Hệ thống thông tin vô tuyến

Chia sẻ: Tr Mong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:19

Thêm vào BST

Báo xấu

140
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

1. lựa chọn các t/bao: Tất cả các t/bao ch/động trên không, trên biển, trên mặt đất. (ưu tiên cho t/bao ch/động trên không) 2. các tham số dẫn đường cơ bản: a. Tham số cự ly: - cự ly nghiêng D(m, km): là khoảng cách từ điểm dẫn tới t/bao. - Độ cao của t/bao:

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hệ thống thông tin vô tuyến

BÀI 1: CÁC THAM SỐ PHỤC VỤ DẪN ĐƯỜNG. 1. lựa chọn các t/bao: Tất cả các t/bao ch/động trên không, trên biển, trên mặt đất. ( ưu tiên cho t/bao ch/động trên không) 2. các tham số dẫn đường cơ bản: a. Tham số cự ly: - cự ly nghiêng D(m, km): là khoảng cách từ điểm dẫn tới t/bao. - Độ cao của t/bao: + Độ cao tuyệt đối H 0(m,km): là độ cao từ t/bao tới mặt nước biển. [đo bằng đồng hồ khí áp]. + Độ cao tương đối Htđ (m,km): là độ cao từ t/bao tới bề mặt trung bình của địa hình. + Độ cao thực tế Htt (m,km): là độ cao từ t/bao tới bề mặt đất ngay dưới nó. [th/bị vô tuyến điện phải đo]. b. tham số góc hướng. - Góc phương vị của t/bao θ =00÷3600 : là góc được tạo bởi hướng Bắc đi qua đài dẫn & hướng từ đài dẫn tới t/bao theo chiều quay của kim đồng hồ & chiếu lên mặt phẳng nằm ngang. - Góc hướng tới đài dẫn KYP=00÷± 1800: là góc được tạo bởi trục dọc theo hướng ch/động của t/bao với hướng từ t/bao tới đài dẫn được tính trên mặt phẳng nằm ngang. - Góc dạt của t/bao δ=00÷± 900: là góc được tạo bởi trục dọc theo hướng ch/động của t/bao với hướng của vectơ T/độ hành trình được tính trên mặt phẳng nằm ngang. - Góc tà của t/bao γ =00÷900: là góc được tạo bởi mặt phẳng nằm ngang với hướng từ đài dẫn tới t/bao được tính trên mặt phẳng thẳng đứng. c. T/độ. - T/độ của t/bao. V (t ) (m/s; km/h): V(t): T/độ ch/động của t/bao là T/độ do lực đẩy của bản thân t/bao tạo nên. - T/độ hành trình W (t ) (m/s; km/h): là T/độ ch/động thực tế của t/bao. BÀI 2: CÁC ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA H/THỐNG VÔ TUYẾN ĐIỆN DẪN ĐƯỜNG. 1. các phương thức đo tham số dẫn đường bằng sóng điện từ. a. Đo các tham số dẫn đường theo phương thức không hỏi. cấu trúc h/thống
Dao Máy Đường truyền Máy Khối Hiển động phát thu XLTH thị t/tin chuẩn Nguồn Nguồn tin nhiễu H/thống dẫn đường theo phương thức không hỏi thường dùng để làm mốc (làm chuẩn) để cho các t/bao nhận dang. Ưu điểm: không hạn chế t/bao. Nhược: độ chính xác đo thấp. Đặc điểm chính là t/tin dẫn đường không có trước mà nó hình thành cùng với nhiễu trên đường truyền. b. Đo các tham số dẫn đường theo phương thức hỏi đáp. Dao Khối KĐ Máy Nhận động điều công thu dạng chuẩn chế suất Đường truyền Khối tạo Phát t/hiệu hỏi trả lời Hiển thị Xử lý Máy t/tin. t/hiệu thu Nguồn Nguồn tin nhiễu Ưu điểm: độ chính xác cao. Nhược điểm: hạn chế số lượng t/bao. 2. Các đặc điểm cơ bản của hệ thống VTĐ dẫn đường. a. Độ chính xác đo tham số dẫn đường: H/thống VTĐ dẫn đường thực chất là máy đo tham số dẫn đường; độ cx đo tham số dẫn đường là 1 trong những chỉ số đặc biệt quan trọng của h/thống đo, nó đặc trưng cho khả năng hoàn thành n.vụ của h/thống dẫn đường. ∆a= athực-ađo. Sai số đo tham số dẫn đường bao gồm: sai số phương pháp & sai số h/thống (sai số của th/bị & sai số của người sd). b. Vùng hoạt động của h/thống VTĐ dẫn đường. Là khoảng không gian mà trong đó sai số đo tham số dẫn đường không vượt quá giá trị qui định (∆a ≤ ∆aq/đ) với xác suất cho trước. Đối với h/thống VTĐ dẫn đường được: + giới hạn bởi tính năng kỹ thuật của h/thống đó. χ PP .G P .GT .η P .η T Dmax = 4π PT χ: hệ số suy giảm t/hiệu trên đường truyền do trường tạo lên. PP: công suất máy phát. PT: độ nhạy máy thu. GP, GT: hệ số KĐ của anten phát-thu.
ηP, ηP: hệ số hiệu dụng của phần cao tần phía phát-thu. + giới hạn bởi chiều cong của vỏ quả đất. Dmax = (3,7 ÷ 4,2)( H + h ) H: độ cao anten phát (m). H: độ cao anten thu (m). D: (km). c. Khả năng phân biệt của h/thống VTĐ dẫn đường: Được xác định bởi độ sai lệch nhỏ nhất giữa 2 giá trị của tham số dẫn đường nhỏ nhất nhưng vừa đủ để h/thống còn phân biệt được sai lệch đó. - Khả năng phân biệt hay còn gọi là khả năng phân giải của h/thống VTĐ dẫn đường với nhưng sai lệch nhỏ nhất của giá trị đo tham số dẫn đường để h/thống phân biệt được sự thay đổi đó. d. Khả năng phục vụ của h/thống VTĐ dẫn đường - Khả năng phục vụ của h/thống VTĐ dẫn đường được thể hiện ở số lượng t/bao cực đại mà h/thống dẫn đường còn phục vụ được trong 1 đơn vị thời gian. Nghĩa là sai số đo tham số dẫn đường của h/thống nằm trong phạm vi cho phép. - Giới hạn khả năng phục vụ của h/thống VTĐ dẫn đường là thuộc tính c ủa h/thống làm việc theo phương thức “hỏi đáp”. e. Khả năng chống nhiễu của h/thống VTĐ dẫn đường - Khả năng chống nhiễu của h/thống VTĐ dẫn đường được thể hiện ở khả năng làm việc ổn định của h/thống trong điều kiện có nhiễu tác động. - Số đo của khả năng chống nhiễu là tỉ số t/hiệu trên tạp âm ở đầu ra vừa đủ để đảm bảo cho các tham số dẫn đường không vượt quá giá trị cho phép v ới xác suất cho trước. f. Độ tin cậy của h/thống VTĐ dẫn đường. - Độ tin cậy của h/thống VTĐ dẫn đường là khả năng hoàn thành chức năng, đảm bảo các chỉ số theo qui định & đảm bảo các chỉ số trong khoảng th ời gian khai thác xác định (thời gian & môi trường). - Số đo của độ tin cậy là xác suất làm việc không hỏng. P(t) ∧ P (t ) = P ( t ≥ t ) ∧ t: thời gian làm việc cho đến xuất hiện hư hỏng. t: thời gian qui định. * Xác định xác suất làm việc không hỏng P(t) - Để xác định được xác suất làm việc không hỏng ta phải tìm đ ược c ường đ ộ hư hỏng (λ). P(t)=exp(-λ.t) Trong thực tế cường độ hư hỏng của bất kỳ linh kiện hay chi tiết nào cũng đều tuân theo quy luật sau: (thiếu hình vẽ) - giai đoạn I: 0t0 có λ lớn, gây ra bởi sự không hoàn thiện về thiết kế, lỗi chế tạo, lỗi của linh kiện ….
- giai đoạn II: t0t1, là giai đoạn khai thác của h/thống. (h/thống là việc ổn định) - giai đoạn III: có cường độ hư hỏng tăng theo thời gian (bởi sự lão hoá, già c ỗi, hao mòn của h/thống do quá trình làm việc). BÀI 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO CỰ LY TỚI T/BAO BẰNG SÓNG ĐIỆN TỪ (SĐT). I. cơ sở vật lý: - Sđt lan truyền trong không gian theo đường thẳng (trong môi trường đồng nhất ε, µ = const). - T/độ lan truyền v=c= 3.108 m/s. - SĐT tán xạ khi gặp vật cản (phản xạ), khúc xạ khi qua 2 môi trường khác nhau. - SĐT suy giảm trên đường truyền: mức suy giảm tỷ lệ với bình phương bán kính k=1/R2. II. Đo cự ly tới t/bao bằng phương pháp xung. 1. sơ đồ cấu trúc hệ thống Khối Khối Khối d/động điều KĐCS (máy D chuẩn chế phát) T ạo Chuyển xung mạch điều chế anten. Hiển thị Khối Máy cự ly D đo thu 2. chức năng các khối: - khối dao động chuẩn: tạo ra dao động chuẩn có t/số ổn định (f=const) là t/số làm việc của đài. - khối tạo xung điều chế t/hiệu cao tần: tạo ra xung điều chế dao động cao tần. - Khối điều chế: điều chế dao động cao tần bằng các xung điều chế. - Khối khuếch đại công suất: khuếch đại t/hiệu đã điều chế lên mức phù hợp với tính năng làm việc của đài. - Khối chuyển mạch anten: bảo vệ máy thu khi phát & ngắt mạch phát khi thu (với t/số rất cao) để sd 1 anten cho cả phát & thu. - Máy thu: dùng để KĐ & tách sóng t/hiệu thu được. - Khối đo: dùng để đo thời gian giữ chậm t/hiệu thu so với t/hiệu phát ( τD) τD là thời gian lan truyền SĐT từ máy phát tới t/bao & từ t/bao tr ở về tới anten thu, thời gian giữ chậm t/hiệu thu so với t/hiệu phát. - Khối hiển thị D: hiển thị cự ly đo được. 3. Nguyên lý làm việc của hệ thống đo. (thiếu hình vẽ) C.τ D D= (3-1) 2 - Dao động chuẩn tạo ra t/số làm việc của đài với t/số ổn định, dao động chuẩn được đưa vào khối điều chế. Đầu vào 2 của khối điều chế là các xung đi ều chế, đầu ra là các xung cao tần (dao động chuẩn đã được đi ều chế bằng xung
điều chế) các xung cao tần sau khi đã được khuếch đại công suất lên m ức phù hợp (quy luật biến đổi tuyến tính hoàn toàn) với tính năng làm việc của đài, qua chuyển mạch anten đưa ra ngoài, các xung cao tần được lan truyền theo đg thẳng trong không gian với vận tốc a/sáng. Khi gặp t/bao thì 1 ph ần năng l ượng ph ản xạ trở về (có t/số cao), t/hiệu phản xạ đó được anten thu nhận qua chuyển mạch anten tới máy thu, máy thu KĐ & tách sóng t/hiệu đó đưa tới khối đo t/hiệu dưới dạng các xung thị tần. Khối đo đo thời gian giữ chậm t/hiệu thu so với t/hiệu phát để tách ra τD. Khối hiển thị cự ly thực hiện sự biến đổi theo công thức 3-1 để hiển thị cự ly đo được. 4. Nhận xét: - ưu điểm: đo được t/bao ở cự ly lớn (D lớn); có khả năng chống nhiễu cao. - Nhược điểm: không đo được cự ly D≤ Dmin = (C.τx)/2 III. Đo cự ly bằng phương pháp t/số. 1. Điều kiện đo: “giải thích câu hỏi làm ntn dùng t/số để đo được cự ly”. - T/số t/hiệu phát đi biến đổi theo quy luật biết trước & có 2 quy lu ật đang s ử dụng: + biến đổi tuyến tính tuần hoàn. (thiếu hình vẽ) T: chu kỳ biến đổi t/số. ∆F=fmax-f0=f0-fmin : biên độ biến đổi. fmax=4300 Mhz fmin=4100 Mhz f0 =4200 Mhz. + Biến đổi theo hình răng cưa. (thiếu hình vẽ) 2. Sơ đồ cấu trúc hệ thống đo. Khối Khối Khối d/động điều KĐCS (máy chuẩn chế phát) T ạo xung điều chế Hiển thị Khối Máy cự ly D đo thu 3. Chức năng các khối. - khối dao động chuẩn: tạo ra dao động chuẩn có t/số ổn định (f=const) là t/số làm việc của đài. - khối tạo xung điều chế t/hiệu cao tần: tạo ra xung điều chế dao động cao tần. - Khối tạo t/hiệu điều chế: điều chế dao động cao tần bằng các xung điều chế. - Khối khuếch đại công suất: khuếh đại t/hiệu đã điều chế lên mức phù hợp với tính năng làm việc của đài. - Máy thu: dùng để KĐ & tách sóng t/hiệu thu được. - Khối đo: so sánh các t/số thu được với t/số t/hiệu phát để tách t/số phách (∆f) ∆f= fP(t)-fT(t)
- Khối hiển thị cự ly: dựa vào t/số phách để hiển thị. 4. Nguyên lý làm việc của h/thống đo: (thiếu hình vẽ) T/hiệu phát ra có t/số biến đổi theo quy luật t/số phát. MN=fphát-fthu=∆f OAB đồng dạng OMN  AB= ∆F; MN=∆f; (đo được); OB=T/4.  ON=τD cần xác định. ON MN T ∆f =  ON = τ D = 4 ∆F OB AB C.τ C.T .∆f  D = 2 = 8∆F (3-2) Dao động chuẩn tạo ra t/số làm việc của đài với t/số ổn định, dao động chuẩn được đưa vào khối điều chế. Đầu vào 2 của khối điều chế là các xung đi ều chế, đầu ra là các xung cao tần (dao động chuẩn đã được đi ều chế bằng xung điều chế) các xung cao tần đưa đến khối KĐCS. T/hiệu ra khối KĐCS có t/số biến đổi theo quy luật biết trước (VD: quy luật biến đổi tuyến tính tu ần hoàn) t/hiệu đó lan truyền trong không gian, khi gặp t/bao thì 1 phần năng lượng được phản xạ trở về, t/hiệu phản xạ có t/số biến đổi theo quy luật biến đổi t/số phát. Máy thu nhận được & KĐ t/hiệu đó đưa sang khối đo, khối đo có n.vụ so sánh t/số t/hiệu thu được với t/số t/hiệu phát về để tách ra t/số phách ∆f=fphát(t)-fthu(t) . Dựa vào tam giác đồng dạng tìm được thời gian giữ chậm t/hiệu thu so với t/hiệu phát τD.(τD=T.∆f/4.∆F). Khối hiển thị cự ly thực hiện biến đổi theo (3-2) để hiển thị cự ly. * Nhận xét: - Ưu: đo được cự ly D≥ 0 (D=0 khi fthu≡ fphát ∆f =0 τD=0) - Nhược: + cấu trúc h/thống đo phức tạp (phải loại trừ bức xạ thẳng từ anten phát & anten thu). + sự không tuyến tính của biến đổi t/số sẽ gây lên sai số. IV. Đo cự ly tới t/bao bằng phương pháp pha. 1. sơ đồ cấu trúc đo: Khối Khối 1 d/động KĐCS (máy chuẩn phát) 1’ Hiển thị 3 So 2’ Máy cự ly D pha thu 2 2. chức năng các khối - khối dao động chuẩn: tạo ra dao động chuẩn có t/số ổn định (f=const) là t/số làm việc của đài. - Khối khuếch đại công suất: khuếh đại t/hiệu đã điều chế lên mức phù hợp với tính năng làm việc của đài. - Máy thu: dùng để KĐ & tách sóng t/hiệu thu được.
- So pha: so sánh pha t/hiệu thu với pha t/hiệu phát để tách ra độ lệch pha ∆ϕ ∆ϕ= ϕP(t)-ϕT(t). (1); (1’) UP(t)= UPo.cos(w0t+ϕ0) - pha t/hiệu phát ϕP(t)=w0t+ϕ0 T/hiệu phản xạ trở về có t/số bằng t/số phát. (2); (2’) UT(t) = UTo.cos.[w0(t-2D/C)+ϕ0] ; UTo
∆ϕ 1=ϕP2 -ϕT2= w02.2D/C -ϕpx (2) Lấy (1) trừ (2) ∆ϕ=∆ϕ 1-∆ϕ 2=(w01-w02). 2D/C. C∆ϕ 1 C ∆ϕ  D=  D= . 2( w01 − w02 ) 2 ( f 01 − f 02 ) 2π * Ưu điểm: + tăng được cự ly tuyến D. + loại trừ pha phản xạ. * Nhược: phải thêm 1 h/thống nữa. BÀI 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO GÓC BẰNG SÓNG ĐIỆN TỪ. 1. Đo góc tới t/bao bằng phương pháp cực đại biên độ t/hiệu trả lời (phương pháp phản hồi). a. Điều kiện đo: Để đo góc hướng tới t/bao ta phải sử dụng giản đồ cánh sóng anten, & trong phương pháp này ta sử dụng giản đồi cánh sóng anten hẹp có điểm cực đại trong giản đồ đó: - Anten parabol. - Anten dàn.  phải sử dụng 1 trong 2 loại anten trên. b. Sơ đồ cấu trúc h/thống đo. Khối Khối Khối d/động điều KĐCS chuẩn chế Tạo t/hiệu Chuyển điều chế mạch anten. Hiển thị Khối Máy góc XLTH thu Điều khiển hướng anten c. Chức năng các khối: - khối dao động chuẩn: tạo ra dao động chuẩn có t/số ổn định (f=const) là t/số làm việc của đài. - khối tạo xung điều chế t/hiệu cao tần: tạo ra xung điều chế dao động cao tần. - Khối điều chế: điều chế dao động cao tần bằng các xung điều chế. - Khối khuếch đại công suất: khuếh đại t/hiệu đã điều chế lên mức phù hợp với tính năng làm việc của đài. - Khối chuyển mạch anten: bảo vệ máy thu khi phát & ngắt mạch phát khi thu (với t/số rất cao) để sd 1 anten cho cả phát & thu. - Máy thu: dùng để KĐ & tách sóng t/hiệu thu được. - Khối xử lý t/hiệu có n.vụ: xác định đạo hàm biên độ t/hiệu theo góc quay c ủa cánh sóng anten. dU(θ)/dθ. (U(θ): biên độ t/hiệu phản xạ từ t/bao trở về) θ : góc hướng của anten.
- Khối điều khiển hướng của anten có n.vụ: dựa vào t/tin từ đầu ra của kh ối XLTH để quay hướng của anten sao cho đạt được đạo hàm dU(θ)/dθ=0. - Khối hiển thị góc: hiển thị góc hướng của anten tại thời điểm đạo hàm đạt giá trị 0. d. Nguyên lý làm việc của h/thống đo. (thiếu hình vẽ) dU(θ)/dθ≡ trục đối xứng cánh sóng anten hướng tới t/bao. Khi bằng 0  biên độ t/hiệu phản xạ từ t/bao về đạt giá trị max. Góc h ướng của anten tại thời điểm đó là góc hướng tới t/bao. - T/hiệu phát ra từ anten phát được tạp trung trong cánh sóng hẹp & lan truyền trong không gian, khi gặp t/bao thì 1 phần năng l ượng phản xạ tr ở v ề. Máy thu thu nhận & KĐ t/hiệu đó (tuỳ thuộc vào mức độ làm việc của khối XLTH & cự ly t/bao) khối XLTH có n.vụ xác định đạo hàm biên độ t/hiệu t/bao theo biến đổi góc hướng của anten. + Nếu đạo hàm dương thì khối điều khiển hướng anten quay tiếp. + Nếu đạo hàm âm thì khối điều khiển hướng anten quay ngược lại. + Nếu đạo hàm bằng không thì dừng lại. e. Nhận xét: phương pháp này có ưu điểm là có khả năng chống nhiễu cao bởi biên độ t/hiệu cần xử lý ở vùng có giá trị max. - nó định hướng được tới t/bao ở cự ly lớn. Nhược: độ chính xác định hướng thấp (kém) bởi độ nhạy định hướng thấp. dU(θ)/dθ≈ 0 tại θTB. 2. Đo góc hướng tới t/bao bằng phương pháp cực tiểu biên độ t/hiệu phản hồi. (trả lời) a. Điều kiện đo: Muốn đo được góc hướng tới t/bao theo phương pháp này thì giản đồ cánh sóng phải có điểm cực tiểu: - Anten khung. - Anten hình chữ H. * giản đồ định hướng của anten khung có dạng 2 đường tròn tiếp xúc nhau (dạng số 8) có phân cực ngược nhau, trên giản đồ có 2 điểm cực tiểu. (thiếu hhình vẽ). b. Sơ đồ cấu trúc h/thống đo. (trường hợp này thu t/hiệu từ t/bao  t/bao phát ra t/hiệu). Hiển thị Khối Máy góc XLTH thu Điều khiển Đài hướng chuẩn anten c. chức năng các khối
- Máy thu: dùng để KĐ & tách sóng t/hiệu thu được. - Khối XLTH có n.vụ: xác định đạo hàm biên độ t/hiệu theo sự biến đổi góc hướng của anten khung. - Khối điều khiển hướng của anten có n.vụ: dựa vào t/tin từ đầu ra của kh ối XLTH để quay hướng của anten sao cho đạt được đạo hàm dU(θ)/dθ=0. - Khối hiển thị góc: hiển thị góc hướng của anten tại thời điểm đạo hàm đạt giá trị 0. d. Nguyên lý làm việc của h/thống đo. Sơ đồ cấu trúc h/thống như đã nêu thường được sd cho trường hợp tự động định hướng tới đài chuẩn. (thiếu hình vẽ) dU(θ)/dθ0  quay ngược lại. dU(θ)/dθ=0  dừng quay  khối hiển thị góc sẽ hiển thị góc quay hướng của anten khung tới t/bao. - Anten khung thu nhận t/hiệu phát ra từ đài chuẩn,trong trường hợp cực tiểu của giảm đồ hướng anten khung chưa hướng tới đài thì biên độ t/hiệu thu nhận được khác không. Khối XLTH xác định đạo hàm dU(θ)/dθ. Nếu đạo hàm có giá trị âm thì khối điều khiển anten quay tiếp; nếu đạo hàm có giá trị dương thì khối điều khiển hướng anten quay ngược lại. Khi đạo hàm đạt giá trị 0, nghĩa là cực tiểu giản đồ hướng anten khung hướng đúng tới đài dẫn, khi đó khối điều khiển anten đ/khiển dừng quay & khối hiển thị góc hướng tới t/bao tại thời điểm đó  đó chính là góc hướng tới t/bao. e. Nhận xét: ưu điểm: có độ chính xác định hướng cao bởi có độ nhạy định hướng cao. Nhược điểm: khả năng chống nhiễu kém, cự ly t/bao nhỏ. 3. Đo góc tới t/bao bằng phương pháp kết hợp. a. Điều kiện: Ở giản đồ hướng của anten phải có 1 điểm vừa thoả mãn điều ki ện c ực đại vừa thoả mãn điều kiện cực tiểu. - Sử dụng cánh sóng anten Parabol (cánh sóng quay trong parabol) Trục cân bằng t/hiệu. - Sử dụng 4 anten parabol như nhau lắp đối xứng trên-dưới trái-phải. (thiếu hhình vẽ)  có 4 giản đồ hướng giống nhau. Trục giao nhau của 4 giảm đồ hướng đó tạo thành trục cân bằng t/hiệu tức thời. b. Sơ đồ cấu trúc h/thống.
Khối Khối Khối Khối quay d/động điều KĐCS chấn tử chuẩn chế thu phát Tạo t/hiệu Chuyển điều chế mạch anten. Hiển thị Khối Máy góc XLTH thu Điều khiển hướng anten c. chức năng các khối: - khối dao động chuẩn: tạo ra dao động chuẩn có t/số ổn định (f=const) là t/số làm việc của đài. - khối tạo xung điều chế t/hiệu cao tần: tạo ra xung điều chế dao động cao tần. - Khối điều chế: điều chế dao động cao tần bằng các xung điều chế. - Khối khuếch đại công suất: khuếh đại t/hiệu đã điều chế lên mức phù hợp với tính năng làm việc của đài. - Khối chuyển mạch anten: bảo vệ máy thu khi phát & ngắt mạch phát khi thu (với t/số rất cao) để sd 1 anten cho cả phát & thu. - Máy thu: dùng để KĐ & tách sóng t/hiệu thu được. - Khối hiển thị góc: hiển thị góc hướng của anten tại thời điểm đạo hàm đạt giá trị 0. - Khối quay chấn tử thu phát có n.vụ quay cánh sóng anten với vận t ốc ổn đ ịnh Ω quanh trục cân bằng t/hiệu tuần tự. - Khối XLTH có n.vụ xác định pha & biên độ t/hiệu phản xạ từ t/bao trở về để điều khiển khối điều khiển hướng anten. - Khối điều khiển hướng anten có n.vụ quay hướng anten Parabol sao cho trục cân bằng t/hiệu hướng tới t/bao. d. Nguyên lý đo. Trường hợp trục cân bằng t/hiệu hướng đúng tới t/bao  biên độ t/hiệu phản hồi có giá trị không đổi. U(θ) =const. - Pha mang t/tin về hướng lệch. - Biên độ mang t/tin về độ lớn góc lệch. T/hiệu phát ra từ cánh sóng anten quay với vận tốc không đổi khi gặp t/bao thì 1 phần năng lượng được phản xạ trở về. Máy thu nhận & KĐ t/hiệu đó đưa xang khối XLTH. Trường hợp t/bao nằm trên trục cân bằng t/hiệu thì biên độ t/hiệu phản xạ từ t/bao trở về bằng nhau ở mọi vị trí quay của cánh sóng anten. Khi t/bao lệch khỏi trục cân bằng t/hiệu thì biên độ t/hiệu thu được sẽ đ ược điều chế theo t/số của cánh sóng anten, nghĩa là biên độ t/hiệu dưới dạng dao đ ộng tuần hoàn có pha mang t/tin về hướng lệch (giả sử lệch trên có pha dương thì lệch dưới có pha âm); & có biên độ mang t/tin về độ lớn góc lệch (góc lệch nhỏ biên độ nhỏ, góc lệch lớn biên độ lớn, góc lệch bằng không biên độ bằng không). T/hiệu đầu ra khối XLTH đưa tới khối điều khiển hướng anten. Khối
điều khiển hướng anten dựa vào pha & biên độ để quay hướng anten sao cho trục cân bằng t/hiệu hướng tới t/bao, nghĩa là khối điều khiển hướng anten triệt tiêu biên độ & pha của t/hiệu điều khiển. Khối hiển thị góc sẽ hiển thị góc hướng của anten tại thời điểm đó (thời điểm trục cân bằng hướng tới t/bao) đó là góc hướng tới t/bao. e. nhận xét: phương pháp này có 2 ưu điểm: - có độ chính xác định hướng cao bởi có độ nhạy định hướng cao (là đạo hàm của biên độ t/hiệu biến đổi theo góc). - Có khả năng chống nhiễu cao bởi biên độ t/hiệu được xử lý ở vùng giá trị thấp.  Nhờ 2 ưu điểm trên mà phương pháp này đang được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật rađa, trong kỹ thuật dẫn đường & đặc biệt là trong kỹ thu ật đi ều khiển. 4. Đo góc hướng tới t/bao bằng phương pháp pha. (thông thường được sd cho trường hợp t/bao mang nguồn phát t/hiệu). a. Sơ đồ cấu trúc h/thống đo. C Anten thu A Anten thu B d Máy Máy thu A thu B So pha ∆ϕ ∆ϕ ≡ θ d: khoảng cách giữa 2 anten A & B (m). 2 máy thu giống nhau. Khối so pha: so sánh pha t/hiệu cao tần của 2 máy thutách ra được độ lệch pha ∆ϕtách ra được độ lệch. b. Nguyên lý đo: T/bao mang nguồn t/hiệu. - Trường hợp t/bao đang nằm trên mặt phẳng trung trực của AB ( pha t/hiệu cao tần anten A & B thu được bằng nhau ∆ϕ =0). Khi đó A & B nằm trên cùng mặt phẳng pha∆ϕ =0 không có góc lệch của t/bao (θ=0). - Trường hợp t/bao lệch khỏi mặt phẳng trung trực 1 góc θ. Do d
nhận được t/hiệu sớm pha hơn so với A, sóng lan truyền tới A phải đi thêm 1 đoạn AC với AC =d.sinθ ≈ dθ (do θ
- Khối khuếch đại công suất: khuếh đại t/hiệu đã điều chế lên mức phù hợp với tính năng làm việc của đài. - Khối chuyển mạch anten: bảo vệ máy thu khi phát & ngắt mạch phát khi thu (với t/số rất cao) để sd 1 anten cho cả phát & thu. - Máy thu: dùng để KĐ & tách sóng t/hiệu thu được. - Tia vô tuyến t/bao chiếu xuống đất với góc nghiêng γ = const. - Khối xử lý t/hiệu có n.vụ đo sự sai lệch t/số t/hiệu thu so với t/số t/hi ệu phát để tách ra t/số đốp le Fđ(t). - Khối hiển thi t/tin có n.vụ dựa vào t/số đốp le đo đ ược đ ể hiển th ị T/đ ộ ch/động của t/bao. - Khối điều khiển anten có n.vụ điều khiển hướng anten sao cho γ = const. c. Nguyên lý làm việc của h/thống. w(t ) V(t) u Tia vô tuyến Điều khiển tia vô tuyến nằm trên mặt phẳng đứng chứa trục dọc của t/bao ch/động λ0 VTC (t ) = Fđ (t ) 2 V (t ) λ0 .Fđ (t ) V (t ) = TC = Cosγ 2.Cosγ λ F (t ) V (t ) = 0 đ (5-3) 2 Cosγ 3. Đo góc dạt (δ) & T/độ hành trình (W(t)) bằng rađa đốp le 1 tia. a. quy trình đo góc dạt (δ) của t/bao. Quá trình ch/động của t/bao trong không gian, ngoài lực đẩy do bản thân t/bao tạo nên còn có các lực khác tác động vào (VD: gió, áp suất không khí). Các l ực khác tác động lên t/bao có độ lớn & hướng không biết trước (ngẫu nhiên). Tuy nhiên ta vẫn có thể phân tích các thành phần lực đó lên hệ toạ đ ộ không gian 3 chiều. - Thành phần lực theo trục x chỉ làm tăng thêm hay giảm đi T/đ ộ ch/đ ộng c ủa t/bao. - Thành phần lực theo trục y chỉ nâng hoặc hạ (thay đổi độ cao) t/bao. - Thành phần lực theo trục z mới gây lên góc dạt của t/bao. U : thành phần T/độ gió vuông góc với trục dọc ch/động của t/bao. Qui trình:
Để đo được góc dạt ch/động của t/bao, rađa đốp le 1 tia thực hiện như sau: quay tia vô tuyến từ vị trí trùng với trục dọc theo phương thẳng đứng; quay theo vị trí tăng t/số đốp le, quay cho đến thời điểm đạt được t/số đ ốp le c ực đ ại thì giá trị góc quay đó là góc dạt của t/bao. b. Đo T/độ hành trình của t/bao. V (t ) λ0 .Fđ (t ) W (t ) = = cos δ 2. cos γ . cos δ λ .Fđ (t ) W (t ) = 0 (5-4) 2 cos γ . cos δ Fđ(t) =2.λ0-1.W(t).cosγ .cosδ Fđ max=2.λ0-1.W(t).cosγ . (khi đó tia vô tuyến nằm trên mặt phẳng chứa trục dọc của tia ch/động T/độ hành trình W(t) BÀI 6: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ T/BAO BẰNG KẾT QUẢ ĐO CÁC THAM SỐ DẪN ĐƯỜNG. 1. Xác định vị trí t/bao bằng đo cự ly. (cự ly; hiệu cự ly; tựa cự ly) a. xác định vị trí t/bao bằng đo cự ly. - biết chính xác vị trí đài dẫn. T/bao đo cự ly trên t/bao đo cự ly từ nó tới đài dẫn 1 xác định đ ược cự ly D1 nghĩa là nó xác định được đường tròn vị trí 1 có tâm là đài d ẫn 1, có bán kính là D1. (nếu trong không gian thì xác định được mặt cầu vị trí). Đường hay mặt vị trí là quỹ tích của những điểm thoả mãn điều kiện có 1 tham số t/hiệu = const. - Lặp lại qui trình đo đó, đo cự ly tới các đài dẫn khác để xác định đ ược các đường tròn vị trí tiếp theo. - Vị trí t/bao là điểm giao nhau của các đường vị trí đó. b. Xác định vị trí t/bao bằng đo hiệu cự ly. (thiếu hình vẽ)
- Từng lần đo có tối thiểu 2 đài dẫn; vị trí 2 đài dẫn biết trước. - Khi th/bị đo hiệu cự ly trên t/bao đo được hiệu cự ly từ nó tới 2 đài d ẫn; đi ều đó đồng nghĩa với việc xác định được đường vị trí có hiệu cự ly không đổi (∆D=const), đó là đường Hypecpol. Vậy để xác định vị trí, t/bao lại ti ếp tục đo hiệu cự ly tới cặp đài dẫn thứ 2 xác định được đường hypecpol vị trí thứ 2. Điểm giao nhau của 2 đường hypecpol vị trí là vị trí của t/bao. - Để loại trừ vị trí ảo (bởi với 1 hiệu cự ly thì dựng được 2 đường hypecpol vị trí), tối thiểu phải sd 3 cặp đài dẫn & điểm giao nhau của 3 đ ường hypecpol v ị trí là vị trí của t/bao. c. Xác định vị trí t/bao bằng đo tựa cự ly. - Tựa cự ly là sản phẩm của đo cự ly theo phương thức không hỏi  bên phát sử dụng đồng hồ phát, bên thu sd đồng hồ thu. (thiếu hình vẽ) - việc xác định vị trí t/bao bằng đo tựa cự ly tương tự như đo c ự ly nhưng ph ải thêm đại lượng nữa để loại trừ sai số đồng hồ. 2. Xác định vị trí t/bao bằng đo góc hướng. (thiếu hình vẽ) - Biết vị trí đài dẫn, th/bị đo hướng góc trên t/bao đo hướng từ nó t ới đài d ẫn 1 xác định được đường vị trí 1 là đường thẳng nối từ đài dẫn 1 tới t/bao. - Tiếp tục thực hiện đo hướng tới đài dẫn 2 xác định được đường vị trí 2 là đường thẳng nối từ đài dẫn 2 tới t/bao. - Giao điểm của 2 đường vị trí là vị trí của t/bao. 3. xác định vị trí t/bao bằng đo góc-cự ly. Khi đo được cự ly từ t/bao tới đài dẫn  xác định được đường tròn vị trí tương ứng với cự ly đó. Khi xác định góc hướng tới đài dẫn  xác định được đường thẳng vị trí. & điểm giao nhau của đường thẳng & đường tròn vị trí t/bao là vị trí t/bao. Phương pháp này đơn giản chỉ cần 1 đài dẫn & 2 phương tiện đo nên nó được sd rộng rãi trong kỹ thuật rađa & kỹ thuật dẫn đường. BÀI 7: HỆ THỐNG VTĐ ĐỊNH HƯỚNG TỚI ĐÀI DẪN. (labàn vô tuyến; ADF; APK) 1. Chức năng: Tự động định hướng tới đài dẫn nhằm dẫn cho t/bao đi, đến, ngang qua các vị trí quy định. 2. Sơ đồ chức năng của ADF.
Σ KĐ T/H KĐT/H Tách KĐ âm cao tần Σ sóng t ần Khối Khối Khối KĐ cao điều KĐ d/động t ần & chế & t/h la âm tần dịch pha đảo pha bàn 900 1800 So pha Môtơ M Khối Biến đổi Đ/khiển M điện Truyền cảm Đồng hồ chỉ góc hướng 3. Chức năng các khối. H/thống ADF sd 2 anten thu, trong đó anten dây thu t/hiệu vô hướng, còn anten khung thu t/hiệu có hướng (hướng cực tiểu của giản đồ hướng anten khung). - Khối KĐ cao tần & dịch pha 900 có n.vụ: KĐ t/hiệu cao tần do anten khung thu nhận lên mức đủ lớn để khối điều chế làm việc & dịch pha t/hiệu cao tần 900. - Khối dao động âm tần: dùng để tạo ra t/hiệu âm tần ổn đ ịnh đ ể đ ưa t ới kh ối điều chế & khối so pha (t/hiệu âm tần trong các đài ADF thường 30Hz,60Hz, 90Hz, 120Hz). - Khối điều chế có n.vụ: điều chế biên độ t/hiệu cao tần bằng t/hiệu âm tần & đảo pha dao động cao tần 1800 khi đi qua điểm cân bằng. - Khối KĐ t/hiệu cao tần: dùng để KĐ t/hiệu cao tần so anten dây thu nh ận được lên mức = biên độ cực đại của t/hiệu đầu ra khối điều chế. - Khối tổng (Σ) có n.vụ: cộng biên độ t/hiệu đã được điều chế với biên độ t/hiệu anten dây, cộng theo biên độ & theo pha (cùng phabiên độ cộng; ngược pha  biên độ trừ). - Khối KĐ t/hiệu tổng: dùng để KĐ t/hiệu tổng lên mức phù hợp v ới đ ầu vào khối tách sóng. - Khối tách sóng (tách sóng biên độ): loại bỏ t/hiệu cao tần để tách ra đ ường bao. - Khối KĐ âm tần: dùng để KĐ t/hiệu đường bao đưa ra loa. - Khối KĐ t/hiệu labàn có n.vụ: KĐ t/hiệu đường bao (t/hiệu âm tần) lên mức phù hợp với khối so pha. - Khối so pha có n.vụ: so sánh pha t/hiệu labàn với pha của dao động âm tần đ ể đưa dòng điện hay điện áp 1 chiều. - Khối biến đổi điện có n.vụ: biến đổi dòng điện hay điện áp 1 chiều thành t/hiệu điều khiển phù hợp với khối điều khiển mô tơ M. - Khối truyền cảm hướng có n.vụ: truyền góc hướng quay của anten khung lên đồng hồ chỉ hướng. - Mô tơ M : quay sao cho cực tiểu của giản đồ hướng anten khung h ướng đúng đến đài dẫn. 4. Phương pháp loại trừ 1 cực tiểu trong giản đồ hướng anten khung.
- Để loại trừ 1 cực tiểu cần sd thêm t/hiệu anten dây, anten dây có giản đồ là vô hướng (đường tròn) có phân cực trùng với 1 trong 2 nhánh của anten khung (hoặc âm hoặc dương). - Sau khi kết hợp giản đồ định hướng anten khung & anten dây (theo biên đ ộ & theo pha) ta được giản đồ đinh hướng. - Trên giản đồ đinh hướng chỉ còn 1 cực tiểu nhưng cực tiểu này lệch pha 900 so với cực tiểu anten khung. Để đồng nhất cực tiểu của giản đồ định hướng với cực tiểu của anten khung cần dịch pha t/hiệu cao tần anten khung 900. (thiếu hình vẽ) 5. nguyên lý hoạt động của h/thống ADF. Giản đồ định hướng Giản đồ định hướng Giản đồ định hướng anten khung đang định anten khung lệch trái 1 anten khung lệch phải hướng đúng (góc lệch góc α 1 góc α bằng 0) 1 U (t) 1 U (t) 1 U1(t) T/hiệu t t t đầu ra Uâm tần 2 U (t)2 U (t) 2 U2(t) Đầu ra t t t KĐ Cực tiểu hướng tới cao tần Dao động cao tần có Dao động cao tần có & dịch nhánh dương hướng đài dẫnU2(t)=0 nhánh âm hướng tới pha 900 tới đài dẫn nhận đài dẫn nhận được được pha dương trước. pha âm trước 3 U (t) 3 0 Đảo pha 180 U (t) 3 U3(t) Đảo pha 1800 t t t Không có t/hiệu đưa T/hiệu cao tần đã được vào đầu vào khối T/hiệu cao tần đã điều chế bởi dao động điều chế  t/hiệu được điều chế bởi dao âm tần & đảo pha 1800 đầu ra =0. động âm tần & đảo khi đi qua điểm cân pha 1800 khi đi qua bằng. điểm cân bằng. 4 U4(t) U4(t) U4(t) t t t T/hiệu cao tần do anten T/hiệu cao tần do T/hiệu cao tần do dây thu nhận được có anten dây thu nhận anten dây thu nhận biên độ t/hiệu bằng được có biên độ được có biên độ t/hiệu cực đại biên độ t/hiệu t/hiệu bằng cực đại bằng cực đại biên độ
anten khung sau khi biên độ t/hiệu anten t/hiệu anten khung sau được điều chế. khung sau khi được khi được điều chế. điều chế. 5 U5(t) U5(t) U5(t) t t t T/hiệu đưa vào U5(t)=U3(t)+U4(t). U3(t)=0 nên t/hiệu U5(t)=U3(t)+U4(t). Cộng biên độ (cùng U5(t)=U4(t). Cộng biên độ (cùng pha thì cộng, ngược pha thì cộng, ngược pha thì trừ) pha thì trừ) 6 U6(t) T/hiệu la bàn Thành phần 1 chiều U6(t) Sau tách sóng U6(t) Thành phần 1 chiều Tách t Chuyển về =0 t t sóng Sau tách sóng được T/hiệu la bàn biên được dao động cao dòng điện hay điện áp được dao động cao độ tần có 2 tham số khác 1 chiều ,nhưng không tần có 2 tham số khác lấy dao động âm tần là mang t/tin mà chỉ làm dao động âm tần là được biên độ & pha (cùng nóng linh biên độ & pha (cùng đường tần số) kiệnchuyển về =0. tần số) bao. 7 U7(t) U7(t) U7(t) t t t Được dòng điện (điện U7(t)=0 vì t/hiệu sau áp) 1 chiều dương có tách sóng =0. Được dòng điện (điện biên độ thuỳ thuộc vào áp) 1 chiều âm có biên t/hiệu la bàn. độ thuỳ thuộc vào t/hiệu la bàn. 8 Điều khiển môtơ M Không điều khiển. Điều khiển môtơ M quay sao cho cực tiểu quay sao cho cực tiểu giản đồ hướng anten giản đồ hướng anten khung hướng về đài khung hướng về đài dẫn thì dừng quay. dẫn thì dừng quay. quay ngược chiều kim quay cùng chiều kim đồng hồ. đồng hồ.