Định vị và dẫn đường điện tử 2 đại học mở hà nội

Chương Ch Nguyên lý hệ thống Radar Principles and Systems CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ξ 1 Khái niệm nguyên lý Radar CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Radar Radio Detection and Ranging Christian Huelsmeyer, Đức 1904 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Khái niệm Radar Radar hệ thống thiết bị phát (detect) xác định vị trí (ranging) đối tượng thơng qua việc thu, phát xử lý sóng điện từ TARGET, RETURN, ECHO, CONTACT, OBJECT, REFLECTING OBJECT CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt M R N β O φ LOS Range: cự ly theo tầm nhìn thẳng (Line of Sight) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mục tiêu Radar • Mục tiêu radar tất đối tượng có khả phản xạ sóng điện từ nằm tầm phát trạm radar • Phân loại: – Mục tiêu quan sát: • Mục tiêu nhân tạo • Mục tiêu tự nhiên – Mục tiêu giả: đối tượng không cần quan sát xuất vùng phủ sóng trạm radar, gây nhiễu mục tiêu cần quan sát • Tham số xác định vị trí: – 3D: M (D, φ, β ) M ( H, φ, β ) đó: H = D sin (β) – D: M (D, φ ) • Quỹ đạo mục tiêu: tập hợp vị trí mục tiêu theo thời gian CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Radar Frequency Bands Wavelength km Frequency UHF 1m MHz L-Band GHz S-Band μm mm 109 Hz nm 1012 Hz IR UV Visible C-Band Ku K Ka W X-Band VHF 30 20 10 CuuDuongThanCong.com Allocated Frequency (GHz) Wavelength (cm) 10 https://fb.com/tailieudientucntt 11 12 Băng tần Radar Band tần HF VHF UHF L S C X Ku K K Ka mm Phạm vi tần số danh định – 30 MHz 30 – 300 MHz 300 – 1000 MHz 1000 – 2000 MHz 2000 – 4000 MHz 4000 – 8000 MHz 8000 – 12,000 12 000 MH MHz 12 – 18 GHz 18 – 27 GHz 27 – 40 GH GHz 40 – 300 GHz Băng tần dành cho Radar 138 – 144; 216 – 225 MHz 420 – 450; 890 – 942 MHz 1215 – 1400 MHz 2300 – 2500; 2700 – 3700 MHz 5250 – 5925 MHz 8500 – 10680 MH MHz 13.4 – 14.0; 15.7 – 17.7 GHz 24.05 – 24.25 GHz 33 – 36.0 33.4 36 GH GHz From Radar Handbook CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Băng tần Radar From Wikipedia, the free encyclopedia CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phân loại -Phân loại theo phương pháp định vị ¾ Hệ thống Radar chủ động (Active Radar) + Radar sơ cấp (Primary Radar) + Radar thứ cấp (Secondary Radar) ¾ Hệ thống Radar thụ động (Passive Radar) - Phân loại theo phân bố anten thu phát ¾ Hệ thống Radar tập trung ố Radar phân bố ố ¾ Hệ thống - Phân loại theo nguyên tắc xạ tín hiệu ¾ Radar liên tục – CW Radar ( Continuous Wave ) ¾ Radar xung – Pulse Radar ( Pulse Transmission) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Primary Radar A Primary Radar transmits high-frequency signals which are reflected at targets The echoes are received and evaluated This means, unlike secondary radar sets a primary radar unit receive it's own emitted signals as an echo again 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Secondary Radar At these radar sets the airplane must have a transponder (transmitting responder) on board and this transponder responds to interrogation by transmitting a coded reply signal This response can contain much more information, than a primary radar unit is able to acquire (E.g an altitude, an identification code or also any 14 technical problems on board such as a radio contact loss ) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt (c) 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Radar liên tục f t CW Radar Là hệ thống ố radar tín hiệu liên tục theo thời gian CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Radar xung PRT Tần số làm việc Thời gian Thờ “lắắng nghe” “l PW CuuDuongThanCong.com PRT = / PRF https://fb.com/tailieudientucntt Sơ đồ khối hệ thống Radar xung CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Radar xung g Chuỗi xung g phát p xung g thu IPP: Inter Pulse Period – Chu kỳ lặp xung PRI: Pulse Repetition Interval – Khoảng lặp xung CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Radar xung • 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) (PRT=1/PRF) • PW ảnh hưởng đến : – Phạm vi phát mục tiêu Radar • Cự ly tối thiểu tối đa phát hiệnmục tiêu • PRF xác định: – Cự ly tối đa phát mục tiêu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Thông số PRT = T Pt PW = τ Cơng suất trung bình Pav Hệ số công suất dt CuuDuongThanCong.com Tần số làm việc Pav Pt × PW Pav = PRT dt = PW PRT https://fb.com/tailieudientucntt Đơn vị cơng suất • Tất tính tốn radar tính tốn theo đơn vị Watts → μ μW,, nW,, pW p đơn vịị tuyệt yệ đối – dBW, dBm - đơn vị tương đối hay dùng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ Giả sử trạm Radar giám sát hàng khơng có cơng suất đỉnh 100 KW,, xạ tín hiệu ệ theo kiểu xung g với độ rộng 10 µs chu kỳ lặp xung ms Hãy xác định cơng suất trung bình, hệ số cơng suất dt minh họa ằ hình vẽ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ Một ộ trạm Radar xung g có cơng g suất đỉnh 10 KW,, sử dụng ụ g hai tần số lặp ặp xung PRF, fr1 = 10 KHz fr2 = 30 KHz Xác định độ rộng xung cho tần số lặp xung để trạm radar có cơng suất phát trung bình khơng đổi 1500 W Tính tốn lượng xung ỗ trường hợp tương ứng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt