Báo cáo bài tập lớn Vật lý A2: Rada và ứng dụng

Chia sẻ: Hứa Tung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:35

Thêm vào BST

Báo xấu

39
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Báo cáo bài tập lớn Vật lý A2: Rada và ứng dụng có nội dung trình bày về định nghĩa rada; cấu tạo, phân loại, tính chất, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của rada... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết tài liệu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo bài tập lớn Vật lý A2: Rada và ứng dụng

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 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
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 Khối Bộ anten máy phận thu nguồn phát xung phát radar KhốiPhát Khối nguồn Khối sinh racung (Antenna) máy năng cấp tần lượng thu(Echo trang số vôbị tuyến dưới Khốidạng điều cho tất cả các điện ápngắn các xung chế ACnăngvà DC . Khối điều chế Khối lượng điều cao chế Receiver tạo tín hiệu )đồng bộ kích Hệcầnthống cho máythiếtanten phát cho mang một sốhoạt năng lượng động lượng lần của sóng trong . Máy phát về cơ cácthành tần số vô tuyếnphầnDisplay từ bản là một bộ dao hệvôthống. máy phát, một giây. động sinh hài tần số tuyếnphát năngxạ ra Khối máy phát xung radar MáyMànnăng Một không Chức lượng thu hình khối gian ởkhuếch của chỉ nguồn chùm bộ thịđịnh tia điều đại sinh chế làtín radar hướngrahiệu làm chỉ điển cao, bảo nhận xungbáo đảm vềhình tất hình.,yêu cao dưới các dội cả dạng xung tần mọi ảnh phản sốngắn mạch cầu xung củavôhồinhờ điện hoạt và tuyến xung đưa vớidội nốiđộng kết hệ ở quả thẳng thống đến radar bộmở thu. vận hành theo tiến kích trình . Khối anten thu phát (Antenna) nguồn của yếu Chức việc theo vào tắt ớt cách năng trở : dãy bởi vềcung cácrộng, từ mục tín cấp hiệuđa thông tiêu dạng và thời thích gian từ bộăn khớp nhau và thời gian xen nguồn -tái kẽ tạo Nhận giữa đầu lấy cáctín tin năng ra, hiệu xung cần ổn lượng có độ định tương thiết. sóng dài với R-F chuẩn ứng từ nhiệt máy xác. điều chế độ,điều phát, Bộ chịu phátchế tải xạkích năng gửi tốt, đồnglượng chống thời này ởhiệunhiễu chùm tínModulator dưới Khi có dạng xung hình thích ảnh từ bộ đưa . Khối máy thu(Echo Receiver ) đường tia có đồng tính bộ line định đến và cấp hướng kích máy đưa đến, Thyatron hoặc Magnetron nu cao. phát chất và lượng điều -đến Nhận khiển cao sẽ màn cho được bất quét cứ các kích hình hiểnxung hoạtthịvà mạch chỉ phản màn tạo thị. hồi cao hay hình khuếch radar áp phảntín đại đưa xạ nào củasơ xung đã phát raáp từ mục tiêu, hiệu, xử lý hình ảnh.. đến cuộn cấp của biến rồi đưa nó đến máy thu Display 7/12/2021 6
2.PHÂN LOẠI Phân Phân loại loại theotheo chức dạng tính chất năng sóng hoạt động 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 Rada phát một Radarngành hàngxung hải,radio hàngtrong khôngthời loại 𝜏dùng làgian 𝑥 thám sát lí nguyên mục tiêu radar xung. đó chờ sauRadar cóxung nhiệm phản xạ vềhiện vụ phát mớivà phát địnhtiếp xácxung tọa , theo độ mụcmột chu tiêu nhất sokìvới địnhrada. trạm là 𝑇𝑥Tọa . Radar phátđịnh độ xác hướng sóngbằng hệ nàodộ tọa sẽcực sóng phản thu thông xạ hướng qua khoảng cáchđó. và góc. 𝑇𝑥 là thời Xung điềugian chế thu xung. radar hiệu hình Tínxung là các phảnchữ xạ từ mục nhật tiêu trở hay về, quabao đường anten, củavào chuyển sóng mạch phát cao tầnrồi vào máy thu, khuếch .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 sóng lớn radar hơncàng so nhiều so với kích thước trên vậttia thể màn sẽradar sóng bị sẽphân càng dội cực lại rõ. với kíchngắn 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 𝑡1 có 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 7/12/2021 phương. 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 Cảm nhận ỨNG DỤNG từ xa Điều khiển giao thông hàng không (ATC Dự báo Quân sự thời tiết 7/12/2021 20