TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RADAR

1 CÔNG TY BẢO ĐẢM HOẠT ĐỘNG BAY MIỀN NAM ĐÀI KIỂM SOÁT KHÔNG LƯU CÀ MAU   TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RADAR SIR- M (Secondary Interrogation Receiver – Monopulse) Tháng 11 Năm 2009 2 MỤC LỤC Chương 1 : Giới thiệu Radar thứ cấp SSR …………………………………………………….3 I. Công dụng ………………………………………………………………………………….…….…3 II. Các yêu cầu đối với Radar thứ cấp …………………………………………… …… 3 III. Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống SSR………………………………………… 5 IV. Các phương pháp kó thuật dùng trong SSR…………………………………… …6 V. Các mode hỏi ………………………………………………………………………………… 12 VI. Mã trả lời ……………………………………………………………………….…………… 13 Chương II : Giới thiệu Radar hỏi –đáp đơn xung Alenia ……………………………….….15 I. Các giải pháp kó thuật ………………………………………………………………… … 15 II. Phân tích sơ đồ khối hệ thống ……………………………………………….…… ….17 1/ Khái quát quá trình hoạt động của SIR-M………………………….…… 17 2/ Thông số kó thuật của SIR-M…………………………………………………….…19 - Transmister………………………………………………………………………… 19 - Receiver…………………………………………………………………………….….19 - Controller/Extractor……………………………………………………… … 20 - Change-over……………………………………………………………………… 20 III. Chức năng các khối phần thu/phát và cao tần …………………………….…21 IV. Phân tích sơ đồ khối phần thu/phát và cao tần ………………………… ….24. V. Chức năng các khối phần controller/extractor…………………………… ….26 VI. Phân tích sơ đồ khối phần C/E……………………………………………………… 28 VII. Chức năng logic của C/E…………………………………………………………….….29 VIII. Khối nguồn ……………………………………………………………………………… 31 Chương III : Antenna và khối điều khiển ADMU ……………………………….…… 33 I. Hệ thống điều khiển ADMU………………………………………………………….…….33 II. Hệ thống antenna ALE – 9…………………………………………………………….….33 Chương IV : Vận hành khai thác …………………………………………………………………36 I. Giới thiệu chức năng BITE……………………………………………………………… 36 II. Các phím chức năng và các thủ tục………………………………….……………….37 III. Điều khiển hoạt động và đèn báo ………………………………………………………….……… 45 Chương V. Thủ tục bảo dưỡng và xử lý code lỗi ……………………………….…… 51 I. Các thủ tục bảo dưỡng (Proc No 1 đến No 15 )………………………….….……51 II. Các code quan trọng – cách xử lý …………………………………………….….… 68 Chương VI : Các hệ thống giám sát , đầu cuối ……………………………………………92 I. Hệ thống CMS …………………………………………………………………….………92 II. Hệ thống RMM …………………………………………………………… … ………103 III. Hệ thống RHP …………………………………………………………………… ……111 3 Chương I Giới thiệu về radar thứ cấp SSR(Secondary Surveillance Radar) I. Công dụng : Đài radar thứ cấp (còn gọi là radar hỏi- đáp , radar nhận biết ) kiểm soát KL của HKDD là đài radar sử dụng nguyên tắc hỏi –đáp tích cực làm nhiệm vụ phát hiện nhận biết các máy bay HKDD trong tầm không phận mà đài quản lý , phục vụ kiểm soát và dẫn đường cho máy bay HKDD . Đài radar thứ cấp có thể hoạt động độc lập hoặc kết hợp với radar sơ cấp , khi đó ăng ten của radar sơ cấp và thứ cấp gắn trên củng một bệ quay , tín hiệu của chúng được hợp nhất với nhau trên thiết bò hiển thò . II. Các yêu cầu đối với radar thứ cấp : 1. Vùng nhận biết : Phải bao quát được toàn bộ vùng không gian quanh đài với tầm xa và độ cao phủ được vùng thông báo bay mà đài radar thứ cấp đó đảm nhận , nhận biết được máy bay HKDD bay trong vùng đó với xác suất nhận biết không nhỏ hơn một giá trò quy đònh P (thường P ~ 0.9 ÷ 1 ) + Khi kết hợp với radar sơ cấp thì vùng nhận biết của radar thứ cấp phải lớn hơn vùng quan sát của radar sơ cấp để nhận biết được tất cả các mục tiêu trong tầm quan sát của radar sơ cấp . + Vùng nhận biết của radar thứ cấp KSKL trong mặt phẳng thẳng đứng có dạng hình cosec hổn hợp sau : + Để đảm bảo vùng nhận biết thì : - Anten máy trả lời trên máy bay phải có cấu tạo đẳng hướng - Giãn đồ hướng trong mặt phẳng thẳng đứng của anten máy hỏi cần không có vùng lỏm (khe mù ), anten có phân cực thẳng đứng . R max  max  min H max 4 - Công suất phát của máy hỏi và máy trả lời phải đủ lớn . độ nhạy máy thu của máy hỏi và máy trả lời phải cao để nhận biết được cự ly cực đại . 2. Khả năng phân biệt : Khả năng phân biệt về cự ly và tọa độ góc phải đủ cao để đảm bảo nhận biết được từng máy bay khi có nhiều máy bay cùng bay với giãn cách qui đònh an toàn . Khả năng phân biệt về cự ly phụ thuộc vào độ rộng xung và độ rộng chùm xung của tín hiệu hỏi- trả lời . Khả năng phân biệt về tọa độ góc phụ thuộc vào vào độ rộng búp sóng thu của anten hỏi (kó thuật đơn xung nhận biết tới 0.022 độ ) 3. Khả năng chống nhiễu : Có khả năng chống nhiểu cao , do vậy t/h hỏi và trả lời phải được mã hoá , radar thứ cấp phải có các mạch chế áp nhiễu tiêu cực , nhiễu xung trả lời không đồng bộ , nhiễu trả lời theo búp sóng phụ …. 4. Tính thống nhất và độ tin cậy hoạt động : Để đảm bảo phục vụ KSKLHKDD radar thứ cấp phải có các thông số kó thuật ( tần số thu/phát , sóng mang , các mode hỏi , code trả lời…) phải tuân theo qui đònh của tổ chức HKDD quốc tế – ICAO. Các thiết bò phải hoạt động tin cậy có dự phòng nóng (trang bò đúp 1 máy làm việc 1 máy dự phòng ) 5 III. Sơ đồ khối tổng quát của radar thứ cấp : Chuyển mạch Máy phát Mã hóa Giải mã Máy thu Mã hóa Đồng bộ (với PSR) Hiển thò Máy thu Máy phát Chuyển mạch Đ/k anten Giải mã Phối hợp (với PSR) Máy trả lời (Transponder) Máy hỏi (Interrogator) 6 IV. Một số phương pháp kó thụât : 1/ Phương pháp đo cự ly Thời gian trể t của t/h trả lời thu được so với t/h phát hỏi là : t = 2r/c +t0 r = c/2(t –t0) C : tốc độ truyền sóng (= tốc độ ánh sáng ) t0 : thời gian trể trong máy trả lời (khoảng 3µs) 2. Phương pháp đo phương vò : Dùng đóa mã gắn quay đồng bộ với trục quay của anten . Để tăng độ chính xác về phương vò các radar thứ cấp hiện đại đều dùng phương pháp đơn xung biên độ – pha . Thường các đóa mã có số bít n = 12 or n=14 bít một vòng quay 360 0 tương ứng với 2 n giá trò n = 12 thì có 4096 giá trò n = 14 thì có 16384 giá trò Mạch đếm cho đến khi nhận được t/h trả lời thì chốt lại 3. Hiện tương đa trò do đo nhằm cự ly: SSR làm việc ở chế độ xung nên khi phát hỏi ở chu kỳ nào thì t.h trả lời từ máy bay phải về máy thu trong chu kỳ đó . Tức là t/s lặp xung hỏi T l  T r – thời gian trể của t/h trả lời từ máy bay . Nhưng do sự nhiễu loạn nào đó mà T r  T l thì sẽ sinh ra hiện tượng do đo nhằm cự ly . Để khử t/h đồng bộ vượt cự ly này ta thay đổi nhanh t/s lặp một lượng ΔT – gọi là lắc t/s lặp (Staggering) Máy trả lời Máy hỏi r Mạch đếm Chốt trigger Thu trả lời T r2 T l T r1 T r2 giả M1 M2 7 4. Hiện tượng đa trò theo phương vò : Anten máy máy hỏi luôn tồn tại búp sóng phụ , vì vậy máy trả lời có thể được kích hoạt từ búp sóng phụ và sẽ tạo nên hòên tượng đa trò ở hướng búp sóng phụ trên màn hiển thò . Một số phương pháp khử hiện tượng đa trò : - Phương pháp STC (sensitivity time control ) : Điều khiển độ nhạy máy thu theo thời gian , nguyên tắc là làm giảm giả tạo độ nhạy máy thu ở vùng cự li gần Dùng mạch tạo điện áp như hình vẽ để điều khiển độ nhạy máy thu , chọn mức STC sao cho T/h trả lời nhằm không qua được máy thu , t/h trả lời của cánh sóng chính ở vùng cự li gần vẫn qua được máy thu vì tuy độ nhạy giảm nhưng t/h vào rất lớn - RSLS (Response side lobe suppression) : Khử t/h trả lời thu từ búp sóng phụ của anten máy hỏi , phương pháp này cần có thêm anten chế áp , kênh thu phụ , mạch so sánh Giả sử U1 là mức t/h lớn nhất của t/h trả lời thu từ búp sóng phụ của tuyến thu chính , U2 là mức t/h thu từ anten chế áp tuyến thu phụ . Qua mạch so sánh t/h ở cánh sóng phụ sẽ bò khử hết nếu ta điều chỉnh U1= U2 V t STC So sánh – loại bỏ hoặc chấp nhận Thu phụ Mạch so sánh Σ U1 Ω U2 Anten Chính Anten Chế áp Thu chính Thu phụ 8 - ISLS (Interrogation side lobe suppression) : Chế áp hỏi theo hướng búp sóng phụ Tín hiệu hỏi từ búp sóng phụ có thể kích hoạt máy trả lời trên máy bay . Để tránh hiện tương này ta sử dụng thêm anten chế áp có giản đồ toàn hướng phát xung P2 trể sau xung P1 khoảng thời gian 20.7µs . Điều chỉnh công suất phát sao cho ngoài vùng búp sóng chính thì P1 =P3  P2 – máy trả lời trên máy bay không bò kích hoạt , còn trong vùng búp sóng chính thì P1 = P3  P2 + k , khi đó máy trả lời sẽ bò kích hoạt . P 1 P 3 P 2 2µs ∑ Ω 9 Hình minh họa :  Thực tế, vùng không gian quanh đài thường có nhiều chướng ngại như toà nhà, đồi núi có thể gây phản xạ sóng radar. Máy trả lời có thể bò kích hoạt khi t/h từ búp sóng chính đến đòa vật phản xạ rồi đến máy bay . Hình minh họa : P 1 P 2 P 3 P 1 P 2 P 3 Trong vùng búp sóng chính (kích hoạt trả lời ) Ngoài vùng búp sóng chính (không trả lời ) 10 Để khắc phục hiện tượng này máy hỏi phát thêm xung P1 chế áp trùng với thời điểm P1 của kênh chính , P1 chế áp phải thấp hơn P2 chế áp . -Khi MB nằm trong búp sóng chính thì sẽ thu được xung P1 chế áp và P1 cùng một thời điểm với biên độ lớn hơn P2 nên kích hoạt máy trả lời . - Khi MB không nằm trong búp sóng chính thì sẽ thu được P1 chế áp và P2 trước , còn xung P1 của kênh chính đến chậm hơn tuỳ thuộc vào đường đi của tia phản xạ . máy trả lời sẽ so sánh P1 chế áp và P1 không đến cùng thời điểm nên không kích hoạt trả lời . - Giải pháp này làm hoàn thiện hơn việc chế áp búp sóng phụ nên gọi là p 2 IISLS( Improved Interrogation Side Lobe Supression ) Hình minh họa : P1, P3 Tia phản xạ P2 Tia phản xạ [...]... việc tách các xung trả lời bò chồng lên nhau để xử lý khá hiệu quả 15 2 Các phương pháp chống phản xạ: Tuy không nhiều như radar sơ cấp, nhưng radar sơ cấp cũng bò gây nhiễu bởi các phản xạ Chúng thường làm cho máy bay trả lời những xung không trực tiếp từ radar thứ cấp và vì thế radar sẽ nhận và xử lý những trả lời không mong muốn Hai trường hợp sau đây có thể xảy ra: - Máy bay được hỏi bởi xung phản... được rất ít Radar thứ cấp thông thường rất dễ dàng mất đi một số xung trả lời trong vòng quét của nó Vì vậy số lượng xung trả lời thu được đôi khi không đủ cho việc tính toán phương vò Radar thứ cấp đơn xung sẽ tránh được hiện tượng này Một số nguyên nhân có thể làm mất xung trả lời là: Do đòa hình phức tạp, do thời tiết xấu, do máy phát đáp của máy bay đang trả lời xung hỏi từ một đài radar thứ cấp... ®µi Radar tèi thiĨu lµ 90% trong mçi vßng qt cđa radar + Mçi mét mơc tiªu sÏ kh«ng xt hiƯn nhiỊu h¬n mét lÇn trªn mçi vßng qt Nãi c¸c kh¸c, ®iỊu nµy cßn phơ thc vµo : * ViƯc hái hc tr¶ lêi tõ c¸c bóp sãng phơ * ViƯc hái bëi nhiỊu thµnh phÇn (tÝn hiƯu hái trùc tiÕp, do ph¶n x¹ cđa ®Þa h×nh ) + Quan s¸t tÝn hiƯu RAW VIDEO ,c¸c mơc tiªu st hiƯn sÏ ®-ỵc x¸c ®Þnh vµ t thc vµo kho¶ng c¸ch tõ vÞ trÝ ®µi radar. .. thiết bò ngoại vi được thực hiện thông qua I/O BUS Các thiết bò giao tiếp được đòa chỉ hoá trong một hệ thống “bản đồ bộ nhớ”, nghóa là chúng được MPU nhìn thấy như là một phần của dữ liệu Mạch MNI quản lý việc trao đổi dữ liệu giữa MPU và các thiết bò khác Khối chuyển kênh: Trong cấu hình có dự phòng, một tín hiệu logic sẽ chọn kênh có trạng thái tốt nhất để hoạt động Tín hiệu video, triggers và các... trình , bộ nhớ dữ liệu , thanh ghi lệnh , thanh ghi đòa chỉ , sử dụng 5 bus : bus lệnh , bus đòa chỉ chương trình và 3 bus điều khiển I/O; tốc độ xử lý 5Mêga lệnh/giây 2/ ASU (Auxilary support unit) : Khối cung cấp chức năng bổ trỡ cho MPU, hổ trợ cho MPU để mở rộng thêm các chức năng khác… 3/ PRM (Program memory) : Bộ nhớ chương trình mở rộng của MPU 4/ DPM (Dual port memory) : Bộ nhớ dữ liệu mở rộng của... mã trả lời gồm 4 tổ hợp con , mỗi tổ hợp con có 3 bit nhò phân và được phân bố đan xen nhau theo qui đònh như hình vẻ : [A] [B] [C] [D] -[A1A2A4] [B1B2B4] [C1C2C4] [D1D2D4] 14 Chương II Giới thiệu Radar hỏi- đáp đơn xung Alenia SIR –M (Secondary Interrogation Receiver - Monopulse SIR-M là một hệ thống dual-channel Mỗi kênh gồm có một máy phát lập trình được, một máy thu monopulse, một khối tích... gửi tới khối controller/extractor Khối controller/extractor có khả năng xử lý nhanh các tín hiệu vào, phân tích và đònh dạng chúng rồi truyền tới mạng LAN Mạng LAN được nối tới bộ xử lý trung tâm RHP (Radar Head Processor) Tại đây tín hiệu sẽ được xử lý quỹ đạo (tracking) và chuyển đến các thiết bò đầu cuối 16 Sơ đồ khối tổng quát cho 1 kênh Antenna Ω Σ Δ Change-over unit P2 Ω P1,p3 Δ Σ ACP/NORT/ Trigger... trong hai kênh thì không ảnh hưởng tới khối SWIT-1 Khối chuyển mạch cao tần RF được điều khiển trực tiếp bởi khối SWIT-1 Nó có chức năng chuyển đổi đường tín hiệu cao tần giữa antenna và hai kênh của radar thứ cấp trong chế độ hoạt động có dự phòng 5/ LIC- Limiter and Coupler ( Giới hạn và ghép lặp) Khối mạch LIC có chức năng bảo vệ máy thu khỏi sự phá hoại của bất kỳ tín hiệu thu nào quá lớn ở đầu... điều khiển và một khối nguồn Ngoài ra còn có khối changeover dùng chung cho hai kênh để chuyển đổi giữa hai kênh trong cấu hình hoạt động có dự phòng (hot stanby) SIR-M có đầy đủ các tính năng của một radar thứ cấp đơn xung hiện đại như: độ chính xác về cự ly và góc phương vò cao, công suất phát có thể lập trình được theo từng góc phương vò, được trang bò hệ thống BITE, v.v… Để đạt được điều này, một... hiệu chỉnh để đạt thông tin đơn xung 25 Thu các tín hiệu trả lời đến từ máy thu ( logΣ/Δ , log Σ/Ω, logΣ , Sign ) 7/ DFR ( Defruiter) : Bộ chống nhiễu trả lời không đồng bộ , loại bỏ nhiễu từ các đài radar lân cận , xử lý thông tin đến từ mạch EDF 8/ RPD (Reply decoder ) : Giải mã t/h trả lời - Giải mã các t/h thu đến từ mạch DFR và gởi chúng tới khối xử lý trung tâm cùng với các thông tin về góc , . …………………………………………………………………… … 111 3 Chương I Giới thiệu về radar thứ cấp SSR(Secondary Surveillance Radar) I. Công dụng : Đài radar thứ cấp (còn gọi là radar hỏi- đáp , radar nhận biết ). TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RADAR SIR- M (Secondary Interrogation Receiver – Monopulse) Tháng 11 Năm 2009 2 MỤC LỤC Chương 1 : Giới thiệu Radar thứ cấp SSR …………………………………………………….3. vùng nhận biết của radar thứ cấp phải lớn hơn vùng quan sát của radar sơ cấp để nhận biết được tất cả các mục tiêu trong tầm quan sát của radar sơ cấp . + Vùng nhận biết của radar thứ cấp KSKL