Nghiên cứu radar tác chiến phòng không và phòng không nhân dân

Website: Email : Tel : 0918.775.368
Phần I: Phần mở đầu
Sang điện từ là một trong những phát kiến vĩ đại của lịch sử lòai ngời.Năm
1865 nhà bác học Macxoen đã dự đoán ra lý thuyết về sóng điện từ.Năm 1887 đã
phát minh ra sóng điện từ bằng thực nghiệm do nhà bác học Henry Hetz. Ngày 7
tháng 5 năm 1895 nhà bác học Nga Popop đã phát minh ra dụng cụ có thể thu và
ghi lại các hiện tợng phóng điện trong không gian ở cách xa 30m .Tháng 3/1896
Popop đã giởi đi bức vô tuyến điện tin đầu tiên trong lịch sở khoa học gồm mấy
chữ Henry Hetz.Ngời ta đã coi phát hiện ra vô tuyến điện là phát minh to lớn
của loài ngời và lấy ngày 7/5/1895 là ngày phát minh ra vô tuyến điện. Năm 1897
trong khi tiến hành thí ngiệm về liên lạc vô tuyến điện Popop đã phát hiện ra sự
phản xạ của của sóng điện từ và đã ứng dụng để kiểm tra tàu bè, xác định vị trí
mục tiêu dẫn đờng định hớng cho tàu trong đêm hoặc có sơng mù.Một ứng dụng
quan trọng nhất vào trong quân sự và trong thực tế là vô tuyến dịch vụ hay Radar.
Radar là tiếng viết tắt của tiếng Anh Radio Dectection and Ranging có
nghiã là phơng tiện dùng sóng vô tuyến điện để phát hiện và định vị mục tiêu.Tên
này là do Hải quân Mỹ đặt ra trong đại chiến thế giới lần thứ hai , tuy cha đủ
nghĩa lắm nhng đã trở nên thông dụng trên toàn thế giới.Tuy nhiên trên thế giới
đến những năm 1925 trở đi thì Radar bắt đầu phát triển rộng rãi .Năm 1925 ở Mỹ
dùng Radar để nghiên cứu tầng điện ly.Năm 1935 Radar phát xung đầu tiên của
Nga bắt đầu phát sóng,đến năm 1938 Radar của Nga đã phát hiện mục tiêu ở xa
100-200Km.Do tính u việt cảu Radar nên nhiều nớc đã tập trung ngiên kứu và phát
triển Radar. ở Đức năm 1936 đài Radar phát sóng met đầu tiên ra đời. ở Pháp năm
1935 chế tạo ra Radar làm việc ở bớc sóng 16cm. Kỹ thuật Radar phát triển rất
nhanh chónh.Lúc đầu chỉ là Radar sống met tiếp theo là Radar sóng dm,cm cự ly
phát hiện đã lên rất nhiều.Nhiều loại ra phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau
đã ra đời,Radar làm nhiệm vụ thám không , Radar cảnh giới ,Radar dẫn đờng...
1
Website: Email : Tel : 0918.775.368
ở Việt Nam Radar đầu tiên đợc ứng dụng trong lĩnh vực quân sự .Tháng 8
năm 1958 các lớp học đầu tiên về Radar đã đợc tổ chức .Ngày1 tháng 3 năm 1959

các đài Radar của ta đợc chính thức phát phát sóng trên bầu trời .Ngày 3 tháng 3
năm 1959 Radar của ta phát hiện đợc chiếc máy bay C17 của không quân Mỹ-
nguỵ xâm phạm bầu trời phía tây tỉnh Thanh Hoá.Ngày 5 tháng 8 năm 1964 Radar
phòng không đã phát hiện ra máy baycủaMỹ và Việt Nam với trí thông minh và
lòng yêu nớc đã biết phát huy tính năng và làm chủ các đài Radar đợc trang bị
khiến cho kẻ thù bất ngờ và những ngời chế tạo ra Radar khâm phục.
Ngời ta có thể phân loại Radar ra theo nhiều cách khác nhau,các cách phân
loại này chỉ có tính tơng đối.
Theo lý thuyết có loại Radar làm việc theo kiểu phát sóng liên tục và phát
sóng xung.
Theo dài sóng phát có các lọai sóng m,dm,cm,mm.
Theo phơng pháp định vị có lọai Radar chủ động, nửa chủ động và thụ động.
Theo vị chí đặt của Radar có thể đặt dới đất, trên tàu ,trên máy bay Radar
ngoài đờng chân trời.
Theo phơng pháp sử lý có Radar sử lý tín hiệu có loại Radar sử lý tín hiệu t-
ơng tự có Radar sử lý tín hiệu kỹ thuật số.
Theo chức năng và phơng pháp chiến đấu là có Radar phòng không ,không
quân ,hải quân ,lục quân.
Theo phơng pháp điều chỉnh tín hiệu Radar sóng điện từ,hồng ngoại.
Sự phát khoa học công nghệ vi điện tử và máy tính đã tạo ra tiền đề mới cho
sự phát triển của Radar .Những Radar mới nhất hiện nay trên thế giới có những
tính năng u việt ,cự ly phát hiện xa ,độ phân giải mục tiêu cao,thiết bị gọn nhẹ hệ
thống sử lý tín hiệu và hiển thị số nhiều khâu sử lý tín hiệu đợc tự động hoá rất
thuận lợi cho ngời sử dụng.
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Phần II :Nội dung
I.Nguyên lý hoạt động của Radar

1)Cơ sở kỹ thuật
Radar là hệ thống thuộc thiết bị thuộc lĩnh vực kỹ thuật vô tuyến điện. Thực hiện
phát đi (bức xạ ) những sóng vô tuyến điện trong môi trờng không khí và thu lại tín
hiệu phản xạ của sóng điện từ từ mục tiêu rồi đo đạc sử lý tín hiệu cho ta nhận biết đợc
tin tức về mục tiêu cần quan sát.

(Hình 1)
Sự phản xạ sóng điện từ đợc xảy ra ở giới hạn của hai môi trờng có tính chất điện
từ khác nhau .Hình 1 cho ta biết các tham số toạ độ các mục tiêu trong không gian.
0:Radar
M:mục tiêu
0M: Cự ly dài từ Radar tới mục tiêu thờng ký hiệu D
:Góc phơng vị của mục tiêu
:Góc tà của mục tiêu T
MM : Độ cao của mục tiêu
MM=H=sin
4



ZZ
Z
y
x
0
M
M
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Tại thời điểm to: Ho,Ro, o
Tại thời điểm tn: Hn,Rn, n xác định đờng bay của mục tiêu.

Oxyz là hệ toạ độ để xác định vị trí M trong không gian cần 1 trong 2 bộ 3 thông
số
- Cự ly D - Cự ly D
- Góc phơng vị - Góc phơng vị
- Góc tà -Độ cao H=Dsin
Trong đó :
(D, , H ) dùng xác định mục tiêu gần trái đất
(D, , ) Dùng xác định mục tiêu xa trái đất.
Tập hợp các toạ độ mục tiêu theo thời gian sẽ cho ta quỹ đạo S của mục tiêu.
2)Bề mặt phản xạ hiệu dụng của mục tiêu
S
0
: Nói lên đặc điểm chủ yếu của vật phản xạ. gọi là bề mặt phản xạ hiệu dụng
của mục tiêu






=



cos
2
cos4.
2
10
SS

S
1
: Diện tích mặt cắt của mục tiêu
:Bớc sóng làm việc
:Tia tới
Nh vậy bề mặt phản xạ có hiệu quả của mục tiêu thay đổi tờ giá trị cực đại 4S
1
-0
3) Các ph ơng pháp xác định toạ độ
a)Phơng pháp do cự ly mục tiêu D
Dựa trên cơ sở đo thời gian cần thiết để tín hiệu từ Radar phát đi sau đó phản xạ
về từ mục tiêu.
5
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Cự ly D của mục tiêu đợc xác định:
2
Ct
D
=
t:Thời gian giữ chậm tín hiệu từ khi phát xung đến khi đài thu đợc tín hiệu phản
xạ
C: Vận tốc ánh sáng
Phơng pháp tần số ta có :
M
Mh
F
TCF
D

=

4
F
M
Độ lệch tần số của dao động cao tần
T
M
:Chu kỳ lặp lại của tần số biến điệu máy thu.
Phơng pháp pha :Dựa trên nguyên tắc thời gian giữ chậm tín hiệu phản xạ từ mục
tiêu đợc đo bằng độ dịch pha của dao động biến điện
h
F
C
D


4

=
b)Phơng pháp đo phợng vị mục tiêu
Có nhiều phơng pháp đo phơng vị. Trong thực tế thờng dùng phơng pháp xung và
phơng pháp pha
Thực chất của phơng pháp này là xác định theo trục đối xứng cảu cách sóng
trong mặt phẳng ngang.Ngiã là tín hiệu lớn nhất trên hiện sóng phơng vị cự ly ứng với
điểm giữa của mục tiêu.
Nội dung đợc mô tả trên hình 2
6
0
N
M
S

U

M
45
0
Website: Email : Tel : 0918.775.368
(Hình 2)
c)Phơng pháp đo độ cao H
Radar có nhiệm vụ xác định độ cao H của mụctiêu so với mặt đất kể cả khi chúng
còn ở xa.Mục tiêu ở xa mặt đất có độ cong của mặt đất.

tg
M
MM
R
D
DHHH
2
sin'''
+=+=

R
tg
: Đờng kính trái đất lấy bằng 6500Km
Xác định H
M
chính xác là xác định sau đó tính toán bù phần cong của trái đất
dựa trên cự ly D đã biết. Radar cảnh giới thờng sử dụng các phơng pháp đo cao:
Phơng pháp dùng cánh sóng chữ V

+

=
2
sin1
sinD
H
Phơng pháp quét cánh sóng trong mặt phẳng đứng
tg
R
D
DH
2
sin
2
+=

4)Sơ đồ hoạt động
7
Máy Phát Chuyển
mạch
Máy Thu
Hiện sóng
Đồng bộ
Nguồn
H
M
H
H

R
tg