7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.2.2. Phương trình radar
Phương trình cơ bản cho tất cả các hệ thống radar được gọi là phương trình radar[12]. Nó mô tả mối quan hệ của công suất tín hiệu, tần số tín hiệu, anten, sự tán xạ của sóng do mục tiêu và khoảng cách của mục tiêu với anten.
Sự phát triển của phương trình radar bắt đầu bằng việc đặt một anten phát xạ đẳng hướng, mật độ công suất ở cự ly R sẽ là phương trình (1.7). Tuy nhiên,
do bất kỳ anten thực tế nào của radar là phát xạ đẳng hướng, mật độ công suất theo hướng tăng tối đa sẽ có độ lợi nhất định là G. Khi gặp mục tiêu sẽ tán xạ bởi tiết diện mục tiêu (RCS) với RCS là như trong phương trình (1.8)
= (1.7) = (1.8) Trong đó: : Công suất phát [W] : Mật độ công suất [W/ ] G: Độ lợi anten phát [dB]
: Tiết diện mục tiêu [ ] R: Cự ly của mục tiêu [Km]
Mật độ công suất phản hồi lại anten trạm radar có các phương trình sau: G = (1.9) =
(1.10) Với:
Công suất phản hồi lại radar λ: Độ dài bước sóng [m]
: Diện tích hiệu dụng của anten [ ]
Công suất nhiễu máy thu là , là nhiễu do bên ngoài và nhiễu tại máy thu, tổng công suất nhiễu như sau:
= k B + k B (1.11) F = 1 + (1.12) Với:
: Nhiệt độ nguồn nhiễu [K]
B: Băng thông máy thu [Hz]
K: Hằng số Boltzmann (3.18× [W/K/Hz] Công suất nhiễu máy thu
Tổn thất trong hệ thống là L ta có phương trình. (1.13). Tín hiệu nhỏ nhất radar có thể phát hiện gọi là tín hiệu phân biệt tối thiểu. Công suất thu nhỏ hơn không thể sử dụng được vì chúng bị lẫn trong nhiễu của máy thu.
Công suất tối thiểu phát hiện được mục tiêu ở cự ly tối đa từ phương trình (1.14). Vì vậy, cự ly tối đa về mặt lý thuyết của hệ thống radar có thể tính toán được.
(1.13)
√ (1.14) Phương trình trên đây là một dạng của phương trình radar tổng quát, trong đó đã có một loạt các giả định cho các trường hợp nghiên cứu. Ví dụ, các anten phát và thu bằng nhau hoặc băng thông được tương thích với độ dài xung là B . Nhưng mỗi ứng dụng radar cụ thể phải điều chỉnh phương trình radar phù hợp với hoàn cảnh cụ thể của ứng dụng.