Mô phỏng hiển thị mục tiêu Radar trên màn hình máy tính PC

Mô phỏng hiển thị mục tiêu Radar trên màn hình máy tính PC

Môn: ĐỊNH VỊ VỆ TINH VÀ DẪN

ĐƯỜNG ĐiỆN TỬ

Bài tập lớn:

Mô phỏng hiển thị mục tiêu Radar trên màn hình máy tính PC

GVHD: Th.s Nguyễn Tường Thành

Nội Dung

MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM

1 Màn hình ở chế độ quét thuận

2 Màn hình ở chế độ quét ngược

2

GIỚI THIỆU VỀ CHƯƠNG TRÌNH

1.Khái niệm RADAR

2.Mục tiêu RADAR

3.Tính toán cự ly

4.Cơ sở vật lý RADAR

5.Các bước xử lý tín hiệu RADAR

3

CODE PHẦN MỀM MÔ PHỎNG 3

I GIỚI THIỆU VỀ CHƯƠNG TRÌNH

1 Khái niệm Radar:

- Radar là hệ thống thiết bị tìm kiếm (detect) và xác định vị trí ( ranging) của đối tượng thông qua việc thu, phát và xử lý

sóng điện từ.

1.Khái niệm Radar:

• Phân loại:

Chủ động (Active system): thực hiện phát, thu

và xử lý sóng điện từ phản xạ từ mục tiêu

radar

Bị động (Passive system): chỉ thu và xử lý

sóng điện từ bức xạ từ mục tiêu radar.

2 MỤC TIÊU RADAR:

- Mục tiêu radar là tất cả các đối tượng có khả năng phản xạ sóng điện từ nằm trong tầm phát hiện của trạm radar

Phân loại:

-Mục tiêu quan sát:

• Mục tiêu nhân tạo

• Mục tiêu tự nhiên -Mục tiêu giả: là những đối tượng không cần quan sát nhưng xuất hiện trong vùng phủ sóng của trạm radar, gây nhiễu đối với các mục tiêu cần quan sát

• Mục tiêu quan sát:

• Mục tiêu nhân tạo

• Mục tiêu tự nhiên

• Mục tiêu giả: là những đối tượng không cần quan sát nhưng xuất hiện trong vùng phủ sóng của trạm radar, gây nhiễu đối với các mục tiêu cần quan sát

• Tham số xác định vị trí:

– 3D: M (D, φ, β ) hoặc M ( H, φ, β ) trong đó: H = D sin (β)

– 2 D: M (D, φ )

• Quỹ đạo mục tiêu: tập hợp các vị trí của mục tiêu theo thời gian

NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA XUNG RADAR:

NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA XUNG RADAR:

• Độ rộng xung PW- Pulse Width

– Thời gian bức xạ tín hiệu trong một chu kỳ bức xạ.

• Tần số lặp xung PRF - Pulse Repetition Frequency

– Số xung phát trong một giây.

• Thời gian lặp xung PRT - Pulse Repetition Time (PRT=1/PRF)

• PW ảnh hưởng đến :

– Phạm vi phát hiện mục tiêu của Radar

– Cự ly tối thiểu và tối đa có thể phát hiện mục tiêu

• PRF xác định:

– Cự ly tối đa phát hiện mục tiêu

3.TÍNH TOÁN CỰ LY:

- Tại trạm radar sóng điện từ được bức xạ ra không gian, phạm vi giám xác của radar tùy thuộc vào công suất của máy phát, khi gặp phải vật thể lạ sóng điện từ sẽ bị vật thể

lạ hấp thụ một phần,một phần sẽ bị phản xạ lại trạm ,tín hiệu thu được sẽ được xử lý để biết chính xác tọa độ cũng như vị trí của vật thể đó trong không gian

Các tham số cần xác định:

4 CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA RADAR:

Radar làm việc dựa trên 4 tính chất của sóng điện từ:

1.Sóng điện từ lan truyền với vận tốc hữu hạn, không đổi

c=3.108 (m/s)

2 Sóng điện từ truyền thẳng

3 Năng lượng sóng điện từ sẽ phản xạ khi gặp môi trường

không đồng nhất(mục tiêu)

4 Tần số thu được tại trạm radar sai lệch so với tần số phát, gây nên do sự chuyển động tương đối giữa mục tiêu và trạm radar và được xác định thông qua hiệu ứng doppler

4 CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA RADAR:

4 CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA RADAR:

5 CÁC BƯỚC XỬ LÝ TÍN HIỆU RADAR:

Bước 1: Phát hiện mục tiêu:( detection)

Xác xuất phát hiện nhầm: gây nên do tín hiệu phản xạ từ các đối tượng

Bước 2: Đo đạc tham số:( Measurement )

- Cự ly R đo độ trễ

- Đo góc (fi,β) căn cứ vào hướng tính của búp sóng ) căn cứ vào hướng tính của búp sóng radar

- Đo vận tốc hiệu ứng Dopper

Xác định được vị trí và vẽ quỷ đạo của mục tiêu Tính được gia tốc của M

Bước 3: Phân biệt mục tiêu:( display)

Bước 4: Nhận biết mục tiêu: (recorgnation)

Chỉ thực hiện được với Radar chủ động thứ cấp:

• Radar chủ động thứ cấp là hệ thống radar có khả năng trao đổi thông tin ( truyền số liệu ) với đối tượng

(mục tiêu)

• Quá trình trao đổi số liệu giữa M và RS được thực

hiện khi M nằm lọt trong búp sóng radar

• Thời gian trao đổi số liệu phụ thuộc vào tốc độ quét cánh sóng và kích thước búp sóng của trạm Radar

Radar thứ cấp truyền các tín hiệu được mã hóa đến bộ phát đáp của mục tiêu

• Transponder phúc đáp bằng bản tin được mã hóa với các thông tin của đối tượng ( airplane )

• Một transponder có thể thiết lập tối đa khoảng 4096 mã nhận dạng - identifying codes

• Trong lĩnh vực quân sự , các transponders được gọi là IFF (Identification, Friend or Foe)