tính toán và mô phỏng matlab

PHN M U Vit Nam ang hng ti l mt quc gia kinh t bin, thu nhp t ngun li hi sn v khai thỏc ti nguyờn trờn bin chim t trng ln nn kinh t quc gia Nc ta cú chiu di b bin ln, nhiu c khu kinh t v vựng lónh th trờn bin cn bo v Tuy nhiờn, tỡnh hỡnh bin ụng ngy cng phc tp, s lng cng nh tớnh cht cỏc v va chm trờn bin ngy cng tng Trc nhng mi e da tim tng trờn bin, Hi Quõn Nhõn Dõn Vit Nam ó v ang c xõy dng hin i vi rt nhiu v khớ trang b mi, ú cú cỏc trang thit b a hin i Vic khai thỏc, lm ch nhng v khớ trang b ny hin rt khú khn, yờu cu k thut, chin thut ca cỏc loi a cnh gii, iu khin lc l rt phc Vic hiu nguyờn lý hot ng cng nh cỏc tham s nh hng n c ly phỏt hin mc tiờu ca a, nhm phỏt huy tt hiu qu quỏ trỡnh khai thỏc, hnh cỏc i a cnh gii, iu khin lc ca cỏc trc th a ang l nhu cu cp thit ca Hi quõn Nhõn Dõn Vit Nam Do tớnh cht mt quõn s nờn cỏc cụng trỡnh nghiờn cu ca cỏc nc tiờn tin v lý thuyt v cụng ngh mi khụng c ph bin, ch yu l thụng tin thng mi i vi Vit Nam õy l lnh vc mi, hin cú rt ớt cỏc ti nghiờn cu v lnh vc ny Nn tng v lnh vc ny ca ta l nhng du hc sinh, nghiờn cu sinh ó hc Liờn Bang Nga cựng nhng kin thc, ti liu thu thp c Vỡ vy mc ớch nghiờn cu ca ti l nờu c nhng c trng ca i a cnh gii, phõn loi cỏc i a, a c nhng phng phỏp phõn tớch tớnh toỏn o c ly, cỏc yu t nh hng n c ly phỏt hin mc tiờu ca a cỏc ch quan sỏt Cn c theo cỏc s liu nghiờn cu, ti tớnh toỏn v mụ phng Matlab mt s mc tiờu in hỡnh Chng TNG QUAN H THNG RADAR 1.1 Lch s phỏt trin ca cỏc h thng radar - Nm 1886, Nh vt lý ngi Anh, James Clerk Maxwell ó phỏt trin lý thuyt mụ t súng in t v truyn lan ca súng in t - Nm 1904, k s lnh vc tn s cao ngi c, Christian Hỹlsmeyer sỏng ch Telemobiloskop cho giỏm sỏt lu lng trờn mt nc, ó o c thi gian chy ca súng in t ti mc tiờu kim loi (con tu) v phn x v, ú cú th tớnh khong cỏch t ni phỏt súng ti mc tiờu õy l vic th nghim radar thc t u tiờn ễng ó ng ký phỏt minh ti Vng quc Anh v c RADAR RAdio Detection And Ranging: Vic dựng súng in t nh v cỏc tu ó c ng ký cho k s ngi c Dỹsseldor Christian Hỹlsmeyer vo nm 1904 ti Anh v c nh mt bng cụng nhn sỏng ch Hỡnh 1.1 nh trang bỡa Bng sỏng ch radar - Nm 1937, Sir Watson-Watt Vng quc Anh ó phỏt trin h thng radar xỏc nh mỏy bay - Ngy 28/3/1938, radar to nh u tiờn trờn mỏy bay ó nhn bit tớn hiu phn x t tu trờn mt bin khong cỏch hng chc dm - Nm 1940, cỏc loi radar khỏc c phỏt trin M, Nga, c, Phỏp v Nht Bn 1.2 Khỏi nim Radar 1.2.1 Khỏi nim radar-PPI (Position Plan Indication) Radar ch ng s cp phỏt xung khụng iu ch (Primary pulsed radar, P0N) L loi Radar ph bin, thụng thng dựng cho quan sỏt nh mc tiờu; o khong cỏch, phng v, xỏc nh v trớ tng i ca nú so vi trm radar v s chuyn ng ca mc tiờu nh mc tiờu trờn mn hỡnh l cỏc m hay vt sỏng Xột trờn khớa cnh tớn hiu, mc tớn hiu nh mc tiờu ti ca mỏy thu radar ln hn tng mc nhiu v õm nn RADAR - RAdio Detecting And Ranging: Radar l h thng thit b tỡm kim (searching), phỏt hin (detecting), xỏc nh v trớ (ranging, bearing) v truy bỏm (tracking) i tng hay mc tiờu (object/target/aim) thụng qua vic phỏt-thu, v x lý súng in t - V trớ tng i ca mc tiờu so vi trm radar c xỏc nh bng khong cỏch v gúc phng v hoc gúc mn gia radar v mc tiờu i vi tu thuyn trờn bin gúc mn l gúc gia hng mi ca phng tin (heading) v v trớ mc tiờu v hai mn trỏi/phi - Hng mi ca tu c ỏnh du bng c khớ hoc vch du in t - i vi mc tiờu trờn khụng nh mỏy bay, ngoi thụng s ó nờu trờn, cõn phi xỏc nh gúc nõng hay gúc t ca mc tiờu so vi mt phng ngang Hỡnh 1.2 Quỏ trỡnh phỏt thu súng radar Hỡnh 1.3 th thi gian tớn hiu xung phỏt v thu ca radar - i vi cỏc loi Radar t c nh trờn mt t, gúc phng v ti mc tiờu c gi l phng v thc, tớnh t hng Bc thc ti mc tiờu theo chiu kim ng h - Khi mt xung ỏnh du hng mi tu hoc phng Bc thc dn ti Radar s cho nh sai hng cũn gi l mt ng b nh a hỡnh dn ti khú khn vic phỏt hin v xỏc nh mc tiờu (phng v thc v gúc phng v ó c nờu chng I) 1.2.2 Mc tiờu Radar Mc tiờu radar l tt c cỏc i tng cú kh nng phn x súng in t nm tm phỏt hin (hay ph súng theo bỳp súng phỏt) ca trm radar Hỡnh 1.4 Mc tiờu nm bỳp súng phỏt ca radar Radar cú th b nhiu phn x t vt khụng mun quan sỏt hoc a ng t mt t, hoc mt bin Hỡnh 1.5 Bc x a ng radar Phõn loi mc tiờu Radar: + Mc tiờu quan sỏt: L mc tiờu cn quan sỏt cho mc ớch ca ngi quan sỏt + Mc tiờu nhõn to: L cỏc phng tin trờn bin v trờn khụng; Vớ d tu thuyn, mỏy bay, v tinh, dn khoan, phao lung, cụng trỡnh trờn bin + Mc tiờu t nhiờn: Do thiờn nhiờn to ra; Vớ d b bin, b sụng, lựm cõy, i nỳi, mõy, cn bóo, dũng thy triu, l, súng thn, + Mc tiờu gi: l nhng i tng khụng cn quan sỏt nhng xut hin vựng ph súng ca trm radar, gõy nhiu i vi cỏc mc tiờu cn quan sỏt Vớ d nh ca cỏc ỏm mõy, súng bin, i nỳi trờn mn hỡnh radar Nhiu nhõn to: L cỏc dõy kim loi c mỏy bay th Hỡnh 1.6 Mc tiờu v nhiu radar 1.2.3 Tham s xỏc nh v trớ mc tiờu radar V trớ mc tiờu: cú th c xỏc nh h ta tuyt i hoc tng i - Trong khụng gian 3D: V trớ mc tiờu ti P c o bng cỏc tham s: P(r, , ) hoc P(H, r, ), ú: H = r*sin () - (trong h ta tuyt i: v trớ im P P ( XP, YP, ZP) ) Hỡnh 1.7 V trớ im h ta tuyt i - Trong hỡnh v: mt phng X-O-Y l mt phng chõn tri, Radar t trờn mt t; =900- Gúc phng v tớnh t hng Bc thc theo chiu kim ng h = 3600- Gúc tớnh t trc X ngc chiu kim ng h Hỡnh 1.8 V trớ tng i ca mc tiờu trờn mn hỡnh radar - Trong khụng gian 2D: V trớ mc tiờu P(target) c xỏc nh theo h ta tng i - P(r, ) Trong ú r = range, l khong cỏch t tu ch n mc tiờu, l gúc mn Qu o mc tiờu: L hp cỏc v trớ ca mc tiờu theo thi gian Hỡnh 1.9 Cỏc loi ch bỏo mc tiờu radar Vt mc tiờu cho bit chuyn ng ca mc tiờu so vi radar ti tõm mn hỡnh 1.3 S Radar 1.3.1 Radar ch ng s cp Radar ch ng s cp l loi mỏy thu v mỏy phỏt dựng chung ng ten Hỡnh 1.10 S radar ch ng s cp Khi Duplexer chuyn i ng ten; phỏt xung, nng lng súng t mỏy phỏt c a ng ten v ngt mỏy thu, ngc li thu ng ten ni ti mỏy thu Mỏy thu s dng b siờu to phỏch trn tn s (superheterodyne) to tn s trung tn (IF) a ti cỏc lc (Matched Filter) v khuch i th tn Tn s giao ng ni (Local Oscillator) to cho c mỏy phỏt v mỏy thu B khuch i th tn (Video Amplifier) khuch i tớn hiu nh a ch bỏo (Display) 1.3.2 Radar k thut s ú l Radar ch ng s cp mỏy thu/phỏt chung ng ten, s dng k thut x lý tớn hiu v x lý nh nh mỏy tớnh phớa mỏy thu nhm ci thin cht lng nh Hỡnh 1.11 S chc nng radar k thut s Hỡnh 1.12 S Radar k thut s 1.3.3 Radar tn s kộp õy cng l loi Radar ch ng s cp H thng s dng hai mỏy thu v hai mỏy phỏt hot ng hai tn s F1 v F2, vi mc ớch xỏc nh cỏc mc tiờu cú din tớch phn x hiu dng bin thiờn, nh mỏy bay bay ln trờn bu tri Hỡnh 1.13 S Radar tn s kộp 1.3.4 Radar th cp Secondary Radar (SSR) Radar th cp cũn cú tờn gi l radar giỏm sỏt th cp (Secondary Surveillance Radar SSR) cú tờn ban u l H thng xỏc nh bn-thự (Identification Friend or Foe IFF) H thng Radar t ti trm mt t phi hp vi radar trờn mỏy bay Radar mt t úng vai trũ nh mt Mỏy hi Interrogator v Radar trờn mỏy bay l mt b phỏt ỏp Transponder tr li nhn c tớn hiu yờu cu Radar mt t l loi ch ng s cp, mỏy phỏt v thu s dng chung ng ten Khi mó húa (Coder) mó húa s hiu v cỏc yờu cu khỏc (gm tờn quc gia, hóng v s chuyn bay, thụng s v trớ, cao, tỡnh trng ) a vo iu ch mỏy phỏt Khi gii mó (Decoder) lm nhim v gii mó tớn hiu phỏt ỏp thu c t mỏy bay c yờu cu Radar trờn mỏy bay s dng chung ng ten B gii mó lm nhim v gii mó tớn hiu thu c chuyn thụng tin ti mó húa Khi ny mó húa cỏc thụng s yờu cu v a vo iu ch mỏy phỏt phỏt tr li trm mt t vựng qun lý khụng lu Hỡnh 1.14 S radar hng khụng Tn s hot ng 1030MHz c dựng cho phỏt hi v 1090MHz c dựng phỏt tr li Cỏc xung phỏt P1, P3 cho vic hi v xung P2 (phỏt sau P1) dựng cho iu khin Khong thi gian gia P1-P3 xỏc nh ch hi nh sau: Mode A: 0,2 s; Mode C: 21 0,2 s Thi gian gia P1 P2 l 2,0s Khong thi gian ca cỏc xung P1, P2 v P3 l 0,8 0,1 Ch phỏt: Sỏu t hp xung hi c chun húa, mi t hp cú ý ngha riờng v chỳng c gi l MODES h thng SSR Cỏc ch gm mode A, B, C v D Mode A: yờu cu b phỏt ỏp mỏy bay cho bit nhn dng v giỏm sỏt Mode C: yờu cu b phỏt ỏp cho bit ỏp sut- cao v giỏm sỏt Mode A/C/S all-call: Yờu cu tr li giỏm sỏt ca mode A/C v cho nhn bit mode S Mode A/C-only all-call: Yờu cu tr li giỏm sỏt ca mode A/C, B phỏt ỏp mode S khụng tr li Mode S gm: - Mode S-only all-call: yờu cu tr li nhn bit ca mode S - Broadcast: qung bỏ thụng tin cho tt c b phỏt ỏp mode S Khụng cn tr li - Selective: Phỏt la chn cho giỏm sỏt ca, v thụng tin vi cỏc b phỏt ỏp mode S riờng Mi ln hi mt b phỏt ỏp nht tr li Hỡnh 1.15 th thi gian xung tớn hiu radar th cp Kt ni d liu loi cú th thao tỏc cho phộp trao i d liu mt t-mỏy bay s dng mode S nh mt mng chuyn mch gúi Hỡnh 1.16 Tng thớch cỏc ch hi-ỏp ca radar hng khụng 10 - li ng ten thu: Gr Ae Gr * Suy ra: Ae Pr Pt * Gt * Gr * Pt * Gt * Gr * * * (W) (4 R )2 Ls (4 )3 * R Ls (3.2) Suy ra: Pt * Gt * Gr * Pt * Gt * Gr * * R * (W) (4 R )2 Ls (4 )3 * Pr * Ls R (3.3) Pt * Gt * Gr * * ( m) (4 )3 * Pr * Ls (3.4) - nhy mỏy thu: L cụng sut thu nh nht m h thng m bo ch tiờu cht lng, tng ng vi S =Prmin - Ti giỏ tr Prmin tng ng vi c ly lm vic cc i Rmax ca radar Rmax Pt * Gt * Gr * * (m) (4 )3 * Pr * Ls (3.5) - Khi xột ti nhit õm N=K*T*B*F thỡ ta cú: - Rmax Pt * Gt * Gr * * (m) (4 )3 * Pr * K*T* B* F* Ls Vi K=1,38.10-23J/K; T: Kenvin; B: bng thụng (Hz); F: h s nhiu nhit (mc 2.2.2) Vớ d: Tớnh c ly xỏc nh mc tiờu cc i vi mc tiờu cú cỏc thụng s sau: Thụng s n v tuyt i dB Cụng sut phỏt Pt 1.106 W 60 dBW li ng ten 1900 32,8 dB Bc súng vi f=2700MHz 0,11m RCS= (mỏy bay nh) 1m2 Prmin 5.10-15W -113dBm Tng suy hao LS 128,8 21,1 dB 67 Rmax Pt * Gt * Gr * * 1*10-6 W*19002 *0,11m *1m2 (m)= 76,5km (4 )3 * Pr * Ls (4*3,141259)3 *5*1015 W*128,8 Bng tra 3.1 Tng suy hao LS ca h thng radar Thnh phn gõy suy hao Ký hiu Suy hao dB Bu khớ quyn La 1,2 Hỡnh dng bỳp súng Lant 1,3 H s rng bỳp súng LB 1,2 Mộo ỏp ng mch lc Lm 0,8 Thng giỏng bt thng Lf (vi PD=0,9) 8,4 Tớch hp h thng Li 3,2 X lý tớn hiu Lx 3.0 Tn tht ng dõy thu Lr 1.0 Tn hao ng dõy phỏt Lt 1.0 Suy hao tng LS 21,1 + Cụng sut phỏt ca radar: Cụng sut phỏt radar tng thỡ tm hot ng cng tng nhng t l theo cn bc tng tm hot ng lờn gp ụi thỡ phi tng cụng sut phỏt lờn gp 16 ln Ngc li nu cụng sut phỏt gim i 16 ln (vớ d mt trm radar hng 32 module phỏt), thay i tm xa cc i khụng ỏng k, vỡ: 15/16 0,9375 0,982 2% Hỡnh 3.3 Tm xa cc i gim hng hoc mt ngun mỏy phỏt gm 32 modle cụng sut 68 + Mc cụng sut thu nh nht ca radar Prmin: Hỡnh 3.4 T s SNR trờn mn hỡnh mỏy o hin súng Mc cụng sut thu nh nht (Minimum Discernible Signal hoc Minimum Detectable Signal MDS) cụng ngh radar Cỏc giỏ tr tiờu biu nm khong t -104dBm n -113dBm + Bin i phng trỡnh radar ( vi Ls=21,1dB) Pr Pt * Gt * Gr * * 1 (W) (W)=Pt * Gt * Gr * * * * 4 R R LS (4 ) * R Ls ( ) ( ) - Tớnh theo dB: Pr (dB) Pt (dB) Gt (dB) Gr (dB) (dB) G (dB) (dB) LS (dB) (3.6) (Trong ú: (dB) (dB) (dB) 10log( R ) 10log( fR ) c (dB) 20log ( f * R) * 20log( f * R) K1 (dB) c G 10log( ) 10log( * f * ) c2 G 10log( ) 20log( f ) K2 (dB) 69 (3.7) Bng 3.2 Bng tra cu h s v vi K1 20log( ) = -82,2(dB) c (c=161,987NM/s) n v o khong cỏch NM Km m yards feet Tn s (106) 37,8 32,45 -27,55 -28,33 -37,87 MHz Tn s (109) Bng 3.3 Bng tra cu G vi K (dB) 10log( n v o RCS= m2 Feet2 ) c2 Tn s MHz (106) -38,55 -48,86 97,8 92,45 32,45 31,67 22,13 Tn s (109) 21,45 11,14 Bng 3.4 Bng tra cu G theo tn s Radar, vi K (dB) 10log( f (GHz) 10 20 RCS (m2) 0,05 8,44 22,42 25,36 28,46 34,48 RCS (m2) 28,44 42,42 45,36 48,46 54,48 RCS (m2) 30,99 44,98 57,9 51 57,48 RCS (m2) 10 31,44 45,42 48,36 51,46 57,48 RCS (m2) 100 41,44 55,42 58,36 61,46 67,48 RCS (m2) 1000 51,44 65,42 68,36 71,46 77,48 ) c2 RCS (m2) 5000 38,44 72,42 75,36 78,46 84,48 RCS (m2) 10000 61,44 75,42 78,36 81,46 87,48 Gin cụng sut ca Radar Hỡnh 3.5 Mụ hỡnh ng truyn ca radar xỏc nh mc tiờu cn tớnh toỏn cỏc thụng s Gt, -t, G, Gr, Ls, v cỏc yu t mụi trng nh ma, m, tuyt iu kin mụi trng khỏc nh ó trỡnh by chng 70 3.2 Mụ phng mt s mc tiờu in hỡnh 3.2.1 Bi toỏn Mt Radar hng khụng cú cụng sut phỏt nh 25kW, rng xung phỏt 1,2 às,chu k xung lp l 2ms Xỏc nh cụng sut trung bỡnh, h s cụng sut dt, nng lng xung Chng trỡnh Matlab 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 return Nhp gi liu u vo ca hm kc(1.2*10^-6,2*10^-3,25*10^3) cho ta kt qu u l dt =6.10-4,cstb =15W,nlx =0.03,kc = 300 m ln lt l h s cụng sut cụng sut trung bỡnh, nng lng xung v khong cỏch 3.2.2 Bi toỏn Radar hng khụng cú Rmax=120NM = 222,24km, bng thụng B=1MHz., mụ phng tớnh phõn gii c ly mc tiờu Cụng thc: R c c 2B S thut toỏn Hỡnh 3.6 S thut toỏn tớnh toỏn c ly phõn gii mc tiờu radar bng matlab 71 Chng trỡnh Matlab: function [delta_R]= DPG(Bt,DV) % Ham xac sinh xac dinh cu ly phan giai muc tieu % Bang thong don vi la Hz ==> DV= Hz % Bang thong duoc tinh bang (1/ 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 Kt qu bi toỏn R c c 150(m) 2B 3.2.3 Mụ phng tớnh toỏn tn s doppler Bi toỏn: Xỏc nh dch tn doppler v dón n xung ca mt radar cú tn s phỏt xung f, phỏt hin c mt mc tiờu di chuyn vi tc v, hng gia bỳp súng v hng chuyn ng ca mc tiờu tao vi mt gúc l Da vo hai cụng th (2.19a )v (2.19 b) ta cú: S thut toỏn: Hỡnh 3.7 S thut toỏn tớnh toỏn tn s doppler v dón n xung 72 Chng trỡnh function [fd , tdn] = tanso(f, phi, v, h) %Mo phong tinh toan tan so doppler va dan xung c = 3.0e+8; % van toc song dien dien tu truyen khong gian ang_rad = phi * pi /180.; % Goc giua bup song radar va huong chuyen dong lambda = c / f; % Buoc song if (h == 1) fd = 2.0 * v / lambda; tdn = (c - v) / (c + v); else fd = -2.0 * c * tv / lambda; tdn = (c + v) / (c -v); end return 3.2.4 Mụ phng quan h gia c ly cc i v t s SRN ca Radar Chng trỡnh Matlab clear all pt = 1.5e+6; %Cụng sut trung bỡnh n v l W freq = 5.6e+9; %Tn s lm vic ca radar hng hi Hz g = 45.0; %H s tng ớch anten radar dB sigma = 0.1; % Din tớch hiu dng ca mc tiờu radar te = 290.0; b = 5.0e+6; nf = 3.0; % Tp õm nhit Kelvin % Bng thụng radar Hz % H s phm cht radar dB loss = 0.0; % Suy hao hao h thng radar dB option = 2;% la chn =1 => input_par = SNR n v l dB % Nu la chn bng => input_par = Khong cỏch n v l Km input_par = 20; rcs_delta1 = 5.0; % lng rcs thay i rcs_delta2 =10.0; % Lng RCS thay i pt_percent1 = 0.5; % Lng cụng sut nh thay i pt_percent2 =2.0; % Lng cụng sut nh thay i c = 3.0e+8; % Vn tc truyn súng khụng gian lambda = c / freq; % Bc súng 73 p_peak = base10_to_dB(pt); % Cụng sut nh i t c s 10 sang dB lambda_sq = lambda^2; % Bỡnh phng bc súng lambda_sqdb = base10_to_dB(lambda_sq); Bc súng i t c s 10 sang dB sigmadb = base10_to_dB(sigma); % Din tớch phn x hiu dng mc nh i t c s 10 sang dB for_pi_cub = base10_to_dB((4.0 * pi)^3); % H s sang dB k_db = base10_to_dB(1.38e-23);% Hng s Boltzmans i sang dB te_db = base10_to_dB(te) ;% Tp õm nhit i sang dB b_db = base10_to_dB(b); % Bng thụng i sang dB if (option == 1) % La chn = % on ny tớnh tm xa cc i vi RCS v cụng sut nh mc nh ( cha thay i) 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 mt lng sigma(+-)rcs_delta1,2 dB c hai mc tiờu mi sigmap = rcs_delta1 + sigmadb; % Din tớch hiu dng thay i ln sigmam = sigmadb - rcs_delta2; % Din tớch hiu dng thay i ln % Thay i cụng sut nh pt05 = p_peak + base10_to_dB(pt_percent1); % Cụng xut tng lờn 50% pt200 = p_peak + base10_to_dB(pt_percent2); %Cụng sut tng 200% index = 0; % Tớnh tm xa hot ng cc i vi mc tiờu th nht for snrvar = input_par*.5 : : input_par*1.5 % SNR = 10:1:30 index = index + 1; % Tớnh dng log vỡ log( a+b)=log(a).log(b) 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 c n v Km 74 index = 0; % Tớnh tm xa Rmax i vi mc tiờu th for snrvar = input_par*.5 : : input_par*1.5; index = index + 1; % Tớnh dng log vỡ log( a+b)=log(a).log(b) 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(' depaultRCS ','RCS-delta1','RCS+delta2') xlabel ('SNR nh nht m phỏt hin c mc tiờu- dB'); ylabel (Tm xa cc i - Km'); title('delta1=10dBsm, 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 nh nht m phỏt hin c mc tiờu - dB'); ylabel ('Tm xa cc i - Km'); %Nu la chn l else range_db = base10_to_dB(input_par * 1000.0); % C ly i t c s 10 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 % Vi din tớch hiu dng thay i ln lt mt lng sigma - rcs_delta1,2 c mc tiờu khỏc sigma5 = sigmadb - rcs_delta1; 75 sigma10 = sigmadb - rcs_delta2; % Cụng sut nh thay i pt_percent1 * pt v pt_percent2 * pt 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(' RCS mc nh','RCS-delta1','RCS-delta2') xlabel ('Tm xa - Km'); ylabel ('SNR - dB'); title('delta1=5dBsm, delta2=10dBsm, percent1=0.5, percent2=2.0') 76 subplot(2,1,2) plot(rangvar,snrp2,'k',rangvar,snrp1,'k ',rangvar,snrp3,'k:') legend('Cụng sut mc nh','percent1*pt','percent2*pt') xlabel ('Tm xa - Km'); ylabel ('SNR - dB'); end 77 3.3 Kt qu mụ phng Tầm xa cực đại-Km delta1=5dBsm, delta2=10dBsm, percent1=0.5, percent2=2.0 250 default RCS RCS-delta1 RCS+delta2 200 150 100 50 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Tầm xa cực đại Rmax - Km SNR nhỏ mà phất đ-ợc mục tiêu- dB-dB 200 default power percent1*pt percent2*pt 150 100 50 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 SNR nhỏ mà phát đ-ợc mục tiêu- dB Hỡnh 3.7 Quan h gia c ly cc i v t s tớn hiu trờn nhiu tớnh c ly theo SNR 78 delta1=5dBsm, delta2=10dBsm, percent1=0.5, percent2=2.0 SNR - dB 60 default RCS RCS-delta1 RCS-delta2 50 40 30 20 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Tầm xa- Km SNR - dB 70 drfault power percent1*pt percent2*pt 60 50 40 30 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Tầm xa - Km Hỡnh 3.8 Quan h gia c ly cc i v t s tớn hiu trờn nhiu tớnh SNR theo c ly Nhn xột: Din tớch phn x hiu dng ca mc tiờu cng ln thỡ kh nng phỏt hin c mc tiờu cng cao Quan h gia t s SNR0 v tm xa cc i ca mc tiờu l quan h hm m, t s SNR0 cng nh thỡ tm xa ca radar cng ln v ngc li cng vy Cụng sut nh xung mỏy phỏt radar cng ln thỡ tm xa hot ng radar cng xa quan h gia cụng sut nh v tm xa ln nht cng l quan h hm m 79 KT LUN Radar l mt h thng in t dựng cho nhiu mc ớch i sng Nú dựng cho vic nh v mc tiờu sú vi trm radar, dn ng cho mỏy bay v tu thuyn, o tc mc tiờu Nghiờn cu kh nng phỏt hin mc tiờu radar l t ti Trong ni dung nghiờn cu ti ó thc hin: Nghiờn cu hp nhng c bn v radar núi chung chng 1, ú l nguyờn lý, phõn loi chc nng, cỏc s cu trỳc v ng dng ca radar, cỏc thụng s mụi trng nh hng ti ng truyn súng ca radar Chng ó nghiờn cu phõn tớch nguyờn lý xỏc nh mc tiờu radar, cỏc thụng s c th nh hng ti c ly, phõn gii v o tc mc tiờu Chng ó nghiờn cu xõy dng phng trỡnh radar dựng tớnh toỏn c ly xỏc nh mc tiờu ca radar Trong ti ch yu trung vo cỏc mc tiờu trờn khụng, ó thụng kờ cỏc mc tiờu c trng ca radar, c bit l cỏc loi mỏy bay quõn s Phn tớnh toỏn v mụ phng Matlab, ó mụ phng mt s mc tiờu in hỡnh Tụi xin by t s cỏm n ti cỏc Thy, Cụ v c bit l Tin s Phm Vn Phc ó tn tỡnh giỳp tụi hon thnh ti ny 80 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] Hamish D Meikle (2008) Model radar [6] G Rechard Cury (2009) Radar system performance Modelling - Artech House [7] Marine Electronic Navigation [8] Marine Radar Equipment - Instruction Manual [9] Cỏc trang web: www.radartutorial.eu 81 ... 10.log[P(mW)/1mW] Hình 2.3 Quan hệ chu kỳ tần số lặp xung 2.1.2 Tính toán cự ly (Range): Cự ly mục tiêu đo hầu hết loại radar Nó tính toán dựa vào thời gian trễ từ thời điểm phát xung thu tín hiệu phản... được) Đo vận tốc mục tiêu (dựa vào dịch chuyển tần số Doppler) Góc phương vị (dựa vào xung đánh dấu phương vị hướng mũi tàu) Xác định kích thước mục tiêu (nhờ vào độ lớn tín hiệu phản xạ thu... gương phản xạ với kích thước rộng nặng vài - Đo điểm hướng với độ xác cao Cấu trúc ăng ten phải đảm bảo trì hoạt động điều kiện môi trường Nó bọc vỏ điều kiện môi trường khắc nghiệt Hiện có hai loại