Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật điện tử: Nghiên cứu truyền nhận tín hiệu giả lập mục tiêu cho radar pháo tự hành

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

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

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

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, công nghệ truyền nhận và hiển thị tín hiệu vô tuyến

 Nghiên cứu thiết kế mô 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

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

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 luôn 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 luôn 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 Phòng ban của nhà trường đã tạo điều kiện, cơ sở vật chất để em có cơ hội và môi 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 còn những thiếu sót nhất định Em rất mong nhận được những đóng góp của quý thầy giáo, cô 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 luôn 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 hoàn thành nếu không có họ

Em xin chân thành cảm ơn!

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023

Nguyễn Thanh Tùng

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 không 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

Để thực hiện nghiên cứu trên, tác giả đã tiến hành khảo sát thực tế các tham số tín hiệu trên khí tài thật kết hợp nghiên cứu tài liệu kỹ thuật, phân tích chọn lựa tín hiệu cần truyền về máy tính Sau đó nghiên cứu công nghệ giả lập tín hiệu, công nghệ truyền nhận và hiển thị tín hiệu; thực hiện nghiên cứu giả lập tín hiệu mục tiêu trên màn hình radar pháo tự hành thông qua lập trình vi điều khiển STM32 F411 và ứng dụng công nghệ Lora để truyền nhận tín hiệu Trên cơ sở nghiên cứu, tác giả thiết kế mô hình giả lập tín hiệu và truyền nhận các tín hiệu đó về hiển thị trên máy tính; thử nghiệm kết quả nghiên cứu và dựa vào kết quả thử nghiệm làm cơ sở cho việc đánh gía tính hiệu quả của thiết kế

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

To do research, the author conducted a practical survey of signal parameters on real equipments, combined with studying technical documents, analyzing and selecting signals to be transmitted to the computer Thereafter, we study signal simulation technology, signal transmission and display technology; conduct research to simulate target signal on self-propelled artillery radar screen through programming of STM32 F411 microcontroller and application of Lora technology to transmit and receive signals On that basis, design a signal simulation model and transmit the signals to display on the computer; testing the research results, based on the test results as the basis for evaluating the effectiveness of the design.

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ

Tôi xin cam đoan công 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 tôi 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

Nguyễn Thanh Tùng

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

2.1.5 Pháo tự hành Krab của Ba Lan 9

2.2 Pháo tự hành ЗСУ-23-4 10

2.2.1 Tổng quan pháo tự hành phòng không 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 Quá 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, CÔNG NGHỆ TRUYỀN NHẬN VÀ XỬ LÝ HIỂN THỊ TÍN HIỆU 34

3.1 Sơ đồ khối mô 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 công 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 ngôn ngữ lập trình Python điểu khiển hiển thị máy tính 48

3.4 Kết luận chương… … 48

CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÔ 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

4.2.2 Nghiên cứu thiết kế khối điều khiển trung tâm 62

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 Mô hình giả lập hoàn chỉnh 75

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

5.2.1 Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm … 77

5.2.2 Đánh giá kết quả thử nghiệm mô hình giả lập, truyền nhận và hiển thị tín hiệu cự ly trong phòng 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

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

DANH MỤC HÌNH ẢNH

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

Hình 2.2 Pháo phòng không 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 chuẩn 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

Hình 3.1 Sơ đồ khối mô hình giả lập… 34

Hình 3.2 Tín hiệu xung vuông 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 mô 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 nguyên lý khối giả lập tín hiệu 60

Hình 4.14 Lưu đồ thuật toán 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

Hình 4.22 Lưu đồ thuật toán chương trình đọc tín hiệu từ khối giả lập 67

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 toán 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 toán chương trình hiển thị kết quả trên máy tính 73

Hình 5.1 Mô hình giả lập tín hiệu 75

Hình 5.2 Bo mạch mô 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 quét 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 mô hình giả lập 86

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

Hình 5.20 Tab tái tạo lại về mặt nguyên lý trên màn hình cự ly 87

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 4.1 Bảng giá trị tham số các tín hiệu cần giả lập tại khối giả lập 52 Bảng 4.2 Thông số của các bộ timer [30] 56 Bảng 4.3 Bảng kết nối kích hoạt nội bộ của timer 57 Bảng 4.4 Các thông số kỹ thuật của Arduino Nano V3.0 ATmega328P [34] 69 Bảng 5.1 Bảng vị trí các chân ra tín hiệu từ mô hình giả lập 77 Bảng 5.2 Bảng kết quả đo tín hiệu từ mô hình giả lập bằng máy hiện sóng 78 Bảng 5.3 Bảng kết quả thử nghiệm truyền - nhận và hiển thị tín hiệu 85

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Ký hiệu

Ý nghĩa

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

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

DMA Direct memory access Truy cập bộ nhớ trực tiếp

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

MCU Micro Controller Unit Khối vi điều khiển trung tâm

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

IEEE Institute of Electrical and

Electronics Engineers Viện kỹ sư điện và điện tử

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

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 phòng không đa tầng và dày đặc có hiệu quả cao của Quân đội nhân dân Việt Nam

1.1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay các khí tài pháo tự hành vẫn đang được biên chế và sử dụng trong các đơn vị quân đội nhân dân Việt Nam để phục vụ huấn luyện sẵn sàng chiến đấu Vì vậy, việc duy trì hoạt động công tác kiểm tra, giám sát, đánh giá chất lượng huấn luyện luôn gặp khó khăn; đặc biệt là đánh giá thao tác kíp trắc thủ trên màn hình cự ly của radar nhằm kịp thời rút kinh nghiệm trong mỗi lần huấn luyện

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, công nghệ truyền nhận tín hiệu vô tuyến

 Thiết kế mô 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 công nghệ truyền nhận tín hiệu vô tuyến

 Ứng dụng giả lập tín hiệu cự ly mục tiêu bằng kỹ thuật điều chế độ rộng

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 công nghệ truyền nhận tín hiệu vô tuyến, kỹ thuật lập trình, kỹ thuật điều khiển và đo lường, phần mềm hiển thị máy tính để tiến hành xây dựng mô 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

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

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Luận văn thực hiện nghiên cứu, khảo sát có hệ thống, khoa học; vừa nghiên cứu tài liệu kỹ thuật pháo tự hành kết hợp khảo sát các tín hiệu thực tế trên khí tài; nghiên cứu công nghệ lập trình vi điều khiển trong giả lập tín hiệu và công nghệ truyền nhận tín hiệu vô tuyến

 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 vô 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, công nghệ truyền nhận

và hiển thị tín hiệu

Chương 4 Nghiên cứu thiết kế mô 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

so sánh các kết quả mô hình giả lập tín hiệu tạo ra, truyền nhận hiển thị thành công trên máy tính và hướng nghiên cứu phát triển tiếp theo của đề tài

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

Các loại pháo tự hành được biên chế trong quân đội một số nước trên thế giới Những nội dung trong phần này được tham khảo từ các nguồn tài liệu [2] [3] [4]

2.1.1 Pháo tự hành 2S4 Tyulpan của Nga

2S4 Tyulpan có cỡ nòng 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 công 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]

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

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 phòng không 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 phòng không 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]

Hình 2.2 Pháo phòng không tự hành Gepard [3]

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

Quân đội Hoàng gia Anh đưa vào biên chế AS90 từ những năm 1993; AS90 được trang bị pháo 155 mm cùng hệ thống nạp đạn tự động, tốc độ bắn khoảng 6 viên một phút AS90 có hệ thống điều khiển hỏa lực tự động vô cùng hiện đại Tuy vậy, AS90 cũng có điểm yếu là nòng pháo ngắn nên tầm bắn tối đa với đạn tăng tầm chỉ

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

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

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 thông thường khoảng 30 km và có thể tới 40 km với loại đạn tăng tầm, cơ số đạn mang theo khoảng 60 viên [2]

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]

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

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

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 khoá liên động của đài vô 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

Đài radar 1РЛ33М có thể làm việc ở một trong các chế độ sau - Sục sạo mục tiêu bằng tay ở dải quạt

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 toán (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

- Khối cơ khí cự ly T-22M1

- Khối hiện sóng cự ly T-23M2

Y21-1BỘ TẠO

XUNG CHỌNY21-2CÁC BỘ KA-TỐT

LẶP LẠIY21-3BỘ TẠO XUNG KÍCH HỆ ЧПКY21-4

BỘ TẠO XUNG KÍCH MÁY PHÁT

Y21-8BỘ TẠO XUNG CỬA

SÓNG II

Y21-5BỘ TẠO THỜI

GIAN GIỮ CHẬM SƠ BỘ

Y21-6BỘ TẠO

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

BỘ TẠO XUNG CỰ LY

Y21-16BỘ KHUẾCH ĐẠI THỊ TẦN

Y22-4BỘ TẠO XUNG NHỌN

DI ĐỘNG

Y22-1BỘ KHUẾCH

ĐẠI MỘT

CHIỀUY22-2BỘ KHUẾCH

ĐẠI TỪ

Y22-3BỘ GIẢI ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU HỒI TIẾP

Y23-1BỘ TẠO ĐIỆN ÁP RĂNG CƯA

BỘ KHUẾCH ĐẠI THỊ TẦNY21-13

BỘ TẠO XUNG NGẮM VÀ KÍCH HỆ ТРУ

Y23-6BỘ TẠO XUNG

RĂNG CƯA ĐƯỜNG QUÉT “CHÍNH XÁC”

Y23-10BỘ KĐ ĐIỆN ÁP RĂNG CƯA QUÉT “THÔ”9÷11µs

1Điện áp 1

chiều từ biến trở cự ly

DÂY GIỮ CHẬMЛз21-1

DÂY GIỮ CHẬMЛз21-4

DÂY GIỮ CHẬMЛз21-6

DÂY GIỮ CHẬMЛз21-2

DÂY GIỮ CHẬMЛз21-3768Rơ-le P21-1

53Rơ-le P21-1

ĐÈN HÌNH

T-9MBỘ TẠO XUNG

HẸP “УУC”Y21-10

DÂY GIỮ CHẬMЛз21-7

Tín hiệu phản xạ (chế độ biên độ)5

3Tín hiệu phản xạ (chế độ “СДЦ”)Rơ-le P21-2

41“-”ФВ22-1BỘ XOAY PHA CẢM ỨNG

Y22-7BỘ KA-TỐT LẶP LẠI

Đến ЧПКR21-11

DÂY GIỮ CHẬMЛз21-5

ĐÈN HÌNH

M22-1ĐỘNG CƠ

Y23-7THẠCH ANHMÁY PHÁT

Y23-3BỘ TẠO XUNG NHỌN

DÂY GIỮ CHẬMЛз23-1Y23-4BỘ TẠO

XUNG KÍCH IIY23-2BỘ TẠO

XUNG CHỌN

BỘ TẠO ĐIỆN ÁP QUY CHUẨN

Ш23-1-20Ш21-2-18

 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 toán [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 quét "thô" 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

Biểu đồ xung và các tham số cơ bản của các xung thuộc hệ cự ly hình 2.9

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

2.3.2 Quá 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)

+ Tần số: f = 150KHz + Biên độ: U ≥ 25V

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

Hình 2.11 Biểu đồ giải thích quá 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

Bộ tạo xung chọn У23-2

Bộ tạo xung kích II У23-4

Xung chọnXung nhọn “cố định”

Xung kích II

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

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

- Bộ dao động xung hẹp “УУС” У21-10

- 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 У21-5

Bộ tạo xung ngắt У21-6

Bộ ka tốt lặp lại У21-2

Dây giữ chậmЛз 21-4Dây giữ chậm

Лз 21-6Bộ tạo xung cửa sóng I (CTPOБ I)

У21-7Bộ tạo xung cửa sóng II (CTPOБ II)

У21-8Dây giữ chậm

Лз 21-2Dây giữ chậm

Лз 21-3

Bộ tạo xung hẹp УУC

Đến T 9-MXung kích II

Điện áp cự ly một chiều

Xung 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

45Rơ le P21-1

Rơ 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

- Xung chọn “di động” (xung cửa sóng “di động”) (biểu đồ hình 2.9.ф) là tín hiệu đầu ra của bộ tạo thời gian giữ chậm sơ bộ (khối У21-5)

+ 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)

+ Tần số: f = 250Hz ÷ 4750Hz

+ 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

Bộ khuếch đại thị tần đầu ra

У23-8Dây giữ chậm

thị tần У21-16Tín hiệu phản xạ

chế độ “biên độ”

Tín hiệu phản xạ chế độ “СДЦ”

Rơ le P21-2

Xung âmXung dương

Đến 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, còn 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

- Bộ tạo xung bán cửa sóng II У21-12 - Bộ phân biệt thời gian У21-14 - Bộ khuếch đại cân bằng У21-15 - Bộ khuếch đại dòng một chiều У22-1

- 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 У23-7

Bộ tạo xung cự ly У21 -9 Bộ katốt lặp

lại У22-7У22-7

Dây 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

Bộ tạo xung ngắm và xung kích TPY

У21 -13 Truyền động cơ khí

Cửa sóng I từ У21-7

Xung ngắt từ У21-6Xung phản xạ từ У21-6

Đến hệ truyền động

Đến T23-M1Đến ЧПК

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)

+ Tần số: f = 250Hz ÷ 4750Hz

+ 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