khảo sát tín hiệu đều chế mã pha, ứng dụng trong rada và nghiên cứu xây dụng thiết bị điều chế sóng cao tần

ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.
GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan
Trang 1

MỞ ðẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật. Kỹ thuật Điện tử -
Viễn thông là một trong những ngành khoa học đóng vai trò quan trọng phát triển
hàng đầu, giữ vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học và đời sống, thúc đẩy
sự phát triển của kinh tế, văn hoá, khoa học kỹ thuật, .Hầu hết các lĩnh vực thông
tin hiện đại như hệ thống thông tin di động, thông tin vệ tinh, các mạng Viễn thông,
truyền hình, Ra đa,… đều sử dụng sóng cao tần kết hợp các kỹ thuật điều chế để
truyền tải thông tin. Trước nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng, đặt ra một
yêu cầu quan trọng trong lĩnh vực truyền thông bằng thông tin vô tuyến. Đó là việc
tạo ra các sóng cao tần điều chế có tần số như mong muốn, có thể thay đổi tần số
một cách hiệu quả, chính xác và có tính bảo mật thông tin cao. Trong Hàng không
và Quân sự kỹ thuật định vị vô tuyến (radar) là một lĩnh vực đặc biệt quan trọng, tác
dụng của nó là để phát hiện các mục tiêu khác nhau, xác định tọa độ của mục tiêu,
tính chất chuyển động của mục tiêu. Có rất nhiều phương pháp định vị vô tuyến
khác nhau như: Định vị vô tuyến bằng xung, định vị vô tuyến sử dụng phương pháp
tần số, phương pháp pha Nhưng trong đó phương pháp định vị vô tuyến sử dụng
điều biến pha trong xung là một phương pháp được ứng dụng khá phổ biến. Một
vấn đề mà phương pháp này gặp phải đó là việc để tăng cự ly hoạt động của rada thì
cần phải tăng độ rộng xung, mặt khác tăng độ rộng của xung thì độ phân giải của ra
đa lại giảm. Một phương pháp hữu ích để giải quyết vấn đề này đó là sử dụng các
tín hiệu xung điều chế mã pha như mã Frank, mã T, mã P, mã Barker để điều chế
tín hiệu dải rộng phát đi ở máy phát, ở máy thu sẽ có thể nén xung này đến độ rộng
mà đảm bảo được độ phân giải của rada.
Trong luận văn này em tập trung đi sâu vào nghiên cứu sử dụng mã Barker trong
kỹ thuật định vị vô tuyến và xây dựng thiết bị ñiều chế song mang cao tần ứng
dụng trong Rada. Đó cũng chính là nội dung của đề tài luận văn mà em giới thiệu

trong khoá luận tôt nghiệp này.
Nội dung luận văn gồm có 5 chương:
ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 2

- Chương 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống thu phát tín hiệu cao tần, sơ đồ
khối của các loại máy phát điều biên (AM), máy phát đơn biên (SSB), máy phat
điều tần (FM). Tập trung nhiều vào giới thiệu về hệ thống định vị vô tuyến và
phương pháp tạo mã tích cực
- Chương 2: Giới thiệu về mã pha trong xung, phương pháp định vị vô tuyến
sử dụng điều biến pha trong xung và mã Backer.
- Chương 3: Giới thiệu về phương pháp tạo dao động cao tần ổn định bằng
phương pháp tổ hợp tần số, cấu trúc và chức năng của vi mạch ADF 4113 trong bộ
tổ hợp tần số.
- Chương 4: Giới thiệu về các phương pháp điều chế pha trong xung
- Chương 5: Trên cơ sở lý thuyết các chương trên, nghiên cứu thiết bị điều chế
song mang cao tần: Bộ tạo dao động chuẩn dùng thạch anh, bộ dao động VCO, bộ
tổ hợp tần số dùng IC ADF4113 kết hợp phần mềm điều khiển, bộ điều chế xung.
Phương pháp nghiên cứu được áp dụng trong quá trình thực hiện luận văn là
tham khảo các tài liệu chuyên ngành, trao đổi với các chuyên gia trong lĩnh vục và
phân tích nghiên cứu dựa vào các phương pháp lý thuyết và kết hợp khảo sát mô
hình vật lý, thông qua các thiết bị phòng thí nghiệm và các vi mạch chuyên dung
được sử dụng trong điều chếp pha, sự lựa chọn ở đây là họ vi mạch ADF 4xxx.
Trong quá trình thực hiện đề tài, em đã nhận được các ý kiến đóng góp của các
chuyên gia và đồng nghiệp ở các cơ quan nhà trường. Em xin chân thành cảm ơn tất
cả sự giúp đỡ quý báu đó.

ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÁT TÍN HIỆU CAO TẦN
1.1. Giới thiệu chung
Trong thông tin vô tuyến điện người ta dùng sóng điện từ (sóng cao tần) truyền
lan trong không gian để đưa thông tin (tin tức) cần truyền đạt tin từ nơi phát đến nơi
thu khác nhau. Tin tức này có thể là âm thanh, hình ảnh , quá trình truyền tín hiệu
không cần dây dẫn nên gọi là thông tin vô tuyến điện
Sóng điện từ chỉ là phương tiện để mang tin tức cần liên lạc giữa nơi này và
nơi khác, người ta gọi nó là sóng mang. Tin tức cần chuyển đi có thể là âm thanh
hay hình ảnh hay một mã nào đó. Bản thân tin tức là một đại lượng không điện, để
truyền đi nó phải được biến đổi thành một đại lượng điện. Tín hiệu điện có chứa tin
tức thường có tần số thấp (âm tần) cho nên không trực tiếp truyền đi xa được mà
phải nhờ vào sóng cao tần. Quá trình đưa sóng âm tần có chứa tin tức vào sóng cao
tần gọi là quá trình điều chế (sự điều chế). Nếu cần phải giữ bí mật tin tức thì ở nơi
phát người ta sắp xếp tín hiệu theo một qui luật riêng, gọi là mã hoá. Còn ở nơi thu
phải biết được qui luật đó thì mới đọc được nội dung, đó là sự giải mã.

Sơ đồ khối tổng quát của quá trình phát và thu vô tuyến điện như hình 1-1.













Hình 1-1: Sơ ñồ khối hệ thống thu phát thông tin vô tuyến
An ten

thu
Tín hiệu
cần truyền
(tin tức)
Điều
chế
cao tần
An ten

phát
Tạo
dao
động

cao t
ần

Máy
phát
sóng
Mạch
chọn
lọc
Trộn
tần
Thiết bị
nhận
tín hiệu
T
ạo dao
động
KĐ trung
tần &
Tách
sóng
ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 4

Ở nơi phát tín hiệu cần truyền đạt được đưa vào máy phát sóng cao tần. Tín
hiệu cần truyền đạt có thể là âm thanh, hình ảnh, tín hiệu mooc .Quá trình đưa tin

tức cần truyền đạt vào sóng cao tần gọi là quá trình điều chế. Tín hiệu được điều chế
được đưa ra anten phát và lan truyền trong không gian. Tại máy thu anten thu bắt tất
cả các sóng điện cao tần trong không gian có ở chỗ anten và đưa vào thiết bị chọn
lọc. Thiết bị này sẽ lọc lựa ra đúng làn sóng cao tần của đài mà mình muốn thu rồi
đưa sang thiết bị tách sóng, tách riêng tín hiệu tin tức ra khỏi sóng mang. Quá trình
tách thông tin khỏi tải tin đó gọi là quá trình giải điều chế, ở đây tín hiệu cần truyền
đạt được tách ra khỏi sóng cao tần và được đưa vào thiết bị nhận tín hiệu. Thiết bị
nhận có thể là loa, màn hình, băng giấy , giữa những quá trình nêu trên có thể có
sự khuếch đại để tăng độ lớn tín hiệu cần truyền đạt. Quá trình điều chế và giải điều
chế là hai quá trình ngược nhau, đó cũng là hai trong những quá trình quan trọng
nhất của hệ thống thông tin vô tuyến điện.
Hệ thống phát thông tin vô tuyến có nhiều loại:
- Theo công dụng, hệ thống phát gồm: Phát thông tin (cố định, di động),
phát chương trình (phát thanh, phát hình), phát ứng dụng (đo khoảng
cách, rađa).
- Theo phương pháp điều chế, hệ thống phát gồm: Máy phát điều biên
(AM), máy phát đơn biên (SSB), máy phát điều tần (FM) và máy phát
điều xung (PM)
Trong giới hạn cho phép, luận văn này chỉ nghiên cứu về hệ thống phát mà cơ bản
trong đó quá trình tạo sóng cao tần ổn định và điều chế pha trong xung.







ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 5

1.2. Sơ ñồ khối các loại máy phát
1.2.1. Máy phát ñiều biên (AM)
Sơ đồ khối tổng quát của máy phát AM như hình 1-2











- Khối tạo dao động chủ có nhiệm vụ tạo ra dao động cao tần (sóng mang) có
biên độ và tần số ổn định, có khả năng biến đổi tần số rộng và được được tự
động điều chỉnh tần số nhờ mạch AFC.
- Khối tiền khuếch đại cao tần có thể dùng để nhân tần hoặc khuếch đại (KĐ) dao
động cao tần đến mức đủ lớn kích thích cho tầng điều chế và KĐ cao tần làm
việc. Khối tiền KĐ có thể gồm nhiều tầng.
- Bộ điều chế biên độ (AM) dùng để điều khiển dao động cao tần, làm cho biên
độ của dao động cao tần biến đổi theo biên độ của tin tức. Đối với máy phát
AM thì biên độ điện áp của tín hiệu tin tức phải đủ lớn để có độ điều chế sâu
nên tín hiệu tin tức phải đưa qua bộ tiền KĐ âm tần. Sau đó tín hiệu điều chế
được khuếch đại công suất lên mức cần thiết theo yêu cầu đưa tới mạch ra.
- Mạch ra để phối hợp trở kháng giữa tầng KĐ công suất cuối cùng và anten để

có công suất ra tối ưu.
- Anten để bức xạ năng lượng cao tần, biến đổi năng lượng cao tần của máy phát
thành sóng điện từ truyền đi trong không gian.
Hình 1-2: Sơ ñồ khối máy phát ñiều biên (AM)
Tín hiệu
cần truyền
(tin tức)
Điều chế AM
và khuếch đại
công suất cao
tần
An ten
phát
T
ạo dao
động
chủ

Mạch ra
Tiền
khuếch
đại âm
tần
Ti
ền
khuếch
đại cao
tần

AFC

ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 6

1.2.2. Máy phát ñơn biên (SSB)
Sơ đồ khối tổng quát của máy phát SSB như hình 1-3














Việc xây dựng sơ đồ khối của máy phát đơn biên có một số đặc điểm riêng so với
máy phát điều biên (AM). Các bộ điều biên cân bằng và bộ lọc dải hẹp được sử
dụng để tạo nên tín hiệu đơn biên SSB, nhưng công suất ra bị hạn chế chỉ vài mW.
Nếu sóng mang ở dải tần số cao (sóng trung hoặc sóng ngắn) thì không thể thực
hiện được bộ lọc với các yêu cầu cần thiết, như vậy sẽ có nhiễu xuyên tâm giữa các
kênh và làm giảm tỷ số tín hiệu trên nhiễu (S/N). Do đó với máy phát đơn biên thì
tần số sóng mang cơ bản để tạo tín hiệu đơn biên ở khoảng tần số trung gian. Sơ đồ

cấu trúc gồm một bộ tạo tín hiệu đơn biên ở tần số trung gian (100 ÷ 500)KHz sau
đó nhờ một vài bộ đổi tần để chuyển đến phạm vi tần số làm việc (1 ÷ 30)MHz, rồi
qua bộ khuếch đại (KĐ) tuyến tính để khuếch đại đến một công suất cần thiết.
- Thiết bị đầu vào thường làm nhiệm vụ KĐ tín hiệu âm tần nếu tín hiệu còn nhỏ,
hoặc hạn chế tín hiệu âm tần nếu tín hiệu này quá lớn.

Thi
ết
bị
đầu
vào


Bộ
điều
chế
đơn

Bộ
đổi
tần

Bộ
lọc
1
Bộ tổng hợp tần
s
ố

Suy

gi
ảm


KĐ
dao
động
đi
ều
Hệ
thống
dao
động
t
ầng ra


Bộ
lọc
2
Thiết bị an
toàn
và làm ngu
ội

f
1
f
2
Bộ kích

thích đơn
biên
Ante
n
phát
Hình 1-3: Sơ ñồ khối máy phát ñơn biên
ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 7

- Bộ điều chế đơn biên trong máy phát công suất lớn thường được xây dựng theo
phương pháp lọc tổng hợp. Bộ tổng hợp tần số của máy phát đơn biên là một
thiết bị chất lượng cao và phức tạp. Nó phải đảm bảo tần số sóng mang gốc (f
1
)
và các tần số khác (f
2
…) có độ ổn định tần số rất cao, vì vậy phải dùng thạch anh
để tạo tần số gốc. Trong sơ đồ bộ tổng hợp tần số phải tạo ra hai tần số f
1
là tần
số sóng mang gốc không đổi, còn f
2
là tần số làm việc của máy phát (tần số ra).
- Bộ đổi tần thực chất là bộ khuếch đại cộng hưởng để lấy thành phần hài f
2
= nf

1
,
bộ lọc có nhiệm vụ lọc các thành phần của quá trình đổi tần.
- Bộ KĐ dao động điều chế tuỳ thuộc vào công suất ra mà có từ 2÷4 tầng, hệ
thống dao động tầng ra dùng để triệt các bức xạ của các hài và cũng là để phối
hợp trở kháng. Các máy phát đơn biên thường sử dụng tầng KĐ dạng đẩy kéo.
- Bộ lọc 2 dùng để triệt các thành phần tần số cao tần xuất hiện trong dải tần số
truyền hình, còn gọi là bộ lọc tín hiệu truyền hình.
- Các máy phát đơn biên công suất trung bình và công suất lớn gồm 2 thiết bị độc
lập:
+ Bộ kích thích đơn biên gồm 2 phần: Bộ tổng hợp tần số và bộ điều chế tín
hiệu đơn biên
+ Bộ KĐ tuyến tính gồm bộ KĐ dao động điều chế, hệ thống dao động tầng
ra và bộ lọc 2. Do mức tín hiệu ở đầu ra bộ kích thích đơn biên nhỏ nên bộ KĐ
tuyến tính phải có hệ số KĐ công suất rất lớn để tạo ra công suất cao.
1.2.3. Máy phát ñiều chế tần số (FM)
Sơ đồ khối tổng quát của máy phát FM như hình 1- 4







Hình 1-4: Sơ ñồ khối máy phát ñiều tần (FM)
Tín hiệu
cần
truyền
(tin t
ức)

Khuếch
đại công
suất cao
t
ần

An ten
phát
T
ạo
dao
động
cao t
ần

Mạc
h ra
Tiền
khuếch
đại cao
t
ần

Ti
ề
n
KĐ
âm
AFC

ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 8

Các khối trong sơ đồ có nhiệm vụ giống như các khối trong sơ đồ hình 1-2 của
máy phát điều biên (AM), nhưng đối với máy phát điều tần yêu cầu điện áp âm tần
không lớn lắm nên tín hiệu tin tức vào chỉ cần đưa qua bộ tiền KĐ âm tần rồi đưa
vào bộ tạo dao động chủ sóng thực hiện việc điều chế, làm cho tần số của bộ dao
động chủ thay đổi theo biện độ điện áp của tín hiệu tin tức vào còn biên độ sóng
mang không đổi. Mặt khác do tín hiệu điều tần có tần số làm việc cao hơn so với tín
hiệu điều biên nên số tầng nhân tần trong bộ tiền KĐ cao tần nhiều hơn, do đó độ ổn
định của máy phát điều tần cũng yêu cấu cao hơn và hệ thống AFC thường cấu tạo
phức tạp hơn.
1.3. Hệ thống ñịnh vị vô tuyến
1.3.1. Khái niệm ñịnh vị vô tuyến
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, thậm chí còn để đo toạ 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 còn có thể phát hiện được, có thể đo được vị trí chuyển động 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 được thực hiện bởi việc chiếu sáng mục tiêu
bằng năng lượng điện từ, mà năng lượng này được bức xạ bằng anten của trạm phát
của radar và sự thu tín hiệu phản xạ từ mục tiêu.
- Loại 2: Định vị vô tuyến chủ động với trả lời chủ động, khác với loại hình thứ

nhất ở chỗ mục tiêu có đặt máy đáp vô tuyến. Đây là thiết bị phát nhận, nó nhận và
trả lời các tín hiệu của radar.
ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 9

- Loại 3: Định vị vô tuyến bán chủ động, khác với loại hình chủ động ở chỗ mục
tiêu được bức xạ bằng một trạm radar (ví dụ radar đặt ở mặt đất) còn sự thu tín hiệu
phản xạ từ mục tiêu được thực hiện ở đối tượng khác (ví dụ ở tên lửa).
- Loại 4: Định vị vô tuyến thụ động được, thực hiện bằng cách thu năng lượng được
bức xạ bởi mục tiêu.
Mục tiêu bất kỳ được radar bức xạ trở thành nguồn bức xạ 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 bởi máy radar gần 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 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 các mục tiêu mà không cần sự phát xạ ban đầu.
Định vị vô tuyến được 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 sự 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 dài 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 toạ độ góc của mục
tiêu bằng cách xác định hướng đến của sóng vô tuyến phản xạ hoặc phát ra từ mục

tiêu.
1.3.2. Hệ thống tín hiệu dải rộng
a. Ưu ñiểm của tín hiệu dải rộng
Đối với các hệ thống rời rạc tín hiệu dải hẹp độ rộng phổ tín hiệu và dải tần
của kênh gần bằng nhau, hệ số cơ bản của tín hiệu v=T*F
1
≈
. Trong đó
fT
∆
=
/1
(T
ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 10

là thời gian tồn tại của tín hiệu,
f
∆
là độ rộng phổ của tín hiệu), F là dải tần của
kênh hay phổ của tín hiệu cao tần đã được điều chế .
Khi có nhiều hệ thống thông tin dải hẹp cùng làm việc, cần thiết phải có một
quy định chặt chẽ về việc phân bố tần số. Nếu không sẽ gây ra nhiễu lẫn giữa các hệ
thống, điều này làm cho việc khai thác dải tần không được triệt để. Tóm lại, với các
hệ thống tín hiệu dải hẹp ở dải sóng ngắn tồn tại hai vấn đề chưa được giải quyết về
mặt nguyên lý: Một là nhiễu nhân do truyền sóng theo nhiều đường khác nhau, hai

là khai thác một cách hữu hiệu dải tần.
Những vấn đề như vậy sẽ không vấp phải khi sử dụng các dạng tín hiệu dải
rộng trong các hệ thống truyền tin. Hệ số cơ bản của các tín hiệu dải rộng v = T*F
>>1. Thời gian tồn tại của tín hiệu khá lớn T= n*t
x
, với n là số xung trong dãy, t
x
là
độ rộng một xung, vì t
x
bé nên F lớn. Theo định lý Shannon về thông lượng của
kênh có nhiễu, trường hợp lý tưởng là trường hợp tín hiệu có thông số thống kê của
nhiễu trắng. Khi mở rộng di phổ của tín hiệu, hệ thống chống lại ảnh hưởng của
nhiễu xung (tập trung) và các dạng nhiễu có thông số phổ không chuẩn được sử
dụng rộng rãi. Như vậy phổ của tín hiệu có thể chồng lên nhau cũng như thời gian
tồn tại của chúng cũng có thể xảy ra đồng thời. Điều này cho phép khai thác triệt để
giải tần của kênh.
b. Các phương pháp ñiều chế tín hiệu dải rộng
Để làm tăng hệ số dải rộng của tín hiệu: v = n.t
x
.F (t
x
: Độ rộng xung, F là dải
tần của kênh). Tín hiệu có v >>1 là tín hiệu dải rộng.
Người ta dùng hai phương pháp điều chế mã xung chính là :
- Mã điều tần tuyến tính
- Mã điều chế pha
Trong giới hạn đề tài của luận văn này tôi chỉ xin giới thiệu về mã điều chế pha.
ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 11

Tín hiệu xung điều chế mã pha có độ rộng t
x
là dãy n các xung hẹp được liên
kết chặt với nhau có biên độ không đổi U, có độ rộng thành phần t , tần số sóng
mang
0
ω
và hai dấu pha ban đầu
21
,
φ
φ
ngược nhau 180°.
Thứ tự thay đổi pha các xung đơn thành phần được xác định bởi mã sử dụng.
Trong rada có tín hiệu mã pha người ta thường sử dụng mã Barker với hệ số 5, 7, 9,
11, 13… phần tử, mã P, mã Frank,
Độ rộng phổ của tín hiệu xung mã pha được xác định bởi độ dài của một xung
thành phần
ω
∆
= 2P/t, vì t
x
= n*t nên
ω
∆

= 2P*n/t
x
. Do số lượng các xung thành
phần có thể tăng cao, vì vậy tín hiệu mã pha dạng này được gọi là tín hiệu dải rộng.
Ứng dụng kỹ thuật thu nén xung, ở đầu ra máy thu ta nhận được một búp trung
tâm có độ rộng bằng độ rộng của một xung thành phần và các xung bên cạnh có
biên độ nhỏ hơn xung trung tâm nhiều lần (như hình 1-5)








Hình 1-5: Tín hiệu dạng có mã Barker n bằng 7 ở ñầu ra máy thu
Hệ số nén của tín hiệu mã pha khi xử lý nén xung bằng số lượng các xung đơn
thành phần n. Giống như mã thông thường, mã pha có thể tạo ra bằng hai phương
pháp: Tích cực và thụ động.

τ
nÐn
=
τ

ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 12

c. Phương pháp tạo mã pha tích cực
Có ba cách thực hiện khác nhau: Trong các bộ khuếch đại, trong máy phát tự dao
động, trong tuyến truyền sóng.
c.1. Mã pha trong các tầng khuếch ñại.
Phương án thực hiện mã pha trong các tầng khuếch đại công suất được mô tả như
hình 1- 6.









Hình 1-6: Phương pháp thực hiện mã pha thực hiện bởi mạch khuếch ñại
Mạch bao gồm một bộ dao động chuẩn, mạch đảo pha có thể bằng biến thế đảo
pha, các mạch khuếch đại làm việc với chế độ khoá và mạch tạo mã xung. Bộ dao
động chuẩn thường là dao động thạch anh có tấn số ổn định được nhân tần đảm bảo
tần số yêu cầu. Mạch quay pha có thể là các đoạn ống dẫn sóng, đoạn cáp đồng trục
hoặc các mạch trễ. Các bộ khuếch đại khoá thường là các bộ khuếch đại cộng
hưởng có chung khung cộng hưởng dao động ở Anốt và tín hiệu cao tần ngược pha
được đưa tới các mạch lưới điều khiển.
Kết quả là trong khung dao động Anốt sẽ có tín hiệu điều chế pha theo mã của bộ
tạo xung mã điều khiển, pha ban đầu của các thành phần được xác định vào thời
điểm mở đèn.

Mạch điều khiển

mã

Dao
đ
ộng
Bộ đảo
pha

Khuếch đại
1

Khu
ếch đại
2

Tải
chung

ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 13

Ưu ñiểm của phương pháp :
- Có thể đạt được độ sâu điều chế pha từ 0 ÷ 180º.
- Có độ ổn định tần số cao.
- Tốc độ chuyển mạch nhanh cho phép tạo các xung thành phần
τ

hẹp.
Nhược ñiểm: Tín hiệu điều chế pha ở mức công suất thấp và tần số thấp khi
khuyếch đại và nhân lên tần số cao sẽ dẫn đến méo và sai lệch.
c.2. Mã pha trong máy phát dao ñộng.
Mã pha trong máy phát dao động được xây dựng trên nguyên tắc sử dụng hệ tự
dao động điều chế pha
4
π
φ
A
.
Sơ đồ cấu trúc của bộ mã pha này được mô ta ở hình 1-7






Hình 1-7: Thực hiện tín hiệu ñiều chế mã pha trong máy phát tự dao ñộng

Trong sơ đồ có hai bộ tách sóng pha ngược nhau nhờ bộ quay pha 180º. Các bộ
khuyếch đại dòng một chiều dưới tác động của các xung thị tần được đưa tới bộ tạo
xung mã, được mở lần lượt và nối máy phát dao động có điều khiển tới các kênh đo
khác nhau, bởi vì pha ban đầu dao động của máy phát có điều khiển được xác lập
tương ứng với 1 trong 2 trạng thái của bộ khuếch đại YPT. Bộ nào được mở tại thời
điểm đó.
YPT

T
ải

Máy phát
th
ạch anh

Bộ quay
pha

Tách xung
mã
đi
ều
Tách sóng
pha
Máy
phát
dao
YPT

Tách sóng
pha 2
Out
ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 14

Ưu ñiểm phương pháp:

- Có thể thực hiện được điều chế pha ngay trên tần số sóng mang với mức công
suất ra lớn (tại các đèn phát đầu cuối).
- Đảm bảo độ ổn định tần số cao.
Nhược ñiểm phương pháp: Không đạt chính xác được độ điều chế mã pha với
φ
∆

= 0° và
φ
∆
= 180° vì các sai số về pha. Tốc độ chuyển mạch chậm hơn một bậc so
với phương pháp trước và khó khăn trong việc nối kết tương can xử lý triệt để nhiễu
địa vật ở máy thu radar.
c.3. Mã pha trong tuyến truyền sóng
Mã pha trong tuyến truyền sóng được thực hiện bằng cách trao đổi độ dài
đường truyền với các linh kiện bán dẫn chuyển mạch nhanh, chịu công suất lớn.
- Ưu ñiểm : Tạo mã pha ngay từ các dao động siêu cao tần, với tần số chuyển
mạch lớn vì thời gian đóng mở điot nhanh (<10 micro giây). Cấu trúc gọn và đơn
giản.
- Nhược ñiểm : Công suất cho phép không cao, khó khăn trong việc xử lý tín hiệu
tương can đưa tới máy thu để nâng cao khả năng triệt nhiễu địa vật.
c.4. Phương pháp mã pha thụ ñộng .
Thiết bị dùng để tạo tín hiệu mã pha theo phương pháp thụ động. Bao gồm bộ
lọc dải với độ rộng dải thông
τ
π
/2
=
∏
, mạch trễ với thời gian t =(N-1)*

τ
, với N
đầu ra, các bộ quay pha và bộ cộng tín hiệu .





ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 15

Sơ đồ cấu trúc của bộ mã pha thụ động như hình 1-8 sau :







Hình 1-8: Sơ ñồ cấu trúc của bộ mã pha thụ ñộng
Xung tín hiệu trên đầu ra của bộ lọc dải được đưa tới đầu vào mạch trễ. Trên các
đầu ra xung được giữ chậm bằng độ rộng của một xung thành phần t đưa tới các bộ
quay pha. Các bộ quay pha được đặt sẵn theo cốt mã pha và cân bằng biên độ các
xung trước đưa vào bộ tổng.
Trên đầu ra của bộ cộng tổng tín hiệu ta sẽ được xung tín hiệu mã pha gồm N
xung thành phần có pha ban đầu theo luật mã pha được chọn.

- Ưu ñiểm của phương pháp: Đơn giản cho khâu thực hiện sử dụng và đặc biệt
là độ chính xác khi thực hiện quá trình biến đổi ngược khi thu, giải mã tín hiệu,
phương pháp này được sử dụng trong rađa 55x6.
- Nhược ñiểm: Công suất tín hiệu nhỏ, độ ổn định tần số của dây giữ chậm phụ
thuộc vào nhiệt độ, có độ suy giảm lớn trên mạch trễ, không thực hiện được trên tần
số mang cao tần. Tuy có những nhược điểm trên nhưng trong thực tế phương pháp
mã pha thụ động được sử dụng rộng rãi trong các rađa hiện đại.



Mạch trễ
0

0

0

0

0

0

0

Bộ cộng tín hiệu
N
-

Bộ lọc

d
ải

ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang
16

CHƯƠNG 2: MÃ PHA TRONG XUNG
2.1. Giới thiệu
Mã dịch pha nhị phân (ví dụ, 0 hoặc 180°) là phổ biến, nhưng lại có độ dài mã
thấp và dung sai Doppler lớn. Mã hữu ích nhất cho các nhà thiết kế radar là mã
nhiều pha mà giá trị dịch pha trong cùng mã con có thể thực hiện được nhiều giá trị
(không chỉ có 2 giá trị ) và độ dài mã T có thể là cực dài. Loại mã này có độ nhấp
nhô cạnh và dung sai doppler tốt hơn mã nhị phân. Kỹ thuật dịch pha có thể đạt
được dạng sóng có độ phân giải cao, và cũng tạo ra độ khuếch đại SNR lớn cho
rada. Năng lượng trung bình cho việc truyền tín hiệu CW thực hiện mở rộng dãy dò
cực đại khi đang nâng cao khả năng dò mục tiêu (khi được so sánh với tín hiệu xung
của năng lượng lớn nhất tương đương). Kỹ thuật PSK cũng tương thích với thiết bị
tạo tín hiệu số mới và hàng loạt những biện pháp chống lồi cạnh được ứng dụng .
Tính tuơng thích với các thiết bị thu ở bán dẫn cho phép sử dụng các kỹ thuật điều
khiển năng lượng để giảm năng lượng trung bình cần thiết cho việc truyền tín hiệu
CW. Việc giám sát năng lượng giúp radar giữ hằng số SNR của mục tiêu trong bộ
thu.
2.2 Tín hiệu truyền
Trong radar PSK, cơ chế dịch pha được thực hiện tại bộ truyền cùng với
thông tin về thời gian do bộ thu phát ra. Tín hiệu truyền được viết dưới dạng sau:

)
2(
)(
kc
tfj
Aets
φπ
+
=

Trong đó, Φ
k
là chức năng điều chế pha thay đổi theo thời gian qua loại mã
PSK được sử dụng, f
c
là tần số góc sóng mang.
Hệ số I đồng pha và hệ số vuông pha Q từ bộ truyền tín hiệu sau:
)2cos(
kc
tfAI
φ
π
+
=

)2sin(
kc
tfAQ
φ
π

+
=

ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang
17

Trong chu kỳ mã đơn, tín hiệu CW được chuyển pha N
c
lần. Góc lệch pha là
k
φ
trong
b
t
giây theo một dãy mã hóa riêng, trong đó
b
t
là chu kỳ nhỏ của mỗi mã
hóa. Chu kỳ mã pha được tính như sau:
stNT
bc
=

và tốc độ mã :
1

/1
−
= stNR
bcc

Tín hiệu truyền được tính như sau:
])1([
1
b
Nc
k
k
tktu −−
∑
=

với
Tt
≤
≤
0
và đạt 0 tại điểm nào đó thì độ phân giải của radar tín hiệu CW mã hóa
pha là:
2/
b
ctR
=
∆

Độ phân giải thực là:

2/2/
bcu
tcNcTR
=
=

Nếu C
PP
là số chu kỳ của tần số sóng mang trên một mã con thì độ rộng băng tần
tín hiệu truyền được tính:
B= f
c
/C
PP
=
Hzt
b
/1

Dạng sóng thu được từ mục tiêu được số hóa và liên kết lại với nhau sử dụng
bộ lọc nhiễu nặng hoặc có chứa 1 dãy hệ số N của hệ số tham chiếu N
c
. Các kết quả
đưa ra được kết hợp lại để tập trung năng lượng biên, tạo ra xung nén có độ phân
giải thời gian bằng khoảng thời gian mã hóa con
b
t
và độ cao N
c
. Vì lý do này mà

số lượng các yếu tố mã hóa N
C
cũng được gọi là tỷ số nén .


ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 18

2.3. Mã pha nhị phân
Vào năm 1953 R.H Barker đã giới thiệu dãy nhị phân đồng bộ trong viễn
thông. Dãy nhi phân Barker là dãy có độ phức tạp về thời gian riêng , có độ dài giới
hạn với độ lớn không đổi và hệ số pha là:
0
=
k
φ

hoặc
π
φ
=
k

Kết quả dãy nhị phân có các thành phần X
i
thuộc { -1; +1 } với i = 1,2,…N

Trong đó mã nhị phân là một chuỗi: x = [x1, x2, . . . , xN ]
Bảng mã là:
S
2
= { -1; +1 }
Không gian mã là:

2 2 2
S . . . S S
2
×××
=
S
N

Đối với
S
X
N
2
∈
là phản ứng của bộ lọc phù hợp là sự tương quan của X
Khi đó ta có một chuỗi có độ dài 2N-1 k yếu tố có thể được viết về các yếu tố mã X
i

như sau:

( )
∑
−

=
+
=
kN
i
kii
X
XX
k
ACF
1
với
(
)
(
)
11
−
≤
≤
−
−
NkN

Ví dụ: Cho X =[X
1,
X
2
,X
3

,X
4
]
= [1,1,-1,1]


ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 19

Ta có:
A
CF
x
(
1
)

=

x
1
∗
x
2
+
x

2
∗
x
3
+
x
3
∗
x
4
=
1
−
1
−
1
=
−
1
A
CF
x
(
2
)

=

x
1

∗
x
3
+
x
2
∗
x
4
=
−
1
+
1
=
0

A
CF
x
(
3
)

=

x
1
∗
x

4
=
1

Độ suy hao lớn nhất là:
PSL
X
= max
(
)
kACF
x
với k
≠
0
Độ suy hao nhỏ nhất là:
ISL
X
= min
(
)
kACF
x

Với độ dài N
c
= 2,3,4,4,5,7,11 và 13. tám dãy nhị phân Backer có trong bảng 1 sau
với các thông số PSL (db) và ISL (db).
Bảng 1: Giá trị PLS và ISL của các bộ mã Barker hệ số khác nhau.
Code length Code elements PSL(db) ISL(db)

2
−
+
+
−
,

-6.0 -3.0
3
−
+
+

-9.5 -6.5
4
+
−
+
+

-12.0 -6.0
4
−
+
+
+

-12.0 -6.0
5
+

−
+
+
+

-14.0 -8.0
7
−
+
−
−
+
+
+

-16.9 -9.1
11
−
+
−
−
+
−
−
−
+
+
+

-20.8 -10.8

13
+
−
+
−
+
+
−
−
+
+
+
+
+

-22.3 -11.5
ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 20

Mã dài nhất có độ dài N
c
= 13, tám dãy nhị phân này được viết: a+ thay cho
a+1 và a- thay cho a-1 .
Người ta cho biết dãy nhị phân Barker có độ dài lớn hơn 13 với N
c
là số lẻ thì

không tồn tại. Cũng như vậy người ta đã chứng minh rằng dãy nhị phân Barker với
14< N
c
< 198,884 và N
C
chẵn không tồn tại.
Mã Barker là một dạng đặc biệt của mã giả ngẫu nhiên, nên nó có đầy đủ các
tính chất của mã giả ngẫu nhiên. Nó chỉ khác là nếu mã giả ngẫu nhiên cho một dãy
xung liên tục mỗi xung 15 nhịp còn mã barker cũng cho một dãy xung nhưng các
xung này không liên tục mà cách đều nhau. Mỗi xung có thể gồm 5, 7, 11, 13 nhịp .
Ta biết rằng tín hiệu ngẫu nhiên thì không thể xác định được, sự biến đổi tiếp
theo của nó chỉ có thể mô tả bằng thống kê. Tuy nhiên tín hiệu giả ngẫu nhiên thì
không hoàn toàn ngẫu nhiên, nó là tín hiệu có chu kỳ xác định và có thể dự đoán
trước được ở phía thu và phía phát. Do đó người ta sử dụng nó để truyền dẫn thông
tin một cách có hiệu quả.
Ngoài ra để có hệ số truyền nén lớn người ta sử dụng mã hóa Barker kết hợp
(mã hóa Barker trong cùng 1 mã Barker) Trong hình dưới là ví dụ của mã hóa kết
hợp Barker được tạo thành từ dãy nhị phân Barker có độ dài N
c
= 4.

+

+ +

-



+ + + - + + + - + + + - - - - +

Hình 2-1 : Mã hóa Barker kết hợp 4 thành phần
ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 21

Mặc dù hệ số truyền nén đạt giá trị lớn hơn nhưng búp nhánh đỉnh không
giảm tỷ lệ thuận với nó.
Mã kết hợp Barker có N
c
= 169 thường được sử dụng và nó gồm một mã
Barker 13 nằm trong 1 mã Barker 13.
Mã Barker là mã được sử dụng nhiều nhất vì mã này tạo ra tính bất định theo
mức độ búp nhánh. Tại độ dịch chuyển doppler đạt giá trị 0, không cao hơn 1/N
C

tương đương với búp nhánh chính của mức độ 1. Thực tế, do tính chất này mà mã
hóa Barker được gọi là mã hóa hoàn hảo. Hình 2-2 cho biết ACF của pha tín hiệu
CW đã được mã hóa bằng dãy nhị phân Barker với N =13bit và cấu trúc búp nhánh
của mã:

Hình 2-3
Hinh 2-2 và 2-3 : ACF và PACF của tín hiệu PSK nhị phân barker 13 bit
(với PSL =-22db)
- 20
- 60
20 10
τ
/t
b

90
τ
/t
b

0
10 20 30 40 50 60 70 80

-60
Hình 2-2
ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 22

Đối với tín hiệu này,
KHzf
c
1
=
.
Và tần số cho trước
KHzf
s
7
=
.
Chú ý: Các đặc tính búp nhánh cho thấy đặc tính hoàn hảo của mã hóa Barker.
Cho:
13
=
c
N
bit mã hóa thì

dBNfSP
c
3,22)(log10
10
=
=
.

Số chu kỳ trên 1 pha:
1
=
pp
C
.
Hình 2-3 cho thấy PACF và chỉ rõ rằng tuy mã hóa Backer có các đặc tính búp
nhánh PACF tốt (Búp nhánh 0), nhưng chúng lại có mức độ búp nhánh thấp nhất
bằng với PSL được chỉ ở trên cho ACF (22 dB).
Phần tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu mã Barker trong rada sử dụng điều biến
pha trong xung.
2.4. Phương pháp ñịnh vị vô tuyến sử dụng ñiều biến pha trong xung
2.4.1. Cách xác ñịnh khoảng cách
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 (tín hiệu) là xung có tần số cao, công
suất lớn, xung này được hình thành bởi máy phát và bức xạ vào không gian bằng
anten. Thời điểm bức xạ của xung thăm dò được đưa vào bộ đếm thời gian sóng vô
tuyến lan truyền.
Tín hiệu 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 ( t
z
).
Ta có:

c
D
t
z
2

=
(1.1)
ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 23

Do đó:
2
z
ct
D =
(1.2)
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 vậy quỹ
đạo truyền sóng trên thực tế sẽ không phải hoàn toàn là một đường thẳng, còn vận
tốc truyền sóng vô tuyến không phải hoàn toàn không đổi ở tất cả các đường truyền.
Tuy nhiên tỷ số dẫn ra ở trên sẽ đúng đối với môi trường thực nếu c là vận tốc
truyền sóng trung bình ở khoảng cách D (
8
10≈
c
m/s).

2.4.2. Nguyên lý xác ñịnh thời gian trễ tại máy thu
Máy phát của máy đo khoảng cách vô tuyến bức xạ dao động tần số siêu cao ở
dạng xung (độ rông xung) thăm dò lặp lại theo chu kỳ T ( hình 2-4), khoảng thời

gian giữa các xung thăm dò diễn ra sự thu xung phản xạ ( hình 2-5)












Hình 2
-
5: S
ự thu xung phản xạ

t
z
Hình 2 – 4: Sự thăm dò lặp lại theo chu kỳ
t
u
T

ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 24

Từ lối ra của máy thu, xung đã thu được đi vào thiết bị chỉ báo, thiết bị này cho
phép đo khoảng thời gian giữa lúc 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
(1.2).
Ta thấy rằng cự ly hoạt động của rada sẽ tỷ lệ với công suất phát của máy phát.
Mặt khác công xuất phát tỉ lệ với tỉ số
Tt
u
/
, vậy để tăng cự ly hoạt động rada ta
phải tăng độ rộng xung
u
t
(với T không đổi ). Do vậy trong kỹ thuật rada xung
người ta luôn tìm cách đạt được độ dài cực đại của xung mã mà vẫn đảm bảo được
độ phân giải của rada, vì tăng độ rộng của xung sẽ làm giảm sự phân giải của máy
radar. Nhưng nếu sử dụng điều biến xung bức xạ đặc biệt thì ở máy thu có thể nén
xung này đến độ rộng mà đảm bảo khả năng phân giải cho phép .
Thiết bị truyền hình thành xung thăm dò (hình 2-6 ) có tần số không đổi và độ
rộng là
u
t . Xung này được phân chia thành những đoạn bằng nhau, khoảng mã
b
t .
Trong phạm vi của mỗi khoảng mã có pha ban đầu về dao động tần số cao. Độ rộng
của mỗi khoảng mã được xác định bởi độ phân giải của máy. Người ta sử dụng
ví dụ mã Barker, mà ở đó pha ban đầu của các khoảng mã lân cận bằng 0 hoặc bằng
π

, còn số khoảng mã ở xung có thể là 3, 4, 5, 7, 11, …





Hình 2-6: Cấu trúc dẫy xung thăm dò.

Hình 2-7 chỉ ra kỹ thuật mã pha nhị phân và kiến trúc máy thu sử dụng mã
Backer N = 13bit. Trong hình này, nhờ vào sự thu nhận tín hiệu phản xạ từ mục
tiêu, máy thu sử dụng bộ tách sóng để phát ra a+ hoặc a– cho mỗi mã con . Trong
t
b

t
u

T

ðiều tài: Khảo sát tín hiệu ñều chế mã pha, ứng dụng trong Rada và nghiên cứu
xây dựng thiết bị ñiều chế sóng cao tần.

GVHD: TS. Nguyễn Hoàng HV: Lê ðình Phan

Trang 25

hình này, lối ra của máy thu sử dụng một dải đường trễ bộ lọc so sánh để nén dạng
sóng đã truyền .
Trong trường hợp chiều dài mã đạt tới giới hạn, mã Barker rất nhạy với độ dịch
Doppler. Độ dịch doppler của sóng phản xạ (do sự chuyển động của mục tiêu) có

thể làm sai tín hiệu ra tại bộ lọc so sánh. Đặc tính này ngăn cản nhiều ứng dụng của
mã Barker, tín hiệu dịch pha nhị phân có thể tạo ra dễ dàng bằng cách dùng LPIT.
Có ba loại mã dịch pha nhị phân của chuỗi Barker CW ứng với N
c
=7, 11, và 13.
Cũng có thể chọn lựa tần số sóng mang f
c
,tần số lấy mẫu f
s
,chu kỳ mã phát ra, chu
kỳ trên mã con C
pp
, và SNR.
+ + + + + - - + + - + - +

b
t



trt

+

- +

- +

+

- - +

+

+

+

+

CW
source
phase

modulator

transmistte
r

receiver
∑
Tapped delay line

13

Amplitude

1
t
b
0 t
b
t
Hinh 2-7: Kỹ thuật mã pha nhị phân và kiến trúc máy thu sử dụng mã Backer N= 13bit