Kỹ thuật định vị và dẫn đường điện tử

Chia sẻ: Vu Son | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:50

Thêm vào BST

Báo xấu

536
lượt xem 167
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giả sử một trạm Radar giám sát hàng không có công suất đỉnh là 100 KW, bức xạ tín hiệu theo kiểu xung với độ rộng 10 μs và chu kỳ lặp xung là 1 ms. Hãy xác định cự ly làm việc (tối đa và tối thiểu) và độ phân giải về mặt cự ly của trạm Radar trên ? Tần số thu được tại trạm Radar sai lệch so với tần số phát, gây nên do sự chuyển động tương đối giữa mục tiêu và trạm Radar và được xác định thông qua hiệu ứng Doppler....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật định vị và dẫn đường điện tử

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Khoa Điện tử Viễn thông Kỹ thuật định vị và dẫn đường điện tử Electronics Positioning and Navigations TS. Đỗ Trọng Tuấn Bộ môn Kỹ thuật thông tin Hà Nội, 8-2010
Phần 1 Kỹ thuật Radar
ξ 1. Khái niệm và phân loại Radar (tiếp theo)
Nguyên lý cơ bản của Radar xung tần số làm việc f0 cos(ω 0t+φ 0) ON OFF a(t) T s(t) echo sr(t) ∆t Thời gian đo độ trễ cự ly mục tiêu • s(t) = a(t)cos(ω 0t+φ 0) • a(t) : đường bao xung - “pulsed radar”
Tính toán cự ly Range Calculation Cự ly - Range, R = (c TR)/2 • • Range : km hoặc nm (nautical miles) TR : µs (microseconds) • R(km) = 0.15TR(µ s) hoặc R(nmi) = 0.081 TR (µ s) 1 km  6.67 µ s 1 nmi  12,34 µ s
Tính toán cự ly Range Calculation Xác định cự ly theo đơn vị km và nmi tương ứng với độ trễ thời gian 27 µs? R(km) = 0.15TR(µs) hay R(nmi) = 0.081 TR (µs) = 0.15 × 27 hay = 0.081 × 27 = 4.05 km hay = 2.187 nmi
Tính toán cự ly Range Calculation M #2, 18 km M #1, 6 km Radar sơ cấp PRF = 10 kHz thời gian seconds
Tính toán cự ly Range Calculation Biên độ Xung phát Thời gian, 0 t (ms) ambiguous range : cự ly xảy ra nhầm lẫn
Tính toán cự ly Range Calculation M #2, PRF = 10 kHz→ mỗi 18 km xung được lặp lại sau 0.0001 s = 0.1 ms M #1, 6 km Range [km] = 0.15TR(µ s), Radarsơ cấp PRF = 10 kHz → A-scan Thời gian seconds
Tính toán cự ly Range Calculation Cự ly 6 km tương ứng với độ trễ 40 µ s và cự ly 18 km tương ứng với độ trễ 120 µ s Biên độ Chú ý rằng mục tiêu M #2 ở quá xa trạm radar nên tín hiệu phản xạ (echo) sẽ nhận được trong chu kỳ kế sau, tạo nên cự ly không chính xác là 3 km Xung phát xung phản xạ M #2 M #1 M #1 Thời gian, 0 0.04 0.1 0.12 0.14 t (ms) ambiguous range : cự ly xảy ra nhầm lẫn
Ví dụ 2 Giả sử một trạm Radar giám sát hàng không có công suất đỉnh là 100 KW, bức xạ tín hiệu theo kiểu xung với độ rộng 10 µs và chu kỳ lặp xung là 1 ms. Hãy xác định cự ly làm vi ệc (t ối đa và tối thiểu) và độ phân giải về mặt cự ly của trạm Radar trên ? cτ c(T − τ ) = Rmin = Rmax 2 2
Độ phân giải cự ly - Range Resolution ΔR: độ phân giải cự ly
Độ phân giải cự ly - Range Resolution unresolved return a. Hai mục tiêu không thể phân biệt về cự ly cτ + ∆t 2 b. Hai mục tiêu có thể phân biệt về cự ly
Ví dụ Một hệ thống Radar xung có cự ly làm việc tối đa 3000 km và băng thông là 3.33 kHz. Hãy xác định: a. Tần số lặp xung PRF (fr) yêu cầu b. Chu kỳ lặp xung PRT ( IPP = T) c. Độ rộng xung phát τ . d. Cự ly phân giải mục tiêu ΔR e. Hãy cho biết ảnh hưởng của các tham số đến cự ly làm việc tối đa của một hệ thống Radar.
Ví dụ τ= 0 ,3 dt=1.5% T = 20,3 ms ms c(T − τ ) 1 1 τ= = = 0.3ms = 300 µs = Rmax B 3.33kHz 2 2 × 3 × 106 2 Rmax +τ = + 0.3 × 10 −3 = 20,3 (ms) PRT = IPP = T = 3 × 108 c τ 0,3 × 10 −3 1 1 ≈ 50 ( Hz ) d t = = ≈ 0,0148 ≈ 1,5 % PRF = = −3 T 20,3 × 10 T 20,3 ×10 −3 3 × 105 (km / s ) c cτ c ∆R = = = 45 ,45 (km) ∆R = = 2 B 2 × (3.3 × 10 Hz ) 3 2 2B
Ảnh hưởng của các tham số đến cự ly làm việc c(T − τ ) của hệ thống Radar xung = Rmax 2 •Power Range •Pulse Width Range •PRT Range • PRF Range • Frequency Range
ξ 2. Cơ sở vật lý của Radar
Cơ sở vật lý Radar • Radar làm việc dựa trên 4 tính chất của sóng điện từ: Sóng điện từ truyền lan với vận tốc hữu hạn , không đổi. c = 3 1. *108 (m/s) Sóng điện từ truyền thẳng. 2. Năng lượng sóng điện từ sẽ phản xạ khi gặp môi trường không 3. đồng nhất (mục tiêu). Tần số thu được tại trạm Radar sai lệch so với tần số phát, gây 4. nên do sự chuyển động tương đối giữa mục tiêu và trạm Radar và được xác định thông qua hiệu ứng Doppler.
tần số làm việc Anten radar bức M của radar xạ định hướng echo RS Kích thước búp sóng tại mức theo phương nửa công suất góc tà ∆β ( công suất đỉnh giảm đi một nửa  suy hao – 3 dB) theo phương góc phương vị ∆φ
Mẫu bức xạ Radiation pattern Kích thước búp sóng tại mức nửa công suất ( suy hao – 3 dB) Phương vị ∆φ Góc ngẩng ∆β HPBW: half power beam width