Báo cáo bài tập lớn Rada và ứng dụng | Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh

Đại Học Bách Khoa-Đại Học Quốc Gia TPHCM Khoa cơ khí BÁO CÁO VẬT LÝ A2 Đề tài RADA VÀ ỨNG DỤNG
Giảng viên:Nguyễn Thị Minh Hương Lớp:L Ngày 25 tháng 4 năm 2018 7/12/2021 1 NHÓM 8
1.Nguyễn Thị Vinh - 1713984
2.Huỳnh Tiểu Ngọc – 1712347
3.Nguyễn Thị Xuân Mận – 1712138
4.Võ Thị Thùy Dương – 1710914
5.Nguyễn Thị Thanh Hằng - 1711218 6. Võ Ngọc Uyên - 1713908
7.Nguyễn Ngân Thảo Trúc - 1713732
8.Nguyễn Thị Thảo –1713185 9.Ngô Cẩm Quỳnh-1712903 7/12/2021 2 I ĐỊNH NGHĨA RADA
CẤU TẠO,PHÂN LOẠI ,TÍNH II CHẤT III NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG IV ỨNG DỤNG RADA 7/12/2021 3 I.ĐỊNH NGHĨA
Radar: là thuật ngữ viết
tắt của cụm từ tiếng anh Radio Detection and Ranging (dò và định vị bằng sóng vô tuyến).
Là hệ thống thiết bị phát
hiện (detect) và xác
định vị trí (ranging) của đối tượng thông qua việc thu phát và xứ lý sóng điện từ. 7/12/2021 4 II.CẤU TẠO PHÂN LOẠI VÀ TÍNH CHẤT CỦA RADA 7/12/2021 5 1.CẤU TẠO RADA . Bộ phận nguồn Khối an Bộ ten phận thu phá nguồn t
Khối máy phát xung radar Khối Khối Khố Phát si i má (An nh nguồnra y t thu năng cung c (E enna) lượn ấpcho g tần tr số angvôbị Khối điều chế tuyến cho dư tấtới d cả ạn c g c ác ác xun điện g ng áp ắn năn AC vàgDC Khối điều R chế eceiv tạo tín er ) . Khối điều chế lượng cao hiệu đồng bộ kích Hệ c thốn cho m ần ágy an
thiế tt cho hoạt động của . Máy phát về phát Di encơ m spl bản ột sốa mang y năng lượn lượng lần g tr sóng là một bộ dao ong tần c số một áct vô giây.tuy hành ến từ phần má hệy phát, phá thống. t xạ ra Màn Má Chứy
động sinh hài tần số vô tuyến năng không c Một hì năn nh thu giang ở của khối chỉ khuế chùm bộ thị ch tia điều nguồn sinh đại định chế r hư là ra tínớn adar g làm chỉ hiệu cao bảo,
Khối máy phát xung radar lượng điển cbáo xung nhận ao dư đảm hình.,hì về tất c ới y nh dội ác cả êu t x dạn ảnh ần un mọi g ph g x c un ầug của số mạch vô ản ngắn đi hoạ x hồi ệnt ung tuy và nhờ nối kế v độtdội ến đưa ới quả hệ ng ở thẳng thốngđến r bộ adar vthu ận . ytheo ếu của ớt việc nguồn các tr tắt v h ở mở ào cung về bở dã từ iyc hàn ác hr cấp mục tín theo ộng, thông tiêu hiệu tiến trì đa và kích nh dạng
. Khối anten thu phát (Antenna) Chứ thờci năn giang : thích từ bộ
ăn khớp nhau và thời gian xen t-ái Nh kẽ tạo ận lấ giữa nguồn y c ti tí ác n n năn x đầu c hi g ungần ệu lượn ra có , thi tư g độ ổn ế dàit sóng . ơng R định - chvứn F từ uẩn ới gmá xác y nhiệt điều chế . dư phá
độ, chịu tải tốt, chống nhiễu Khi Bộ ới t, có đi dạng ph ều át xạ xung chế hì năn kích gửi nh g thích đồng ảnh lượng nà từ bộ thời đưa y tínở chùm Modula hiệu tor
. Khối máy thu(Echo Receiver ) tia có đồng tính bộ đường định đến line hư kích và ớn c g máy ấp cao ph nu. át và c đi hất ều lượng đến
đưa đến, Thyatron hoặc Magnetron - Nh khiển màn ận bấ qu t ét hì cứ x nh un hiển g thị chỉ phản màn thị hồi .ha hình r y ph adar ản sẽ c đượ ao c kích cho c hoạ ác t và mạc t hạo cao khu áp ếch đưa đại tín
xạ nào của xung đã phát ra từ mục tiêu, đến cu hiệu, ộn sơ xử lýcấp của hình biến ảnh.. áp
rồi đưa nó đến máy thu Display 7/12/2021 6 2.PHÂN LOẠI Phân loại Phân theo loại tính chấ theo t hoạ dạng chức t động sóng năng
Chủ động : Trạm radar thực hiện cả phát, thu và xử lý
sóng điện từ phản xạ từ mục tiêu radar.
Bị động : Radar chỉ thu và xử lý sóng điện từ bức xạ từ mục tiêu.
Thứ cấp: Radar trên máy bay dùng bộ phát đáp, chỉ
trả lời khi có yêu cầu phát đi từ radar quản lý không lưu mặt đất.
Radar mặt đất, radar máy bay, radar không gian, radar hàng hải. 7/12/2021 7
3.TÍNH CHẤT CỦA RADAR
Tạo ra các dao động siêu cao
tần công suất lớn và nhận tín hiệu siêu cao .
Tạp âm nhỏ, thu được những tín hiệu yếu. Sóng radio không truyền xa
được trong môi trường nước.
Sóng radio có thể phát hiện một
lượng sóng cực nhỏ và sau đó khuếch đại vài lần.
Vì thế radar thích hợp để định vị vật ở khoảng cách xa. 7/12/2021 8
III.NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG RADA 7/12/2021 9
1.NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CHUNG CỦA RADA
Radar hoạt động ở tần sô vô tuyến siêu cao tần,
có bước sóng siêu cực ngắn, dưới dạng xung
được phát theo một tần số lập xung nhất định.
Sóng radar tập trung thành một luồng hẹp phát
vào không gian. Khi lan truyền, sóng radar gặp
bất kỳ mục tiêu nào thì nó bị phản xạ trở lại. Tín
hiệu phản xạ được chuyển sang tín hiệu điện.
Từ đó có thể biết được khoảng cách từ máy
phát đến mục tiêu. 7/12/2021 10
Công thức tính khoảng cách: 𝐶∗𝑡 𝐷 = 2 Trong đó:
D là khoảng cách từ rada tới mục tiêu.
C: tốc độ truyền sóng ( 𝐶 = 3 × 108 𝑚/𝑠 )
t: thời gian truyền sóng ( đi và phản xạ trở về).
Tính chất của sóng radio:
Lan truyền trong không gian theo đường thẳng.
Tốc độ lan truyền không đổi ( 𝐶 = 3 × 108 𝑚/𝑠 )
Mang năng lượng lớn, gặp mục tiêu sẽ phản xạ trở về.
Tuy nhiên, sóng radio không truyền xa được trong môi trường nước. 7/12/2021 11 A.NGUYÊN LÍ RADA XUNG
Radar phát một xung radio trong thời gian 𝜏
Rada ngành hàng hải, hàng không là loại 𝑥 thám sát dùng nguyên lí
mục tiêu sau đó chờ xung phản xạ về mới phát xung tiếp
radar xung. Radar có nhiệm vụ phát hiện và xác định tọa
, theo một chu kì nhất định là 𝑇
độ mục tiêu so với trạm rada 𝑥. Radar phát sóng hướng
. Tọa độ xác định bằng hệ
nào sẽ thu sóng phản xạ hướng đó.
tọa dộ cực thông qua khoảng cách và góc.
𝑇𝑥 là thời gian thu xung. Tín hiệu phản xạ từ mục tiêu trở
Xung điều chế radar là các xung hình chữ nhật hay
về, qua anten, vào chuyển mạch rồi vào máy thu, khuếch
đường bao của sóng phát cao tần
đại, sửa đổi thành tín hiệu điện, đưa sang bộ chỉ báo .
thành tín hiệu ánh sáng trong thấy được trên mặt ở vị trí
tương ứng với vị trí ngoài thực địa.
Để cho máy phát, máy thu và máy chỉ báo hoạt động
đồng bộ với nhau, người ta tạo ra các xung chỉ thị từ khối
đồng bộ điều khiển toàn trạm rad 7/12/2021 12 B. SỰ PHẢN XẠ
Sóng điện từ phản xạ (tán xạ) từ các bề mặt nơi có sự thay
đổi lớn về hằng số điện môi hay hằng số nghịch từ. Có nghĩa
là một chất rắn trong không khí hay chân không, hoặc một sự
thay đổi nhất định trong mật độ nguyên tử của vật thể với môi
trường ngoài, sẽ phản xạ sóng radar. bước sóng ngắn hơn độ phân giải hình ảnh Bước bước sóng radar lớn càng hơn so
nhiều so với kích thước trên vật màn thể tia radar sẽ sóngbị sẽ càng phân dội lại rõ cực. với ng kích ắn thước vật vật 7/12/2021 13
C.NGUYÊN LÍ HIỆN ẢNH TRÊN RADA
Trong radar sử dụng ống phóng tia điện tử CRT để thể
hiện ảnh các mục tiêu. Giả sử tại thời điểm 𝑡1có tín hiệu
,sau biến đổi sẽ tạo nên cathode tín hiệu , tạI đó mật độ
các tia bắn về màn hình nhiều hơn, làm điểm sáng sáng
hơn lên đó chính là ảnh của mục tiêu. 7/12/2021 14 D.PHÂN CỰC
Sự phân cực thể hiện hướng dao động của sóng và được xác định
bằng anten radar. Có 2 loại phân cực là: phân cực tuyến tính và phân cực tròn.
Nhiều anten radar đươc phân cực theo chiều dọc hoặc ngang. 7/12/2021 15 E.SỰ KHÚC XẠ
Sóng vô tuyến truyền trong bầu khí quyển không theo đường
thẳng. Bầu khí quyển của trái đất uốn cong hoặc khúc xạ sóng vô
tuyến. Một tác động của sự khúc xạ khí quyển của sóng radio là
sự gia tăng tầm nhìn (LOS) của radar 7/12/2021 16 F.NHIỄU SÓNG
Nhiễu là bức xạ sóng điện từ (phát xạ, phản xạ),phá rối, làm tê liệt hoạt
động bình thường của các phương tiện vô tuyến điện tử. Dưới tác động của
nhiễu, các phương tiện vô tuyến điện tử mặc dù hoàn toàn tốt vẫn có thể
không cung cấp được những tin tức đúng.
Khả năng vượt qua các sóng không mong đợi được định nghĩa là tỉ số tín hiệu trên nhiễu. Có hai loại nhiễu:
hiện tượng khí quyển, vũ trụ gây ra. Nhiễu do ion Nhiễu thiên hóa bề mặt……. nhiên
Nhiễu không cố ý: Gây ra do những máy phát bên
cạnh hay các trạm phát điện. Nhiễu Nhân tạo
Nhiễu có tổ chức hay cố ý: Gây với ý đồ phá rối, chèn
ép, làm tê liệt các thiết bị vô tuyến điện tử của đối phương. 7/12/2021 17
PHƯƠNG PHÁP CHỐNG NHIỄU
Không có thiết bị chống nhiễu vạn năng, mỗi thiết bị có hiệu quả chống nhiễu cao
nhất trong một vài trường hợp.
Vì thế, hầu hết các nhiễu đều xuất hiện ở đầu thu và các nỗ lực để giảm thiểu
yếu tố này tập trung trong thiết kế đầu thu. Để lượng hóa độ nhiễu, người ta đưa
ra chỉ số nhiễu, là tỷ số giữa cường độ sóng nhiễu thu được trên đầu nhận so với
một đầu nhận lý tưởng. Chỉ số này cần được giảm thiểu 7/12/2021 18 IV.ỨNG DỤNG SÓNG RADA 7/12/2021 19 An toàn hàng hải ứng dụng Dẫn đường trong cho máy Không gian bay ỨNG DỤNG Cảm nhận từ Điều khiển xa giao thông hàng không (ATC Dự báo Quân sự thời tiết 7/12/2021 20 TRONG LĨNH VỰC QUÂN SỰ 1.Radar cảnh giới. 2.Radar dẫn đường 3.Radar ngắm bắn 7/12/2021 21
1.Radar cảnh giới
Radar cảnh giới xác định ở những khu rộng lớn,
tầm hoạt động có thể lên đến 450Km và có một
tầm nhìn 360 độ. Radar phòng không được sử
dụng trong hệ thống cảnh báo sớm để xác định
vị trí, tiếp cận máy bay địch ở khoảng cách rất
lớn. Từ đó đưa ra những chiến thuật, giải pháp cho việc phản công. 7/12/2021 22
Một số loại rada cảnh giới của Việt Nam
P-12 được phát triển và điều hành bởi Liên Xô từ năm 1956
Là ‘ Mắt Thần’ đầu tiên của Việt Nam. 7/12/2021 23
Radar cảnh giới tầm trung RV-02 là một trong những sản phẩm
được đánh giá cao bởi tính hiệu quả vượt trội, chống nhiễu tốt, độ
tin cậy cao, sử dụng đơn giản. 7/12/2021 24
P35 là Radar bán Mobile gồm một đoạn trailer gắn trên
cabin điều khiển và thiết bị anten, thiết bị được vận chuyển bằng xe tải 7/12/2021 25
2.Radar dẫn đường
Đươc sử dụng để dẫn đướng đi cho tên lửa,
máy bay chiến đấu, UAV, ngư lôi… Tiêu diệt
chính xác mục tiêu trên không và trên mặt đất.
Việt Nam đã mua và sử dụng nhiều loại tên
lửa của Nga , Uran, Ấn Độ,…..sử dụng radar
dẫn đường như Radar Sam-2 , Radar96L6E, RadarRSBN-4N,…… 7/12/2021 26
tiêm kích F-16V của Không quân Mỹ bắt đầu được thử nghiệm với radar Mig tạo chùm -21 nh sử dụng anh (SA BRtên ) qulửa ét dẫn mảng đườ pha ng đi bằng ện tử rada K chủ độn-5 (r g (A s 2us ESA) ) APG- 83. 7/12/2021 27
TRONG LĨNH VỰC HÀNG KHÔNG
Các máy bay thương mại ngày nay đều được trang bị các bộ
phận nhận/phát tín hiệu từ buồng lái.
Bên cạnh đó, trung tâm kiểm soát không lưu từ mặt đất cũng có thể xác định. 7/12/2021 28 7/12/2021 29
TRONG VIỆC QUAN SÁT TRÁI ĐẤT TỪ XA
Khi chưa có công nghệ vệ tinh viễn thám, người ta phải quan sát trái đất bằng các thiết
bị gắn trên khinh khí cầu. Năm 1946, lần đầu tiên thu được tín hiệu radar từ khoảng
cách rất xa ngoài trái đất. 7/12/2021 30
RADA TRONG DỰ BÁO THỜI TIẾT
Trong thế chiến thứ II, người ta dung radar để phát hiện các tàu và máy bay địch
từ khoảng cách xa, nhưng họ thấy một số hiện tượng thời tiết gây nên những
phản xạ của sóng radar khiến các mục tiêu bị che khuất . Kể từ đó radar được sử
dụng như một thiết bị không thể thiếu trong việc dự báo thời tiết.
Các radar thời tiết gửi các xung đinh hướng của bức xạ vi sóng theo thứ tự một mico giây.
Các bước sóng từ 1-10cm gấp 10 lần dường kính của các giọt nước mưa và các phân tử bang.
Giữa mỗi sung phát ra thì trạm radar phục vụ như một máy thu vì nó lắng nghe tín
hiệu phản xạ lại. khoảng thời gian nghe của chu kì nghe là 1 mili giây dài hơn một
nghìn lần so với thơi gian sung.
Sau đó radar sẽ tiến hành lọc và sử lí tín hiệu để có được kết quả dự báo thời tiết. 7/12/2021
Hình ảnh một tâm bão lớn được rada ghi lại 31
PHẦN MỀM MÔ PHỎNG
1 Các chức năng chính của chương trình.
Hiển thị được 6 mục tiêu cùng một lúc bằng 6 màu khác nhau.
Để lại dấu vết của quỹ đạo mục tiêu. Radar chủ động sơ cấp.
Tự động bám sát một mục tiêu bất kỳ nào đó (bám theo góc phương vị). Bắt đầu ĐÚNG SAI Quét thảng SAI Đảo chiều SAI ĐÚNG quét Quét KẾT THÚC Quét tròn xoắn ĐÚNG KO Đảo chiều quét Mục tiêu? Đảo chiều quét KO CÓ KO Hiển thị các thông sô của mục tiêu theo Mục tiêu? quét thẳng Mục tiêu? CÓ Hiển thị các thông sô CÓ của mục tiêu theo quét tròn Hiển thị các thông sô của mục tiêu theo quét xoán ốc 7/12/2021 32
Qua những gì phân tích ở trên chúng ta thấy radar có vai
trò vô cùng to lớn không chỉ trong quân sự mà còn cả dân sự.
Công nghệ ngày càng phát triển chúng ta là sinh viên phải
nắm bắt, làm chủ công nghệ. 7/12/2021 33 7/12/2021 34
‘‘CÁM ƠN CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE’’ 7/12/2021 35
Document Outline

• Slide 1
• Slide 2
• Slide 3
• Slide 4
• Slide 5
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Slide 12
• Slide 13
• Slide 14
• Slide 15
• Slide 16
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• Slide 24
• Slide 25
• Slide 26
• Slide 27
• Slide 28
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• Slide 35