LÝ THUYẾT RADAR HÀNG HẢI

LÝ THUYẾT RADAR www.hh06b.8forum.net Lý thuyết Radar -  - CHƯƠNG I NGUYÊN LÝ RADAR HÀNG HẢI  § KHÁI NIỆM CHUNG Radar phương tiện vô tuyến điện dùng để phát xác đònh vò trí mục tiêu so với trạm radar Vì radar sử dụng rộng rãi lónh vực quân giao thông Đặc biệt ngành đường biển đường không Thuật ngữ RADAR viết tắc Radio Detection And Ranging , tức dùng sóng vô tuyến để xác đònh phương vò khoảng cách tới mục tiêu Dù nguyên lý radar nhàkhoa học Anh Mỹ phát chiến tranh giới thứ hai , việc dùng tín hiệu dội thiết bò hàng hải phát minh Trước có radar , hành hải sương mù gần bờ biển gồ ghề , tàu thuyền thổi hồi còi , bắn phát súng , gõ chuông Khoảng thời gian từ phát tín hiệu âm đến nhận tín hiệu phản hồi khoảng cách từ tàu tới bờ biển vách đá, đồng thời hướng nghe tín hiệu dội cho biết góc phương vò tương đối (góc mạn ) bờ biển so với tàu Từ đời đến , radar không ngừng cải tiến , ngày hoàn thiện Cùng phát triển ngành khoa học , ứng dụng thành tựu tự động hóa , kỹ thuật điện , với phát triển vô tuyến điện tử ; tính kỹ thuật , khai thác hoạt động radar nâng cao không ngừng Đến với tính ưu việt , tất loại tàu hàng hải biển trang bò radar Radar sâu phục vụ đời sống Với cán hàng hải , để dẫn tàu an toàn cần phải biết xác vò trí tàu chuyển động tương quan với mục tiêu biển Radar sẵn sàng cung cấp thông tin cách xác nhanh chóngtrong khoảng thời gian ngắn để tránh va , xác đònh vò trí tàu … Từ vấn đề quan trọng , radar trở thành phương tiện dẫn đường chủ yếu đảm bảo an toàn cho tàu hành hải Đặc biệt hành hải nơi có mật độ tàu thuyền lớn , hành hải ven bờ , sương mù , băng , đêm tối , tầm nhìn xa bò hạn chế … Đặc biệt loại radar phát xung sử dụng hầu hết tàu biển Lý thuyết Radar -  - §2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG I-NGUYÊN LÝ CHUNG : Để đo khoảng cách, radar xung sử dụng nguyên lý sau: dùng sóng điện từ siêu cao tần (sóng radio) phát vào không gian dạng xung radio thu lại sóng phản xạ từ mục tiêu trở Công thức tính: C *t D= đó: - D: khoảng cách từ radar đến mục tiêu - C: tốc độ truyền sóng (3*108 m/s) - t: thời gian truyền sóng (đi phản xạ trở về) Tính chất sóng radio: - Lan truyền không gian theo đường thẳng - Tốc độ lan truyền không đổi: C = 3*108 m/s - Mang lượng lớn, gặp mục tiêu phản xạ trở Mô tả nguyên lý chung radar theo sơ đồ khối: Khối đồng Máy phát Khối chuyển mạch Khối báo Anten Máy thu Diễn giải: máy phát tạo xung điện từ siêu cao tần, qua chuyển mạch, tới anten, xạ vào không gian Xung radio gặp mục tiêu phản xạ trở về, qua mạch vào máy thu, qua khuếch đại sửa đổi tín hiệu cho ta tín hiệu quan sát hình II- NGUYÊN LÝ RADAR XUNG : Radar trang bò cho ngành hàng hải, hàng không loại dùng nguyên lý radar xung Radar có nhiệm vụ phát xác đònh tọa độ mục tiêu so với trạm radar hàng hải, tọa độ xác đònh hệ tọa độ cực thông qua khoảng cách góc 1- Xung điện: Là đại lượng biến thiên nhanh theo qui luật đònh (chu kỳ đònh), đặc trưng tần số f bước sóng λ Lý thuyết Radar -  - Công thức: f = C λ Hiện xung điện dùng radar có loại sau: - xung nhọn - xung cưa - xung vuông - xung siêu cao tần (xung radio) Các đặc trưng xung radio xạ vào không gian thám sát mục tiêu: - chiều dài xung: τx - chu kỳ lập xung: Tx Thông thường nay: - τx = 0.01 ÷ µs - Tx = 1000 ÷ 4000 µs Ta nhận thấy τx αng + 57.3da/D A A B B a ab b α [ αng α > αng Lý thuyết Radar -  - 10 động nội thay đổi cho tần số f k phát đảm bảo đưa sang trộn máy thu trộn với tín hiệu phản xạ trở đạt tần số trung tần chuẩn V Bộ khuếch đại trung tần : Tín hiệu phản xạ máy thu có lượng thấp Để có đủ khả làm việc, người ta khuếch đại lên tín hiệu giữ nguyên hình dạng độ dài biên độ lớn lên nhiều, với lượng lớn Tùy loại radar mà khuếch đại trung tần sử dụng đèn điện tử hay bán dẫn, bố trí số tầng khuếch đại nhiều hay ít, hệ số khuếch đại lớn hay nhỏ Thông thường điện áp khỏi tầng khuếch đại cỡ ÷ 1.5 v Khi sử dụng nhiều tầng khuếch đại hệ số khuếch đại tích hệ số khuếch đại tầng Ta thay đổi hệ số qua nút điều chỉnh GAIN bố trí mặt máy máy thu Thông thường khuếch đại trung tần thiết kê để khuếch đại tần số 60 Mhz, nhiên có loại tần số 35 Mhz, 40 Mhz … Số lượng hệ số khuếch đại thiết kế cho : Hệ số khuếch đại lớn, khộng bò méo điều chỉnh theo thời gian Thay đổi dãi thông cho xung ngắn dài khác Tránh nhiễu tạp âm, giảm độ ồn, tăng độ nhạy máy thu VI Bộ tách sóng : Tín hiệu phản xạ, qua khuếch đại trung tần có tần số cao, để đưa tới ống phóng tia điện tử phải tách xung thò tần Muốn dùng mạch tách sóng tách xung thò tần khỏi xung cao tần Bộ tách sóng có loại : tách sóng chu kỳ nửa chu kỳ Nó có cấu tạo đơn giản gồm tụ điện C1 đóng vai trò lọc xung cao tần, tụ điện C lấy xung thò tần, diode ( đèn điện tử ) tách sóng điện trở để thoát thành phần chiều ( HÌNH VẼ ) Dao động nằm đường bao không gây sụt áp qua tụ C ( Uc = Ic * Xc [...]... đồng bộ giữa máy chỉ báo và máy phát và cần phải kiểm tra lại Lý thuyết Radar -  - 25 CHƯƠNG 5 ANTENNA RADAR HÀNG HẢI  1- Yêu cầu: Antenna radar là thiết bò phát sóng radio và thu sóng phản xạ trở về đưa vào ống dẫn sóng, là loại antenna đònh hướng, lắp đặt trên tàu thõa mãn các yêu cầu sau: - Phải quét tròn 3600 và chụp năng lượng xuống... thành các đường tròn để báo cho tàu cứu hộ biết và xử lý §5 TẦM XA TÁC DỤNG CỦA RADAR 1- Tầm xa tác dụng của radar khi không có tác động của môi trường: Ở đây ta bỏ qua ảnh hưởng của các yếu tố không khí, mặt nước và sóng đi thẳng từ radar tới gặp mục tiêu phản xạ trở về Giả sử radar phát với công suất P x, khoảng cách từ radar tới mục tiêu là D Nếu radar phát không đònh hướng thì mật độ công suất tại... tia radar cong lên Mức độ suy giảm càng chênh lệch so với điều kiện bình thường thì chùm tia càng bò bẻ cong nhiều hơn, vì vậy tầm xa tác dụng của radar bò giảm đường biến thiên hệ số khúc xạ trung bình khúc xạ thấp trung bình cao nhanh chậm Lý thuyết Radar -  - 15 6- Hiện tượng khúc xạ cao: super-refraction Hiện tượng này là chùm tia radar. .. đi qua vò trí Ramark, có độ rộng 1 0  30 Do đó radar chỉ xác đònh được phương vò tới trạm Ramark mà thôi Các trạm này thường lắp đặt ở những khu vực 0 0 Lý thuyết Radar -  - 17 nhiều tàu qua lại hay gần những vùng hành hải nguy hiểm như bãi ngầm, bãi cạn hay những mục tiêu xung quanh mà radar khó phát hiện 2- nh của RACON: Racon là 1 trạm... antenna phải có ít nhất 10 ÷12 xung đập vào mục tiêu (n = 22 ÷24 vòng / phút) - Bề mặt hiệu dụng của antenna phải đủ lớn để đảm bảo tầm xa tác dụng của antenna - Dãi lọt phải đủ lớn để thu tất cả các tín hiệu phản xạ trở về - Chiều cao antenna phải đủ lớn để tăng tầm xa nhưng không quá lớn sẽ làm tăng bán kính vùng chết Đồng thời bố trí sao cho tránh được ảnh hưởng của các dụng cụ nghi khí hàng hải, cột... tàu như ống khói, cần cẩu… che không cho sóng của radar vượt qua dẫn tới toàn bộ khu vực phía sau các cấu trúc đó không nhận được sóng radar Do đó radar không phát hiện được các mục tiêu nằm trong khu vực đó Vùng mù Mục tiêu Vùng râm Cột che 2- Vùng râm: Là vùng cũng do ảnh hưởng của các cấu trúc trên tàu nên sóng radar bức xạ rất yếu, dẫn tới việc là radar lúc phát hiện được lúc không phát hiện được... sóng radar vượt qua dẫn tới radar không phát hiện được các mục tiêu nằm sau vật thể đó Góc bò ngăn bởi mục tiêu mà radar không phát hiện được gọi là góc chết 3- Vùng chết: Là 1 vùng nằm xung quanh tàu mà búp phát anten Góc chết không chụp xuống được, nên radar không phát hiện được các mục tiêu nằm trong vùng đó Đối với mỗi con tàu, ta cần xác đònh được vùng chết, vùng râm, vùng mù để từ đó khi dùng radar. .. nên cần có thời gian đốt nóng cathode Khi tín hiệu báo radar đã sẵn sàng ta mới bật radar sang chế độ phát xung Ở một số tàu trọng tải lớn, người ta thường lắp thêm radar có chế độ khẩn cấp EMERGENCY Khi sử dụng chế độ này radar có thể hoạt động được ngay mà không cần thời gian chuẩn bò Tuy nhiên không nên lợi dụng chức năng này vì sẽ gây hại cho radar - Nếu trên màn hình, ảnh của các mục tiêu thẳng... gian thu xung: Tx ≥ 2Dmax/C (do τx ... hình II- NGUYÊN LÝ RADAR XUNG : Radar trang bò cho ngành hàng hải, hàng không loại dùng nguyên lý radar xung Radar có nhiệm vụ phát xác đònh tọa độ mục tiêu so với trạm radar hàng hải, tọa độ xác... thác hoạt động radar nâng cao không ngừng Đến với tính ưu việt , tất loại tàu hàng hải biển trang bò radar Radar sâu phục vụ đời sống Với cán hàng hải , để dẫn tàu an toàn cần phải biết xác... Lý thuyết Radar -  - §2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG I-NGUYÊN LÝ CHUNG : Để đo khoảng cách, radar xung sử dụng nguyên lý sau: dùng sóng điện từ siêu