Mô phỏng hiển thị mục tiêu Radar trên màn hình máy tính PC

Môn: ĐỊNH VỊ VỆ TINH VÀ DẪN
ĐƯỜNG ĐiỆN TỬ
Bài tập lớn:
Mô phỏng hiển thị mục tiêu Radar
trên màn hình máy tính PC
GVHD: Th.s Nguyễn Tường Thành
Nội Dung
MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM
1. Màn hình ở chế độ quét thuận
2. Màn hình ở chế độ quét ngược
2
GIỚI THIỆU VỀ CHƯƠNG TRÌNH
1.Khái niệm RADAR
2.Mục tiêu RADAR
3.Tính toán cự ly
4.Cơ sở vật lý RADAR
5.Các bước xử lý tín hiệu RADAR
31
CODE PHẦN MỀM MÔ PHỎNG
33
I. GIỚI THIỆU VỀ CHƯƠNG TRÌNH
1. Khái niệm Radar:
- Radar là hệ thống thiết bị tìm kiếm (detect) và xác định vị
trí ( ranging) của đối tượng thông qua việc thu, phát và xử
lý sóng điện từ.
1.Khái niệm Radar:
•
Phân loại:
Chủ động (Active system): thực hiện phát, thu và xử
lý sóng điện từ phản xạ từ mục tiêu radar
Bị động (Passive system): chỉ thu và xử lý sóng điện

từ bức xạ từ mục tiêu radar.
2. MỤC TIÊU RADAR:
- Mục tiêu radar là tất cả các đối tượng có khả năng
phản xạ sóng điện từ nằm trong tầm phát hiện của
trạm radar.
Phân loại:
-Mục tiêu quan sát:
•
Mục tiêu nhân tạo
•
Mục tiêu tự nhiên
-Mục tiêu giả: là những đối tượng không cần quan sát
nhưng xuất hiện trong vùng phủ sóng của trạm radar,
gây nhiễu đối với các mục tiêu cần quan sát
•
Mục tiêu quan sát:
•
Mục tiêu nhân tạo
•
Mục tiêu tự nhiên
•
Mục tiêu giả: là những đối tượng không cần quan sát nhưng
xuất hiện trong vùng phủ sóng của trạm radar, gây nhiễu đối với
các mục tiêu cần quan sát
•
Tham số xác định vị trí:
–
3D: M (D, φ, β ) hoặc M ( H, φ, β ) trong đó: H = D sin (β)
–
2 D: M (D, φ )

•
Quỹ đạo mục tiêu: tập hợp các vị trí của mục tiêu theo
thời gian.
NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA XUNG RADAR:
NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA XUNG RADAR:
•
Độ rộng xung PW- Pulse Width
–
Thời gian bức xạ tín hiệu trong một chu kỳ bức xạ.
•
Tần số lặp xung PRF - Pulse Repetition Frequency
–
Số xung phát trong một giây.
•
Thời gian lặp xung PRT - Pulse Repetition Time
(PRT=1/PRF)
•
PW ảnh hưởng đến :
–
Phạm vi phát hiện mục tiêu của Radar
–
Cự ly tối thiểu và tối đa có thể phát hiện mục tiêu
•
PRF xác định:
–
Cự ly tối đa phát hiện mục tiêu
3.TÍNH TOÁN CỰ LY:
- Tại trạm radar sóng điện từ được bức xạ ra không gian,
phạm vi giám xác của radar tùy thuộc vào công suất của
máy phát, khi gặp phải vật thể lạ sóng điện từ sẽ bị vật thể

lạ hấp thụ một phần,một phần sẽ bị phản xạ lại trạm ,tín
hiệu thu được sẽ được xử lý để biết chính xác tọa độ cũng
như vị trí của vật thể đó trong không gian
Các tham số cần xác định:
4. CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA RADAR:
Radar làm việc dựa trên 4 tính chất của sóng điện từ:
1.Sóng điện từ lan truyền với vận tốc hữu hạn, không đổi
c=3.10
8
(m/s)
2. Sóng điện từ truyền thẳng.
3. Năng lượng sóng điện từ sẽ phản xạ khi gặp môi trường
không đồng nhất(mục tiêu)
4. 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
4. CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA RADAR:
4. CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA RADAR:
5. CÁC BƯỚC XỬ LÝ TÍN HIỆU RADAR:
Bước 1: Phát hiện mục tiêu:( detection)
Xác xuất phát hiện nhầm: gây nên do tín hiệu phản xạ từ các
đối tượng
Bước 2: Đo đạc tham số:( Measurement )
- Cự ly R đo độ trễ
- Đo góc (fi,β) căn cứ vào hướng tính của búp sóng
radar
- Đo vận tốc hiệu ứng Dopper
Xác định được vị trí và vẽ quỷ đạo của mục tiêu
Tính được gia tốc của M

Bước 3: Phân biệt mục tiêu:( display)
Bước 4: Nhận biết mục tiêu: (recorgnation)
Chỉ thực hiện được với Radar chủ động thứ cấp:
• Radar chủ động thứ cấp là hệ thống radar có khả
năng trao đổi thông tin ( truyền số liệu ) với đối
tượng (mục tiêu)
• Quá trình trao đổi số liệu giữa M và RS được thực
hiện khi M nằm lọt trong búp sóng radar.
• Thời gian trao đổi số liệu phụ thuộc vào tốc độ quét
cánh sóng và kích thước búp sóng của trạm Radar
Radar thứ cấp truyền các tín hiệu được mã hóa đến bộ phát đáp của
mục tiêu.
• Transponder phúc đáp bằng bản tin được mã hóa với các thông tin
của đối tượng ( airplane )
• Một transponder có thể thiết lập tối đa khoảng 4096 mã nhận dạng -
identifying codes
• Trong lĩnh vực quân sự , các transponders được gọi là IFF
(Identification, Friend or Foe)