Nghiên cứu khả năng phát hiện mục tiêu radar hàng hải

LI CAM OAN Kớnh gi : - Hi ng bo v Trng HHH; - Khoa in-in t, Vin Sau i hc-Trng HHH Tụi tờn l : Nguyn Vn Minh Lp : Cao hc K thut in t-2013 Tờn ti tt nghip: Nghiờn cu kh nng phỏt hin mc tiờu Radar Hng hi Tụi xin cam oan õy l cụng trỡnh nghiờn cu ca bn thõn c xut phỏt t yờu cu thc t cụng vic hỡnh thnh hng nghiờn cu, lun ny khụng ging hon ton vi lun hoc cụng trỡnh ó cú trc ú Hi phũng, ngy thỏng TC GI Nguyn Vn Minh i nm 2015 LI CM N Sau nm hc v nghiờn cu em ó hon thnh khúa hc v lun tt nghip ca mỡnh Li u tiờn, em xin chõn thnh gi li cm n ti cỏc Thy, cụ giỏo Khoa in - in t v Vin sau i hc Trng i hc Hng hi Vit nam ó mang ht tinh thn v trỏch nhim ging dy truyn t nhng kin thc b ớch, to iu kin giỳp em sut quỏ trỡnh tham gia hc ti Trng Qua õy, em cng xin by t lũng bit n sõu sc nht ti Ging viờn TS Phm Vn Phc-Trng i hc Hng hi Vit nam, ngi ó hng dn v cú ý kin b sung, chnh sa quý bỏu quỏ trỡnh thc hin lun Bờn cnh ú, em xin gi li cm n n gia ỡnh, nhng ngi ó to mi iu kin thun li cho em vic hc v ng viờn giỳp em c gng lm tt ti tt nghip Sau cựng, l li cm n n tt c cỏc bn bố, cỏc anh ch ó giỳp em sut quỏ trỡnh hc ti trng Hi Phũng, ngy thỏng 09 nm 2015 Hc viờn Nguyn Vn Minh ii MC LC LI CAM OAN i LI CM N ii DANH MC CC T VIT TT V Kí HIU v DANH MC CC BNG vi DANH MC CC HèNH vii M U CHNG KHI QUT C BN V H THNG RADAR 1.1 Lch s phỏt trin .3 1.2 Khỏi nim mc tiờu v cỏc tham s c bn ca Radar 1.2.1 Mc tiờu Radar 1.2.2 Tham s xỏc nh v trớ .5 1.2.3 Qy o mc tiờu 1.3 Chc nng v phõn loi Radar 10 1.3.1 Chc nng ca radar 10 1.3.2 Phõn loi radar 10 1.4 Cu trỳc Radar hng hi 12 1.4.1 Phn phỏt 13 1.4.2 Phn thu .13 CHNG NGUYấN Lí V H THNG RADAR HNG HI 18 2.1 Nguyờn lý hot ng ca Radar ch ng s cp iu ch xung 18 2.1.1 Súng in t 18 2.1.2 Nguyờn lý ca xỏc nh mc tiờu ca Radar phỏt xung 19 2.1.3 Tớnh toỏn c ly 22 2.1.4 C ly phõn gii mc tiờu 24 2.2 Nguyờn lý xỏc nh võn tc mc tiờu theo hiu ng Doppler 26 2.2.1 Hiu ng Doppler 26 2.2.2 Cỏc bc x lý tớn hiu radar 29 2.3 Phng trỡnh c ly ca Radar hng hi 30 2.3.1 Din tớch phn x hiu dng ca mc tiờu radar (Radar cross Section) .30 iii 2.3.2 Phng trỡnh radar hng hi 31 2.3.3 S nh hng ca nhiu 36 2.3.4 Phng trỡnh radar i vi tn s lp xung thp 37 2.3.5 Phng trỡnh radar vi tn s lp xung cao 38 2.3.6 Bc x radar hng hi 39 CHNG TNH TON V Mễ PHNG XC NH C LY MC TIấU RADAR 53 3.1 Tớnh toỏn c ly phỏt hin mc tiờu 53 3.2 Mụ phng tớnh toỏn c ly phỏt hin mc tiờu Radar 61 KT LUN 69 TI LIU THAM KHO 70 PH LC 71 iv DANH MC CC T VIT TT V Kí HIU Ch vit tt Gii thớch AGL Average Ground Level MSL Mean Sea Level ACP Azimuth-Change-Pulses PRF Pulse repetition frequency SHM Ship Heading Marker PRF Pulse Repeatition Frequency MTI Moving Target Indicator PRT Pulse repetition Time RCS Radar cross Section EIRP Effective Isotropic Radiated Power ERP Effective Radiated Power ECDIS Electronic Chart Display and Information Systems AGC Automatic Gain Control IHO International Hydrographic Organization v DANH MC CC BNG S bng Tờn bng Trang 2.1 nh hng ca cỏc tham s n c ly Radar 26 2.2 Din tớch phn x hiu dng ca mt si b mt in hỡnh 31 2.3 Din tớch phn x hiu dng theo chun ca t chc IHO 35 2.4 Vựng khớ hu ma 49 3.1 Tng suy hao Radar theo thng kờ 54 3.2 Bng thụng s tớnh toỏn c ly cc i Radar 55 3.3 Bng thụng s Radar v mc tiờu 56 3.4 Thụng s radar JMA-8252 bng X v S 59 3.5 Tng suy hao v õm ỏp dng cho Radar JMA-625 59 vi DANH MC CC HèNH S hỡnh Tờn hỡnh Trang 1.1 Trang bỡa bng sỏng ch radar 1.2a Nhiu Radar ỏm mõy, ma trờn bin 1.2b Mc tiờu nm bỳp súng phỏt ca radar 1.3a cao mc tiờu theo a hỡnh 1.3b cao mc tiờu khụng gian 1.4a V trớ mc tiờu h trc ta x,y,z 1.4b V trớ mc tiờu trờn mn hỡnh Radar 1.5 Cỏc loi ch bỏo mc tiờu radar 1.6 Phõn loi radar theo chc nng 10 1.7 Phõn loi radar theo súng iu ch 12 1.8 S phn phỏt v thu ca Radar 12 1.9 Mch dao ng ni dựng diode Gann 14 1.10 Mch trn cõn bng dựng cp diode 15 1.11 Mch khuch i trung tn 16 2.1 th súng khụng gian 3D 18 2.2 Phõn cc súng in t khụng gian 19 2.3 Mụ t nguyờn lý xỏc nh mc tiờu ca radar phỏt xung 20 2.4 Hỡnh minh bi toỏn xỏc nh cụng sut trung bỡnh 21 2.5 Xung truyn i v xung phn hi 22 2.6 Biu din khong cỏch nhm ln ca mc tiờu M2 23 2.7 nh mc tiờu M1 v M2 trờn mn hỡnh Radar 23 2.8 Phõn gii c ly vi cỏc mc tiờu 24 2.9a Phn x xung ca hai mc tiờu M1,M2 25 2.9b Chuyn ng ca mc tiờu phn ỏnh qua bc súng 26 2.10 Quỏ trỡnh truyn súng t radar v s phn x súng t mc tiờu 27 2.11 Hỡnh nh minh cho gúc hng trm ca mc tiờu 28 vii S hỡnh Tờn hỡnh Trang 2.12 Phỏt hin mc tiờu 28 2.13 Th tớch phõn bit mc tiờu 29 2.14 Cỏc kiu tỏn x ca mc tiờu Radar 30 2.15 Mt cụng sut ti im cỏch tõm cu khong cỏch R 31 2.16 li ng ten nh hng 32 2.17 Mụ hỡnh húa quỏ trỡnh phỏt-thu ca Radar 33 2.18 C ly phỏt hin mc tiờu ph thuc cao ng ten 38 2.19 Khong cỏch mc tiờu khỳc x b mt 39 2.20 S biu din hng s k ca bỏn kớnh hiu dng trỏi t 41 2.21 Hin tng khỳc x theo cao bỳp súng 43 2.23 Biu din khỳc x, phn x v ng ng 43 2.24 Suy hao hai chiu phỏt v thu vi gúc nõng bỳp súng 0,5 43 2.25 Suy hao bu khớ quyn vi gúc nõng bỳp súng 45 2.26 Suy hao bu khớ quyn c chiu phỏt v thu, gúc nõng bỳp súng 45 2.27 Suy hao sng mự vi tm nhỡn 30m, 122m v 610m, 180 46 2.28 th suy hao ma tớnh theo mt chiu radar-mc tiờu 46 2.29 th lng ma cỏc vựng 47 2.30 Ma v nhy mỏy thu radar 48 3.1 ng dng Radar Tỡm kim Cu nn 57 3.2 C ly nhn bit mc tiờu theo phõn loi ca IMO 58 3.3 Quan h gia khong cỏch v t s tớn hiu trờn nhiu s xung p vo mc tiờu thay i 65 3.4 Quan h gia s xung p vo mc tiờu v t s 65 3.5 Phng trỡnh radar vi tn s lp PRF xung cao 68 viii M U Lý chn ti Cựng vi s tin b khụng ngng ca nn minh nhõn loi l s phỏt trin nhanh, mnh ca cỏc nn khoa hc k thut phc v cho i sng ngi ú khụng th khụng k n Radar- Radio Dectection and Ranging , Radar l phng tin dựng súng vụ tuyn in phỏt hin v xỏc nh v trớ mc tiờu Radar khụng ch phỏt hin mc tiờu quõn s m cũn giỳp ớch lnh vc khớ tng thy vn, giỳp cho vic d bỏo thi tit c chớnh xỏc v thun li hn rt nhiu Radar cú th phỏt hin c s bt thng ca khớ quyn xa hng trm Km, giỳp mỏy bay, tu bố cú th phũng trỏnh c thiờn tai Nh cú Radar m mỏy bay cú th h cỏnh v ct cỏnh bt k trng hp thi tit no Cỏc tu bin i li c an ton, trỏnh c s va chm vi cỏc tu bố khỏc, trỏnh cỏc chng ngi trờn bin Phi núi rng Radar c ng dng rt nhiu ngnh k thut v i sng Ngy khụng ch Vit Nam m tt c cỏc nc cú b bin ngnh ti bin, khai thỏc, ỏnh bt hi sn rt phỏt trin v c quan tõm c bit Chớnh vỡ vy m mt phng tin tham gia giao thụng hng hi rt dy c Khi ú gii phỏp an ton cho ng dõn hot ng trờn bin khụng ch l m bo thụng tin liờn lc v thụng tin d bỏo thi tit thụng sut c bit ma bóo m cũn l gii phỏp an ton phũng trỏnh tai nn trờn bin va chm gia cỏc tu cỏ vi tu hng v gia tu cỏ vi Vi ý ngha ú gim thiu ti a cỏc v tai nn õm va trờn bin, cỏc tu hot ng trờn bin rt cn trang b a hng hi cú th phỏt hin c mc tiờu ờm v iu kin thi tit xu, m bo an ton cho tu v ngi trờn bin Trong lnh vc quõn s raa hng hi cng c s dng xỏc nh cỏc mc tiờu xõm phm ch quyn bin o, thm lc a thiờng liờng ca t quc Nhn thc c s quan trng ca raa hng hi cụng tỏc khai thỏc ỏnh bt thy hi sn v s nghip bo v ch quyn bin o thm lc a thiờng liờng ca T quc em ó la chn ti: Nghiờn cu kh nng phỏt hin mc tiờu Radar hng hi Mc ớch v nhim v nghiờn cu Nghiờn cu cỏc tham s c bn, nguyờn lý h thng Radar núi chung i sõu nghiờn cu h thng Radar hng hi, nguyờn lý xỏc nh mc tiờu, tc, phõn tớch mụ hỡnh húa v lp phng trỡnh Radar hng hi trng hp cú tn s lp xung khỏc Tớnh toỏn v mụ phng phng trỡnh Radar trờn phn mm Matlab i tng v phm vi nghiờn cu i tng nghiờn cu: Nghiờn cu cỏc loi Radar, ú trung nghiờn cu a hng hi Phm vi nghiờn cu: Nghiờn cu kh nng phỏt hin mc tiờu ca a hng hi Phng phỏp nghiờn cu Phng phỏp tng hp, phõn tớch: Tng hp v phõn tớch cỏc ti liu, cụng trỡnh cú liờn quan chn lc cỏc ni dung phự hp vi ti S dng phn mm matlab phõn tớch, tớnh toỏn mụ phng v c ly phỏt hin mc tiờu í ngha khoa hc v thc tin í ngha khoa hc: Trờn c s nghiờn cu ti ó: - Lp phng trỡnh c ly ca Radar hng hi - Tớnh toỏn, mụ phng c ly phỏt hin mc tiờu trờn phn mm matlab í ngha thc tin: Giỳp cỏn b hng hi xỏc nh chớnh xỏc v trớ tu ca mỡnh v s chuyn ng tng quan vi cỏc mc tiờu trờn bin, nhm m bo an ton giao thụng hng hi, nõng cao hiu qu khai thỏc cỏc tim nng v bin, bo v vng chc ch quyn bin o thm lc a thiờng liờng ca T quc rcs_delta = 10.0; % Muc thay doi rcs pt_percent = 2.0; % Muc thay doi cong suat dinh c = 3.0e+8; lambda = c / freq; p_peak = base10_to_dB(pt); lambda_sq = lambda^2; lambda_sqdb = base10_to_dB(lambda_sq); sigmadb = base10_to_dB(sigma); for_pi_cub = base10_to_dB((4.0 * pi)^3); k_db = base10_to_dB(1.38e-23); te_db = base10_to_dB(te) b_db = base10_to_dB(b); np_db = base10_to_dB(np); range_db = base10_to_dB(range * 1000.0); snr_out = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + np_db - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * range_db % Hinh 3.5 index = 0; n1 = np_db; n2 = base10_to_dB(np1); n3 = base10_to_dB(np2) for range_var = 25:5:400 index = index + 1; rangevar_db = base10_to_dB(range_var * 1000.0); snr1(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + n1 - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; snr2(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + n2 - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; snr3(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + n3 - 62 for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; end figure(2) var = 25:5:400; plot(var,snr1,'k',var,snr2,'k ',var,snr3,'k .') legend('np = 1','np1','np2') xlabel ('Range - Km'); ylabel ('SNR - dB'); %title ('np = 1, np1 = 10, np2 =100'); % Hinh 3.6 sigma5 = sigmadb - rcs_delta; pt05 = p_peak + base10_to_dB(pt_percent); index = 0; for nvar =1:10:500 index = index + 1; ndb = base10_to_dB(nvar); snrs(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ndb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0* range_db; snrs5(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigma5 + ndb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * range_db; end index = 0; for nvar =1:10:500 index = index + 1; ndb = base10_to_dB(nvar); snrp(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ndb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * range_db; snrp5(index) = pt05 + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ndb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * range_db; 63 end nvar =1:10:500; figure(3) subplot(2,1,1) plot(nvar,snrs,nvar,snrs5) plot (nvar,snrs,'k',nvar,snrs5,'k ') legend ('default RCS','RCS-delta') xlabel ('Number of coherently integrated pulses'); ylabel ('SNR - dB'); %title ('delta = 10, percent = 2'); subplot (2,1,2) plot (nvar,snrp,'k',nvar,snrp5,'k ') legend ('default power','pt * percent') xlabel ('Number of coherently integrated pulses'); ylabel ('SNR - dB'); 64 Kt qu mụ phng: Hỡnh 3.3 Quan h gia khong cỏch v t s tớn hiu trờn nhiu s xung p vo mc tiờu thay i Hỡnh 3.4 Quan h gia s xung p vo mc tiờu v t s tớn hiu trờn nhiu cụng sut nh v din tớch hiu dng thay i 65 Nhn xột: Quan h gia khong cỏch v mc tiờu l quan h hm s m, S xung p vo mc tiờu cng ln thỡ t s tớn hiu trờn nhiu cng ln, khong cỏch cng xa s xung mang li tớn hiu hu ớch cng gim T s tớn hiu trờn nhiu phn x t mt mc tiờu cú din tớch phn x hiu dng ln hn s cho SNR cao hn ca mc tiờu cú din tớch phn x hiu dng nh hn, ú c ly phỏt hin s tng lờn Khi tng cụng sut nh thỡ t s tớn hiu trờn nhiu cng tng, ú c ly ca Radar tng lờn Bi toỏn: Mụ phng C ly phỏt hin mc tiờu theo phng trỡnh Radar cú PRF cao Code Matlab clear all pt = 100.0e+3; % Cong suat dinh Watts freq = 5.6e+9; % Tan so hoat dong radar Hz g = 20.0; %He so tang ich ang ten dB sigma = 0.01; % Dien tich hieu dung an ten met vuong ti = 2.0; % Thoi gian xung xac dinh duoc muc tieu giay dt = 0.3; % He so cong xuat phat prf = 0.0; % PRF tau = 0.0; % rong xung te = 400.0; % Tap am nhieu nf = 5.0; loss = 8.0; % He so pham chat % Suy hao he thong dB range =50.0; % Tam xa Km dt1 = 0.05; dt2 = 0.2; % Mo phong phuong trinh radar voi tan so xung lap lai cao c = 3.0e+8; 66 lambda = c / freq; % Tinh toan he so cong suat phat if (dt == 0) dt = tau * prf; end pav_db = base10_to_dB(pt * dt); lambda_sqdb = base10_to_dB(lambda^2); sigmadb = base10_to_dB(sigma); for_pi_cub = base10_to_dB((4.0 * pi)^3); k_db = base10_to_dB(1.38e-23); te_db = base10_to_dB(te); ti_db = base10_to_dB(ti); range_db = base10_to_dB(range * 1000.0); % Cong thuc 2.32 snr_out = pav_db + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ti_db - for_pi_cub - k_db - te_db - nf - loss - 4.0 * range_db %Hinh 3.6 index = 0; pav10 = base10_to_dB(pt * dt1); pav20 = base10_to_dB(pt * dt2); for range_var = 10:1:100 index = index + 1; rangevar_db = base10_to_dB(range_var * 1000.0); snr1(index) = pav_db + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ti_db - for_pi_cub - k_db - te_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; snr2(index) = pav10 + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ti_db - for_pi_cub - k_db - te_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; snr3(index) = pav20 + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ti_db - for_pi_cub - k_db - te_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; 67 end figure(1) var = 10:1:100; plot (var,snr1,'k',var,snr2,'k ',var,snr3,'k:') grid %legend ('dt','dt1,'dt2') xlabel ('Khong cỏch - Km','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',14); ylabel ('SNR - dB','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',14); %title ('dt = 30%, dt1 = 5%, dt2 = 20%'); Kt qu mụ phng : Hỡnh 3.5 Phng trỡnh radar vi tn s lp PRF xung cao Nhn xột: Quan h gia khong cỏch v t s tớn hiu trờn nhiu t l theo hm m Cụng sut nh cng nh thỡ t s tớn hiu trờn nhiu cng nh v khong cỏch R cng gn Khong cỏch cng xa t s tớn hiu trờn nhiu cng nh v ngc li Radar hng hi cú cụng sut nh Pt phm vi t 10 ti 25kW v tm hot ng cc i l 120NM, vỡ hn ch cao ca b quột Scaner Unit, khong 50m so vi mc nc bin 68 KT LUN Qua quỏ trỡnh nghiờn cu v a hng hi cú th thy rng t i n a khụng ngng c ci tin, ngy cng c hon thin Cựng vi s phỏt trin ca cỏc ngnh khoa hc, c ng dng thnh tu v t ng húa, k thut in, s phỏt trin v vụ tuyn in t, tớnh nng k thut khai thỏc v hot ng ca a c nõng cao khụng ngng n vi tớnh u vit ca nú, tt c cỏc loi tu hng hi trờn bin u c trang b a Ra a ngy cng i sõu phc v i sng Trong khuụn kh ti ny ch yu trung vo nghiờn cu i sõu nghiờn cu h thng Radar hng hi, nguyờn lý xỏc nh mc tiờu, tc, phõn tớch mụ hỡnh húa v lp phng trỡnh Radar hng hi trng hp cú tn s lp xung khỏc Tớnh toỏn c ly phỏt hin mc tiờu ca Radar v mụ phng trờn phn mm Matlab giỳp ngi c cú th d dng hỡnh dung c cu trỳc, nguyờn lý phỏt hin mc tiờu ca a hng hi ti c hon thnh vi s hng dn tn tỡnh ca thy giỏo TS Phm Vn Phc cựng s n lc, c gng ln nht ca bn thõn Tuy nhiờn thi gian v kin thc thc t cú hn ch nờn ti ch mi trỡnh by cỏc c bn nht v v kh nng phỏt hin mc tiờu ca a hng hi Kớnh mong nhn c s úng gúp ý kin quý bỏu ca cỏc thy v cỏc bn ti c cht lng v hon thin hn Em xin chõn thnh cm n! 69 TI LIU THAM KHO [1] TS Phm Vn Phc (2014), Bi ging nh v v dn ng hng hi, Trng i hc Hng hi Vit Nam [2] C s t ng húa x lý tin a, B mụn Ra a Khoa Vụ tuyn in, Hc Vin KTQS (2007) [3] PGS.TS Phm Vn Th (2015), Bi ging phng phỏp nghiờn cu khoa hc, Vin o to sau i hc - Trng i hc Hng hi Vit Nam [4] Peyton Z.Peebles, Jr (1998), Radar principles, New York [5] Marine Electronic Navigation [6] Marine Radar Equipment - Instruction Manual [7] Cỏc trang web: www.radartutorial.eu 70 PH LC % CODE MATLAB % clear all pt = 100.0e+3; % Cong suat dinh Watts freq = 5.6e+9; % Tan so hoat dong radar Hz g = 20.0; %He so tang ich ang ten dB sigma = 0.01; % Dien tich hieu dung an ten met vuong ti = 2.0; % Thoi gian xung xac dinh duoc muc tieu giay dt = 0.3; % He so cong xuat phat prf = 0.0; % PRF tau = 0.0; % rong xung te = 400.0; % Tap am nhieu nf = 5.0; % He so pham chat loss = 8.0; % Suy hao he thong dB range =50.0; % Tam xa Km dt1 = 0.05; dt2 = 0.2; % Mo phong phuong trinh radar voi tan so xung lap lai cao c = 3.0e+8; lambda = c / freq; % Tinh toan he so cong suat phat if (dt == 0) dt = tau * prf; end pav_db = base10_to_dB(pt * dt); lambda_sqdb = base10_to_dB(lambda^2); sigmadb = base10_to_dB(sigma); for_pi_cub = base10_to_dB((4.0 * pi)^3); k_db = base10_to_dB(1.38e-23); te_db = base10_to_dB(te); ti_db = base10_to_dB(ti); range_db = base10_to_dB(range * 1000.0); % Cong thuc 2.32 snr_out = pav_db + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ti_db - for_pi_cub - k_db - te_db - nf - loss - 4.0 * range_db %Hinh 3.6 index = 0; pav10 = base10_to_dB(pt * dt1); pav20 = base10_to_dB(pt * dt2); for range_var = 10:1:100 index = index + 1; rangevar_db = base10_to_dB(range_var * 1000.0); snr1(index) = pav_db + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ti_db - for_pi_cub - k_db - te_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; snr2(index) = pav10 + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ti_db - for_pi_cub - k_db - te_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; snr3(index) = pav20 + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ti_db - for_pi_cub - k_db - te_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; end figure(1) var = 10:1:100; plot (var,snr1,'k',var,snr2,'k ',var,snr3,'k:') grid %legend ('dt','dt1,'dt2') xlabel ('Khoảng cách - Km','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',14); ylabel ('SNR - dB','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',14); %title ('dt = 30%, dt1 = 5%, dt2 = 20%'); 71 % % Mo phong phuong trinh radar voi tan so lap xung thap pt = 1.5e+6; % Cong suat dinh don vi W freq = 5.6e+9; % Tan so hoat dong cua radar Hz g = 45.0; % Do loi antean radar dB sigma = 0.1; % Dien tich phan xa hieu dung cua muc tieu vo met vuong te = 290.0; % Tap am nhiet don vi Kelvins b = 5.0e+6; % Bang thong don vi Hz nf = 3.0; % He so pham chat dB loss = 0.0; % Suy hao he thong cua radar don vi dB np = 1; % number of coherently integrated pulses prf = 100 ; % Tan so lap xung n Hz range = 250.0; % Tam xa Km np1 = 10; % Muc thay doilan cua np np2 = 100; % Muc thay doi lan cua np rcs_delta = 10.0; % Muc thay doi rcs pt_percent = 2.0; % Muc thay doi cong suat dinh c = 3.0e+8; lambda = c / freq; p_peak = base10_to_dB(pt); lambda_sq = lambda^2; lambda_sqdb = base10_to_dB(lambda_sq); sigmadb = base10_to_dB(sigma); for_pi_cub = base10_to_dB((4.0 * pi)^3); k_db = base10_to_dB(1.38e-23); te_db = base10_to_dB(te) b_db = base10_to_dB(b); np_db = base10_to_dB(np); range_db = base10_to_dB(range * 1000.0); snr_out = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + np_db - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * range_db % Hinh 3.5 index = 0; n1 = np_db; n2 = base10_to_dB(np1); n3 = base10_to_dB(np2) for range_var = 25:5:400 index = index + 1; rangevar_db = base10_to_dB(range_var * 1000.0); snr1(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + n1 - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; snr2(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + n2 - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; snr3(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + n3 - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * rangevar_db; end figure(2) var = 25:5:400; plot(var,snr1,'k',var,snr2,'k ',var,snr3,'k .') legend('np = 1','np1','np2') xlabel ('Khoảng cách - Km','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',14); ylabel ('SNR - dB','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',14); %title ('np = 1, np1 = 10, np2 =100'); % Hinh 3.6 sigma5 = sigmadb - rcs_delta; pt05 = p_peak + base10_to_dB(pt_percent); index = 0; 72 for nvar =1:10:500 index = index + 1; ndb = base10_to_dB(nvar); snrs(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ndb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0* range_db; snrs5(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigma5 + ndb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * range_db; end index = 0; for nvar =1:10:500 index = index + 1; ndb = base10_to_dB(nvar); snrp(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ndb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * range_db; snrp5(index) = pt05 + * g + lambda_sqdb + sigmadb + ndb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * range_db; end nvar =1:10:500; figure(3) subplot(2,1,1) plot(nvar,snrs,nvar,snrs5) plot (nvar,snrs,'k',nvar,snrs5,'k ') legend ('default RCS','RCS-delta') xlabel ('Số xung đập vào mục tiêu','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',14); ylabel ('SNR - dB','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',14); %title ('delta = 10, percent = 2'); subplot (2,1,2) plot (nvar,snrp,'k',nvar,snrp5,'k ') legend ('default power','pt * percent') xlabel ('Số xung đập vào mục tiêu','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',14); ylabel ('SNR - dB','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',14); % clear all pt = 1.5e+6; %Cụng s?t trung bỡnh ??n v? W freq = 5.6e+9; %T?n s? lm vi?c c?a radar Hz g = 45.0; %H? s? t?ng ớch ?ng ten radar dB sigma = 0.1; % Di?n tớch hi?u d?ng m?c tiờu m?c ??nh te = 290.0; % T?p õm nhi?t ??n v? Kelv b = 5.0e+6; % B?ng thụng radar Hz nf = 3.0; % H? s? ph?m ch?t radar dB loss = 0.0; % Suy hao h? th?ng c?a radar dB option =1; % L?a ch?n b?ng => input_par = SNR ??n v? l dB % N?u b?ng => input_par = Kho?ng cỏch l?n nh?t ??n v? l Km input_par = 20; rcs_delta1 = 5.0; % rcs thay ??i rcs_delta2 =10.0; % rcs thay ??i pt_percent1 = 0.5; % Cụng su?t ??nh thay ??i pt_percent2 =2.0; % Cụng su?t ??nh thay ??i c = 3.0e+8; % V?n t?c truy?n súng khụng gian lambda = c / freq; % B??c súng p_peak = base10_to_dB(pt); % Cụng su?t ??nh ??i t? c? s? 10 sang dB lambda_sq = lambda^2; % Bỡnh ph??ng b??c súng lambda_sqdb = base10_to_dB(lambda_sq); % ??i b??c súng t? c? s? 10 sang dB sigmadb = base10_to_dB(sigma); % Di?n tớch ph?n x? hi?u d?ng ??i t? c? s?10 sang dB for_pi_cub = base10_to_dB((4.0 * pi)^3); % H? s? ??i sang dB 73 k_db = base10_to_dB(1.38e-23);% H?ng s? Boltzmans ??i dB te_db = base10_to_dB(te) ;% T?p õm nhi?u ??i sang dB b_db = base10_to_dB(b); % B?ng thụng B ??i sang dB if (option == 1) % L?a ch?n ?ng % ?o?n ny tớnh tõf xa c?c ??i v?i di?n tớch hi?u d?ng m?c ??nh temp = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - input_par; out_par = dB_to_base10(temp)^(1/4) % ??i sang c? s? 10 % % Thay ??i RCS m?c ??nh ?? ???c hai m?c tiờu m?i sigma(+)rcs_delta1,2 dB sigmap = rcs_delta1 + sigmadb; % Di?n tớch hi?u d?ng c?a m?c tiờu th? nhõt sigmam = sigmadb - rcs_delta2; % D?n tớchhieeuuj d?ng m?c tiuờ th? % cụng su?t ??nh ban ??u s? ???c thay ??i pt05 = p_peak + base10_to_dB(pt_percent1); % Cụng xuõs t?ng lờn 50% pt200 = p_peak + base10_to_dB(pt_percent2); %Cụng suõs t?ng 200% index = 0; % Tớnh t?m xa c? ??i c?a radar cho m?c tiờu th? nh?t for snrvar = input_par*.5 : : input_par*1.5 % SNR = 10:1:30 index = index + 1; %Chuy?n ??n v? t? dB sang c? s? 10 range1(index) = dB_to_base10(p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmam for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - snrvar)^(1/4) / 1000.0; range2(index) = dB_to_base10(p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - snrvar)^(1/4) / 1000.0; range3(index) = dB_to_base10(p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmap for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - snrvar)^(1/4) / 1000.0; end % Chia cho 1000 ?ờ ???c ?n v? Km index = 0; % Tớnh t?m xa c? ??i c?a radar cho m?c tiờu th? for snrvar = input_par*.5 : : input_par*1.5; index = index + 1; %Chuy?n ??n v? t? dB sang c? s? 10 rangp1(index) = dB_to_base10(pt05 + * g + lambda_sqdb + sigmadb for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - snrvar)^(1/4) / 1000.0; rangp2(index) = dB_to_base10(p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - snrvar)^(1/4) / 1000.0; rangp3(index) = dB_to_base10(pt200 + * g + lambda_sqdb + sigmadb for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - snrvar)^(1/4) / 1000.0; end % V? hỡnh snrvar = input_par*.5 : : input_par*1.5 figure(1) subplot(2,1,1) plot(snrvar,range2,'k',snrvar,range1,'k ',snrvar,range3,'k:') legend(' default RCS ','RCS-delta1','RCS+delta2') xlabel ('SNR nhỏ mà phất đ-ợc mục tiêu- dBdB','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',14); 74 ylabel ('Tầm xa cực đạiKm','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',14); title('delta1=5dBsm, delta2=10dBsm, percent1=0.5, percent2=2.0') subplot(2,1,2) plot(snrvar,rangp2,'k',snrvar,rangp1,'k ',snrvar,rangp3,'k:') legend(' default power','percent1*pt','percent2*pt') xlabel ('SNR nhỏ mà phát đ-ợc mục tiêudB','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',14); ylabel ('Tầm xa cực đại Rmax Km','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',14); %N?u l?a ch?n l else range_db = base10_to_dB(input_par * 1000.0); % Cu ly doi tu don vi dai sang Db out_par = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - 4.0 * range_db % V?i di?n tớch hi?u d?ng ban ??u ???c thay ??i sigma rcs_delta1,2 % ?? ???c hai m?c tiờu khỏc n?a sigma5 = sigmadb - rcs_delta1; sigma10 = sigmadb - rcs_delta2; % v?i cụng su?t ??nh ban ??u ban ??u ???c thay ??i pt_percent1 * pt and pt_percent2 * pt tat %??n v? lỳcny ? dB pt05 = p_peak + base10_to_dB(pt_percent1); pt200 = p_peak + base10_to_dB(pt_percent2); index = 0; for rangvar = input_par*.5 : : input_par*1.5 index = index + 1; var = 4.0 * base10_to_dB(rangvar * 1000.0); %r=40:1:130 Km snr1(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - var; snr2(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigma5 - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - var; snr3(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigma10 - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - var; end index = 0; for rangvar = input_par*.5 : : input_par*1.5; index = index + 1; var = 4.0 * base10_to_dB(rangvar * 1000.0); snrp1(index) = pt05 + * g + lambda_sqdb + sigmadb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - var; snrp2(index) = p_peak + * g + lambda_sqdb + sigmadb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - var; snrp3(index) = pt200 + * g + lambda_sqdb + sigmadb - for_pi_cub - k_db - te_db - b_db - nf - loss - var; end rangvar = input_par*.5 : : input_par*1.5; figure(2) subplot(2,1,1) plot(rangvar,snr1,'k',rangvar,snr2,'k ',rangvar,snr3,'k:') legend('default RCS','RCS-delta1','RCS-delta2') xlabel ('Tầm xa- Km','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',20); ylabel ('SNR - dB','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',20); title('delta1=5dBsm, delta2=10dBsm, percent1=0.5, percent2=2.0') subplot(2,1,2) plot(rangvar,snrp2,'k',rangvar,snrp1,'k ',rangvar,snrp3,'k:') legend('drfault power','percent1*pt','percent2*pt') xlabel ('Tầm xa - Km','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',20); ylabel ('SNR - dB','FontName','.VnTime','color','b','FontSize',20); 75 end % function [dt, prf, cstb, nlx, kc] = kc(t,pri,csd) % Phan mo phong cho 2.2.2 v 2.2.3 c = 3.0e+8; % Van toc truyen song dt = t / pri % he so cong suat phat prf = / pri; %tan so lap cua xung cstb = csd * dt %cong suat trung binh nlx = csd * t %nang luong xung kc = 1.0e-3 * c * pri / 2.0 %khoang cach end % function [delta_R]= DPG(Bt,DV) % HAM XAC DINH PHAM VI PHAN GIAI MUC TIEU % BANG THONG CO DON VI LA HZ ==> DV= Hz % BANG THONG CO THE DUOC TINH BANG (1/DO RONG XUNG)==> DV = Giay (s) c = 3.e+8; if(DV == 'hz') delta_R = c./ (2.0 *Bt); else delta_R = c*Bt / 2.0; end end % function w = dB_to_base10(x) % Convert base 10 numbers into dBs w = 10^( x / 10.); return % function w = base10_to_dB(x) % Chuyen doi co so 10 sang Db w = 10.0 * log10(x); return % 76 ... nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Nghiên cứu loại Radar, tập trung nghiên cứu đa hàng hải Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu khả phát mục tiêu đa hàng hải Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp tổng hợp,... chọn đề tài: Nghiên cứu khả phát mục tiêu Radar hàng hải Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu tham số bản, nguyên lý hệ thống Radar nói chung Đi sâu nghiên cứu hệ thống Radar hàng hải, nguyên... Qũy đạo mục tiêu Là tập hợp vị trí mục tiêu theo thời gian Vết mục tiêu cho biết chuyển động mục tiêu so với tàu chủ tâm hình Mục tiêu Radar đƣợc báo theo loại nhƣ hình 1.5 Radar hàng hải sử dụng