3.3.1. Mô tả hệ thống
Hình 3.3: Radar thụđộng PBR
- Hệ thống radar lưỡng cực hay còn gọi radar hai vị trí tên tiếng Anh là Passive Bistatic Radar, ký hiệu là PBR.
- PBR là hệ thống radar thụ động chỉ bao gồm đài radar thu. Đài thu được đặt trong vùng phủ sóng của nguồn phát tín hiệu có sẵn, vị trí này phải đảm bảo đài
radar thu luôn thu được các tín hiệu phát đi từ nguồn phát có sẵn một cách trực tiếp. - Ở trạng thái bình thường, radar thụ động nằm trong trạng thái “nghe ngóng”. Khi có mục tiêu bay vào vùng phủ của radar đa thu đồng thời là vùng phủ sóng của
đài phát có sẵn, mục tiêu sẽ phản xạ lại cái tín hiệu của nguồn phát có sẵn đó. Lúc này, đài radar thu các tín hiệu bị phản xạ từ mục tiêu.
- Nhờ tính tương quan của tín hiệu bị phản xạ và tín hiệu thu trực tiếp hệ thống radar thụ động sẽ quyết định được việc nhận biết mục tiêu và các thông số liên
quan như vận tốc, khoảng cách…
3.3.2. Hệ thống radar thu
Sơ đồ khối của hệ thống radar thụđộng PBR (đài thu) như hình 3.4
Hình 3.4: Sơ đồ hệ thống thu của radar PBR - Hệ thống anten:Đài thu PBR gồm 2 hệ thống anten:
Hệ thống thứ nhất là kênh thu trực tiếp các tín hiệu truyền thẳng từ đài phát,
các tín hiệu này có vai trò là các tín hiệu tham chiếu với tín hiệu phản xạ thu được nhằm tách các thông tin về mặt thời gian và tần số.
Hệ thống thứ hai là kênh thu tín hiệu bị phản xạ bởi mục tiêu chuyển động: Hệ thống anten thực hiện hai chức năng là thu tín hiệu phản xạ và xác định hướng của chùm tín hiệu phản xạ đó. Hệ thống này thường có nhiều anten tùy thuộc vào thuật toán định hướng.
- Hệ thống thu của PBR đòi hỏi phải có:
Khoảng động dải thu rộng (high dynamic range);
Tỉ lệ SNR thấp (noise figure)
Tính tuyến tính cao (high linearity).
- Quá trình xử lý tín hiệu tại hệ thống thu trên hình vẽ như sau:
Khối định hướng chùm tia đến: Thường sử dụng một hệ thống anten (mảng anten), thuật toán được sử dụng có thể là so sánh biên độ hoặc phân tích cấu trúc tín hiệu hiệu (ví dụ thuật toán MUSIC).
Khối gia công tín hiệu: Bao gồm bộ lọc thông giải chất lượng cao, bộ cân bằng để nâng cao chất lượng tín hiệu thu được và loại bỏ những tín hiệu không mong muốn (do nhiễu, tín hiệu đa đường…) hoặc tái cấu trúc lại tín hiệu tham chiếu.
Khối lọc thích nghi (adaptive filtering): Do nhược điểm rất lớn của tín hiệu phản xạ thu được của PBR là tỉ lệ SNR thấp, bị can nhiễu từ hướng trực tiếp hoặc bị phản xạ bởi vật đứng cố định của tín hiệu phát đi. Nếu tất cả các tín hiệu đó đều
đi vào bộ xử lý tương quan thì máy thu sẽ không phân biệt được tín hiệu mong muốn với các tín hiệu khác. Bộ lọc thích nghi được sử dụng để loại bỏ phần nào những nhược điểm này.
Khối xử lý tương quan: Về mặt vật lý quá trình xử lý tương quan được thực hiện bởi bởi bộ lọc hòa hợp (matched filter). Về ý nghĩa, xử lý tương quan ngang để ước lượng khoảng cách của mục tiêu và độ dịch tần số Doppler của tín hiệu bị
phản xạ.
Khối nhận biết và kiểm tra mục tiêu: Sau khi xử lý tương qua, máy thu đã có thể quyết định được chùm tín hiệu phản xạvà thông tin liên quan đến mục tiêu. Sau quá trình này còn có một bước nữa gọi là kiểm tra (tracking) để kiểm chứng kết quả. Quá trình này cần thực hiện trong một chu kỳ thời gian nào đó, thường được thực hiện bởi bộ lọc Kalman.