Hỡnh 2.58 trỡnh bày kết quả thực nghiệm kiểm tra hoạt động của cỏc khối A/D, D/A vừa chế tạo. Cỏc khối này đƣợc nối vào DSP56307 và viết phần mềm bộ lọc thụng thấp FIR với tần số lấy mẫu 2 MHz. Trờn dao động kớ AL2200, tớn hiệu trờn là tớn hiệu lối vào, tớn hiệu dƣới là tớn hiệu đó qua A/D, DSP56307, bộ lọc FIR, D/A và trở ra là tớn hiệu tƣơng tự đó xử lớ lọc. Dải thụng từ 0 Hz đến 200 kHz.
Hỡnh 2.58 Tớn hiệu trước và sau bộ lọc FIR dải thụng 0 Hz - 200 kHz, tần số lấy
mẫu 2 MHz, kết nối cỏc khối A/D, D/A tốc độ cao với DSP56307EVM (a) 82 kHz, (b) 189 kHz, (c) 250 kHz
Kết luận chƣơng 2.
Chƣơng 2 này đƣợc xem là một chƣơng quan trọng nhất của luận ỏn, tập trung chớnh vào cỏc kỹ thuật tớn hiệu số và xử lý tớn hiệu số để xõy dựng nờn đƣợc một hệ thống rađa hiện đại. Phần kết quả, thảo luận và trỡnh bày những đúng gúp của luận ỏn trong phần này đƣợc túm lƣợc nhƣ sau:
Gia cụng tớn hiệu:
Phần này tập trung vào hai loại dạng súng chớnh: mó Barker và dạng súng
LFM, vỡ hai dạng súng này thớch hợp cho quỏ trỡnh nộn xung xử lý tớn hiệu phản xạ.
• Quỏ trỡnh mụ phỏng:
- Sử dụng phần mềm Goldwave và khả năng xử lớ số của card õm thanh mỏy tớnh tạo ra dạng súng điều tần tuyến tớnh LFM.
- Sử dụng Matlab viết chƣơng trỡnh mụ phỏng phõn tớch phổ tớn hiệu LFM.
- Sử dụng Matlab Simulink tạo mó Barker, mó M phỏt xen kẽ và điều chế khúa
dịch pha nhị phõn BPSK để phỏt xen kẽ hai mó này, lũn phiờn tỡm kiếm cỏc
mục tiờu gần và xa
• Chế tạo khối phỏt mó Barker của tớn hiệu rađa.
- Chế tạo mạch vi điều khiển PIC16F877A
- Tạo cỏc chuỗi mó Barker 5 bớt, 7 bớt, 11 bớt, 13 bớt, độ rộng bớt 2.00 às - Phỏt mó Barker 13 bớt cú độ rộng bớt thay đổi: 0,8 às, 3,2 às
• Chế tạo khối điều chế mó pha nhị phõn BPSK từ mó Barker lờn súng mang tần
số trung tần 10,3 MHz.
Những đúng gúp của kết quả này là:
o Mạch điện rất đơn giản do sử dụng vi điều khiển PIC16F977A vỡ theo một số đề tài nghiờn cứu trƣớc đõy, phải sử dụng mạch gồm rất nhiều trigơ mắc nối tiếp nhau rất phức tạp.
o Mạch điện cú thể phỏt ra rất nhiều loại mó khỏc nhau, chỉ cần sửa mó
chƣơng trỡnh C mà hồn tồn khụng phải thay đổi linh kiện hay nguyờn
o Cú thể dễ dàng thay đổi thụng số kỹ thuật của mó, vớ dụ nhƣ độ rộng bớt, tần số lặp lại xung, biờn độ. Hơn nữa, rất quan trọng là cú thể tạo ra cỏc bớt cú độ rộng rất hẹp (~0,2 às), thời gian chuyển sƣờn rất ngắn (~12 ns). Nếu khụng dựng VĐK và viết phần mềm phỏt mó tốt, sẽ khụng thực hiện đƣợc. Ta đó biết rằng bớt càng hẹp, độ phõn giải càng cao.
o Với sự phỏt mó của VĐK, kết hợp vào IC hợp kờnh tƣơng tự, cú thể dễ
dàng kết nối cỏc súng sin trung tần để hỡnh thành ra tớn hiệu rađa xung điều chế mó Barker 13 bớt lờn súng trung tần IF. Một lần nữa, kỹ thuật VĐK lại đƣợc ỏp dụng rất hiệu quả.
Xử lý tớn hiệu:
• Sử dụng Matlab viết chƣơng trỡnh mụ phỏng:
- Khảo sỏt phạm vi phỏt hiện cực đại Rmax và tỉ số SNR theo thụng số rađa.
- Sử dụng bộ lọc phối hợp và hàm đỏnh giỏ độ khụng rừ ràng xột trong hai trƣờng hợp khụng và cú nộn xung để đƣa ra giải phỏp nõng cao độ phõn giải R của rađa.
- Đỏnh giỏ xỏc suất phỏt hiện PD và xỏc suất bỏo động lầm Pfa theo SNR. - Nghiờn cứu kĩ thuật tớch lũy xung để cải thiện PD vàPfa.
- Tớnh toỏn PD vàPfa cho 5 mụ hỡnh mục tiờu của Swerling
- Sử dụng Matlab Simulink thiết kế mạch nộn xung cho tớn hiệu BPSK của hai
loại mó Barker và mó M xen kẽ.
- Thiết kế mụ phỏng một số bộ lọc số dựng Goldwave, FDAtool của Matlab kết
hợp Modelsim, VHDL.
• Chế tạo phần cứng:
- Sử dụng bo mạch TMS320C6416T 1GHz của hóng Texas Instrument thiết kế
chế tạo cỏc bộ lọc đỏp tuyến xung chiều dài hữu hạn FIR và đỏp tuyến xung
chiều dài vụ hạn IIR cho cỏc tớn hiệu rađa với cỏc thụng số và cấu trỳc bộ lọc
cú thể dễ dàng thay đổi. Đú là cỏc bộ lọc thụng thấp, thụng cao, dải thụng, dải chặn, bộ lọc đa băng.
o Xõy dựng một quy trỡnh tạo ra cỏc bộ lọc số dựa trờn bo mạch TMS320C6416T dựa trờn cả Matlab, mụi trƣờng Code Composer Studio và ngụn ngữ lập trỡnh C.
o Bộ lọc số ƣu việt hơn bộ lọc tƣơng tự là việc linh hoạt thay đổi thụng số
và cấu hỡnh bộ lọc nhƣ loại bộ lọc thấp hay bộ lọc cao, bộ lọc dải thụng hay bộ lọc dải chặn, dải tần truyền qua, tần số trung tõm, tần số cắt… Trong khi với bộ lọc tƣơng tự, rất khú cú thể tỡm đƣợc giỏ trị cỏc linh kiện để đạt đƣợc chớnh xỏc giỏ trị cỏc thụng số đề ra theo yờu cầu. Hơn nữa, muốn cú một bộ lọc mới, thỡ cần thay đổi giỏ trị linh kiện, thậm chớ thay đổi sơ đồ nguyờn lớ mạch điện. Trong khi với bộ lọc số ở đõy, với sự trợ giỳp đắc lực của Matlab, ta cú thể dễ dàng thay đổi tập hệ số bộ lọc và nạp trở lại vào trong một tập mó lệnh C duy nhất.
o Tần số làm việc của bo mạch này rất cao, 1 GHz, nờn cú thể xử lớ đƣợc
cỏc tớn hiệu thời gian thực của cỏc ứng dụng cao tần.
- Thiết kế chế tạo khối biến đổi A/D, D/A tốc độ cao kết nối vào bo DSP56307
EVM thụng qua cổng Host Port HI08. Những đúng gúp của kết quả này là:
o Hoàn thiện và tăng cƣờng khả năng của bo DSP56307 EVM để xử lớ cỏc
tớn hiệu tần số cao thời gian thực vỡ rằng trong bo mạch này chỉ tớch hợp CODEC CS4218 với A/D, D/A hoạt động trong vựng õm tần.
o Dễ dàng thực hiện cỏc thuật toỏn khi đó thu thập và cú khả năng hoàn trả
cỏc tớn hiệu tƣơng tự cao tần sau khi qua cỏc khõu xử lớ số. Một số thuật toỏn đó thực hiện thành cụng là lọc FIR, thuật toỏn tớch lũy và thuật toỏn trừ trong nhiều chu kỡ để tăng tỉ số tớn hiệu / tạp và tăng cƣờng khả năng phỏt hiện cỏc mục tiờu di động.
Túm lại, với những kết quả mới mà luận ỏn đạt đƣợc trong chƣơng 2 này đó gúp một phần quan trọng và đỏp ứng đƣợc một mục tiờu lớn của luận ỏn. Đú là xõy dựng nờn hệ thống xử lớ tớn hiệu số hiện đại trong rađa, xử lý đƣợc nhiều bài toỏn hơn, thụng minh, chớnh xỏc hơn và dễ thực hiện hơn cỏc hệ thống rađa truyền thống.
CHƢƠNG 3. CHẾ TẠO TUYẾN THU PHÁT SIấU CAO TẦN
3.1. Tuyến thu
3.1.1. Khối dao động nội sử dụng kỹ thuật tổ hợp tần số PLL [103,104]
3.1.1.1. Kỹ thuật tổ hợp tần số dựng vũng khúa pha [10,71, 83]
Lƣu đồ vũng khúa pha PLL (phase lock loop) đƣợc đƣa ra trong Hỡnh 3.1 với cỏc phần tử cơ bản của gồm cú:
So pha (phase comparator): Cú hai lối vào và một lối ra, thế lối ra tỉ lệ thuận với
sự sai khỏc pha của hai tớn hiệu vào (Hỡnh 3.2). Bộ so pha cú thể thực hiện với tớn hiệu tƣơng tự cũng nhƣ tớn hiệu số. Thụng số đặc trƣng của bộ so pha là hệ số chuyển đổi Kd:
Kd=Ve/∆θ [Volt/rad] (3.1)
Trong đú: Ve: điện thế lối ra trung bỡnh [V]
Kd: hệ số chuyển đổi [Volt/rad]
∆θ: sự sai khỏc pha của tớn hiệu lối vào