Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao chất lượng thu tín hiệu trong đài radar ( Luận án tiến sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÒNG

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ
***********

NGUYỄN VĂN HẠNH

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG THU TÍN HIỆU
TRONG ĐÀI RA ĐA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội - 2014


ii
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÒNG

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ
***********

NGUYỄN VĂN HẠNH

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG THU TÍN HIỆU
TRONG ĐÀI RA ĐA

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử
Mã số

: 62 52 02 03

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS Nguyễn Thị Ngọc Minh
2. TS Chu Xuân Quang

Hà Nội – 2014


i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.

TÁC GIẢ LUẬN ÁN

Nguyễn Văn Hạnh


ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới các thầy cô hướng dẫn:
- TS Nguyễn Thị Ngọc Minh, Viện Ra đa/ Viện KH & CNQS
- TS Chu Xuân Quang, Viện Vật lý Kỹ thuật/ Viện KH & CNQS
đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, tạo điều kiện tốt nhất để tôi có thể hoàn
thành được luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Nhà khoa học đã cho tôi những ý kiến đóng
góp quý báu.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Viện KH & CNQS, Phòng Đào tạo
đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành nhiệm vụ.
Tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Thủ trưởng Viện Ra đa, Thủ trưởng
Viện Điện tử - Viễn thông đã tạo mọi điều kiện, giúp đỡ tôi đạt kết quả mong muốn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Phòng thí nghiệm Ra đa / Viện Ra đa, nơi tôi trực
tiếp công tác và học tập, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, các đồng nghiệp đã động viên,
chia sẻ và giúp đỡ tôi hoàn thành luận án.


iii

MỤC LỤC
Trang
Danh mục các ký hiệu.........................................................................................

vii

Danh mục các từ viết tắt……………………………………………………….

ix

Danh mục các bảng…………………………………………………………….

xi

Danh mục các hình vẽ………………………………………………………….

xii

MỞ ĐẦU………………………………………………………………………

1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY THU RA ĐA..........................

8

1.1. Cấu hình và cấu trúc máy thu ra đa................................................................................

8

1.1.1. Cấu hình máy thu ra đa......................................................................

8

1.1.2. Phân loại cấu trúc máy thu.................................................................

10

1.1.2.1. Máy thu siêu ngoại sai..............................................................

10

1.1.2.2. Máy thu đổi tần trực tiếp……………………………………..

11

1.1.2.3. Máy thu trung tần thấp………………………………………..

11

1.1.2.4. Máy thu đa kênh dải rộng.........................................................

12

1.1.3. So sánh các cấu trúc máy thu.............................................................

12

1.2. Các yêu cầu kỹ thuật chính đối với máy thu ra đa.......................................

14

1.2.1. Tạp và độ nhạy máy thu ........….………………......…...…………..

14

1.2.1.1. Tạp máy thu.............……………………....………………….

14

1.2.1.2. Độ nhạy máy thu .……..……………………………………...

16

1.2.2. Thời gian khôi phục độ nhạy máy thu………………………………

17

1.2.3. Hệ số khuếch đại, dải động và độ tuyến tính……..…………….…..

18

1.2.3.1. Hệ số khuếch đại.......................................................................

18

1.2.3.2. Dải động.....…………………………………………………..

18

1.2.3.3. Độ tuyến tính..………………………………………………..

19

1.2.4. Độ chính xác và độ ổn định tần số.....................................................

21

1.3. Xây dựng nội dung nghiên cứu của luận án................................................

23

1.3.1. Hiện trạng ra đa của Quân đội ta........................................................

23

1.3.2. Xu thế phát triển hệ thống thu đài ra đa.............................................

25


iv

1.3.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu........................................................

26

1.3.3.1. Ngoài nước...............................................................................

26

1.3.3.2. Trong nước...............................................................................

26

1.3.4. Về chất lượng thu của máy thu ra đa………………………………..

28

1.3.5. Nội dung nghiên cứu của luận án …………………......……………

29

Kết luận chương 1...............................................................................................

31

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG
THU TÍN HIỆU TRONG ĐÀI RA ĐA....................

32

2.1. Hạn chế các tín hiệu cường độ mạnh vào máy thu......................................

32

2.1.1. Chức năng, tác dụng của bộ hạn chế công suất trong ra đa…...........

35

2.1.2. Bộ hạn chế siêu cao tần bằng bán dẫn................................................

36

2.1.2.1. Bộ hạn chế varactor thụ động...................................................

37

2.1.2.2. Bộ hạn chế điốt PIN..................................................................

39

2.1.2.3. Bộ hạn chế điốt PIN giả tích cực………….............………….

41

2.1.2.4. Bộ hạn chế Varactor PIN…………...………………………...

42

2.1.2.5. Một số mô hình bộ hạn chế công suất đã sử dụng
trong thực tế..............................................................................

42

2.1.2.6. Tổng kết…….………………………………………………...

44

2.1.3. Đề xuất một bộ hạn chế công suất cho hiệu quả cao..........………...

44

2.1.4. Tính toán các tham số của bộ hạn chế công suất...............................

49

2.2. Nâng cao độ ổn định tần số và giảm mức tạp pha của

52

bộ dao động tại chỗ......................................................................................
2.2.1. Độ ổn định tần số của các bộ dao động VCO.........................................

54

2.2.2. Sự phát sinh tạp trong bộ dao động……..........………………..........

55

2.2.3. Khảo sát tạp điều biên (AM) và điều pha (PM)
ở đầu ra bộ dao động dùng transistor.................................................

55

2.2.3.1. Tạp do chuyển đổi và điều chế trong các bộ dao động……….

55

2.2.3.2. Điều chế bởi một tín hiệu tạp………..……….....…………….

56

2.2.3.3. Các mô hình tạp của bộ dao động.……..……………………..

57


v

2.2.3.4. Cách tiếp cận phi tuyến để tính toán, phân tích tạp
của các bộ dao động..................................................................

64

2.2.3.5. Tạp chuyển đổi…………..………...........................................

67

2.2.3.6. Tạp điều chế………..……………………………....................

70

2.2.4. Tạp của bộ dao động với mạch PLL……..........………………..........

74

2.2.4.1. Giới thiệu chung về vòng khóa pha..........................................

74

2.2.4.2. Mật độ phổ công suất tạp pha...................................................

75

2.2.4.3. Phổ tạp pha PLL.......................................................................

82

Kết luận chương 2...............................................................................................

84

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM.................

86

3.1. Bộ hạn chế công suất bảo vệ máy thu đài ra đa ..........................................

86

3.1.1. Đánh giá công suất lọt sau đèn cặp nhả điện trên đài ra đa...............

86

3.1.2. Mô phỏng bộ hạn chế công suất bằng phần mềm thiết kế
mạch siêu cao tần ADS......................................................................

87

3.1.3. Kết quả đo thực tế..............................................................................

90

3.1.3.1. Đo trong Phòng thí nghiệm......................................................

90

3.1.3.2. Đo khi làm việc trên đài ra đa...................................................

93

3.2. Bộ dao động sử dụng một vòng khóa pha.....................................................

95

3.2.1. Chức năng của bộ dao động đài ra đa trinh sát mặt đất.....................

95

3.2.2. Nguyên lý làm việc của bộ dao động đài ra đa trinh sát mặt đất.......

95

3.2.3. Kết quả đo thực tế..............................................................................

98

3.2.3.1. Đo, đánh giá phổ dao động.......................................................

98

3.2.3.2. Đo, đánh giá tạp pha.................................................................

98

3.2.3.3. Đo, đánh giá độ ổn định tần số.................................................

101

3.3. Bộ dao động sử dụng nhiều vòng khóa pha..................................................

103

3.3.1. Chức năng của bộ dao động LO1 và LO2..........................................

104

3.3.2. Nguyên lý làm việc của bộ dao động LO1 và LO2............................

104

3.3.3. Máy thu đài ra đa băng tần VHF........................................................

109

3.3.4. Kết quả đo thực tế..............................................................................

111


vi

Kết luận chương 3...............................................................................................

114

KẾT LUẬN CHUNG…………………………………………….....................

116

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ....................

120

TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………... ..

121

PHỤ LỤC: CÁC SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH VÀ ẢNH CHỤP
SẢN PHẨM


vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU
Ký hiệu

Ý nghĩa

Thứ nguyên

aE

Hằng số tạp nhấp nháy của mạch khuếch đại lặp.

Ap

Tổn hao của điốt PIN khi không cấp nguồn

aR

Hằng số tạp nhấp nháy của mạch cộng hưởng.

As

Tổn hao của điốt PIN khi cấp nguồn

[dB]

B

Dải thông máy thu

[Hz]

C

Điện dung

C •k,-k(ω)

C ckPM − AM (ω )

[dB]

[F]

Hệ số tương quan ở dải biên trên và dưới của hài thứ k

Hệ số tương quan PM- AM ở hài thứ k

E

Vector phần thực và phần ảo của tất cả các lỗi HB

EB

Vector phụ lỗi sinh ra do dải biên

EH

Vector phụ lỗi sinh ra do hài sóng mang

F

Hệ số tạp

[dB]

fC

Tần số sóng mang

[Hz]

fco

Tần số góc tạp nhấp nháy của transistor

[Hz]

fIF

Tần số trung tần

[Hz]

fLO

Tần số ngoại sai

[Hz]

fm

Tần số điều chế

[Hz]

fo

Tần số trung tâm

[Hz]

fRF

Tần số tín hiệu

[Hz]

fs

Tần số lấy mẫu

[Hz]

G

Hệ số khuếch đại

[dB]

Id

Dòng điều khiển điốt PIN

[mA]

K0

Hệ số khuếch đại điện áp dao động

[lần]

L

Điện cảm

[H]

M

Ma trận Jacobian của các lỗi HB

N

Hệ số chia trong mạch PLL

Nk(ω), N-k(ω)

Mật độ phổ công suất tạp ở dải biên trên và dưới của

[lần]
[dBc/Hz]

hài thứ k
Nth

Công suất tạp nhiệt

[dBm]


viii

Ký hiệu
Psav

Ý nghĩa
Công suất trung bình đầu ra bộ dao động

Q

Hệ số phẩm chất

Rf

Điện trở thuận điốt PIN

Thứ nguyên
[dBm]
[Ω]

RFin

Tín hiệu vào

[dBm]

RFout

Tín hiệu ra

[dBm]

RL

Điện trở tải

[Ω]

Rp

Điện trở của điốt PIN khi không cấp nguồn

[Ω]

Rs

Điện trở của điốt PIN khi cấp nguồn

[Ω]

Rx

Thu

XB

Vector biến trạng thái bao gồm các thành phần ở dải
biên

XH

Vector bao gồm các thành phần hài sóng mang

Y

Dẫn nạp

[S]

Z0

Trở kháng của đường truyền

[Ω]

ζ ( fm )

Tạp pha của bộ VCO

[dBc/Hz]

〈•〉

Trung bình chung

ε

Hằng số điện môi

[F/m]

ω

Tần số

[rad/s]

λ

Bước sóng

β

Chỉ số điều chế của tín hiệu điều chế

θ

Pha của tín hiệu

[rad]

τ

Hằng số thời gian

[s]

⊗

Liên hợp hoán vị

*

Liên hợp phức

[m]


ix

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ADC

Chuyển đổi tương tự- số (Analog Digital Converter)

ADS

Phần mềm thiết kế mạch ADS (Advance Design Systems)

AFC

Tự động điều chỉnh tần số (Automatic Frequency Control)

AGC

Tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại (Automatic Gain Control)

AM

Điều biên (Amplitude Modulation)

BPF

Bộ lọc dải thông (Band Pass Filter)

BUF

Bộ đệm (Buffer)

BW

Dải thông (Band Width)

COHO

Bộ dao động tại chỗ tương can (Coherent Local Oscillator)

CP

Bơm tích điện (Charge Pump)

CW

Sóng liên tục (Continous Wave)

DC

Một chiều (Direct Current)

DDC

Biến đổi số trực tiếp (Direct Digital Conversion)

DDS

Tổng hợp kỹ thuật số trực tiếp (Direct Digital Synthesizer)

DR

Dải động (Dynamic Range)

DSP

Xử lý tín hiệu số (Digital Signal Processing)

FIL

Bộ lọc (Filter)

FM

Điều tần (Frequency Modulation)

HB

Cân bằng hài (Harmonic Balance)

IC

Vi mạch (Integrated Circuit)

IF

Trung tần (Intermediate Frequency)

IIP1

Điểm chắn đầu vào bậc 1 (First order Input Intercept Point)

IIP2

Điểm chắn đầu vào bậc 2 (Second order Input Intercept Point)

IIP3

Điểm chắn đầu vào bậc 3 (Third order Input Intercept Point)

Im

Phần ảo (Imaginary)

IM

Điều biến tương hỗ (Intermodulation)

IM2

Điều biến tương hỗ bậc 2 (Second order Intermodulation)

IM3

Điều biến tương hỗ bậc 3 (Third order Intermodulation)

IP2

Điểm chắn bậc 2 (Second order Intercept Point)

IP3

Điểm chắn bậc 3 (Third order Intercept Point)

ISF

Hàm độ nhạy trong xung (Impulse Sensitivity Function)


x

KĐ

Khuếch đại

LNA

Bộ khuếch đại tạp thấp (Low Noise Amplifier)

LPF

Bộ lọc thông thấp (Low Pass Filter)

LO

Bộ dao động tại chỗ (Local Oscillator)

MASH

Hình dạng tạp đa tầng (Multi-Stage Noise Shaping)

MOS

Độ nhạy hoạt động tối thiểu (Minimum Operational Sensitivity)

NCS

Nghiên cứu sinh

PD

Bộ tách sóng pha (Phase Detector)

PFD

Bộ tách sóng pha- tần số (Phase Frequency Detector)

PLL

Vòng khóa pha (Phase Lock Loop)

PM

Điều pha (Phase Modulation)

PSD

Mật độ phổ công suất (Power Spectrum Density)

Re

Phần thực (Real)

REF

Tham chiếu (Reference)

RF

Tần số vô tuyến (Radio Frequency)

RMS

Giá trị trung bình bình phương (Root Mean Square)

RS

Độ nhạy máy thu (Receiver Sensitivity)

SCT

Siêu cao tần

SDM

Điều chế Σ-Δ (Sigma - Delta Modulator)

SNR

Tỷ số tín/tạp (Signal Noise Ratio)

SS

Trạng thái ổn định (Steady State)

SSB

Đơn biên (Single Side Band)

STALO

Bộ dao động tại chỗ ổn định (Stable Local Oscillator)

STC

Điều khiển độ nhạy theo thời gian (Sensitivity Time Control)

TCXO

Bộ dao động tinh thể có bù khử nhiệt độ (Temperature
Compensated Crystal Oscillator)

VCO

Bộ dao động điều khiển bằng điện áp (Voltage Control Oscillator)

VHF

Tần số rất cao (Very High Frequency)


xi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: So sánh các cấu trúc máy thu khác nhau................................................

13

Bảng 2.1: Các dải công suất của các thiết bị bảo vệ cao tần...................................

44

Bảng 2.2: So sánh 3 kiểu hạn chế thụ động, tích cực và giả tích cực.....................

45

Bảng 2.3: Tham số kỹ thuật của bộ hạn chế công suất...........................................

49

Bảng 3.1: Các tham số kỹ thuật chính của 3 loại điốt PIN.....................................

88

Bảng 3.2: Mức hạn chế (dB) theo 3 phương pháp..................................................

94

Bảng 3.3: Tham số kỹ thuật của bộ dao động đài ra đa trinh sát mặt đất...............

97

Bảng 3.4: Tạp pha bộ VCO tại tần số dao động 16,24 GHz................................... 101
Bảng 3.5: Tạp pha máy thu tại tần số 16,27 GHz...................................................

101

Bảng 3.6: Khảo sát tần số của bộ VCO theo thời gian...........................................

102

Bảng 3.7: Tham số kỹ thuật của bộ dao động ngoại sai LO1.................................

109

Bảng 3.8: Tham số kỹ thuật của bộ dao động ngoại sai LO2.................................

109

Bảng 3.9: Tham số kỹ thuật đo được của máy thu đài ra đa băng tần VHF……...

112

Bảng 3.10: Tạp pha máy thu đài ra đa băng tần VHF............................................. 112


xii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Cấu hình cơ bản của máy thu ra đa chủ động.....................................

9

Hình 1.2: Cấu hình cơ bản máy thu siêu ngoại sai trộn tần một cấp…………..

11

Hình 1.3: Cấu trúc máy thu đổi tần trực tiếp (trộn xuống I/Q)..........................

11

Hình 1.4: Sơ đồ khối máy thu trung tần thấp.....................................................

12

Hình 1.5: Các bộ lọc chuyển kênh trong máy thu đa kênh dải rộng...................

12

Hình 1.6: Phóng to mép phổ của LO và mô tả tạp hợp nhất..............................

16

Hình 1.7: Quét công suất chỉ ra các điểm bậc hai IIP2 và bậc ba IIP3...............

19

Hình 1.8: Mối quan hệ giữa các tham số của máy thu………………………....

20

Hình 2.1: Sơ đồ tuyến thu đài ra đa....................................................................

35

Hình 2.2: Dạng xung phát xạ lọt qua đèn...........................................................

36

Hình 2.3: Bộ chuyển mạch thu -phát bán dẫn....................................................

37

Hình 2.4: Bộ hạn chế varactor ...........................................................................

38

Hình 2.5: Bộ hạn chế sử dụng 2 điốt PIN mắc sơn cách nhau 1/4 bước sóng....

40

Hình 2.6: Mức hạn chế (a) và tổn hao (b) của bộ hạn chế..................................

41

Hình 2.7: Bộ hạn chế giả tích cực sử dụng điốt PIN..........................................

41

Hình 2.8: Đặc tuyến công suất đầu ra của bộ hạn chế giả tích cực....................

42

Hình 2.9: Một số mô hình bộ hạn chế công suất sử dụng trong thực tế.............

43

Hình 2.10: Sơ đồ khối bộ hạn chế công suất......................................................

46

Hình 2.11: Bộ lọc cài răng lược..........................................................................

47

Hình 2.12: Bộ lọc răng lược...............................................................................

47

Hình 2.13: Bộ lọc cài răng lược kết hợp với hiệu ứng điốt PIN.........................

48

Hình 2.14: Tạp pha cộng vào sóng mang...........................................................

59

xiii

Hình 2.15: Mô hình hóa tạp bằng bộ khuếch đại tạp tự do và điều chế pha.......

59

Hình 2.16: Mô hình mạch phản hồi tương đương của tạp pha bộ dao động......

60

Hình 2.17: Tạp pha của bộ dao động có Q cao và thấp......................................

61

Hình 2.18: Mạch phi tuyến có tạp thông thường……..……………...………...

65

Hình 2.19: Sơ đồ khối của PLL..........................................................................

75

Hình 2.20: Mô hình đã tuyến tính hóa của PLL.................................................

75

Hình 2.21: Phổ tạp pha của bộ tổ hợp tần số 10 GHz với 1 vòng khóa pha……..

82

Hình 2.22: Phổ tạp pha của bộ tổ hợp tần số 10 GHz với 2 vòng khóa pha..........

83

Hình 2.23: So sánh phổ tạp pha của bộ tổ hợp tần số 10 GHz
(giữa 1 với 2 vòng khóa pha)............................................................

83

Hình 3.1: Sơ đồ đo đánh giá dạng xung lọt sau đèn cặp nhả điện......................

87

Hình 3.2: Dạng xung lọt với suy giảm đồng trục 50 dB.....................................

87

Hình 3.3: Đặc tuyến hạn chế của điốt MA4L401-30..........................................

88

Hình 3.4: Đặc tuyến hạn chế của điốt MLP7100................................................

88

Hình 3.5: Kết quả mô phỏng bộ lọc dải thông....................................................

89

Hình 3.6: Kết quả mô phỏng bộ hạn chế công suất............................................

89

Hình 3.7: Kết quả đo tổn hao đi qua...................................................................

90

Hình 3.8: Kết quả mô phỏng và đo thực tế mạch hạn chế cộng/chia công suất.

91

Hình 3.9: Kết quả mô phỏng và đo thực tế bộ lọc dải thông..............................

91

Hình 3.10: Kết quả mô phỏng và đo thực tế mạch hạn chế tích cực..................

91

Hình 3.11: So sánh xung đầu vào bộ hạn chế và xung điều khiển điốt
HP5082-3041 được tạo ra từ mạch tách sóng.................................

92


xiv

Hình 3.12: So sánh xung đầu vào bộ hạn chế và xung điều khiển điốt

92

HP5082-3041 được tạo ra từ xung kích phát của đài......................
Hình 3.13: Sơ đồ đo thực tế trên đài ra đa..........................................................

93

Hình 3.14: Đồ thị so sánh giữa 3 phương pháp..................................................

94

Hình 3.15: Sơ đồ khối của bộ dao động siêu cao tần..........................................

95

Hình 3.16: Sơ đồ khối mạch ổn định tần số dao động VCO..............................

96

Hình 3.17: Kết quả đo phổ bộ VCO khi thay đổi điện áp cấp cho Varactor......

98

Hình 3.18: Kết quả đo tạp pha bộ VCO khi không có (a)
và khi có mạch PLL (b)...................................................................

99

Hình 3.19: Kết quả đo tạp pha máy thu dùng bộ VCO khi không có (a)
và khi có mạch PLL (b)...................................................................

100

Hình 3.20: Sơ đồ hệ thống đo đánh giá độ ổn định tần số của bộ VCO.............

101

Hình 3.21: Độ ổn định tần số của bộ VCO khi có sử dụng PLL và khi không
sử dụng PLL....................................................................................

102

Hình 3.22: Sơ đồ khối bộ tổ hợp tần số dao động tại chỗ................................... 104
Hình 3.23: Sơ đồ chi tiết của bộ dao động ngoại sai LO1 và LO2.....................

108

Hình 3.24: Sơ đồ khối bộ tạo dao động ngoại sai LO2………………………..

109

Hình 3.25: Sơ đồ khối của máy thu đài ra đa băng tần VHF..............................

110

Hình 3.26: Sơ đồ khối một kênh thu đài ra đa băng tần VHF............................

111

Hình 3.27: Kết quả đo tạp pha máy thu đài ra đa băng tần VHF........................ 113

1

MỞ ĐẦU
I. Đặt vấn đề
Quân đội ta hiện nay có số lượng lớn ra đa, được trang bị cho các lực lượng
Phòng không - Không quân, Hải quân, Pháo binh, Biên phòng, Tăng thiết giáp,
thuộc nhiều chủng loại, nhiều thế hệ công nghệ và do nhiều nước sản xuất. Số
lượng ra đa thế hệ đầu tiên là ra đa đơn xung (sử dụng tín hiệu đơn giản, linh kiện
đèn điện tử, kỹ thuật tương tự), sản xuất từ những năm 1970 chiếm khoảng 90%, số
giờ tích luỹ cao, đã qua nhiều năm sử dụng, cự ly phát hiện giảm chỉ còn 60% so
với tính năng, chất lượng ra đa xuống cấp nghiêm trọng. Một số loại ra đa mới nhập
gần đây (từ những năm 1990) với số lượng không đáng kể (chỉ chiếm khoảng 10%),
thuộc thế hệ thứ 2 sử dụng tín hiệu cấu trúc phức tạp, thu nén xung, xử lý tối ưu,
bám tự động và bán tự động [8]. Nhu cầu về cải tiến, hiện đại hóa ra đa trong Quân
đội là rất lớn mà chủ yếu là ra đa thế hệ cũ. Không chỉ gặp khó khăn về vật tư, trang
bị kỹ thuật mà nguồn thông tin về lý thuyết, kỹ thuật, công nghệ ra đa từ Liên Xô
và Đông Âu cũ giảm đáng kể, từ các nước khác thì rất hạn chế. Máy thu ra đa quân
sự so với các loại máy thu ra đa dân dụng có kỹ thuật tổng hợp hơn, phức tạp hơn
và có đặc thù riêng. Tuy không phải là vấn đề mới cả về lý thuyết và công nghệ chế
tạo, nhưng liên quan tới các bí mật quân sự về ra đa của các nước phát triển cũng
như là các sản phẩm thương mại nên rất khó khăn trong việc tiếp cận và cập nhật
các tài liệu liên quan.
Hiện nay, vật tư linh kiện thay thế, nhất là một số linh kiện siêu cao tần
(SCT) trong đó có các đèn sóng chạy, các đèn dao động Klistron không sản xuất
nữa hoặc quá hiếm và đắt. Do đó buộc chúng ta phải tự nghiên cứu thiết kế, chế tạo
thay thế tương đương bằng linh kiện thế hệ công nghệ mới (bán dẫn, vi mạch, vi xử
lý, linh kiện tích hợp….) nhằm kéo dài thời gian sử dụng, duy trì sức chiến đấu của
vũ khí, trang bị, khí tài. Xu hướng chung của thế giới là áp dụng kỹ thuật mới, tiên
tiến cải tiến, hiện đại hoá ra đa hiện có, kể cả các nước có trình độ công nghệ cao và

công nghệ sản xuất ra đa tiên tiến.
Với các đài ra đa thế hệ cũ có độ rộng xung phát nhỏ (từ 2μs đến 6μs), để
đảm bảo cự ly phát hiện xa thì công suất đỉnh của xung phát phải rất lớn, ví dụ: Π18: 200 kW, Π-37: 600 kW ÷ 700 kW (mỗi kênh), ΠPB-16: 700 kW [7]. Vì công
suất xung lớn nên hệ thống đường truyền, chuyển mạch thu - phát thường hay bị


Luận án đầy đủ ở file: Luận án Full