ từ mục tiêu radar Bị động (Passive system): thu xử lý sóng điện từ xạ từ mục tiêu radar Nguyên tắc hoạt động Radar Nguyên tắc điện tử mà radar hoạt động giống với nguyên tắc phản xạ sóng âm thanh. Nếu bạn hét hướng vật thể phản xạ âm (như hẻm núi đá hang động), bạn nghe thấy tiếng vang. Nếu bạn biết tốc độ âm khơng khí, bạn ước tính khoảng cách hướng chung vật thể. Thời gian cần thiết để tiếng vọng trở lại quy đổi gần thành khoảng cách tốc độ âm biết Radar sử dụng xung lượng điện từ theo cách tương tự, thể Hình Năng lượng tần số vơ tuyến (rf) truyền tới phản xạ từ đối tượng phản xạ. Một phần nhỏ lượng phản xạ quay TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat trở lại radar. Năng lượng trả gọi ECHO, giống thuật ngữ âm nó. Bộ radar sử dụng tiếng vang để xác định hướng và khoảng cách của vật thể phản xạ 2.3 • Xung Của Radar Độ rộng xung PW- Pulse Width – thời gian xạ tín hiệu chu kỳ xạ • Tần số lặp xung PRF - Pulse Repetition Frequency – Số xung phát giây • Thời gian lặp xung PRT - Pulse Repetition Time (PRT=1/PRF) • PW ảnh hưởng đến : – Phạm vi phát mục tiêu Radar – Cự ly tối thiểu tối đa phát mục tiêu • PRF xác định: – Cự ly tối đa phát mục tiêu 2.4 Cơ Sở Vật Lý Radar làm việc dựa tính chất sóng điện từ: Sóng điện từ lan truyền với vận tốc hữu hạn, khơng đổi c=3.108 (m/s) Sóng điện từ truyền thẳng Năng lượng sóng điện từ phản xạ gặp môi trường không đồng (mục tiêu) 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tần số thu trạm radar sai lệch so với tần số phát, gây nên sựchuyển động tương đối mục tiêu trạm radar xác định thông qua hiệu ứng doppler 11 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 12 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chương 2: Mục Tiêu Radar Mục tiêu radar tất đối tượng có khả phản xạ sóng điện từ nằm tầm phát trạm radar 3.1 Mục Tiêu  Mục tiêu nhân tạo: Là mục tiêu tạo nhằm đánh lạc hường Radar  Mục tiêu tự nhiên: Là khí cụ bay, tàu thủy, thiết bị vũ trụ, tên lửa tự hành, phương tiện giới, hình thái thời tiết địa hình  Mục tiêu giả: Là đối tượng không cần quan sát xuất vùng phủ sóng trạm radar, gây nhiễu mục tiêu cần quan sát 3.2 Tham số mục tiêu Radar hệ tọa độ hai chiều Xét mặt phàng phương vị mặt phang nằm ngang tiếp xúc với bề mặt trái đât nơi đặt Radar Mặt phẳng phương vị chúa bốn phương Đông, Tây, Nam, Bắc tương ứng với bốn chữ viết tắt E (East), w (West), s (South), N (North) Vị trí toạ độ mục tiêu M mặt phang phương vị, xác định bời thông số: – Cự ly R: khoàng cách mục tiêu trạm Radar theo tầm nhìn thẳng LOS (Light Of Sight); – Góc phương vị cpM: góc tạo bỡi hướng mục tiêu hướng chuẩn hướng Bấc – Tọa độ mục tiêu Radar M tham chiếu với gốc o tương ứng với vị trí đặt trạm Radar xác định sau: 13 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Sau đo đạc hai thông số ta xác định vị trí M mặt phang phương vị Mục tiêu M xác định hệ thống Radar Đất Đất, Biển - Biển sử dụng hệ toạ độ Decartes hai chiều Bộ tham số (R, Ọm) tham số toạ độ chưa xác định tính động mục tiêu Đe xác định tính động mục tiêu cần bổ sung thêm thông số chuyển động vận tốc xuyên tâm Vxt 3.3 Tham số mục tiêu Radar hệ tọa độ ba chiều Mặt phẳng nằm ngang tiếp xúc với bề mặt đất chứa đài Radar gọi mặt phẳng phương vị, mặt phẳng phương vị trạm Radar đặt gốc O hướng chuẩn hướng Bắc (N) Các mặt phẳng vng góc với mặt phang phương vị gọi mặt phẳng tà (hay mặt phẳng đứng Toạ độ mục tiêu không gian ba chiều Vị trí hay toạ độ mục tiêu M xác định bời thông số sau : Cự ly (Range) R = OM : xác định khoảng cách từ trạm Radar đến mục tiêu M theo tầm nhìn thẳng Góc phương vị (azimuth angle): (Ọ° = NOM' góc hợp hướng mục tiêu hướng Bắc ưong mặt phẳng phương vị Góc tà (elevation angle): ß° = MÕM' góc hợp đường cự ly R hình chiếu đường cự ly mặt phẳng phương vị Bộ tham số (α °; ß°) gọi toạ độ góc hay hướng mục tiêu M Độ cao H = MM' = D.sin ß° 14 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Nếu biết góc ngẩng ß° ta xác định độ cao H ngược lại Vậy vị trí mục tiêu xác định bời ba thông số (D, α °,ß°) (H, α °; ß°) 3.4 Phạm Vi Hoạt Động Của Radar 3.4.1 A -Scope  A -Scope hoặc A-display là hình thức hiển thị đơn giản lâu đời radar. Có thể so sánh với hình máy sóng, sử dụng gọi điều chế độ lệch. Phạm vi A hiển thị khoảng cách mục tiêu kích thước tương đối tín hiệu tiếng vọng (trong trường hợp ngoại lệ, nhận dạng bổ sung). Nó hiển thị tín hiệu tiếng vang nhận từ hướng mà ăng-ten chỉ. Vịng bi hoặc chí góc nâng phải trình bày dạng số đọc quay số kỹ thuật số tương ứng với vị trí thực tế ăng ten 3.4.2 B - Scope B - Scope cho thấy hình ảnh giống biểu đồ Descartes. Nó cung cấp biểu diễn 2-D “từ xuống” khơng gian. Trục hồnh ( abscissa ) thường đại diện cho phép đo phương vị (mang) trục tung ( tọa độ ) đại diện cho phép đo phạm vi. Tín hiệu xuất dạng điểm sáng Hiển thị B-scope phổ biến các radar điều khiển hỏa lực và không năm 1950 60, quét học hoặc điện tử từ bên sang bên kia, lên xuống. Trọng tâm ổ trục thường di chuyển thơng qua bánh xe tay radar điều khiển hỏa lực. Bàn xoay ăng-ten sau chuyển sang hướng mới. Màn hình xác định hướng thu sóng ăng-ten thơng thường. Khu vực chịu lực bao phủ thông qua phận lái tia điện điện tử Đôi ký hiệu sử dụng “phạm vi B” không rõ ràng. Thuật ngữ đề cập đến hai loại phạm vi hoàn toàn khác nhau. Trong thiết bị radar khơng có phép đo góc phương vị, thuật ngữ "phạm vi B" sử dụng (ví 15 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat dụ: Radar xuyên đất ). Khi đó, abscissa thang đo thời gian mã hóa hiển thị lịch sử giai đoạn xung 3.4.3 PPI Scope  PPI Scope được hiển thị hình này, hình radar sử dụng nhiều nhất. Nó hình tọa độ cực khu vực xung quanh bệ radar. Vị trí riêng biểu thị điểm gốc lượt quét, vị trí thường nằm trung tâm phạm vi bị lệch khỏi tâm số tập hợp. PPI sử dụng phép quét hướng tâm xoay quanh tâm hình. Quét quay hình nhanh ăng-ten radar. Điều dẫn đến tranh giống đồ khu vực bao phủ chùm radar. Màn hình tồn lâu dài sử dụng để mục tiêu nhìn thấy quét qua lần 16 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chương 4: Xử Lý Tín Hiệu 4.1 Các Bước Xử Lý Tín Hiệu Bước 1: Phát mục tiêu :( detection) Xác xuất phát nhầm: gây nên tín hiệu phản xạ từ đối tượng Bước 2: Đo đạc tham số:( Measurement ) Cự ly R Đo độ trễ -Đo góc (fi,β) vào hướng tính búp sóng radar -Đo vận tốc Xác định vị trí vẽ quỷ đạo mục tiêu Tính gia tốc M Bước 3: Phân biệt mục tiêu:( display) Bước 4: Nhận biết mục tiêu:( recorgnation) Chỉ thực với Radar chủ động thứ cấp: • Radar chủ động thứ cấp hệ thống radar có khả trao đổi thơng tin ( truyền số liệu ) với đối tượng (mục tiêu) • Q trình trao đổi số liệu M RS thực M nằm lọt búp sóng radar 17 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat • Thời gian trao đổi số liệu phụ thuộc vào tốc độ qt cánh sóng kích thước búp sóng trạm Radar Radar thứ cấp truyền tín hiệu mã hóa đến phát đáp mục tiêu • Transponder phúc đáp tin mã hóa với thơng tin đối tượng ( airplane ) • Một transponder thiết lập tối đa khoảng 4096 mã nhận dạng identifying codes • Trong lĩnh vực quân , transponders gọi IFF (Identification, Friend or Foe) 4.2 Lưu đồ thuật toán khối mềm điều khiển 18 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chương 5: Kết luận Sản Phẩm 5.1 Kết luận Sau hoàn thành đề tài, lời nói nhóm em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến thầy Nguyễn Tiến Dũng hộ trợ chúng em hoàn thành đề tài mô Radar quân Mặc dù chưa thể hoàn thiện tốt hạn chế kiến thức thông tin thực tế chúng em cố gắng hồn thành nhờ giúp đỡ thầy Cuối chúng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè giúp đỡ vật chất lẫn tinh thần để nhóm em hồn thành đề tài dễ dàng Xin cảm ơn người Trong trình tìm hiểu thực đề tài, thời gian kiến thức chúng em có giới hạn nên khơng thể có thiếu sót Vì vậy, nhóm chúng em mong nhận đóng góp quý báu Thầy, Cô để đề tài chúng em hoàn thiện 5.2 Sản phẩm Link GitHub: https://github.com/Dcrown272/Radar 19 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 20 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tài Liệu Tham Khảo Tài liệu trích dẫn: [1]: https://www.radartutorial.eu/12.scopes/sc13.en.html [2]:http://tailieudientu.lrc.tnu.edu.vn/Upload/Collection/brief/ brief_49585_54403_TN201500351.pdf [3]:https://www.tutorialspoint.com/radar_systems/ radar_systems_tracking_radar.htm [4]: https://vc.airvectors.net/ttradar_2.html [5]: https://dyclassroom.com/csharp-project/how-to-create-a-simple-radar-incsharp-using-visual-studio 21 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ... Cu? ?i chúng em xin g? ?i l? ?i cảm ơn đến gia đình, ngư? ?i thân bạn bè giúp đỡ vật chất lẫn tinh thần để nhóm em hồn thành đề t? ?i dễ dàng Xin cảm ơn ngư? ?i Trong trình tìm hiểu thực đề t? ?i, th? ?i gian... Link GitHub: https://github.com/Dcrown272 /Radar 19 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 20 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat T? ?i Liệu Tham Khảo T? ?i liệu... lĩnh vực quân , transponders g? ?i IFF (Identification, Friend or Foe) 4.2 Lưu đồ thuật toán kh? ?i mềm ? ?i? ??u khiển 18 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chương 5: Kết luận Sản