III. Một số khối khác
2. Khối nguồn
Khối nguồn cung cấo cho máy thu gồm:
Pannel điều khiển nguồn:
- Pannel điều khiển có ba công tắc pha cung cấp công suất cho toàn bộ máy thu .
- Bộ lọc nhiễu điện từ trờng trong pannel điều khiển nguồn sẽ giúp cho đờng dây công suất chính tránh đợc các nhiễu từ các nguồn bên ngoài vào mạch máy thu.
Môđun cung cấp nguồn kiểu A:
- Điện áp ra : +5V, +15V, -15V - Dòng ra : 70A , 3A , 3A - Công suất đầu ra: 390W
Bùi Tiến Trung ĐT8 - K45 - 86 -
Bùi Tiến Trung ĐT8 - K45 - 87 -
Bùi Tiến Trung ĐT8 - K45 - 88 -
Môđun cung cấp nguồn kiểu B:
- Điện áp ra: +15V, -15V, +15V, -15V - Dòng đầu ra: 16A, 16A, 7A, 7A - Công suất ra: 320W
Điện áp ra +15V -15V +15V -15V
Dòng ra 16A 16A 7A 7A
Côngsuất ra 320W
Nguồn +5V
Khối này ở trên pannel điều khiển nguồn, cung cấp 5V/5A cho hoạt động của các công tắc chính. Ngoài ra nó còn cung cấp công suất cho pannel điều khiển và các logic điều khiển của các quạt gió.
Khối làm mát (quạt) A
Chức năng của khối này là làm mát cho các bảng mạch in trong các ngăn. Trên các bộ làm mát có gắn một bộ điều khiển cho phép các bộ làm mát này hoạt động tốt.
Khối làm mát (quạt) B
Khối này dùng để làm mát cho toàn bộ cabin. Loại này khác với khối làm mát kiểu A ở chỗ nó có các công tắc nhiệt để kiểm soát nhiệt độ bên trong các cabin máy thu.
Bùi Tiến Trung ĐT8 - K45 - 89 -
Điện áp ra +5V +15V -15V
Dòng ra 70A 3A 3A
Công suất
Phụ Lục
1. Một số thông số của Radar sơ cấp atcr 33s – dpc
Cự li : D = 150km
Máy phát 19 KWP Solid State
Độ rộng xung ngắn 10,26 às trong khoảng dài 0,4 às trong khoảng ngắn Độ rộng xung dài 100 às trong khoảng cách dài
10 às trong khoảng ngắn Thời gian giữa 2 xung trong 1 cặp 100 às cho khoảng dài
43 às cho khoảng ngắn Tần số lặp lại của cặp 700Hz min
1000 Hz max
Khoảng tần số sóng mang Từ (2,7 ữ 2,985) GHz
Mã tín hiệu Mã pha tuyến tính hoặc không tuyến tính
Thời gian quá độ đóng mở RF ≤ 1às
Giao diện máy phát – máy thu
RS - 422 đờng nối tiếp
Song công(Full duplex),dữ liệu đồng bộ (synchronized data)
Sử dụng dây bọc và cân bằng Tốc độ truyền : 19200 baud Giao diện máy phát – máy tính RS 232 đờng nối tiếpAsynchronous, song công
Tốc độ truyền: 9600 baud
Máy thu
Khối nguồn
Đờng dây cung cấp chính 3 pha và trung hoà
Điện áp 380V AC ± 15%
Tần số 50/60 Hz ± 5%
Hệ số công suất ≥ 0,8 Công suất tiêu thụ 1,5 KW
- 90 -
Tần số vào 640 MHz
Tần số ra 30 MHz
Nhiễu ≤ 3,5 dB
Tăng ích 18 dB, 41 dB
Phần lọc trung tần
Loại bộ lọc đơn xung
Băng thông 3 cực qua bộ lọc BESSEL720 KHz ± 1% Loại bộ lọc xung dài
Băng Thông 3 cực qua bộ lọc BESSEL1800 KHz ± 1%
Bộ tạo dao động nội
Tần số Stalo thứ nhất
(dải hoạt động) 2060 ữ 2320 MHz Tần số Stalo thứ hai 670 MHz
640 MHz
Tần số Coho 30 MHz
Bộ chuyển đổi A/D
Tốc độ lấy mẫu 533 ns (1,875 MHz)
Số bit 12
Trở kháng vào 75 Ω
Bộ lọc nén xung số
Tốc độ xử lí 533 ns (1,875 MHz) Số mẫu liên hợp cực đại 256
- 91 -
Cự li : D= 250km Máy phát Tần số phát 1030 MHz ± 0,1 MHz Độ ổn định tần số ± 50KHz Độ rộng xung phát - sờn trớc (rise time) - sờn sau(fall time) - trễ từ P2 tới P1 - Trễ từ P3 tới P1 0,8 às± 0,1 às cho các Mode 0,05 ữ 0,1 às 0,05 ữ 0,2 às
2 ± 0,05 às cho mọi mode 3 ± 0,05 às (mode 1) 5 ± 0,1 às (mode 2) 8 ± 0,1 às (mode 3/A) 17 ± 0,1 às (mode B) 21 ± 0,1 às (mode C) 25 ± 0,1 às (mode D) Trở kháng đầu ra 50Ω
Công suất đầu ra 60,5 dBm
Trạng thái ổn định(ngắn) Chênh lệch công suất(lập trình) ≤ 0,5 dB
Trạng thái ổn định (dài) Chênh lệch công suất(lập trình) ≤ 1 dB cho mọi môi trờng
Máy thu Trở kháng vào 50Ω danh định Trở kháng ra 75Ω danh định Băng tần 8ữ10 MHz ở -3dB ≤ 24 MHz ở -40dB ≤ 50 MHz ở -60dB Trung tần 60 MHz Tần số danh định vào 1090 MHz Độ ổn định tăng ích ± 0,5 dB Đặc điểm mức ra TTL
Khối cung cấp nguồn
Điện áp nguồn 220Vac ±10%
Tần số nguồn (45 ữ 450) Hz ± 10Hz
Công suất tiêu thụ ( kênh đơn )
( kênh kép ) 700W1500W
Điện áp DC ra (ổn định) 40V (1A), 28V (3A), ±12V (9A), 43V (3,5A), 5V (60A)
Điện áp ra DC không ổn định ±24V(3A), -150V(50mA)
- 92 -
Hình 1 Radar sơ cấp ATCR 33S - DPC
Hình 2 Sơ đồ khối radar sơ cấp ATCR 33S - DPC Hình 3 Sơ đồ khối radar giám sát thứ cấp SIR-M
Hình 4 Một trong các cấu hình của kênh máy thu radar ATCR 33S - DPC
Hình 5 Sơ đồ hệ thống RF và REC của hai kênh CHA & CHB Hình 6 Sơ đồ phần xử lí tơng tự của máy thu
Hình 7 Sơ đồ tổng quát khối xử lí dữ liệu
Hình 8 Sơ đồ các khối ASU, PRM, MPU và DPM trong bộ xử lí dữ liệu Hình 9 Sơ đồ vùng bay quốc tế và quốc nội trong FIR HAN và FIR HCM
- 93 -
Các thuật ngữ viết tắt
Tên viết
tắt Tên đầy đủ ý nghĩa của từ viết tắt
ACC Air Control Centre Trung tâm quản lí bay acp Azimuth Change Pulse Xung thay đổi góc phơng vị
adda Address Bus Bus địa chỉ
adt Automatic Detector and
Tracker Bộ tự phát hiện và theo dõi
aftn Aeronautical Fixed
Telecommunication Network Hệ thống thông tin cố định agc Automatic Gain Control Tự động điều khiển độ tăng ích aid Asynchronous Interference
Detector Bộ tách nhiễu không đồng bộ
amsc Automatic Messages
Switching Centre Hệ thống chuyển tiếp điện văn tự động amtd Adaptive Moving Target
Detector Bộ phát hiện thích nghi mục tiêu di động arp Azimuth Reference Pulse Xung chính Bắc
asu Auxiliary Support Unit Khối hỗ trợ phụ atm Air Traffic Management Quản lí không lu avsc Automatic Voice Switching
Centre Hệ thống chuyển mạch thoại
bite Built -In Test Equipment Thiết bị kiểm tra Built-in caffe Continuous Adaptive Fir Filter
Extractor Các bộ lọc FIR thích nghi liên tục,mỗi bộ chỉ lọc một dải tần Doppler cfar Constant False Alarm Rate Tỉ lệ cảnh báo sai không đổi
c-n-s Communication-Navigation-
Surveillance Thông tin-Dẫn đờng -Giám sát coho Coherent Local Oscilator Bộ tạo dao động nội kết hợp cpi Coherent Processing Interveal Khoảng thời gian xử lí kết hợp csma/cd Carrier Sense Multiple Access
with Collision Detection Truy nhập đa sóng mang có phát hiện đụng độ
cs Chip Select Tín hiệu chọn chip
cw Continuous Wave Sóng liên tục (sóng hình sin)
DABU Data Bus Bus dữ liệu
dad Đà Nẵng Đà Nẵng
dma Direct Memory Access Truy nhập bộ nhớ trực tiếp dme Distance Measuring
Equipment Đài DME (để xác định khoảng cách từ mục tiêu tới đài)
dp Data Processor Bộ xử lí dữ liệu
- 94 -
dpm Dual Port Memory Bộ nhớ cổng kép
dti Data Timing Interface Giao diện định thời dữ liệu
eeprom Bộ nhớ EEPROM
eprom Bộ nhớ EPROM
fdm Fine Doppler Map Bản đồ tần số Doppler chuẩn fdp Flight Data Processing Xử lí dữ liệu chuyến bay fer Front-End Receiver Tầng front-end của máy thu fifo First In First Out Vào trớc ra trớc
FIR Finite Impulse Response Đáp ứng xung có chiều dài hữu hạn
fir Flight Imformation Region Vùng thông báo bay
fm Frequency Modulation Điều tần
han Hà Nội Hà Nội
HCM Hồ Chí Minh Hồ Chí Minh
hf High Frequency Cao tần
iab Input Adress Bus Bus địa chỉ vào
ICAO International Civil Aviation
Organization Tổ chức Hàng Không Dân Dụng quốc tế
idb Input Data Bus Bus dữ liệu vào
idea Interactive Debugging Aid Chức năng gỡ lỗi của hệ thống
if Intermediate Frequency Trung tần
iisls Improved Interrogation path
Side-Lobe Suppression Hệ thống triệt búp phụ
ils Instrument Landing System Hệ thống phụ trợ hạ cánh chính xác
imf Input Messages Formatter Bộ định dạng bản tin đầu vào
INST Instruction Bus Bus lệnh
isls Interrogation path SideLobe
Suppression Hệ thống triệt búp phụ
lan Local Area Network Mạng cục bộ
lcms Local Control Monitering
System Hệ thống giám sát điều khiển tại trạm
lo Local Oscilator Máy phát dao động nội
mio Modular Input/Output Khối vào/ra
mni Main Network Interface Giao diện mạng chính
mpc Multi Protocol Converter Bộ chuyển đổi giữa hai chuẩn mpu MicroProgramable Processing
Unit Khối xử lí lập trình đợc
mti Moving Target Indicator Bộ chỉ thị mục tiêu di động ndb Non Directional radio Beacon Đài dẫn đờng NDB
- 95 -
ppi Plan Position Indicator Hiển thị vị trí mục tiêu trên toạ độ cực
PRAD Program Address Bus Bus địa chỉ chơng trình prf Pulse Repeat Frequency Tần số lặp lại xung
prm Program Memory Bộ nhớ chơng trình
prom Bộ nhớ PROM
prt Pulse Repeat Time Chu kì lặp lại xung psr Primary Surveillance Radar Radar giám sát sơ cấp ptg Programable Timing
Generator Máy phát định thời lập trình đợc radar Radio Detection And Ranging Hệ thống dùng sóng vô tuyến để
phát hiện và đo đạc mục tiêu ram Random Acess Memory Bộ nhớ truy nhập ngẫu nhiên rcms Remote Control and
Monitering System Hệ thống giám sát và điều khiển từ xa rdp Radar Data Proceesing Xử lí dữ liệu radar
rec Radar Electronic Cabin Tủ đựng các thiết bị điện của radar
rf Radio Frequency Tần số sóng vô tuyến
rhp Radar Head Processing Xử lí đầu não radar rmm Radar Maintainance
Monitering Kiểm soát bảo trì radar
rpb Recording Playback Giúp cho lấy lại số liệu trớc đó saw Surface Acoustic Wave Sóng âm bề mặt
Sin Shift-In Signal Tín hiệu Shift-In
Sout Shift-Out Signal Tín hiệu Shift-Out
sp Signal Processor Bộ xử lí tín hiệu
ssr Secondary Surveillance Radar Radar gián sát thứ cấp stac Strong Target Adaptive
Control Điều khiển thích nghi mục tiêu mạnh stalo Stable Local Oscillator Máy phát dao động nội ổn định stc Sensitivity Time Control Điều khiển độ nhậy theo thời gian tim Timing Interface Manager Quản lí giao diện định thời
vhf Very High Frequency Tần số rất cao vor VHF Omnidirectional Range Đài VOR
wsm Weigh Selection Map Bản đồ lựa chọn trọng số
- 96 -
Tài liệu tham khảo
1. Phạm Văn Tuân. Giáo trình “Cơ sở kĩ thuật định vị dẫn đờng”, Hà Nội 1999.
2. nguyễn quốc trung. Giáo trình “Xử lí tín hiệu và lọc số ”. Nhà xuất bản Khoa Học Kĩ thuật Hà Nội 2001.
3. Phạm minh hà. Giáo trình “Kĩ thuật mạch điện tử ”. Nhà xuất bản Khoa Học Kĩ Thuật Hà Nội 2002.
4. Giáo trình “Lý thuyết kiểm soát Radar” Trờng Hàng Không Việt Nam.
5. Tài liệu “ATCR 33S -DPC receiver”.
Tác giả: Nhóm tác giả của hãng Alenia Marconi Systems. 6. CHris allen. Tài liệu “Radar Pulse Compression”. 7. Tài liệu “Radar HandBook”
Chapter 3: Receiver (Tác giả : John W.Taylor)
Chapter 10: Pulse Compression Radar (Tác giả: Edward C. Farnett và George H. Stevens )
- 97 -
Kết luận
Với khoảng thời gian 15 tuần em đã cố gắng tìm hiểu về kĩ thuật nén xung (một trong những kĩ thuật hiện đại đợc áp dụng trong các hệ thống radar) và hoạt động máy thu radar sơ cấp ATCR33S-DPC tại sân bay quốc tế Nội Bài. Có thể nói kĩ thuật nén xung là một trong những kĩ thuật rất quan trọng đợc áp dụng trong các hệ thống radar. Nó giúp cho radar có đợc u điểm về độ phân giải của xung hẹp và khoảng phát hiện của xung dài. Kĩ thuật này cũng đợc áp dụng cho máy thu radar sơ cấp ATCR33S-DPC tại sân bay quốc tế Nội Bài.
Trong quá trình làm đồ án với sự nỗ lực của bản thân cộng với sự giúp đỡ của các thầy em đã có đợc những hiểu biết cơ bản về hệ thống radar và kĩ thuật nén xung. Mặc dù đã cố gắng tuy nhiên trong đồ án vẫn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đợc sự góp ý của các thầy để đồ án đợc hoàn thiện hơn.
Một lần nữa em xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ của thầy Trần thọ tuân (thầy giáo hớng dẫn - giảng viên bộ môn Kĩ Thuật Thông Tin, khoa Điện Tử Viễn Thông, trờng đại học Bách Khoa Hà Nội), thầy phạm văn tuân (giảng viên bộ môn Kĩ Thuật Thông Tin, khoa Điện Tử Viễn Thông, trờng đại học Bách Khoa Hà Nội) và kĩ s nguyễn duy quyện (cán bộ trung tâm quản lí bay Miền Bắc) đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
- 98 -
Mục lục
Lời nói đầu...1
Chơng I...3
Giới thiệu về hệ thống thông tin - dẫn đờnG - giám sát và quản lí không lu (CNS/ATM) của ngành hàng không dân dụng Việt Nam...3
I. Giới thiệu về ngành hàng không dân dụng Việt Nam ...3
II. Giới thiệu về ngành quản lí bay dân dụng Việt Nam ...3
III. Giới thiệu về hệ thống CNS/ATM của ngành hàng không dân dụng Việt Nam...3
1.1. Hệ thống AFTN (Aeronautical Fixed Telecommunication Network)....4
1.2. Hệ thống liên lạc thoại trực tiếp...4
1.3. Hệ thống thông tin di động...4
2. Hệ thống dẫn đờng phụ trợ...5
3. Hệ thống radar giám sát...6
IV. Chuyên ngành giám sát...7
1. Khái niệm về giám sát...7
2. Các phơng pháp giám sát hàng không ...7
Chơng II...8
Khái quát chung về hệ thống radar và máy thu trong radar...8
I. những vấn đề chung về radar...8
1. Khái niệm ...9
2. Nguyên tắc nhận tin tức radar...9
3. Một số phơng pháp xác định cự li, vận tốc, góc mục tiêu của radar...9
3.1. Phơng pháp xác định cự li...10
3.2. Phơng pháp xác định vận tốc mục tiêu...10
3.3. Phơng pháp định hớng...11
4. Một số tham số kĩ thuật chính của đài Radar...12
II. Sơ đồ khối của một đài radar...12
1. Sơ đồ khối...12
2. Chức năng một số khối trong radar...13
2.1. Máy phát (Transmitter)...13
2.2. Chuyển mạch thu phát (Duplexer)...13
2.3. Anten...14
2.4. Máy thu ...14
2.5. Xử lý tín hiệu ...15
2.6. Xử lí dữ liệu...15
2.7. Hiển thị...15
2.8. Khối điều khiển radar...16
2.9. Dạng sóng...16
III. Cấu hình chung của một máy thu radar...16
1. Tầng ngoại vi máy thu ( Receiver Front-End )...18
2. Các bộ tạo tần số ngoại sai ( Local Oscilator)...18
2.1. Bộ STALO ( Stable local oscilator) ...19
2.2. Bộ COHO ( Coherent local oscilator ) ...19
3. Các bộ khuyếch đại có độ tăng ích thay đổi ( Gain- Controlled Amplifiers)...19
- 99 -
3.2. Điều chỉnh độ tăng ích theo bản đồ nhiễu (Clutter Map Automatic
Gain Control)...20
4. Lọc ( Filtering)...20
4.1. Lọc của toàn hệ thống radar ( Filtering of entire radar system)...20
4.2. Độ xấp xỉ bộ lọc thích nghi...20
4.3. Các vấn đề về lọc thích nghi với đáp ứng tần số ảnh của bộ trộn
...20
5. Các thiết bị sử dụng đặc tuyến LOGA ( Logarithmic Devides) ...21
6. Các bộ giới hạn trung tần ( IF Limiters) ...21
6.1. Một số đặc điểm của bộ giới hạn IF...21
6.2. Các ứng dụng ...22
7. Các bộ tách pha và tách đồng bộ ( Phase Detectors and Synchronous Detectors)...22
8. Bộ chuyển đổi tơng tự sang số ( Analog-to-Digital Converter )...22
8.1. Đặc điểm hoạt động...22
8.2. Các ứng dụng...23
9. Tỉ lệ cảnh báo lầm không đổi (CFAR : Constant False Alarm Rate)...23
Chơng III...25
Giới thiệu về mạng giám sát và tổ hợp radar ALENIA MARCONI tại sân bay quốc tế Nội Bài...25
I. Giới thiệu về mạng giám sát vùng thông báo bay Hà Nội (FIR HAN)...25
1. Sơ đồ mạng giám sát FIR HAN ...25
2. Chức năng các khối trong sơ đồ...28
2.1. Hệ thống kiểm tra và điều khiển từ xa RCMS (Remote Control and Monitoring System)...28
2.2. Khối xử lí radar RHP (Radar head processing) ...28
2.3. Khối xử lí dữ liệu tại đầu vào radar Radin(Radar data input)...28
2.4. Khối kiểm tra và bảo trì RMM (Radar miantainance monitering)...28
2.5. Bộ chuyển đổi đa giao thức MPC (Multi protocol converter) ...29
2.6. Khối xử lí dữ liệu bay FDP (Flight data processing) ...29
2.7. Khối đồng bộ dữ liệu GPS clock...29
2.8. Các khối khác...29
2.9. Các chuẩn trong mạng giám sát vùng thông báo bay Hà Nội...30
II. Một số đặc điểm chính của hệ thống radar giám sát sơ cấp ATCR -33S DPC và radar giám sát thứ cấp SIR-M...30
1. Hệ thống anten và bệ đỡ...30
2. Radar giám sát sơ cấp ATCR -33S DPC...30
2.1. Một số đặc điểm của rada sơ cấp ATCR 33S-DPC...30
2.2. Sơ đồ khối hệ thống radar ATCR 33S – DPC...32
3. Radar giám sát thứ cấp SIR-M...33
3.1. Một số đặc điểm của radar giám sát thứ cấp SIR-M ...33
3.2. Khả năng mở rộng ( thay đổi ) cấu hình của SIR-M...34