Khóa luận Xây dựng mã pha MA- Nip trong xung và thực hiện nén xung làm tăng tỷ số tín hiệu trên tạp

Trong những năm gần đây , sự phát triển nhảy vọt của khoa học kỹ thuật đặc biệt là kỹ thuật điện tử - tin học đã làm thay đổi về cơ bản nội dung cũng như chất lượng của các thiết bị điện tử. Công nghệ chế tạo linh kiện điện tử đã cho phép chjế tạo được các IC tổ hợp lớn và những dạng tín hiệu phức tạp cũng bắt đầu được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực vô tuyến viễn thông, radar , điều khiển , vv. Tín hiệu phức tạp đã đáp ứng được các yêu cầu rất cao về tính năng kỹ, chiến thuật cần có của một hệ thống định vị vô tuyến hiện đại. Trong các hệ định vị vô tuyến hiện đai, các tín hiệu dải rộng đang được ứng dụng rộng rãi, đó là các tín hiệu có điều chế sóng mang trong xung như tín hiệu điều tần, tín hiệu ma – nip tần số , tín hiệu ma níp pha. Việc điều chế tín hiệu dải rộng cho phép làm tăng độ rộng của xung phát thăm dò, làm tăng công suất trung bình của tín hiệu phát ra và do đó làm tăng khả năng phát hiện mục tiêu theo cự li. Đối với hệ định vị vô tuyến nói chung và ra đa nói riêng, để đảm bảo độ phân giải khi thu tín hiệu dải rộng cần thiết phải thực hiện bài toán nén tín hiệu xung rộng. Ngoài ra khi thực hiện nén tín hiệu xung rộng, tỷ số tín hiệu trên tạp âm được nâng cao nhờ lựa chọn mã điều chế thích hợp. Trong bài khoá luận này sẽ xây dựng mã pha manip trong xung và thực hiện việc nén xung làm tăng tỷ số tín hiệu trên tạp. Bài khóa luận này gồm hai phần, phần cơ sở lý thuyết sẽ trình bày tổng quan về một hệ định vị vô tuyến, bao gồm các phương pháp định vị, sau đó là kỹ thuật điều chế mã pha manip trong xung , phần này nêu lên các phương pháp tạo mã pha. tích cực và mã pha thụ động. ,kỹ thuật điều chế mã pha Barker. Phần tiếp theo sẽ mô tả tổng quan về một hệ thống thu phát mã barker , bao gồm giới thiệu tất cả các chức năng bộ phận của hệ thống thu và phát mã barker. Phần cuối trình bày về kỹ thuật nén xung.Phần thực nghiệm là kết quả thực nghiệm về tạo mã Barker bằng vi điều khiển và thực hiện việc nén mã Barker.

doc34 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 3061 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Khóa luận Xây dựng mã pha MA- Nip trong xung và thực hiện nén xung làm tăng tỷ số tín hiệu trên tạp, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐỊNH VỊ VÔ TUYẾN ĐỊNH VỊ VÔ TUYẾN VÀ CÁC LOẠI HÌNH CỦA NÓ Định vị vô tuyến (radar) là tên gọi của một lĩnh vực vô tuyến , mà lĩnh vực này sử dụng sự phản xạ, sự bức xạ qua lại, hoặc sự bức xạ riêng của sóng điện từ để phát hiện các mục tiêu khác nhau, đồng thời còn còn để đo tọa độ và tham số chuyển động của các mục tiêu đó. Mục tiêu của định vị vô tuyến là mục tiêu vật chất bất kỳ mà nó có thể phát hiện được , có thể đo được vị trí của nó bằng các phương pháp định vị vô tuyến. Tuỳ theo từng phương pháp định vị vô tuyến người ta phân loại chúng thành các loại hình sau: Loại 1: Định vị vô tuyến chủ động bởi việc chiếu sáng mục tiêu bằng năng lượng điện từ , mà năng lượng này được bức xạ bằng anten của trạm phát radar và sự hấp thụ năng lượng phản xạ từ mục tiêu. Loai 2: Định vị vô tuyến chủ động với trả lời chủ động , khác với loại hình thứ nhất ở chỗ là mục tiêu có đặt máy đáp vô tuyến, đây là thiết bị phát nhận, nó nhận và trả lời các tín hiệu của radar. Loại 3: Định vị vô tuyến bán chủ động, khác với loại hình chủ động ở chỗ mục tiêu được chiếu sáng bằng một trạm radar còn sự thu còn sự thu và phát tín hiệu phản xạ từ mục tiêu được thực hiện ở đối tượng khác Loại 4: Định vị vô tuyến thụ động được thực hiện băng cách thu năng lượng được bức xạ bởi mục tiêu. Vấn đề phát hiện mục tiêu xét theo quan điểm kỹ thuật vô tuyến dẫn đến sự phát hiện tín hiệu, mà được bức xạ qua lại bởi mục tiêu này trên nền các loại nhiễu khác nhau. Mục tiêu bất kỳ được radar chiếu sáng trở thành nguồn sáng thứ cấp. Công suất của bức xạ thứ cấp phụ thuộc vào hàng loạt các yếu tố như : cường độ từ trường mà được tạo bở máy radar gắn mục tiêu , các tham số của mục tiêu, vị trí của mục tiêu so với radar , sự phân cực của từ trường sơ cấp và độ dài của sóng. Vv ... Định vị vô tuyến thụ động hình thành ở hiện tượng bức xạ năng lượng điện từ bởi các vật thể. Vật thể bất kỳ mà nhiệt độ của nó lớn hơn không độ tuyệt đối đều bức xạ năng lượng điện từ. Tất cả các mục tiêu đều thỏa mãn điều kiện này , vì vậy có sự phát hiện mục tiêu mà không cần chiếu sáng ban đầu . Định vị vô tuyến hình thành ở tính chất sóng vô tuyến lan truyền trong môi trường đồng nhất với vận tốc không đổi, tính chất này cho phép xác định hướng tới mục tiêu và độ dài quỹ đạo truyền sóng của chúng. Người ta chia nhỏ định vị vô tuyến tương ứng thành đo khoảng cách vô tuyến và sự tìm phương bằng vô tuyến. Đo khoảng cách vô tuyến là xác định khoảng cách tới mục tiêu bằng cách đo độ dải quỹ đạo lan truyền của sóng vô tuyến tới mục tiêu và ngược lại. Tìm phương bằng vô tuyến là xác định hướng tới mục tiêu, tức là đo tọa độ góc của mục tiêu bằng cách xác định hướng đến của sóng vô tuyến phản xạ hoặc phát ra từ mục tiêu. PHƯƠNG PHÁP ĐO KHOẢNG CÁCH BẰNG XUNG VÔ TUYẾN Khi xác định khoảng cách đến mục tiêu ( D ) , người ta đo thời gian trễ của tín hiệu phản xạ tới xung thăm dò. Xung thăm dò là xung có tần số cao, công suất lớn, xung này được hình thành bởi máy phát và bức xạ vào không gian nhờ anten Thời điểm bức xạ của xung thăm dò được đưa vào bộ đếm thời gian sóng vô tuyến lan truyền. Tín hiệu được phản xạ từ mục tiêu được thu trực tiếp bởi máy thu. Khoảng thời gian giữa thời điểm bức xạ của xung thăm dò và thời điểm thu xung phản xạ gọi là thời gian trễ của tín hiệu phản xạ Ta có : z= (1.1.3a) Do đó =z (1.1.3b) Trong đó D là khoảng cách giữa máy radar và mục tiêu, c là vận tốc truyền sóng vô tuyến Môi trường thực không phải là môi trường đồng nhất hoàn toàn, bởi thế quỹ đạo truyền sóng không hoàn toàn là một đường thẳng , còn vận tốc truyền sóng không hoàn toàn là không đổi trong tất cả các đường truyền. Tuy nhiên tỷ số dẫn ra ở trên sẽ đúng với môi trường thực nếu c là vận tốc truyền sóng trung bình ở khoảng cách D Tùy theo phương pháp đo khoảng cách thời gian t , người ta chia thành những phương pháp đo khoảng cách vô tuyến sau : xung, tần số , pha và xung tần số. tương ứng người ta chia phương pháp định vị vô tuyến thành xung, tần số, pha và xung tần số. PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ BẰNG XUNG VÔ TUYẾN Nguyên tắc hoạt động của máy radar xung được chỉ ra ở sơ đồ khối rút gọn sau : Hình 1.1: Sơ đồ khối hệ định vị vô tuyến bằng phương pháp nén xung. Máy phát của máy đo khoảng cách vô tuyến bức xạ dao động tần số siêu cao ở dạng xung thăm dò lặp lại theo chu kỳ khoảng thời gian giữa các xung thăm dò diễn ra sự thu xung phản xạ. Từ lối ra của máy thu, xung đã thu được đưa vào thiết bị chỉ báo, thiết bị này cho phép đo khoảng thời gian giữa lục bắt đầu bức xạ xung thăm dò và lúc bắt đầu thu xung phản xạ. Vì vậy ta xác định được khoảng cách đến mục tiêu theo công thức (1.1.3b ) Ở bộ phận chỉ báo tỷ lệ của tia quét (l) và khoảng đo được D được liên hệ theo công thức =r .z = r . =  Trong đó r l là vận tốc quét không đổi = là tỷ lệ quét tuyến tính Để máy thu của radar làm việc bình thường cần có sự đồng bộ giữa máy phát xung với bộ chỉ báo , nghĩa là thời điểm bức xạ của xung thăm do và lúc bắt đầu quét của bộ chỉ báo cần trùng nhau hoàn toàn PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ SỬ DỤNG SỰ NÉN XUNG  Hình 1.2 giản đồ thời gian của việc phát xung radar 1 xung radar gủi xung của sóng vô tuyến trong 1 khoảng thời gian nhỏ là T0 và sau đó ngừng gửi trong khoảng thời gian là T1 như hình ở trên, chu kỳ là T0 + T1 , do đó tần số f = 1/(T0 + T1) .Trong khi bộ truyền hoạt động và gửi tín hiệu trong thời gian T0 thì bộ nhận sẽ ngừng việc nhân tín hiệu, sau khoảng thời gian T0 bộ truyền sẽ ngừng truyền và cho phép bộ nhận cảm nhận tín hiệu phản hồi từ mục tiêu. khoảng thời gian T0 thì nguồn của máy phát phải đảm bảo là tín hiệu được truyền đi, đập vào mục tiêu và quay trỏ lại bộ nhận . vì vậy trong truờng hợp tín hiệu vọng về được phát hiện thì năng lượng cần phải lớn nhất có thể. Điều này có thể thực hiện nhờ tăng nguồn năng lượng phát hoặc tăng thòi gian phát T0. Việc bộ phát sử dụng năng lượng lớn sẽ xuất hiện những vấn đề bởi vì nó phải đòi hỏi một điên thế cỡ KV . điều này gây nguy hiêm, tốn kém.. Việc lựa chọn giải pháp đầu tiên đã không khả thi, giờ ta sẽ lựa chọn cách thứ 2 là tăng khoảng thời gian truyền T0, tăng thời gian T0 thì lại mâu thuẫn với độ phân giải cư ly, độ phân giải cự ly có nghĩa là ở khoảng cách xa nào đó mà 2 tín hiệu phản hồi phải được tách dời vì vậy những tín hiệu dội có thể nhìn giống như 2 xung riêng rẽ. . Do đó chúng ta cần phải tăng T0 để tăng năng lượng truyền và nhận một xung hẹp để cải thiện độ phân giải cự ly. Điều này dẫn đến việc nén xung. Nén xung là việc gửi một xung dài để tăng năng lượng truyền và nén nó đến một xung hẹp ở bộ nhận để tăng cao độ phân giải cự ly. Độ phân giải cự ly = T0/2r , r là dải của mục tiêu, độ phân giải mục tiêu = (1/2r)*(1/BW) trong đó BW = 1/ t0 băng thông của xung truyền . vì vậy nếu tăng băng thông của xung truyền thì độ phân giải cự ly sẽ đuợc cải thiện. Định vị sử dụng phương pháp xung - tần số Sơ đồ khối đơn giản của radar với sự điều biến tần số tuyến tính trong xung được mô tả trong hình 1.1.5  Hình 1.3 Sơ đồ khối của máy radar với sự điều biến tần số tuyến tính trong xung Thiết bị truyền phát xung vô tuyến rộng t1. Tần số trong xung thay đổi theo quy luật tuyến tính : f = f0 – at ( 1.1.5 ) Trong đó a là vận tốc thay đổi tần số. Dạng xung vô tuyến và quy luật biến đổi tần số được mô tả trong hình 1.1.5a,b Tín hiệu phản xạ của mục tiêu được thu bởi máy thu của trạm và đi đến bộ lọc nén đặc biệt. trong bộ nén người ta sử dụng đường trễ mà thời gian trễ của nó phụ thuộc tuyến tính vào tần số. ( hình 1.1.5c ) Với bộ lọc này tần số xung cao đến sớm được trễ nhiều hơn, còn tần số thấp đến muộn hơn bi trễ ít hơn. Kết quả tất cả các thành phần tần số của xung bị dịch chuyển trong thời gian trước khi hết xung, nghĩa là xung bị nén trong khoảng thời gian đó Mức đôj nén xung hoàn toàn được xác định theo giới hạn thay đổi tần số trong xung ( theo độ lệch của tần số ) F0 = a. i n  Hình 1.4: Nguyên lý nén xung : Dạng xung lối vào và lối ra của bộ lọc. Vùng thay đổi tần số của xung. Sự phụ thuộc thời gian trễ của bộ lọc vào tần số. Độ rộng của xung ở lối ra của bộ lọc tic=1/fD ( 1.1.5a1 ) Hệ số nén xung là : k = ti/tic = fD.ti ( 1.1.5b1) Công suất xung ở lối ra của bộ lọc nén tăng lên k lần , nghĩa là : Pi ra=k.Pi vµo ( 1.1.5c1 ) Chảng hạn, để nén xung băng thời gian 500.10^-6 s lên 100 lần, độ lệch tần số của xung fD = 200 KHz , vận tốc thay đổi tần số a = 400MHz/s . Khi công suất xung ở lối vào Pi vao = 10 ^-6 w . thì công suất xung ở lối ra của bộ lọc sẽ là Pi ra = 100 .10^-6 w. Định vị sử dụng điều biến pha  Hình 1.5 Sơ đồ khối của hệ thống radar sử dụng phương pháp điều biến pha trong xung Thiết bị hình thành xung thăm dò có tần số không đổi và độ rộng là t1. Xung này được phân thành những đoạn bằng nhau, khoảng mã rk. Trong phạm vi của mỗi khoảng mã có pha ban đầu về dao động tần số cao.  Hình 1.6 Sơ đồ xử lý tối ưu của xung điều biến pha Độ rộng của mỗi khoảng mã rk được xác định bởi độ phân giải của máy. Trong các đài rađa hiện nay sử dụng mã barker mà ở đó pha ban đầu của các khoảng mã lân cận bằng 0 hoặc 180 độ còn số khoảng mã ở xung có thể là 3,4,5,7,11,13. Trên hình 1.1.5.2 là sơ đồ đơn giản về sử lý tối ưu pha xung. Trên hình 1.1.5.2a thể hiện tín hiệu mã gồm 7 khoảng mã ( n=7 ) , những khoảng mã có pha ban đầu là 0 ( +1 ) còn khoảng mã có pha ban đầu là 180 độ là (-1) 1.5 ĐỊNH VỊ VÔ TUYẾN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHẤP TẦN SỐ Định vị vô tuyến sử dụng phương pháp tần số có sơ đồ khối biểu diễn trên hình 1.9. Nguyên tắc hoạt động của nó như sau Hình 1.9 Biểu đồ điện áp giải thích làm việc của radar tần số. Điện áp của tín hiệu trực tiếp Ui được điều biến theo tần số đi từ bộ tạo sóng tần số cao vào bộ tách sóng (hình 1.10.a). Đồng thời tín hiệu phản xạ từ anten thu U2 cũng đi vào bộ tách sóng (hình 1.10.b). Nếu khoảng cách đến mục tiêu phản xạ trong suốt thời gian không thay đổi, thì sự điều chỉnh bổ xung (biên độ và tần số) dao động khi phản xạ không xảy ra .Trong điều kiện này tín hiệu phản xạ chỉ khác tín hiệu trực tiếp bởi biên độ. Có thể xác định thời gian trễ của tín hiệu phản xạ theo công thức (1.1). Khi cộng tín hiệu phản xạ và tín hiệu trực tiếp sẽ xuất hiện hiện tượng phách (hình 1.10.c). Tín hiệu hợp thành là tín hiệu được điều chế cả theo tần số và biên độ. Tần số phách phụ thuộc vào thời gian trễ của tín hiệu phản xạ, nghĩa là phụ thuộc vào cự ly của mục tiêu phản xạ. Bây giờ tách đường bao của tín hiệu hợp thành (hình 1.10.d) và sau khi khuếch đại đưa đến thiết bị đo tần số, thì số chỉ của thiết bị đo tần số sẽ tương ứng với khoảng cách được đo. Tần số phách khi đIều khiển tần số tuyến tính bằng: FP = a.2D/c (1.9) Với a là vận tốc thay đổi tần số. Hình 1.11 Sự phụ thuộc độ lớn hiệu tần số tín hiệu trực tiếp và tín hiệu phản xạ vào thời gian khi điều biến theo quy luật tam giác đối xứng Đối với trường hợp điều khiển theo quy luật đường cong tam giác đối xứng (hình 1.11) thì: FP = |f1-f2| = 4fDfMD/c (1.10) Trong đó : fD là độ lệch tần số. fM là tần số biến điệu. Công thức (1.10) chính xác khi : (f1 – f2) lớn hơn rất nhiều so với fM. Trong trường hợp điều khiển theo quy luật sóng điều hoà thì: FP = |f1 – f2| = |fD.sin() Trong đó tz là thời gian trễ của tín hiệu phản xạ. Từ biểu thức (1.11) ta nhận thấy khi điều biến theo quy luật sóng điều hoà thì tần số phách thay đổi theo từng chu kỳ. Nhưng số chỉ của thiết bị đo (đo quán tính) tương ứng với tần số phách trung bình và được xác định theo công thức (1.10). Công thức (1.10) đối với trưòng hợp điều khiển theo quy luật đường cong hình tam giác và quy luật sóng điều hoà chỉ là gần đúng .Vì thế khoảng cách được đo sai khác đến D0, còn khi đo khoảng cách nhỏ có thể đến 2D0. Với D0 = c/4fD (1.12) Công thức (1.12) cho phép xác định độ chính xác của phép đo . Nếu khoảng cách giữa máy đo và mục tiêu là thay đổi thì quy luật của tín hiệu phản xạ sẽ khác quy luật thay đổi tần số của tín hiệu phát do hiệu ứng Doppler .Trong trường hợp này tần số phách bằng : FP = |FD -Fd| (1.13) Trong đó : FD là tần số phách do sự trễ của tín hiệu phản xạ và được tính theo công thức (1.10). Fd là tần số Doppler : Fd = fi.2vr/c =2vr/… fi là tần số mang của máy đo vrlà vận tốc hướng tâm của mục tiêu …là bước sóng của máy phát  Hình 1.12 ảnh hưởng của hiệu ứng Doppler khi điều khiển theo quy luật đường cong tam giác đối xứng Đối với trường hợp điều khiển theo quy luật đường cong tam giác đối xứng (hình 1.12) có thể đo riêng khoảng cách tới mục tiêu và vận tốc dịch chuyển của mục tiêu. Nếu FD lớn hơn Fd thì : FD = ( |F1| + |F2| )/2 (1.15) fd = ( |F1| - |F2| )/2 (1.16) Vì thế khi đo riêng rẽ F1 và F2 có thể tìm ra khoảng cách đến mục tiêu và vận tốc đến mục tiêu. D = c.FD/2a (1.17) vr = c.Fd/2fi (1.18) 1.6 ĐỊNH VỊ VÔ TUYẾN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHA Sơ đồ khối của máy đo khoảng cách vô tuyến sử dụng phương pháp pha được biểu diễn trên hình (1.13)  Hình 1.13 Sơ đồ khối máy đo khoảng cách vô tuyến bằng phương pháp pha Nguyên tắc hoạt động của nó như sau :Đi vào pha kế là hai điện áp : -Từ bộ tạo sóng tần số tỷ lệ : u1 = um1.sin(M..t + 0) (1.19) Trong đó : M là tần số tỷ lệ 0 là pha ban đầu -Từ lối ra của máy thu : u2 = um2 .sin[M.(t-tz) + 0-d-px] (1.20) Trong đó : d là sự trễ của pha dao động trong mạch của máy đo khoảng cách vô tuyến. px là góc lệch của pha dao động tỷ lệ ,xuất hiện khi phản xạ từ mục tiêu. tz là thời gian trễ của tín hiệu phản xạ . Độ lệch pha của điện áp u1 và u2 bằng:  (1.21) Sự trễ pha ở mạch của máy đo và độ lệch pha xuất hiện khi phản xạ là không đổi và có thể tính toán được hoặc xác định được bằng thực nghiệm . Khi đó nếu ta đo độ lệch pha giữa điện áp u1 và u2 thì có thể xác định được khoảng cách đến mục tiêu:  (1.22) Để đảm bảo việc đo khoảng cách vô tuyến bằng phương pháp pha, cần lựa chọn chính xác tín hiệu phản xạ từ mục tiêu. Để lựa chọn người ta sử dụng hiệu ứng Doppler .Trong trường hợp nay người ta sử dụng 2 máy phát làm việc ở tần số  và  Hình 1.14.Sơ đồ khối máy đo khoảng cách sử dụng hiệu ứng Doppler Đi vào máy thu (hình 1.14) là tín hiệu trực tiếp với tần số  và  và tín hiệu phản xạ từ mục tiêu  và , trong đó  và  là các tần số Doppler :  và  Điện áp của lối ra máy thu đi vào 2 bộ lọc dải, một trong số bộ lọc đó cho dải tần số từ  đến  đi qua, còn bộ lọc kia cho dải tần số từ  đến  đi qua. Tần số  và được lựa chọn để các dải trên được thoả mãn. Nếu tần số và  khác nhau một chút thì  do đó:   là độ lệch pha giữa điện áp u1và u2được thu bởi máy thu Như vậy khoảng cách trong trường hợp đang xét được xác định bằng cách đo độ lệch pha dao động của 2 tần số Doppler Máy đo khoảng cách pha đã xét ở phần trên không có khả năng xác định theo khoảng cách, nhưng lại cho phép xác định vận tốc của mục tiêu. Vì vậy nó có thể bảo đảm việc đo khoảng cách cả trong trường hợp trong tầm nhìn của máy rađa có vài mục tiêu. Để làm được điều này, cần phải thay bộ lọc dải trên hình 1.14 bằng bộ lọc dải có tần số cộng hưởng thay đổi. 1.7.PHƯƠNG PHÁP BỨC XẠ LIÊN TỤC VỚI SỰ ĐIỀU BIẾN PHA Thiết bị truyền của rađa tạo dao động liên tục với tần số không thay đổi. Pha ban đầu của dao động thay đổi theo mã đã được xác định. Chu kì lặp lại Ti được lựa chọn ứng với kgoảng cách lựa chọn của trạm.Chu kì này được phân thành các khoảng thời gian  (khoảng thời gian  được lựa chọn theo khả năng cho phép của máy rađa).  Hình 1.15.Ví dụ về điều biến mã pha của tín hiệu liên tục Số các khoảng đó là:  (1.24) Việc điều khiển pha được thực hiện như sau : khoảng chừng một nửa khoảng có pha ban đầu bằng , phần còn lại có pha ban đầu là . Sự xen kẽ pha được lựa chọn theo một mã xác định (hình 1.15 là một ví dụ). Tín hiệu điều khiển mã pha được bức xạ vào không gian, phản xạ từ mục tiêu và được thu bởi máy thu. Trong máy thu tín hiệu nhận được đi vào bộ trộn, được xử lí giống như tín hiệu chuẩn điều khiển mã pha nhưng bị trễ ở đường trễ. Từ thời gian trễ của tín hiệu ta có thể phán đoán được khoảng cách đến mục tiêu. Phương pháp này có hàng loạt ưu điểm so với phương pháp xung: Mức độ công suất cực đại bằng công suất trung bình bởi vậy không đòi hỏi cao về độ bền của ống dẫn sóng, cũng như cách ly điện áp cao. Tính chống nhiễu của phương pháp này rất cao vì cho phép lọc dải hẹp và nhạy với vận tốc của mục tiêu. Cho phép đo 3 loại tọa độ mục tiêu (khoảng cách, góc phương vị, góc tà và vận tốc hướng tâm). 1.8.PHƯƠNG PHÁP BỨC XẠ LIÊN TỤC VỚI SỰ ĐIỀU BIẾN TẠP ÂM: Để xác định khoảng cách khi bức xạ liên tục có thể sử dụng điều biến tạp âm tín hiệu tần số cao. Việc điều biến có thể là biên độ hoặc pha  Hình 1.16 .Sơ đồ khối rađa với điều biến tạp âm Nguyên lí làm việc của máy rađa với sự điều biến tạp âm theo biên độ được đưa ra trên hình 1.16. Bộ tạo sóng phát ra tín hiệu tạp âm u(t) hình 1.17a. Biên độ dao động của bộ tạo sóng tần số cao được điều chế bởi tín hiệu này. Tín hiệu sau khi phản xạ từ mục tiêu đi đến thiết bị thu.Ở lối ra của bộ tách sóng, tín hiệu tạp âm ban đầu được tách ra khỏi nhưng bị trễ một khoảng thời gian  tương ứng với khoảng cách tới mục tiêu (hình1.17b). Tín hiệu từ lối ra của bộ tách sóng đi tới bộ tương quan. Đồng thời đi vào lối thứ hai của bộ này là tín hiệu tạp âm ban đầu u(t) nhưng bị trễ ở đường trễ một khoảng thời gian là  (hình 1.17c) . Thời gian trễ trên đường này có thể thay đổi được. Bộ tương quan thực hiện phép toán sau:  (1.25) Trong đó: TH là thời gian quan sát. Hàm  trong lí thuyết các quá trình ngẫu nhiên được gọi là hàm tự tương quan. Bởi vậy thiết bị này được gọi là bộ tương quan, ở lối ra của bộ tương quan tạo ra điện áp tỉ lệ với hàm tương quan của tạp âm  với . Hàm tự tương quan lớn nhất khi  Vì vậy thời gian trễ của đường trễ bằng  thì ở lối ra của bộ tương quan điện áp sẽ cực đại (hình1.17d). Để kiểm tra tất cả các khoảng trễ trên đường trễ cần phải thay đổi từ 0 cho đến giá trị lớn nhất, giá trị lớn nhất sẽ ứng với khoảng cách tới mục tiêu xa nhất.  Hình1.17.Nguyên tắc làm việc của bộ tương quan với sự điều biến tạp âm Tính chất cơ bản của máy rađa với sự điều biến tạp âm là : Tín hiệu tạp âm khác với tín hiệu điều chỉnh có chu kì, cho phép xác định một cách đơn trị khoảng cách tới mục tiêu. Sự áp dụng điều biến tạp âm, đặc biệt khi điều chế pha làm tăng công suất trung bình của tín hiệu so với cơ chế xung cũng như ở rađa với sự bức xạ liên tục thuộc các loại khác. Được sử dụng ở những rađa có công suất không lớn, điều này làm đơn giản kết cấu của máy phát và của hệ thống angten Tín hiệu tạp âm của rađa, đặc biệt khi điều chế biên độ tương tự tạp âm ở bên trong của máy thu, điều này cho phép rađa làm việc được bí mật hơn. 1.9.PHÁT HIỆN CÁC TÍN HIỆU ĐỊNH VỊ VÔ TUYẾN: Phát hiện các mục tiêu vô tuyến khi có sự giúp đỡ của các trạm rađa là quá trình nhận lời giải về sự có mặt hoặc vắng mặt mục tiêu trong một vùng không gian bằng phương pháp nhận và xử lí tín hiệu rađa Việc nhận các tín hiệu luôn diễn ra trên nền nhiễu. Trong dải sóng mà vô tuyến định vị sử dụng các dạng cơ bản của nhiễu tự nhiênlà: tạp nhiệt, tạp âm vũ trụ, tạp nội của máy thu. Sự có mặt của nhiễu dẫn đến tín hiệu bị sai lệch và xuất hiện các lỗi trong việc đánh giá xử lí. Việc thu nhận và giải đáp về sự có mặt hay vắng mặt của mục tiêu xảy ra ở 2 điều kiện loại trừ: -Mục tiêu trên thực tế là có -Mục tiêu trên thực tế là không có Khi lựa chọn những lời giải những điều kiện này không được biết trước. Một trong hai điều kiện trên tương ứng với 2 lời giải: - “ có mục tiêu” - “ không có mục tiêu” Như vậy khi phát hiện có 4 khả năng lựa chọn : ở điều kiện mục tiêu trên thực tế là có thì lời giải “có mục tiêu” là phát hiện đúng, còn lời giải “không có mục tiêu ” được gọi là bỏ sót mục tiêu; ở điều kiện mục tiêu trên thực tế là không có, thì lời giải “không có mục tiêu” là sự không phát hiện đúng, còn lời giải “có mục tiêu” được gọi là báo động nh

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docChuong 1 edit.doc
  • docChuong 2 edit.doc
  • docChuong 3 - bo thu phat ma barker.doc
  • docMo dau.doc
  • docthục nghuem.doc
Luận văn liên quan