Nghiên cứu truyền nhận tín hiệu giả lập mục tiêu cho radar pháo tự hành

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN THANH TÙNG

NGHIÊN CỨU TRUYỀN NHẬN TÍN HIỆU GIẢ LẬP MỤC TIÊU CHO RADAR PHÁO TỰ HÀNH

Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

Mã số: 8.52.02.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG - HCM

Cán bộ hướng dẫn Khóa luận tốt nghiệp :

GS TS Lê Tiến Thường

Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS Huỳnh Phú Minh Cường

Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS Huỳnh Thế Thiện

Khóa luận tốt nghiệp được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 06 tháng 07 năm 2023

Thành phần Hội đồng đánh giá khóa luận tốt nghiệp gồm: 1 Chủ tịch: PGS.TS Đỗ Hồng Tuấn

2 Ủy viên: TS Nguyễn Đình Long 3 Thư ký: PGS.TS Hà Hồng Kha 4 Phản biện 1: TS Huỳnh Phú Minh Cường 5 Phản biện 2: TS Huỳnh Thế Thiện

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá khóa luận tốt nghiệp và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TS Đỗ Hồng Tuấn

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

1 Họ tên học viên: Nguyễn Thanh Tùng MSHV:2170149 2 Ngày, tháng, năm sinh: 05/12/1976 Nơi sinh: Nam Định 3 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện Tử Mã số: 8520203 4 TÊN ĐỀ TÀI

 Nghiên cứu truyền nhận tín hiệu giả lập mục tiêu cho radar pháo tự hành  A study on dummy signal processing of targets for self-propelled artillery 5 NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

 Nghiên cứu tổng quan về pháo tự hành, radar pháo tự hành và các tham số tín hiệu ở hệ cự ly của đài radar

 Nghiên cứu tổng quan về kỹ thuật giả lập tín hiệu, cơng nghệ truyền nhận và hiển thị tín hiệu vơ tuyến

 Nghiên cứu thiết kế mơ hình giả lập tín hiệu cự ly mục tiêu cho radar pháo tự hành

 Mô phỏng đánh giá kết quả, viết luận văn 6 NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 06/02/2023

7 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 11/06/2023 8 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GS.TS Lê Tiến Thường

9 PHẦN HƯỚNG DẪN: Toàn bộ nội dung và yêu cầu của LVTN đã được thông qua bộ môn

Tp HCM, ngày … tháng … năm 2023

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

GS.TS Lê Tiến Thường

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN VIỄN THÔNG

Trang 4

Lời đầu tiên em xin cảm ơn thầy - GS TS Lê Tiến Thường - Giảng viên hướng dẫn trực tiếp của em Cảm ơn vì thầy ln nhiệt tình sẵn sàng giải đáp thắc mắc mỗi khi em gặp khó khăn hoặc có câu hỏi về vấn đề nghiên cứu của mình Thầy vẫn ln cho phép em tự do bày tỏ quan điểm đồng thời đưa ra những nhận xét, góp ý, dẫn dắt em đi đúng hướng trong suốt thời gian nghiên cứu, thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ Em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện điện tử - Trường Đại học Bách khoa - Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh đã truyền đạt cho em những kiến thức chuyên sâu về chuyên ngành trong suốt thời gian học tập để em có được nền tảng kiến thức hỗ trợ rất lớn cho em trong quá trình thực hiện luận văn này

Em xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, cũng như các Phịng ban của nhà trường đã tạo điều kiện, cơ sở vật chất để em có cơ hội và mơi trường tốt nhất học tập và nghiên cứu

Về kiến thức và khả năng lý luận, bản thân đã nỗ lực cố gắng hoàn thiện, tuy nhiên trong quá trình thực hiện luận văn vẫn cịn những thiếu sót nhất định Em rất mong nhận được những đóng góp của q thầy giáo, cơ giáo, bạn bè để luận văn thạc sĩ của em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè đồng nghiệp và các bạn học viên sau đại học khóa 2021-2023 vì đã ln hỗ trợ và khuyến khích liên tục trong suốt những năm học tập và qua quá trình nghiên cứu viết luận văn này Luận văn này sẽ không thể hồn thành nếu khơng có họ

Em xin chân thành cảm ơn!

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023

Trang 5

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Hiện nay pháo tự hành đang được biên chế trong các đơn vị lực lượng vũ trang để phục vụ huấn luyện sẵn sàng chiến đấu Công việc kiểm tra, giám sát, đánh giá chất lượng huấn luyện gặp rất nhiều khó khăn; người chỉ huy khơng thể nắm bắt được thao tác kíp trắc thủ trong điều khiển bám bắt mục tiêu trên màn hình radar Do đó, việc tìm giải pháp truyền các tham số tín hiệu của màn hình cự ly radar về máy tính là cần thiết giúp người chỉ huy đánh giá trình độ của kíp trắc thủ nhằm nâng cao hiệu quả của công tác huấn luyện sẵn sàng chiến đấu của các đơn vị

Từ nhu cầu thực tế đó, cùng với việc khí tài là thiết bị quân sự lên việc tiếp cận thường xuyên là không khả thi và nhiệm vụ thực hiện đề tài luận văn Thạc sĩ chỉ trong thời gian 1 học kỳ Vì vậy, luận văn đã thực hiện nghiên cứu giả lập tín hiệu mục tiêu cho radar pháo tự hành và truyền về máy tính để làm cơ sở cho việc mở rộng nghiên cứu thiết kế hệ thống truyền nhận và hiển thị tín hiệu từ khí tài thật về máy tính trong những nghiên cứu tiếp theo

Trang 6

ABSTRACT

Currently, the self-propelled gun is being staffed in armed forces to serve training and fighter The work of inspecting, monitoring and evaluating the quality of training encounterstoo difficulties; The captain could not grasp the crew's operation in the target tracking control on the radar screen of the self-propelled gun Therefore, finding a solution to transmit the parametric signals of the radar screen to the computer is necessary to help the captain assess the level of the expedition to improve the effectiveness of the training of the crews

From actual need, together with the fact that the weapon is military equipment, regular access is not feasible and the task of the Master's thesis topic in a semester Therefore, the author has conducted research to simulate the target signal for radar and transmit it to the computer as a basis for expanding the research and design of the signal transmission and display system from real weapons to the computer, renueve in the future studies

Trang 7

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ

Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập này là của riêng tôi Thống kê, số liệu được sử dụng trong luận văn đã được công bố theo đúng quy định, có nguồn gốc rõ ràng Những kết quả nghiên cứu trong luận văn do tơi tự tìm hiểu, phân tích, thực nghiệm, khách quan, phù hợp với thực tiễn của Việt Nam Kết quả nghiên cứu này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào

Học viên

Trang 8

MỤC LỤC

TÓM TẮT LUẬN VĂN iii

ABSTRACT iv

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ v

MỤC LỤC vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU ix

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT… xiii

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu .2

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 2

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 3

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

1.4.1 Ý nghĩa khoa học 3

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

1.5 Phương pháp nghiên cứu 3

1.6 Cấu trúc luận văn 4

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ PHÁO TỰ HÀNH, RADAR PHÁO TỰ HÀNH VÀ CÁC THAM SỐ TÍN HIỆU Ở HỆ CỰ LY CỦA ĐÀI RADAR 5

2.1 Tổng quan về pháo tự hành 5

2.1.1 Pháo tự hành 2S4 Tyulpan của Nga 6

2.1.2 Pháo tự hành Gepard của Đức .7

2.1.3 Pháo tự hành M109A7 Paladin của Mỹ .8

2.1.4 Pháo tự hành AS90 của Anh… 8

Trang 9

2.2 Pháo tự hành ЗСУ-23-4 10

2.2.1 Tổng quan pháo tự hành phịng khơng tầm thấp ЗСУ-23-4 .10

2.2.2 Đài radar 1РЛ33М của pháo tự hành ЗСУ-23-4 11

2.3 Hệ thống cự ly đài radar pháo tự hành ЗСУ-23-4 13

2.3.1 Khảo sát các dạng tín hiệu ở hệ cự ly của radar 1РЛ33М 15

2.3.2 Q trình hình thành kênh tạo các xung tín hiệu 17

2.3.3 Khảo sát các tham số tín hiệu của hệ cự ly đài radar tại khí tài 26

2.3.4 Giới thiệu chức năng màn hình chỉ thị cự ly mục tiêu của radar 29

2.3.5 Lựa chọn các tín hiệu cần giả lập, truyền nhận và hiển thị lên màn hình máy tính 31

2.4 Kết luận chương… 33

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT GIẢ LẬP, CƠNG NGHỆ TRUYỀN NHẬN VÀ XỬ LÝ HIỂN THỊ TÍN HIỆU 34

3.1 Sơ đồ khối mơ hình giả lập 34

3.2 Giới thiệu công nghệ giả lập tín hiệu 35

3.2.1 Giả lập các xung tín hiệu bằng kỹ thuật PWM trên vi điều khiển 35

3.2.2 Sử dụng PWM bằng phương pháp ngắt timer trên vi điều khiển họ STM32F411 để giả lập tín hiệu cự ly 36

3.3 Giới thiệu cơng nghệ truyền nhận dữ liệu vô tuyến, giao tiếp và điều khiển trên máy tính 40

3.3.1 Giới thiệu các công nghệ truyền - nhận vô tuyến 40

3.3.2 Giới thiệu ngơn ngữ lập trình Python điểu khiển hiển thị máy tính 48

3.4 Kết luận chương… … 48

CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MƠ HÌNH GIẢ LẬP TÍN HIỆU MỤC TIÊU CHO RADAR PHÁO TỰ HÀNH 49

4.1 Cấu trúc hệ thống 51

4.2 Nghiên cứu thiết kế mô hình giả lập tín hiệu 52

4.2.1 Nghiên cứu thiết kế khối giả lập tín hiệu 52

Trang 10

4.3 Nghiên cứu thiết kế khối kết nối máy tính 68

4.3.1 Giới thiệu chung về mạch tích hợp Arduino Nano 68

4.3.2 Thiết kế khối kết nối máy tính 70

4.4 Nghiên cứu, xây dựng phần mềm hiển thị máy tính .72

4.5 Kết luận chương… 74

CHƯƠNG 5 THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 75

5.1 Mơ hình giả lập hồn chỉnh .75

5.2 Thử nghiệm và đánh giá kết quả nghiên cứu … .77

5.2.1 Thử nghiệm trong phịng thí nghiệm … .77

5.2.2 Đánh giá kết quả thử nghiệm mơ hình giả lập, truyền nhận và hiển thị tín hiệu cự ly trong phịng thí nghiệm … 78

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 89

6.1 Kết luận chung 89

6.2 Hướng phát triển 89

Trang 11

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Pháo tự hành 2S4 Tulip của Nga [4] 6

Hình 2.2 Pháo phịng khơng tự hành Gepard [3] 7

Hình 2.3 M109A7 Paladin của Mỹ tại chiến trường Afghanistan [2] 8

Hình 2.4 Pháo tự hành AS90 của quân đội Anh [2] 9

Hình 2.5 Pháo tự hành Krab của quân đội Ba Lan [2] 9

Hình 2.6 Hình ảnh pháo tự hành ЗСУ-23-4 và kíp trắc thủ [6]… 10

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí đài radar ở trong cabin của pháo ЗСУ-23-4 [10]… 13

Hình 2.8 Sơ đồ chức năng hệ cự ly theo tài liệu kỹ thuật [8]… 14

Hình 2.9 Biểu đồ thời gian các xung tín hiệu thuộc hệ cự ly [10]… .16

Hình 2.10 Sơ đồ chức năng kênh tạo tín hiệu chuẩn và điện áp quy ch̉n 17

Hình 2.11 Biểu đồ giải thích quá trình tạo xung nhọn cố định… 18

Hình 2.12 Sơ đồ chức năng đơn giản kênh tạo xung kích II… 18

Hình 2.13 Biểu đồ điện áp giải thích hoạt động của kênh tạo xung kích II… .19

Hình 2.14 Sơ đồ chức năng đơn giản kênh tạo các xung cửa sóng… 20

Hình 2.15 Biểu đồ điện áp giải thích hoạt động của kênh tạo các xung cửa sóng 22

Hình 2.16 Sơ đồ chức năng đơn giản kênh xử lý tín hiệu phản xạ… 23

Hình 2.17 Sơ đồ chức năng đơn giản kênh đo cự ly tự động .24

Hình 2.18 Hình ảnh màn hình cự ly khi chuyển mạch ở vị trí a) Làm việc; b) Quy chuẩn [8] 25

Hình 2.19 Tín hiệu điện áp hình sin… .27

Hình 2.20 Tín hiệu xung kích II 27

Hình 2.21 Tín hiệu xung chọn “di động” 28

Hình 2.22 Tín hiệu xung cửa sóng I “di động” 28

Hình 2.23 Tín hiệu xung “di động” bán cửa sóng I 29

Hình 2.24 Pháo tự hành ЗСУ-23-4 phát hiện và tiêu diệt mục tiêu 30

Hình 2.25 Cấu tạo màn hình hiển thị cự ly mục tiêu [8] 30

Hình 2.26 Màn hình cự ly thực tế trên khí tài 31

Trang 12

Hình 3.2 Tín hiệu xung vng 35

Hình 3.3 Sơ đồ chức năng của khối timer trên vi điều khiển STM32F411 [12] 36

Hình 3.4 Tỷ lệ phần trăm mức cao của xung 36

Hình 3.5 Thiết lập tần số hoạt động của vi điều khiển 38

Hình 3.6 Cấu hình tạo PWM tần số 1KHz của vi điều khiển 38

Hình 3.7 Cấu hình tạo xung kích II tần số 1KHz 39

Hình 3.8 Module thu phát RF Lora SX1278 (E32-433T20D) 47

Hình 4.1 Giản đồ các xung cần giả lập 50

Hình 4.2 Sơ đồ chức năng mơ hình giả lập tín hiệu, truyền nhận và hiển thị tín hiệu cự ly 51

Hình 4.3 Các chân ra và cấu hình cho STM32F411 53

Hình 4.4 Kit STM32F411 Discovery [31] 54

Hình 4.5 Sơ đồ khối phần cứng Kit STM32F411 Discovery [31] 54

Hình 4.6 Bố cục mặt trên của Kit STM32F411 Discovery [31] 55

Hình 4.7 Bố cục mặt dưới của Kit STM32F411 Discovery [31] 55

Hình 4.8 Giản đồ xung chiếu sáng đường quét 58

Hình 4.9 Xung nhọn “di động” 58

Hình 4.10 Xung chọn “di động” 58

Hình 4.11 Xung mục tiêu 58

Hình 4.12 Sơ đồ chức năng khối giả lập 59

Hình 4.13 Sơ đồ ngun lý khối giả lập tín hiệu 60

Hình 4.14 Lưu đồ thuật tốn chương trình giả lập tín hiệu 61

Hình 4.15 Các chân ra và cấu hình cho STM32F407 62

Hình 4.16 Kit STM32F407VG Discovery [33] 63

Hình 4.17 Sơ đồ khối phần cứng Kit STM32F407VG Discovery [33] 63

Hình 4.18 Bố cục mặt trên của Kit STM32F407VG Discovery [33] 64

Hình 4.19 Bố cục mặt dưới của Kit STM32F407VG Discovery [33] 64

Hình 4.20 Sơ đồ chức năng khối điều khiển trung tâm 65

Hình 4.21 Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển trung tâm 66

Trang 13

Hình 4.23 Sơ đồ chân Arduino Nano V3.0 ATmega328P [34] 68

Hình 4.24 Sơ đồ chân Arduino Nano V3.0 ATmega328P [34] 69

Hình 4.25 Sơ đồ chức năng khối kết nối máy tính 70

Hình 4.26 Sơ đồ kết nối Lora SX1278 và Arduino Nano 70

Hình 4.27 Lưu đồ thuật tốn chương trình xử lý và truyền tín hiệu lên máy tính 71

Hình 4.28 Giao diện Visual studio code cho lập trình Python 72

Hình 4.29 Lưu đồ thuật tốn chương trình hiển thị kết quả trên máy tính 73

Hình 5.1 Mơ hình giả lập tín hiệu .75

Hình 5.2 Bo mạch mơ hình giả lập tín hiệu 76

Hình 5.3 Khối kết nối máy tính 76

Hình 5.4 Xung nhọn “cố định” trên máy hiện sóng .79

Hình 5.5 Xung nhọn "di động" trên máy hiện sóng 79

Hình 5.6 Xung kích II trên máy hiện sóng 80

Hình 5.7 Xung kích II được tái tạo trên máy tính 80

Hình 5.8 Xung chọn "di động" và xung kích II trên máy hiện sóng 80

Hình 5.9 Vị trí xung chọn “di động” so với xung kích II tái tạo trên máy tính .81

Hình 5.10 Xung mục tiêu và xung kích II trên máy hiện sóng 81

Hình 5.11 Vị trí xung mục tiêu so với xung kích II tái tạo trên máy tính .82

Hình 5.12 Xung chiếu sáng đường qt và xung kích II trên máy hiện sóng .82

Hình 5.13 Vị trí xung chiếu sáng đường quét so với xung kích II tái tạo trên máy tính 83

Hình 5.14 Xung cửa sóng I "di động" và xung kích II trên máy hiện sóng 83

Hình 5.15 Vị trí xung cửa sóng I “di động” với xung kích II tái tạo trên máy tính 84

Hình 5.16 Xung ngắm “di động” và xung kích II trên máy hiện sóng 84

Hình 5.17 Vị trí xung ngắm “di động” so với xung kích II tái tạo trên máy tính 85

Hình 5.18 Tab kết nối và hiển thị tín hiệu nhận được từ mơ hình giả lập 86

Hình 5.19 Tab hiển thị các xung tín hiệu thu nhận được trên máy tính .87

Trang 14

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Trang 15

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Ký hiệu

Ý nghĩa

Tiếng anh Tiếng việt

ADC Analog-to-Digital Converter Bộ chuyển đổi tương tự-số ARR Auto-reload register Thanh ghi tự động nạp lại

CNT Counter Bộ đếm

DAC Digital-to-Analog Converter Bộ chuyển đổi số-tương tự

DC Direct Current Dòng điện một chiều

DMA Direct memory access Truy cập bộ nhớ trực tiếp

FPU Floating-Point Unit Khối xử lý tính tốn dấu phẩy động IC Integrated Circuit Mạch tích hợp

MCU Micro Controller Unit Khối vi điều khiển trung tâm

PSC Prescaler Bộ chia tần

PWM Pulse Width Modulation Điều chế độ rộng xung MEMS Micro-Electro-Mechanical

Systems Hệ thống vi cơ điện tử

IEEE Institute of Electrical and

Electronics Engineers Viện kỹ sư điện và điện tử

Tiếng Nga Tiếng Việt

ЗСУ Зенитная Самоходная Установка Pháo cao xạ tự hành AПЧ Aвтоматическая подстройка частоты Tự động điều chỉnh tần số ФИ Фазированный импульс Xung định pha СРП Счетно-решающий прибор Thiết bị tính tốn СДЦ Селекция движущих целей Lọc mục tiêu di động ЧПK численно- периодичная

Trang 16

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 Lý do chọn đề tài

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1.5 Phương pháp nghiên cứu

1.6 Cấu trúc luận văn

Pháo tự hành là một trong những loại vũ khí chiến đấu cực kỳ hiệu quả hỗ trợ hỏa lực cho bộ binh chiếm lĩnh trận địa, phá vỡ tuyến phòng thủ của đối phương, chống lại máy bay địch tấn công và cả máy bay trực thăng dưới mọi điều kiện thời tiết và ánh sáng

Pháo tự hành là trang bị được biên chế trong hầu hết quân đội các nước trên thế giới và là hỏa lực tấn công các sở chỉ huy, phá hoại tuyến hậu cần (kho đạn, kho nhiên liệu, lương thực, khí tài… của đối phương nằm sâu phía sau chiến tuyến)

Quân đội nhân dân Việt Nam đã nhận được những tổ hợp pháo tự hành đầu tiên do Liên Xô viện trợ vào giai đoạn cuối của cuộc kháng chiến chống pháp và những năm đầu chống Mỹ Từ khi được tiếp nhận đến nay, pháo tự hành luôn giữ vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ bộ binh làm chủ chiến trường, lưới lửa phịng khơng đa tầng và dày đặc có hiệu quả cao của Quân đội nhân dân Việt Nam

1.1 Lý do chọn đề tài

Trang 17

Để người chỉ huy nắm bắt được thao tác kíp trắc thủ trong việc điều khiển bám bắt cự ly mục tiêu trên màn hình radar trong huấn luyện sẵn sàng chiến đấu; vì vậy, việc tìm giải pháp truyền các tham số tín hiệu mục tiêu trên màn hình radar về máy tính để giúp người chỉ huy đánh giá trình độ của kíp trắc thủ nhằm nâng cao hiệu quả của công tác huấn luyện sẵn sàng chiến đấu của các đơn vị

Xuất phát từ tình hình thực tế đó cùng với việc tiếp xúc khí tài rất hạn chế và thời gian thực hiện luận văn chỉ trong 1 học kỳ, tác giả đã chọn đề tài luận văn: “Nghiên cứu truyền nhận tín hiệu giả lập mục tiêu cho radar pháo tự hành” Tên tiếng

anh: “A study on dummy signal processing of targets for self-propelled artillery” làm

cơ sở cho việc mở rộng nghiên cứu thiết kế hệ thống truyền nhận và hiển thị tín hiệu từ khí tài thật về máy tính trong những nghiên cứu tiếp theo

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Luận văn được thực hiện với mục tiêu nghiên cứu giả lập tín hiệu cự ly mục tiêu trên màn hình radar pháo tự hành và đưa ra giải pháp truyền thông tin mô phỏng đó về máy tính

 Thực hiện khảo sát các dạng tín hiệu (số lượng, tham số xung tín hiệu) được hình thành ở hệ cự ly trên màn hình radar pháo tự hành

 Nghiên cứu các kỹ thuật về giả lập tín hiệu, cơng nghệ truyền nhận tín hiệu vơ tuyến

 Thiết kế mơ hình giả lập các xung tín hiệu và xây dựng phần mềm hiển thị trên máy tính

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

 Các tín hiệu ở hệ cự ly của radar pháo tự hành, các công nghệ kỹ thuật giả lập tín hiệu và cơng nghệ truyền nhận tín hiệu vô tuyến

Trang 18

xung theo phương pháp ngắt timer trên vi điều khiển STM32F411  Xây dựng phần mềm xử lý hiển thị các tham số tín hiệu trên máy tính

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu giả lập các xung tín hiệu cự ly trên màn hình radar pháo tự hành kết hợp với các cơng nghệ truyền nhận tín hiệu vơ tuyến, kỹ thuật lập trình, kỹ thuật điều khiển và đo lường, phần mềm hiển thị máy tính để tiến hành xây dựng mơ hình thiết kế phù hợp

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Luận văn mang lại một số ý nghĩa về mặt lý thuyết và thực tiễn trong việc ứng dụng công nghệ truyền nhận dữ liệu vô tuyến trong lĩnh vực quân sự; cụ thể tối ưu quá trình truyền và nhận dữ liệu vô tuyến

1.4.1 Ý nghĩa khoa học

 Luận văn đã khảo sát, thống kê các tham số tín hiệu trên hệ cự ly của radar pháo tự hành

 Kết hợp kỹ thuật lập trình vi điều khiển giả lập tín hiệu và cơng nghệ truyền nhận, xử lý tín hiệu vơ tuyến

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn

 Nghiên cứu thiết kế mơ hình giả lập tín hiệu thay thế các xung tín hiệu trên màn hình cự ly radar pháo tự hành

 Truyền nhận các xung tín hiệu và hiển thị trên màn hình máy tính

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Trang 19

 Nghiên cứu tổng quan về các loại pháo tự hành, nguyên lý làm việc của radar pháo tự hành ЗСУ-23 và chức năng màn hình chỉ thị cự ly mục tiêu trong khoang trắc thủ

 Nghiên cứu các dạng tín hiệu (số lượng, tham số) được hình thành ở hệ cự ly của radar pháo tự hành

 Nghiên cứu các công nghệ về giả lập tín hiệu, truyền nhận tín hiệu vơ tuyến và xây dựng phần mềm xử lý hiển thị tín hiệu trên máy tính

1.6 Cấu trúc luận văn

Luận văn được cấu trúc từ các chương, mỗi chương sẽ mang một nội dung lớn và trong chương sẽ được nêu ra các vấn đề nhỏ, phân tích, giải quyết các vấn đề và tổng hợp để kết luận vấn đề trong chương Các chương trong luận văn sẽ được sắp xếp phù hợp logic và nội dung chương sẽ liên quan chương trước làm cơ sở để phát triển các chương sau Nội dung luận văn được trình bày trong 6 chương

Chương 1 Mở đầu: Giới thiệu tổng quan, lý do chọn đề tài, phạm vi nghiên

cứu, đối tượng nghiên cứu, mục tiêu nghiên cứu, những đóng góp và cấu trúc của luận văn

Chương 2 Nghiên cứu tổng quan về pháo tự hành, radar pháo tự hành và các

dạng tham số tín hiệu ở hệ cự ly của đài radar

Chương 3 Nghiên cứu tổng quan về kỹ thuật giả lập, cơng nghệ truyền nhận

và hiển thị tín hiệu

Chương 4 Nghiên cứu thiết kế mơ hình giả lập tín hiệu cự ly mục tiêu cho

radar pháo tự hành

Chương 5 Thử nghiệm và đánh giá kết quả

Chương 6 Kết luận và hướng phát triển: Ở phần này luận văn sẽ đánh giá và

Trang 20

CHƯƠNG 2

NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ PHÁO TỰ HÀNH, RADAR PHÁO TỰ HÀNH VÀ CÁC THAM SỐ TÍN HIỆU

Ở HỆ CỰ LY CỦA ĐÀI RADAR

2.1 Tổng quan về pháo tự hành 2.2 Pháo tự hành ЗСУ-23-4

2.3 Hệ cự ly đài radar pháo tự hành ЗСУ-23-4 2.4 Kết luận chương

Trong chương này, tác giả trình bày sơ lược về pháo tự hành (tên tiếng Anh là self-propelled artillery) là một loạt giải pháp nhằm mang lại sự cơ động cho pháo binh và hỗ trợ hỏa lực cho các đơn vị bộ binh làm chủ chiến trường Pháo tự hành cơ động nhanh, hỏa lực mạnh, tầm bắn xa và có độ sát thương cao Pháo tự hành hiện đại ngày nay có hệ thống định vị đạn, radar chống máy bay phát hiện, đầu đạn nặng và bắn được đầu đạn hạt nhân nhẹ Hệ thống định vị đạn là một trong những ưu điểm của pháo tự hành, nó có thể tự động bám sát mục tiêu mà không cần phải điều chỉnh và dừng lại cho đến khi mục tiêu bị tiêu diệt [1]

Những tính năng trên làm cho pháo tự hành trở thành một trong những loại vũ khí không thể thiếu mà bất cứ quân đội nước nào cũng muốn sở hữu

2.1 Tổng quan về pháo tự hành

Trang 21

2.1.1 Pháo tự hành 2S4 Tyulpan của Nga

2S4 Tyulpan có cỡ nịng 240mm là pháo tự hành ưu thế nhất với tầm bắn tối đa 20km 2S4 Tyulpan được sản xuất từ những năm 1970 nhưng hiện nay chúng vẫn đang được biên chế trong quân đội Nga

Tyulpan M-1975 được đánh giá là một trong những tổ hợp pháo cơ động mạnh nhất thế giới, được thiết kế để tiêu diệt các lô cốt kiên cố, các trung tâm chỉ huy, trận địa phòng thủ của đối phương và các mục tiêu quân sự quan trọng khác Nó có tầm bắn 10 km với đạn thông thường và tới 20 km với đạn hỗ trợ tên lửa Nó cũng có thể bắn với nhiều loại đạn khác như: Đạn hóa học, đạn xuyên bê tông và đạn hạt nhân chiến thuật cũng như đạn dẫn đường bằng laser, đạn gây cháy [4]

2S4 Tyulpan sử dụng khung gầm bánh xích như xe tăng, có tính cơ động cao, có thể hoạt động trong mọi điều kiện địa hình, đặc biệt là khi tuyết tan với địa hình lầy lội như ở Ukraina Xe được trang bị động cơ diesel V-59 V-12 có cơng suất 520 mã lực Chúng có khả năng di chuyển với tốc độ 60 km/h với phạm vi hành trình tối đa 500 km; cùng với kíp trắc thủ 9 người và có thể khai hỏa sau 25 phút [4]

Trang 22

Từ khi cuộc xung đột nổ ra ở Ukraine Tyulpan 2S4 được quân đội Nga sử dụng để phá hủy các công sự kiên cố, các trận địa phòng ngự, các sở chỉ huy của quân đội Ukraine nó đã thể hiện ưu thế tuyệt đối trên chiến trường [4]

2.1.2 Pháo tự hành Gepard của Đức

Pháo tự hành Gepard dùng để bảo vệ các sơ sở hạ tầng trọng yếu của các đơn vị quân đội như: Sở chỉ huy, trận địa phòng thủ, các kho hậu cần khỏi những cuộc tấn công của trực thăng và máy bay không người lái (UAV) bay ở độ cao thấp [3]

Pháo phịng khơng tự hành Flakpanzer Gepard do Đức sản xuất, sử dụng khung gầm xe tăng chủ lực Leopard 1 Tổ hợp Gepard được trang bị hai pháo tự động Oerlikon GDF 35 mm, mỗi khẩu có cơ số 320 viên đạn phịng khơng và 20 viên đạn chống tăng, cùng hai cụm 4 ống phóng lựu đạn khói 76 mm Gepard được trang bị 2 bộ radar, một radar tìm kiếm chung ở phía sau tháp pháo và một radar quan sát phía trước, tốc độ di chuyển tối đa của xe khoảng 65 km/h, với cự ly hoạt động 550km Tổ hợp Gepard có hệ thống bám bắt và điều khiển hỏa lực tự động kể từ khi phát hiện được mục tiêu [3]

Trang 23

2.1.3 Pháo tự hành M109A7 Paladin của Mỹ

Pháo tự hành M109A7 Paladin là phiên bản nâng cấp mới nhất của lựu pháo tự hành M109 Paladin Phiên bản này sử dụng hệ thống nạp đạn tự động, vũ khí chủ lực là pháo 155 mm [2]

M109A7 có tầm bắn từ 24 km đến 30 km, nó cũng có thể bắn được với đạn pháo dẫn hướng thông minh M982 Excalibur với tầm bắn lên tới 40 km Điểm hạn chế đáng kể của M109 là tốc độ bắn chậm, khoảng 4 viên một phút Quân đội Mỹ dự kiến sẽ trang bị với số lượng đáng kể lựu pháo tự hành M109A7 cho các đơn vị pháo binh trong tương lai [2]

Hình 2.3 M109A7 Paladin của Mỹ tại chiến trường Afghanistan [2]

2.1.4 Pháo tự hành AS90 của Anh

Trang 24

khoảng 32 km, cơ số đạn pháo mang theo trên xe khoảng 48 viên Vì thế, khi cơ động chiến đấu phải có xe tiếp đạn đi cùng lên cũng giảm đáng kể sự cơ động của xe [2]

Hình 2.4 Pháo tự hành AS90 của quân đội Anh [2]

2.1.5 Pháo tự hành Krab của Ba Lan

Trang 25

Pháo tự hành Krab là sản phẩm của tập đoàn BAE Systems Land Systems sản xuất cho quân đội Ba Lan Nó được phát triển dựa trên khung gầm của xe tăng chiến đấu chủ lực PT-91, Krab được trang bị pháo 155 mm [2]

Krab có hệ thống nạp đạn tự động với tốc độ bắn khoảng 6 viên một phút Nó có khả năng bắn tất cả các loại đạn tiêu chuẩn NATO, tầm bắn với loại đạn thơng thường khoảng 30 km và có thể tới 40 km với loại đạn tăng tầm, cơ số đạn mang theo khoảng 60 viên [2]

2.2 Pháo tự hành ЗСУ-23-4

2.2.1 Tổng quan pháo tự hành phòng khơng tầm thấp ЗСУ-23-4

Hình 2.6 Hình ảnh pháo tự hành ЗСУ-23-4 và kíp trắc thủ [6]

Trang 26

từ độ cao 50m đến 1500m, cự ly tà từ 200m đến 2500m với tốc độ mục tiêu dưới 450m/s Đồng thời với khả năng bắn các loại đạn xuyên giáp, ЗСУ-23-4 cũng đặc biệt hiệu quả trong tác chiến với các mục tiêu mặt đất (bộ binh, xe thiết giáp hạng nhẹ ở cự ly dưới 2000m) [5]

2.2.2 Đài radar 1РЛ33М của pháo tự hành ЗСУ-23-4

Đài radar điều khiển vũ khí 1РЛ33М được dùng để bắt mục tiêu bay thấp, xác định toạ độ của mục tiêu đã chọn và đo các tham số vào máy tính khi làm việc trong thành phần của pháo tự hành ЗСУ-23-4

Những nội dung trong phần này được tham khảo từ các nguồn tài liệu [5] [7] [8] [9]

2.2.2.1 Thành phần đài

Hệ thống phát

Khối T-3M1 máy phát

Khối T-4M2 bộ cơ khí chuyển tần Khối T-29M nắn dòng cao áp Hệ thống ăng ten ống dẫn sóng

Hệ thống thu

Khối T-34M khuếch đại trung tần sơ bộ Khối T-8M dao động ngoại sai kết hợp Khối T-9M khuếch đại chính

Khối T-35M1 tự động điều chỉnh tần số Khối T-48 bộ lọc

Bộ trộn tín hiệu cân bằng

Bộ trộn tín hiệu tự động điều chỉnh tần số và xung định pha (AПЧ và ФИ)

Hệ thống sục sạo

Khối T-28M hiện sóng sục sạo Khối T-53M đường quét phương vị

Trang 27

Hệ thống đo cự ly

Khối T-21M1 cự ly

Khối T-22M1 cơ khí cự ly Khối T-23M2 hiện sóng cự ly Khối T-23A hiện sóng bổ trợ Hệ thống điều khiển

ăng ten

Khối T-55M1 điều khiển ăng ten Khối T-2M2 ụ ăng ten

Khối T-13M2 bám sát theo toạ độ góc

Hệ thống lọc mục tiêu di động

Khối T-17M khuếch đại hình tần và kích thích Khối T-18M đường quét các đèn tích nhớ Khối T-19M khử qua mỗi chu kỳ

Bộ tách sóng pha của khuếch đại kênh cự ly (cụm T-9/4M) Bộ dao động ngoại sai kết hợp (cụm T-8/2M)

Bộ dao động ngoại sai (khối T-7M3) Hệ thống nguồn

điện thứ cấp

Các khối: T-10M, T-20M, T-24M, T-27M1, T-29M, T-52M1, T-54M và T-59

Hệ thống điều khiển và kiểm tra đài radar

Tủ T-36M điều khiển sục sạo Tủ T-37M1 điều khiển cự ly

Các cơ quan điều khiển và kiểm tra bố trí trên các tủ và khối: T-44M, T-2M2, T-13M2, T-27M1, T-28M, T-35M1, T-52M1, T-54M, T-55M1

Khối T-71 khố liên động của đài vơ tuyến Hệ thống quạt gió

Sơ đồ bố trí các tủ và các khối của đài radar ở trong cabin của xe được trình bày hình 2.7

2.2.2.2 Nguyên lý làm việc của đài radar 1РЛ33М

Trang 28

- Sục sạo vòng tròn

- Dẫn hướng ăng ten bằng tay đến mục tiêu - Tự động bám sát mục tiêu

Theo phương pháp xử lý tín hiệu phản xạ, đài radar có các chế độ sau - Chế độ biên độ (khi đài radar làm việc ở chế độ thu và khơng có nhiễu) - Chế độ lọc mục tiêu di động (СДЦ)

Đài radar có thể làm việc với tần số lặp lại không thay đổi ở chế độ cưỡng bức

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí đài radar ở trong cabin của pháo ЗСУ-23-4 [10]

2.3 Hệ cự ly đài radar pháo tự hành ЗСУ-23-4

Hệ cự ly là một trong những hệ thống chính của đài radar 1РЛ33М dùng để hiện hình mục tiêu giúp trắc thủ phát hiện, theo dõi và bám sát mục tiêu; đo cự ly nghiêng của mục tiêu, liên tục cung cấp số liệu cự ly mục tiêu cho thiết bị tính tốn (СРП) và đồng bộ theo thời gian hoạt động của máy phát, máy thu, hệ thống trừ qua chu kỳ (ЧПК), hệ thống sục sạo [7] [10] Sơ đồ chức năng của hệ cự ly hình 2.8

Hệ cự ly đài radar 1РЛ33М bao gồm các khối - Khối cự ly T-21M1

Trang 29

- Khối hiện sóng cự ly T-23M2 Y21-1BỘ TẠO XUNG CHỌNY21-2CÁC BỘ KA-TỐT LẶP LẠIY21-3BỘ TẠO XUNG KÍCH HỆ ЧПКY21-4BỘ TẠO XUNG KÍCH MÁY PHÁTY21-8BỘ TẠO XUNG CỬA SĨNG IIY21-5BỘ TẠO THỜI GIAN GIỮ CHẬM SƠ BỘY21-6BỘ TẠO

XUNG NGẮTY21-7BỘ TẠO XUNG CỬA SÓNG IY21-9

BỘ TẠO XUNG CỰ LY

Y21-15BỘ KHUẾCH

ĐẠI CÂN BẰNGY21-14BỘ PHÂN BIỆT THỜI GIAN

Y21-12BỘ TẠO BÁN

CỬA SÓNG IIY21-11BỘ TẠO BÁN CỬA SÓNG IY21-16BỘ KHUẾCH ĐẠI THỊ TẦNY22-4BỘ TẠO XUNG NHỌN DI ĐỘNGY22-1BỘ KHUẾCH ĐẠI MỘT CHIỀUY22-2BỘ KHUẾCH ĐẠI TỪY22-3BỘ GIẢI ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU HỒI TIẾPY23-1BỘ TẠO ĐIỆN ÁP RĂNG CƯA

QUÉT “THÔ”Y23-8

BỘ KHUẾCH ĐẠI THỊ TẦNY21-13BỘ TẠO XUNG NGẮM VÀ KÍCH HỆ ТРУ Y23-6BỘ TẠO XUNG RĂNG CƯA ĐƯỜNG QUÉT “CHÍNH XÁC”Y23-10BỘ KĐ IN P RNG CA QUẫT THễ9ữ11às25às28ữ31àsB23-1-III41in ỏp 1 chiu t biến trở cự lyDÂY GIỮ CHẬMЛз21-1DÂY GIỮ CHẬMЛз21-4DÂY GIỮ CHẬMЛз21-6DÂY GIỮ CHẬMЛз21-2DÂY GIỮ CHẬMЛз21-3768Rơ-le P21-1534Rơ-le P21-1T-28M1011127B23-1-II164B23-1-II5ĐÈN HÌNHT-9MBỘ TẠO XUNG HẸP “УУC”Y21-10DÂY GIỮ CHẬMЛз21-7Tín hiệu phản xạ (chế độ biên độ)534Tín hiệu phản xạ (chế độ “СДЦ”)Rơ-le P21-2T-28M“-”6B23-1-I41“-”ФВ22-1BỘ XOAY PHA CẢM ỨNGY22-7BỘ KA-TỐT LẶP LẠIY22-7Đến ЧПКR21-11R21-9DÂY GIỮ CHẬMЛз21-5ĐÈN HÌNHM22-1ĐỘNG CƠ54891820172171012B23-1-I11562162412

Y23-7THẠCH ANHMÁY PHÁT

Y23-3BỘ TẠO XUNG NHỌNDÂY GIỮ CHẬMЛз23-1Y23-4BỘ TẠO XUNG KÍCH IIY23-2BỘ TẠO XUNG CHỌN5Y23-9BỘ TẠO ĐIỆN ÁP QUY CHUẨNШ23-1-17T-17MШ21-3-9Ш21-3-18Ш21-3-20Ш23-1-20Ш23-1-15Ш21-2-18“+”TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍY5

Trang 30

 Khối cự ly T-21M1: Khối dùng để khuếch đại tín hiệu phản xạ, tạo ra tín hiệu sai số (dùng cho kênh đo cự ly tự động) và tạo ra các xung đồng bộ hoạt động các hệ thống trong đài radar [7]

 Khối cơ cấu cự ly T-22M1: Khối cơ cấu cự ly T-22M1 dùng để bám sát mục tiêu theo cự ly bằng tay hay tự động và liên tục cung cấp số liệu về cự ly mục tiêu cho thiết bị tính tốn [7]

 Khối hiện sóng cự ly T-23M2: Khối hiện sóng cự ly là màn hình hiển thị cự ly dùng ống tia điện tử có hai tia quét cho phép quan sát cự ly "thô" và "chính xác" trên cùng một màn hình Khối T-23M2 dùng để quan sát điểm dấu mục tiêu và đảm bảo hoạt động cho các chế độ dẫn và bám sát mục tiêu tự động theo cự ly Khối T-23M2 tạo ra các điện áp đường qt "thơ" và "chính xác", tạo ra điện áp chuẩn, điện áp quy chuẩn và xung kích II [7]

2.3.1 Khảo sát các dạng tín hiệu ở hệ cự ly của radar 1РЛ33М

Dựa vào các xung mà hệ cự ly tạo ra, có thể phân chia hệ thống thành các kênh xử lý tín hiệu như sau

- Kênh tạo tín hiệu chuẩn và điện áp quy chuẩn - Kênh tạo xung kích II

- Kênh tạo xung kích máy phát, xung kích ЧПK và TPУ - Kênh tạo đường quét "thô"

- Kênh tạo các xung cửa sóng - Kênh tạo đường quét "chính xác" - Kênh xử lý tín hiệu phản xạ - Kênh đo cự ly tự động - Kênh hiện hình cự ly

Trang 32

2.3.2 Q trình hình thành kênh tạo các xung tín hiệu

Những nội dung trong phần này được tham khảo từ các nguồn tài liệu [7] [10]

2.3.2.1 Kênh tạo tín hiệu chuẩn và điện áp quy chuẩn

 Thành phần: Kênh tạo tín hiệu chuẩn và điện áp quy chuẩn - Bộ dao động thạch anh У23-7

- Bộ tạo xung nhọn và ka tốt lặp lại У23-3 - Bộ tạo điện áp quy chuẩn У23-9

 Chức năng

- Tạo ra điện áp chuẩn hình sin tần số 150 KHz đảm bảo sự đồng bộ cho các hệ thống

Hình 2.10 Sơ đồ chức năng kênh tạo tín hiệu chuẩn và điện áp quy chuẩn

 Tham số của các tín hiệu chính được hình thành tại kênh

- Tín hiệu điện áp hình sin (biểu đồ hình 2.9.a) được hình thành từ bộ dao động thạch anh (khối У23-7)

+ Tần số: f = 150KHz + Biên độ: U ≥ 40V + Chu kỳ: T ≤ 6,7μs

- Xung nhọn “cố định” (biểu đồ hình 2.9.б) là dãy xung tín hiệu đầu ra của bộ tạo xung nhọn và ka tốt lặp lại (khối У23-3)

Trang 33

+ Chu kỳ: T ≤ 6,7μs + Độ rộng xung: τ ≤ 0,5μs

Hình 2.11 Biểu đồ giải thích q trình tạo xung nhọn cố định

- Tín hiệu điện áp hình sin (biểu đồ hình 2.9.в) tại đầu ra bộ tạo điện áp quy chuẩn (khối У23-9)

+ Tần số: f = 600KHz + Biên độ: U ≥ 20V + Chu kỳ: T ≤ 1,7μs

2.3.2.2 Kênh tạo xung kích II

 Thành phần cấu tạo: Kênh tạo xung kích bao gồm: - Bộ dao động tạo xung chọn У23-2

- Bộ dao động tạo xung kích II У23-4

- Bộ dao động điểm dấu và katốt lặp lại У23-3  Chức năng Bộ tạo xung nhọn và ka tốt lặp lại У23-3Bộ tạo xung chọn У23-2Bộ tạo xung kích II У23-4Xung chọnXung nhọn “cố định”Xung kích II

Trang 34

Kênh tạo xung kích II dùng để đồng bộ giữa xung kích I từ khối T-17M với điện áp chuẩn hình sin tần số 150KHz của bộ dao động У23-7 tạo ra Xung đã được đồng bộ gọi là xung kích II hình 2.12

 Tham số của các tín hiệu chính được hình thành tại kênh

- Xung kích II (biểu đồ hình 2.9.ж) là tín hiệu đầu ra của bộ tạo xung kích II (khối У23-4), đây là xung đồng bộ hoạt động của toàn đài radar

+ Tần số: f = 250Hz ÷ 4750Hz + Biên độ: U ≥ 40V

+ Độ rộng xung: τ ≤ 1,5μs

Hình 2.13 Biểu đồ điện áp giải thích hoạt động của kênh tạo xung kích II

2.3.2.3 Kênh tạo xung cửa sóng

 Thành phần

- Bộ dao động giữ chậm sơ bộ У21-5 - Bộ dao động xung xoá У21-6

- Bộ dao động xung cửa sóng I У21-7 - Bộ dao động xung cửa sóng II У21-8 - Bộ katốt lặp lại У21-2

Trang 35

- Bộ katốt lặp lại У22-7

- Bộ dao động tạo xung điểm dấu di động У22-4 - Các dây giữ chậm Лз21-4, Лз21-6, Лз21-2, Лз21-3

 Chức năng

Kênh có chức năng tạo ra các xung

- Xung xóa: Xung này có nhiệm vụ làm cho bộ phân biệt thời gian У21-14 và bộ tách sóng đường bao trở về trạng thái ban đầu trước khi có xung thị tần thứ 2 tới

- Xung cửa sóng I: Để rọi sáng đường quét cự ly chính xác và đồng bộ mạch tạo xung cự ly

- Xung cửa sóng II và bộ dao động xung hẹp: Cung cấp cho hệ thống thu để chọn mục tiêu bám sát Bộ tạo thời gian giữ chậm sơ bộ У21-5Bộ tạo xung ngắt У21-6Bộ ka tốt lặp lại У21-2Dây giữ chậmЛз 21-4Dây giữ chậmЛз 21-6Bộ tạo xung cửa sóng I (CTPOБ I)

У21-7Bộ tạo xung cửa sóng II (CTPOБ II) У21-8Dây giữ chậmЛз 21-2Dây giữ chậmЛз 21-3Bộ tạo xung hẹp УУC У21-10Đến T 9-MXung kích IIĐiện áp cự ly một chiềuXung nhọn di động từ У22-4

Xung cửa sóngXung ngắt

Đến bộ tạo xung cự ly У21-9 và

ka tốt lặp lại У23-8

Đến bộ phân biệt thời gian У21-14, đến T-9M

678345Rơ le P21-1Rơ le P21-1

Hình 2.14 Sơ đồ chức năng đơn giản kênh tạo các xung cửa sóng

 Tham số của các tín hiệu chính được hình thành tại kênh

Trang 36

+ Tần số: f = 250Hz ÷ 4750Hz + Biên độ: U ≥ 50V

+ Độ rộng xung: τ = 6,7 ± 1s

+ Độ giữ chậm so với xung kích II: ΔT = 24 ÷ 28μs (giá trị có thể thay đổi được theo biến trở cự ly)

- Xung ngắt (biểu đồ hình 2.9.ц) là tín hiệu đầu ra của bộ tạo xung ngắt (khối У21-6)

+ Tần số: f = 250Hz ÷ 4750Hz + Biên độ: U ≥ 50V

+ Độ rộng xung: τ ≤ 1,5s

+ Độ giữ chậm so với xung kích II: ΔT = 24 ÷ 34,4μs

- Xung cửa sóng I “di động” (biểu đồ hình 2.9.ш) là tín hiệu đầu ra của bộ tạo xung cửa sóng I (khối У21-7)

+ Tần số: f = 250Hz ÷ 4750Hz + Biên độ: U ≥ 100V

+ Độ rộng xung: τ = 6,7s

+ Độ giữ chậm so với xung kích II: ΔT = 25,5 ÷ 35,9μs

- Xung cửa sóng II “di động” (biểu đồ hình 2.9.aб) là tín hiệu đầu ra của bộ tạo xung cửa sóng II (khối У21-8)

+ Tần số: f = 250Hz ÷ 4750Hz + Biên độ: U ≥ 75V

+ Độ rộng xung: τ ≤ 3,9s

- Xung УУC “di động” (biểu đồ hình 2.9.aв) là tín hiệu đầu ra của bộ tạo xung hẹp УУC (khối У21-10)

Trang 37

+ Biên độ: U ≥ 90V

+ Độ rộng xung: τ ≤ 0,35s

Hình 2.15 Biểu đồ điện áp giải thích hoạt động của kênh tạo các xung cửa sóng

2.3.2.4 Kênh xử lý tín hiệu phản xạ

 Thành phần

- Bộ khuếch đại thị tần У21-16 - Bộ khuếch đại thị tần cuối У23-8 - Dây giữ chậm Лз21-7

 Chức năng

Kênh có chức năng khuếch đại tín hiệu thị tần đủ lớn cung cấp cho hệ thống sục sạo và hệ thống cự ly

 Nguyên lý hình thành tín hiệu phản xạ ở hệ cự ly

Tín hiệu phản xạ (mục tiêu, nhiễu…) được đưa đến đầu vào bộ khuếch đại thị tần У21-16 nếu:

Trang 38

Bộ khuếch đại thị tần đầu ra У23-8Dây giữ chậm Лз21-7 Bộ khuếch đại thị tần У21-16Tín hiệu phản xạ chế độ “biên độ”Tín hiệu phản xạ chế độ “СДЦ”Rơ le P21-2

Xung âmXung dươngĐến ЭЛТĐến bộ phân biệt У21-4 Đến hệ thống sục sạo

Hình 2.16 Sơ đồ chức năng đơn giản kênh xử lý tín hiệu phản xạ

Bộ khuếch đại thị tần У21-16 có hai đầu ra cực khác nhau Các tín hiệu phản xạ có cực tính âm được đưa đến hệ thống sục sạo T-28M, cịn tín hiệu có cực tính dương được đưa đến bộ phân biệt У21-14 của khối T-21M1 và đến bộ khuếch đại thị tần cuối У23-8 của khối T-23M2 Từ đầu ra của bộ khuếch đại thị tần У23-8 các tín hiệu phản xạ có cực tính âm đưa đến đèn hiện sóng cự ly qua chuyển mạch B23-1 (biểu đồ hình 2.9.aж)

2.3.2.5 Kênh đo cự ly tự động

 Thành phần

- Bộ xoay pha cảm ứng ФB22-1 ở khối T-22M1

- Bộ tạo xung nhọn (bộ dao động điểm dấu di động) У22-4 - Bộ katốt lặp lại У22-7

- Bộ tạo xung cự ly У21-9 - Dây giữ chậm Лз21-5

- Bộ tạo xung ngắm và xung kích TPУ У21-13 - Bộ tạo xung bán cửa sóng I У21-11

Trang 39

- Bộ khuếch đại từ У22-2

- Bộ giải điều chế tín hiệu hồi tiếp У22-3

 Chức năng: Kênh có chức năng tự động đo cự ly liên tục, chính xác rồi truyền sang máy tính

Bộ tạo xung nhọn У22 -4 Bộ xoay pha cảm ứng ФВ22-1Dao động sin 150 KHz từ У23-7Bộ tạo xung cự ly У21 -9 Bộ katốt lặp lại У22-7У22-7Dây giữ chậm Лз21-52 6 7 11 5Bộ tạo bán cửa sóng II У21 -12 Bộ phân biệt thời gian У21 -14 Bộ khuếch đại cân bằng У21 -15 Bộ khuếch đại một chiều У22 -1 Bộ tạo bán cửa sóng I У21 -11 Bộ giải điều chế tín hiệu hồi tiếp У22 -3 Bộ khuếch đại từ У22 -2 Động cơ M22-1Bộ tạo xung ngắm và xung kích TPY У21 -13 Truyền động cơ khíCửa sóng I từ У21-7Xung ngắt từ У21-6Xung phản xạ từ У21-6Đến hệ truyền độngĐến T23-M1Đến ЧПКR21-11R21-9

Hình 2.17 Sơ đồ chức năng đơn giản kênh đo cự ly tự động

 Tham số của các tín hiệu chính được hình thành tại kênh

- Xung nhọn “di động” (biểu đồ hình 2.9.х) là tín hiệu đầu ra của bộ tạo xung nhọn “di động” (khối У22-4)

+ Tần số: f = 150KHz + Biên độ: U ≥ 2,5V + Độ rộng xung: τ ≤ 0,5s

+ Độ di động của xung được điều khiển bằng biến trở cự ly Một chu kỳ xung tương ứng với 1000m ngoài thực tế (chu kỳ dao động thạch anh là 6,7μs = 20/3μs D = C.T/2 = 3.108.20.10-6/2.3 = 1000m)

- Xung cự ly “di động” (biểu đồ hình 2.9.аг) là tín hiệu đầu ra bộ tạo xung cự ly (khối У21-9)

Trang 40

+ Biên độ: U ≥ 40V + Độ rộng xung: τ ≤ 1,5μs

+ Độ giữ chậm so với xung kích II: ΔT = 25,5 ÷ 42,6μs

- Xung ngắm “di động” (biểu đồ hình 2.9.aд) là tín hiệu đầu ra bộ tạo xung ngắm và xung kích TPУ (khối У21-13)

+ Tần số: f = 250Hz ÷ 4750Hz + Biên độ: U ≥ 90V

+ Độ rộng xung: τ ≤ 0,25μs

+ Độ giữ chậm so với xung kích II: ΔT ≥ 25,5 ÷ 42,6μs

2.3.2.6 Kênh hiện sóng cự ly

 Chức năng: Kênh có chức năng hiển thị các xung tín hiệu tương ứng với các chế độ làm việc khác nhau

 Nguyên lý làm việc

Hình 2.18 Hình ảnh màn hình cự ly khi chuyển mạch ở vị trí a) Làm việc; b) Quy chuẩn [8]

Kênh hiện hình cự ly có thể làm việc trong các chế độ khác nhau tuỳ thuộc vào vị trí của chuyển mạch