Bài giảng Kỹ thuật chế áp và bảo vệ điện tử bài 2

MỞ ĐẦU
Bài giảng trang bị các kiến thức cơ bản về tương quan năng lượng khi chế
áp thông tin vô tuyến.
Phần I
Phương trình chế áp thông tin vô tuyến
I. Khái niệm phương trình chế áp vô tuyến
A. Khái niệm
Phương trình chế áp các đường thông tin vô tuyến (phương trình cự ly
thông tin khi chế áp vô tuyến) là biểu thức đại số xác định mối liên hệ giữa các
toạ độ và tham số của máy phát, máy thu thông tin và máy phát nhiễu, nó cho
phép xác định tại mỗi điểm trong không gian tỷ số K = (Pn/Ps)v giữa công suất
nhiễu và công suất tín hiệu có ích tại đầu vào máy thu. Vị trí tương đối của máy
thu, máy phát tín hiệu, máy phát nhiễu được minh họa trên hình 4.16. Tại các
điểm O, S bố trí máy phát và máy thu của đường thông tin vô tuyến cần chế
áp, tại điểm N - bố trí máy phát nhiễu.
y

S

ys
Ds

O

Dn

xs

N

x

R

Hình 1. Vị trí tương đối của máy thu cần chế áp,
máy phát tín hiệu và nhiễu
Căn cứ vào phương pháp chế áp vô tuyến chúng ta sẽ xem xét phương
trình chế áp vô tuyến trong các trường hợp: sử dụng máy phát nhiễu cố ý; sử
dụng máy phát nhiễu chuyển tiếp.
II. Phương trình chế áp khi sử dụng máy phát tạo nhiễu cố ý
Công suất tín hiệu tại đầu vào máy thu xác định bởi biểu thức:

3


P.G.Gt . 2
Psv 
(4 )2 . R2 . Ls . Lt

(1)

trong đó:
P - công suất phát thông tin;
G - hệ số khuếch đại anten phát về hướng máy thu;
Gt - hệ số khuếch đại anten thu về hướng máy phát;
 - bước sóng, R - khoảng cách máy phát và máy thu thông tin (R = Ds);

Ls - hệ số suy hao bổ sung trong kênh thông tin vượt trội so với lan truyền
trong không gian tự do;
Lt - hệ số suy hao tín hiệu trong máy thu.
Công suất nhiễu tại đẩu vào máy thu cần chế áp (trong dải thông phần

tuyến tính của máy thu) là:

Pnv 

Pn .Gn .Gtn . 2
ft
.

.

.
n
(4 )2 .Dn .Ln .Ltn
fn

(2)

trong đó:
Pn - công suất phát nhiễu;
Gn - hệ số khuếch đại anten máy phát nhiễu;
Gtn - hệ số khuếch đại anten thu về hướng máy phát nhiễu;
Dn - khoảng cách giữa máy phát nhiễu và máy thu cần chế áp;
Ln - hệ số suy hao nhiễu do ảnh hưởng của môi trường truyền sóng vượt
trội so với truyền lan trong không gian tự do;
Ltn - hệ số suy hao tín hiệu nhiễu trong máy thu;
 n - hệ số trùng phân cực của tín hiệu và nhiễu;

 - hệ số chất lượng của nhiễu;

ft - dải thông máy thu thông tin;

fn - độ rộng phổ nhiễu.
Phương trình chế áp có dạng:

4


Pnv Pn .Gn .Ds2 .Gtn Ls .Lt
f
K

.
 . n . t
2
Psv
P.G.Dn .Gt Ln .Ltn
fn

(3)

Giả sử rằng cấu trúc tín hiệu và nhiễu trùng nhau, suy hao tín hiệu/nhiễu
trong máy thu là như nhau (  n =1; Lt = Lnt), biểu thức trên được viết lại như sau:

Pn .Gn .Ds2 .Gtn Ls ft
K
. . .
P.G.Dn2 .Gt Ln fn

(4)

Để chế áp hiệu quả các mục tiêu bằng nhiễu vô tuyến, tỷ số công suất

nhiễu/tín hiệu tại đầu vào máy thu cần lớn hơn giá trị giới hạn, giá trị này là hệ số
chế áp. Hệ số chế áp (KCA) phụ thuộc vào dạng tín hiệu và dạng nhiễu, phương
pháp thu được sử dụng. Do đó tỷ lệ cự ly từ máy phát nhiễu đến máy thu và cự ly
thông tin được giới hạn bởi giá trị:
Dn0
Ds0



Pn .Gn Ls ft
. . .
P.G.KCA Ln fn

(5)

Khi các tuyến truyền lan tín hiệu và nhiễu khác nhau, hệ số Ls, Ln phụ
thuộc vào Ds và Dn tương ứng. Việc tính toán chính xác công suất tín hiệu
(nhiễu) tại đầu vào máy thu cần tính đến độ cong của mặt đất, bước sóng công
tác, độ cao anten, vật cản, hiện tượng truyền lan nhiều tia và các yếu tố khác.
Trong phần lớn các trường hợp độ suy hao tín hiệu phụ thuộc hàm mũ vào
khoảng cách truyền lan:
L ~ c.Dn,

(6)

trong đó: c - hệ số tỷ lệ không phụ thuộc vào D, nhưng là hàm của các tham số
khác như độ cao anten ... Giả sử độ rộng phổ nhiễu bằng dải thông máy thu.
Khi tính đến các yếu tố trên, tỷ lệ công suất nhiễu và công suất tín hiệu tại
đầu vào máy thu có dạng:

Pn .Gn .Gtn . cs .Dsn
K
.
P.G.Gt cn .Dnm

(7)

trong đó:
cs, cn - hệ số tỷ lệ của độ suy hao tín hiệu và nhiễu không phụ thuộc vào
khoảng cách;
n, m - hệ số mũ của hàm phụ thuộc độ suy hao tín hiệu, nhiễu vào
khoảng cách;
5


 - hệ số chất lượng của nhiễu, tính đến sự khác biệt của nhiễu so với tạp
trắng Gauss.
Khi kích thước vùng bố trí đường thông tin và máy phát nhiễu khá nhỏ có
thể giả sử rằng điều kiện lan truyền tín hiệu, nhiễu thực tế là như nhau, cn = cs và
n = m. Mặt khác, với đặc điểm sử dụng các mạng thông tin vô tuyến anten thu
thông tin thường là anten vô hướng Gt = Gtn, ta có:
Dn  Ds n 

Pn .Gn
.
P.G.KCA

(8)

Đối với các đường thông tin cấp chiến thuật - chiến dịch thường tính đến

ảnh hưởng của mặt đất, trong trường hợp đó chỉ số mũ n = 4. Trong trường hợp
nâng độ cao anten máy phát nhiễu (hay máy phát thông tin) ví dụ khi đặt trên
máy bay có thể bỏ qua ảnh hưởng của mặt đất, chỉ số suy giảm m (n)  2 [4].
Giả sử rằng

Dn
 a ta hãy xác định giới hạn vùng chế áp theo các toạ độ
Ds

x, y như đã chỉ ra trên hình 1. Trong thực tế thông thường vị trí máy thu cần
chế áp không biết trước. Để xác định vùng chế áp giả sử rằng vị trí máy phát
thông tin (sở chỉ huy) đã biết trước và được chọn là gốc toạ độ O như trên
hình 1. Khoảng cách R giữa đài nhiễu và sở chỉ huy được chọn nhỏ nhất trong
các giá trị cho phép. Khi đó giới hạn vùng chế áp có thể được xác định theo
phương trình sau:
X s2  Ys2  a2 [( R  X s )2  Ys2 ]

(9)

Sau khi biến đổi nhận được:

a 2 .R 2
a.R
( X s  2 )  Ys2  ( 2 )2
a 1
a 1

(10)

Đây là phương trình đường tròn có bán kính Rn = |a.R/(a2 – 1)| với tâm

ở điểm X0 = a2R/(a2 – 1), Y0 = 0.
III. Chế áp vô tuyến các đường thông tin bằng máy phát nhiễu chuyển
tiếp
Máy phát nhiễu chuyển tiếp thực hiện thu tín hiệu thông tin, điều chế
nhiễu bổ sung vào tín hiệu thu, khuếch đại đến mức cần thiết và bức xạ nó về
hướng máy thu cần chế áp. Khi lan truyền trong không gian tự do, có thể nhận
6


được biểu thức công suất tín hiệu tại đầu vào máy thu thông tin (Psv) và tại đầu
vào máy phát nhiễu chuyển tiếp:

PG Gtr . 2
1
Gt' . 2
Pnv 
.
.ka .G pr .
.
4 . R2 4
4 . Dn2 4

(11)

trong đó:
PG - công suất bức xạ của máy phát thông tin.
Gt, Gt’ - hệ số khuếch đại anten máy thu về hướng máy phát thông tin và
máy phát nhiễu chuyển tiếp tương ứng;
Gtr - hệ số khuếch đại anten thu của bộ chuyển tiếp về phía máy phát
thông tin;

ka - hệ số khuếch đại của bộ chuyển tiếp;
Gpr - hệ số khuếch đại anten phát của bộ chuyển tiếp về hướng máy thu cần
chế áp;
R - khoảng cách từ máy phát thông tin đến bộ phát đáp;
Ds - khoảng cách từ máy phát đến máy thu thông tin;
Dn - khoảng cách từ máy phát nhiễu chuyển tiếp đến máy thu thông tin.
Do đó tỷ số nhiễu/tín hiệu tại đầu vào máy thu cần chế áp:

Pn
Ds2
2
Gt'
K  ( )  k p® . 2 .
.
Ps
R (4 )2 . Dn2 Gt

(12)

trong đó: kpđ = Gtr.ka.Gpr - hệ số khuếch đại tổng cộng của bộ phát đáp.
Trong biểu thức (12) đưa vào hệ số cự ly bảo vệ kbv = Dn/Ds và nếu anten
thu của máy thu cần chế áp có dạng vô hướng Gt’ = Gt và tính đến sự khác biệt
phổ nhiễu và tín hiệu công suất bức xạ nhiễu được xác định như sau:
( G pr .Pr )  K.PG.kbv2 .

fn
fs

(13)

Xét tương quan năng lượng khi chế áp các đường thông tin mặt đất bằng
máy phát nhiễu chuyển tiếp trên mặt đất. Khi đó công suất tín hiệu có ích tại đầu
vào máy thu cần chế áp xác định bởi:

7


cs .PG.Gt . 2
Psv 
(4 )2 . Dsn

(14)

Mức tín hiệu nhiễu phát đáp tại đầu vào máy thu cần chế áp:

cs .cn
Gt . 2
2
Pnv 
.PG.Gtr .ka .G pr .0 .
(4 )2
(4 )2 . Dnn

(15)

Công suất bức xạ cần thiết của bộ phát đáp:
Pn .Gn  K.

cn
D c

.PG.kbvn  K.PG.( n )n . n
cs
Ds cs

(16)

Xét tương quan năng lượng trong trường hợp, khi tín hiệu máy phát thông
tin lan truyền trong không gian tự do, còn tín hiệu nhiễu chuyển tiếp lan truyền
trong điều kiện có ảnh hưởng của mặt đất (ví dụ khi đài nhiễu chuyển tiếp đặt
trên mặt đất, máy thu thông tin đặt trên độ cao rất lớn như trên máy bay). Khi đó
tương quan năng lượng của máy phát nhiễu chuyển tiếp như sau.
Công suất bức xạ của bộ phát đáp:

Pn .Gn  K.PG.

Dn2
.cn
Rn

(17)

Bằng cách tương tự có thể xác định được tương quan năng lượng cho các
trường hợp khác.
Phần II
Cự ly chế áp, vùng chế áp các hệ thống thông tin
vô tuyến
I. Cự ly chế áp, vùng chế áp thông tin sóng cực ngắn
Đối với mỗi dạng truyền thông tin vô tuyến với việc tính toán đến sơ đồ
cụ thể của thiết bị thu thông tin có thể xác định được hệ số chế áp KCA. Hệ số
chế áp là tỷ số công suất nhiễu và tín hiệu nhỏ nhất tại đầu vào phần tuyến tính

của máy thu (trong giới hạn giải thông) đảm bảo xảy ra méo tín hiệu có ích với
xác suất cho trước. Trong bảng 1 trình bày hệ số chế áp với một số dạng truyền
vô tuyến.

8


Bảng 1. Giá trị hệ số chế áp, yêu cầu làm trùng tần số
tín hiệu và nhiễu đối với các dạng truyền vô tuyến khác nhau
Dạng công tác

Yêu cầu độ chính
xác làm trùng
(Hz)

Giá trị hệ số chế áp
KCAE

KCA

Báo đẳng biên (CW)

10  15

0,9  1

0,8  1

Báo ma nip tần số (FSK)

10  15

1,0  1,1

1,0  1,2

Báo ma nip pha (PSK)

10  15

1,6  1,7

2,5  3

Thoại điều biên

150  300

1,5  1,8

2,2  3,4

Thoại đơn biên

100  150

3,0  3,3

9,0  10

Thoại điều tần

2000  3000

1,4  1,6

2,0  2,5

Không nhỏ hơn
25% ∆fdt

1,4  1,6
(1,8  2,0)

2,0  2,5
(3,2  4,0)

Vô tuyến tiếp sức FDM
(TDM)

Chú ý rằng trong bảng 1, giá trị hệ số chế áp được tính theo tỷ số cường
độ trường KCAE hoặc tỷ số công suất KCA giữa nhiễu và tín hiệu. Khi không chú
thích gì thêm hệ số chế áp thường được hiểu là tỷ số công suất.
Trong bảng 2 chỉ ra hệ số chế áp theo công suất với các dạng điều chế
khác nhau và số lượng đường vô tuyến cần chế áp đồng thời.
Phân tích dữ liệu trong bảng 2 chỉ ra rằng với các dạng tín hiệu báo, hệ số
chế áp không tăng khi tăng số lượng các đường vô tuyến đồng thời cần chế áp.
Điều đó đảm bảo do đặc điểm xây dựng thiết bị thu các dạng tín hiệu này, tín
hiệu nhiễu có thể đồng thời tác động đến bộ giải điều chế (tách sóng) của một
vài kênh thông tin khi sử dụng nguyên tắc rời rạc hóa tác động của nhiễu. Trong

trường hợp sử dụng các dạng tín hiệu thoại khi rời rạc hóa tác động của nhiễu để
chế áp đồng thời một vài mục tiêu dẫn đến sự sụt giảm tỷ số công suất nhiễu/tín
hiệu tại đầu ra tách sóng, do đó yêu cầu hệ số chế áp đủ lớn khi tăng số lượng
mục tiêu cần chế áp đồng thời.

9


Bảng 2. Giá trị hệ số chế áp với các dạng điều chế khác nhau
và số lượng các đường vô tuyến cần chế áp đồng thời
Số lượng đường thông tin cần chế áp đồng thời
Dạng thông tin
1 kênh

2 kênh

3 kênh

4 kênh

0,8 ÷ 1

0,8 ÷ 1

0,8 ÷ 1

0,8 ÷ 1

1,0 ÷ 1,2

1,0 ÷ 1,2

1,0 ÷ 1,2

1,0 ÷ 1,2

2,5 ÷ 3

2,5 ÷ 3

2,5 ÷ 3

2,5 ÷ 3

Thoại điều biên AM

2,2 ÷ 3,4

3,3 ÷ 5,1

5,5 ÷ 8,5

8,8 ÷ 13,6

Thoại đơn biên

9,0 ÷ 10

10,3 ÷ 11,5

13,5 ÷ 15

18 ÷ 20

Thoại điều tần

2,0 ÷ 2,5

3,2 ÷ 4,0

5,4 ÷ 6,7

8,0 ÷ 10

Báo đẳng biên
Báo ma nip tần số
Báo ma nip pha

Biết giá trị hệ số chế áp cho phép thực hiện chế áp các đường thông tin vô
tuyến với tiêu tốn năng lượng nhỏ nhất và xác định được giới hạn và kích thước
vùng không gian (vùng chế áp) bị tác động bởi nhiễu. Thực hiện tính toán để xác
định vùng chế áp cho phép bố trí hợp lý các đài nhiễu khi tiến hành các hoạt
động tác chiến. Trước hết ta xây dựng công thức tính toán cự ly chế áp cho các
đường thông tin sóng cực ngắn. Theo biểu thức (8) đối với các đường thông tin
sóng cực ngắn cấp chiến thuật, hệ số mũ suy giảm n = 4. Với giả sử rằng hệ số
chất lượng của nhiễu  = 1, cự ly chế áp và cự ly thông tin liên hệ với nhau qua
biểu thức sau:

Dn  Ds 4

Pn .Gn
P.G.KCA

(18)

trong đó: KCA - hệ số chế áp với dạng tín hiệu tương ứng.
Tuy nhiên trong dải sóng cực ngắn, cự ly thông tin cũng như cự ly chế áp
không vượt quá giới hạn tầm nhìn thẳng có tính đến ảnh hưởng bởi độ cong của
Trái đất:

D0  4,12.( hn  hs ),

(19)

trong đó: hn, hs - độ cao anten máy phát nhiễu, máy thu thông tin (m);
10


D0 - cự ly tầm nhìn thẳng (km)
Khi tính đến ảnh hưởng của địa hình cự ly tầm nhìn thẳng bị suy giảm đi,
do đó cự ly nhìn thẳng thực tế là:

Dnt  (0,8  0,9). D0

(20)

Do đó cự ly chế áp được xác định bởi giá trị nhỏ nhất trong các giá trị tính
theo công thức (18) và (20). Trong điều kiện thực tế cự ly chế áp các đường
thông tin sóng cực ngắn cấp chiến thuật thường giới hạn bởi biểu thức: Dn  3Ds
Giả sử vị trí máy phát thông tin và máy phát nhiễu đã xác định (xem hình

2 với R cho trước) ta có thể xây dựng được vùng chế áp, tức là vùng có thể bố trí
các máy thu thông tin mà ở đó chúng cần chế áp bởi đài nhiễu.
Khi sử dụng các anten vô hướng, vùng chế áp sẽ có giới hạn xác định bởi
một hình tròn, bán kính của nó xác định theo biểu thức (18), (20).
Giả sử cự ly chế áp được tính theo công thức (18), khi đó đường tròn giới
hạn vùng chế áp có bán kính:

Rn 

a. R
,
|1  a2 |

với a  4

(21)

Pn .Gn
.
P.G.KCA

Khi sử dụng anten có hướng, vùng chế áp sẽ có dạng khác với hình tròn
và phụ thuộc vào giản đồ hướng anten.
Ngoài phương pháp sử dụng công thức cự ly chế áp, vùng chế áp được
xác định thông qua các lược đồ hoặc bảng biểu đã tính toán trước cho một số
dạng tham số chuẩn hóa về các đài nhiễu, đường thông tin, trong trường hợp
tham số thực tế chọn các đồ thị và bảng có tham số gần nhất với các tham số của
đường thông tin, điện đài và máy phát nhiễu.
Ví dụ 1.
Tính toán cự ly chế áp, chiều sâu chế áp các đường thông tin sóng cực

ngắn trong mạng chỉ huy “sở chỉ huy lữ đoàn phòng không - sở chỉ huy tiểu
đoàn pháo phòng không “Hawk” dùng điện đài AN/VRC - 46 khi cự ly liên
lạc Ds = 10 km đối với chế độ làm việc 1 kênh và 3 kênh đồng thời.
Trước hết cần xác định các tham số của đường thông tin với loại điện đài
đã cho: Ps = 40 W, anten phát có hệ số khuếch đại anten Gs = 1,3, cự ly bố trí
11


sở chỉ huy tiểu đoàn pháo phòng không cách đường tiền duyên 4  6 km, độ
cao anten hs = 3 m, tín hiệu sử dụng là tín hiệu thoại điều tần.
Đài nhiễu sử dụng là đài R – 330 T, công suất Pn = 1000 W, hệ số khuếch
đại anten Gn = 1,8, độ cao anten máy phát nhiễu hn = 16 m.
Cự ly tầm nhìn thẳng: D0  4,12.( 16  3)  23,6 km.
Tính đến suy giảm do địa hình Dn = 0,85.D0 = 20 (km)
Khi chế áp một kênh thoại điều tần, hệ số chế áp KCA = 2,0.
Dn  10. 4

1000.1,8
 20 (km)
40.1,3.2

Như vậy cự ly chế áp tính theo (20) gần bằng cự ly giới hạn tầm nhìn
thẳng Dn = 20 (km).
Độ sâu chế áp DCA = Dn - Ddt = 20 - 4 = 16 (km).
Khi chế áp 3 kênh thoại điều tần, KCA = 5,4, theo biểu thức (18) ta có:
Dn  10. 4

1000.1,8
 15,8 (km)
40.1,3.5,4

Rõ ràng cự ly chế áp nhỏ hơn tầm nhìn thẳng.
Độ sâu chế áp DCA = 11,8 (km).
II. Cự ly chế áp, vùng chế áp thông tin sóng ngắn
Đối với các đường thông tin sóng ngắn cấp chiến thuật, cự ly thông tin
không quá lớn, sử dụng phương thức truyền sóng đất. Phương pháp xác định cự ly
chế áp, vùng chế áp tương tự như đối với trường hợp sóng cực ngắn ngoại trừ giới
hạn tầm nhìn thẳng. Cự ly chế áp các đường thông tin sóng ngắn cấp chiến thuật
được xác định theo công thức (18) với hệ số chế áp được xác định theo bảng 1.
Ngoài ra có thể sử dụng phương pháp lược đồ hay bảng giá trị.
Với các đường thông tin sóng ngắn cấp chiến dịch thường sử dụng
phương thức truyền sóng không gian trong tầng điện ly (sóng trời), việc tính
toán cự ly thông tin và cự ly chế áp khá phức tạp do cần tính đến khả năng suy
giảm tín hiệu khi phản xạ từ tầng điện ly và mặt đất. Hơn nữa điều kiện truyền
sóng, tham số của tầng điện ly liên tục thay đổi theo thời gian trong ngày (ngày,
đêm), thời gian trong năm. Các tham số này thường được cung cấp bởi các số
liệu thực nghiệm.
Công thức thực nghiệm để tính cường độ trường của tín hiệu (hoặc
nhiễu) như sau:
12


E

7750 P.G .ks
D

(22)

trong đó:

E - cường độ điện trường (µV/m);
P.G (hoặc Pn Gn) - công suất bức xạ tín hiệu hoặc nhiễu (W);
ks - hệ số suy giảm tổng cộng do ảnh hưởng của tầng điện ly và mặt đất;
D - cự ly thông tin (cự ly chế áp) (km).
Sau đó tiến hành so sánh tỷ số cường độ trường của nhiễu và tín hiệu, so
sánh với giá trị hệ số chế áp KCA trong bảng 1, khi tỷ số cường độ trường vượt
quá giá trị này thì đường thông tin bị chế áp.
Vùng chế áp các đường thông tin cấp chiến dịch cũng được xây dựng trên
cơ sở cự ly chế áp và cự ly thông tin theo phương pháp thực nghiệm. Trong thực
tế thường sử dụng phương pháp lược đồ tiêu chuẩn để xây dựng vùng chế áp các
đường thông tin sóng ngắn cấp chiến dịch.
III. Cự ly chế áp, vùng chế áp đường thông tin sóng cực ngắn không
quân
Nghiên cứu chiến thuật điều khiển lực lượng không quân Mỹ chỉ ra rằng
để giành thắng lợi trong các chiến dịch tác chiến trên không cần kết hợp hoạt
động của không quân chiến thuật và không quân lục quân. Không quân chiến
thuật có nhiệm vụ chính là chi viện không quân trực tiếp để đánh phá các mục
tiêu gần đường tiền duyên mà các phương tiện vũ khí lục quân không với tới
được. Không quân lục quân có nhiệm vụ chi viện trực tiếp để tiêu diệt các mục
tiêu trên mặt đất và các hệ thống phòng không của đối phương, tiêu diệt các mục
tiêu bay thấp, tiến hành trinh sát, truyền số liệu chỉ thị mục tiêu và thực hiện
nhiệm vụ của phương tiện tác chiến điện tử, bảo đảm chỉ huy và bảo đảm thông
tin... Các lực lượng không quân được điều khiển thông qua các hệ thống tự động
hóa (485 - L, ATMAK... ) và các hệ thống này có liên kết chức năng với nhau.
Phương án mẫu khi thực hiện yêu cầu chi viện không quân trực tiếp cho lục
quân (theo kế họach hoặc khẩn cấp) sẽ gồm các bước chính sau:
Theo kế họach chi viện không quân trực tiếp hoặc quyết định của trung
tâm chi viện không quân trực tiếp về yêu cầu chi viện không quân khẩn cấp, các
máy bay cất cánh từ sân bay (hoặc đang trực chiến từ trên bầu trời) để thực hiện
nhiệm vụ. Các đài chỉ huy trung tâm điều hành và xử lý (TTĐH), đài điều khiển

và thông báo (ĐKTB), ĐKTD (đài điều khiển tiền duyên) sẽ dẫn đường cho các
13


máy bay đến đài kiểm tra, sau đó chuyển việc điều khiển cho đài dẫn đường ở
tiền duyên (DĐTD). Các kết quả đánh giá mục tiêu được báo cáo về DĐTD, sau
khi hoàn thành nhiệm vụ sẽ báo cáo lần lượt về ĐKTD, ĐKTB, TTĐH và dẫn
đường máy bay về sân bay, căn cứ bay.
Để phá vỡ các hệ thống điều khiển này cần (và chỉ có thể) phá vỡ thông
tin không quân dẫn đường từ ĐKTD, DĐTD cho máy bay hoặc từ đài dẫn
đường trên không đến máy bay. Đó là do cự ly liên lạc của các đối tượng khác
trong phân hệ thông tin của các hệ thống tự động hóa điều khiển không quân
nằm ngoài tầm với của các phương tiện chế áp vô tuyến.
Nhiệm vụ chính của các đơn vị tác chiến điện tử trong trường hợp này là
chế áp hệ thống thông tin dẫn đường không quân của đối phương bao gồm:
- Đài dẫn đường tiền duyên (DĐTD), dẫn đường cho các máy bay tiêm
kích, trực thăng;
- Đài điều khiển ở tiền duyên (ĐKTD), điều khiển các máy bay tiêm kích,
trực thăng;
- Đài điều khiển trên không (ĐKTK), điều khiển các máy bay từ trên không.
Khoảng cách đến đường tiền duyên từ đài DĐTD -1  1,5 Km; ĐKTD -15
 20 Km; ĐKTK – 100  200 Km.
Khi chế áp các đường thông tin dẫn đường không quân cần có các chú ý
sau. Độ cao anten máy thu thực tế là độ cao trần bay của máy bay, do đó các
đường thông tin ít bị ảnh hưởng của mặt đất, hệ số mũ suy giảm n = 2. Mặt khác
trong trường hợp này ảnh hưởng độ cong của Trái đất được loại bỏ, cự ly tầm
nhìn thẳng được tính bởi:

D0  3,57.( h1  h2 )

(23)

trong đó: h1, h2 (m) - độ cao anten phát và độ cao anten thu (trần bay của máy bay).
Do sự thay đổi thường xuyên vị trí máy bay so với đài ĐKTK, ĐKTD,
DĐTD và đài nhiễu nên tỷ số nhiễu/tín hiệu tại đầu vào máy thu cần chế áp cũng
thường xuyên thay đổi. Khi đó tạo thành vùng không gian mà Pn/Ps  KCA (vùng
chế áp) và vùng không gian Pn/Ps < KCA (vùng không chế áp), giới hạn giữa 2
vùng có tỷ lệ Pn/Ps = KCA.
Cự ly chế áp và cự ly thông tin liên hệ với nhau theo biểu thức:

14


Dn
Pn .Gn

 a.
Ds
P.G.KCA

(24)

Trong mọi trường hợp, cự ly chế áp thực tế sẽ bị giới hạn bởi cự ly tầm
nhìn thẳng (tính theo công thức (23)).
A. Độ sâu vùng chế áp thông tin trong mạng DĐTD - máy bay
Độ sâu vùng chế áp thông tin sóng cực ngắn không quân trong mạng đài
dẫn đường tiền duyên (DĐTD) - máy bay được xác định bởi cự ly chế áp. Vùng
chế áp được giới hạn bởi cự ly tầm nhìn thẳng và vùng không chế áp. Vùng
không chế áp là hình tròn có tâm đặt tại vị trí đài dẫn đuờng tiền duyên với bán
kính RKCA. Bán kính vùng không chế áp được xác định trên cơ sở phân tích

đặc điểm dẫn đường máy bay từ đài dẫn đường ở tiền duyên. Trong khoảng
thời gian dẫn đường td = 40  60 s, máy bay phải liên lạc với đài dẫn đường tiền
duyên để nhận được thông tin về các mục tiêu cần tấn công. Để cắt đứt khả năng
dẫn đường cần giảm thời gian liên lạc xuống 20  30 s. Đường kính vùng không
chế áp lớn nhất bị giới hạn bởi quãng đường di chuyển của máy bay trong một
nửa thời gian dẫn td.
2 RKCA  V.

td
2

(25)

trong đó V (km/h) là vận tốc máy bay.
Khi quy đổi ra cùng thứ nguyên ta có:
2 RKCA  V.

td
14400

(26)

Giới hạn vùng chế áp có bán kính liên hệ với khoảng cách giữa máy phát
thông tin (đài dẫn đường tiền duyên) và đài nhiễu với hệ số a > 1 như sau:

RKCA  R.

a
a 1
2

(27)

Từ đó xác định được khoảng cách lớn nhất từ đài nhiễu đến đài DĐTD:
a2  1
R  RKCA .
a

(28)

15


* Vùng trận địa bố trí đài nhiễu và vùng chế áp mạng DĐTD − máy bay
Vùng trận địa bố trí đài nhiễu cách đường tiền duyên 4  6 Km và được
giới hạn bởi các vòng cung có bán kính khoảng 20 Km (cự ly tầm nhìn thẳng
giữa đài DĐTD và đài nhiễu). Trận điạ triển khai đài nhiễu có thể được xác
định khi biết trước vị trí của hai đài DĐTD cần chế áp nằm trong dải chịu
trách nhiệm của đài nhiễu trên chiều rộng đến 30 Km về hướng lãnh thổ của ta
đến các điểm giao nhau của chúng. Vùng chế áp là các hình tròn có tâm tại
vùng bố trí đài nhiễu, bán kính tương ứng với cự ly tầm nhìn thẳng khi bay
của các máy bay không quân độ cao trung bình và lớn (trên 1000 m) của
không quân chiến thuật.
Vùng không chế áp là các hình tròn có bán kính 2  5 Km và tâm của
nó bố trí cách đài DĐTD 0,5  2 Km. Trên hình 2 minh hoạ vùng trận địa
triển khai đài nhiễu và vùng chế áp mạng DĐTD − máy bay.

Vùng chế áp
4-5 Km

Vùng chọn trận địa
bố trí đài nhiễu

RKCA

30 Km

DĐTD1

Vùng không
chế áp

4-6 Km
P-934 Y

Rn
RKCA

DĐTD2

Hình 2. Giới hạn vùng chế áp mạng thông tin DĐTD - máy bay

16


B. Độ sâu vùng chế áp, cự ly chế áp thông tin trong mạng đài điều
khiển tiền duyên - máy bay
Đài điều khiển tiền duyên (ĐKTD) thường cách xa đường tiền duyên (đến
15 km) trong vùng hậu cứ của đối phương. Tuy nhiên trong trường hợp này
không dẫn đường máy bay đến mục tiêu trên mặt đất nên không thực hiện giai

đoạn 1 (xác định vị trí đài nhiễu để cắt đứt việc dẫn đường may bay đến mục
tiêu). Việc tính toán bán kính vùng không chế áp tương tự như với mạng thông
tin DĐTD - máy bay. Khoảng cách từ đài nhiễu đến đài điều khiển tiền duyên
được tính theo công thức (28) với điều kiện không vượt quá tầm nhìn thẳng.
Mức độ dịch chuyển tâm vùng không chế áp x về phía hậu cứ của đối phương
được xác định bởi biểu thức:
x 

R
R
 KCA
a 1
a

(29)

2

Trên hình 3 minh họa tình huống chế áp vô tuyến mạng thông tin ĐKTD máy bay.

Dnt

R

RKCA
x

Dn

R-934U

ĐKTD

Hình 3. Chế áp vô tuyến mạng thông tin
đài điều khiển tiền duyên - máy bay
Việc xác định cự ly chế áp được tiến hành như sau. Trên bản đồ địa hình
xác định được vị trí ĐKTD, chọn vị trí triển khai đài nhiễu và xác định khoảng
17


cách R giữa chúng. Theo các tham số đã biết, tính được hệ số a, theo các tham
số đã biết a, R xác định được bán kính vùng không gian chế áp được RKCA, theo
công thức (27) và mức độ dịch chuyển x xung quanh vị trí dự đoán ĐKTD.
Tính toán cự ly tầm nhìn thẳng giữa đài nhiễu và các thiết bị thông tin của
máy bay trên độ cao khác nhau (độ cao nhỏ, độ cao trung bình). Vùng chế áp
được giới hạn bởi cự ly tầm nhìn thẳng và bán kính dải quạt chế áp vô tuyến.
* Vùng trận địa bố trí đài nhiễu và vùng chế áp mạng ĐKTD − máy bay
Vùng trận địa bố trí đài nhiễu cách đường tiền duyên 4  6 Km và được
giới hạn bởi các vòng cung có bán kính khoảng 30  40 Km (cự ly tầm nhìn
thẳng giữa đài ĐKTD và đài nhiễu), được xác định bởi vùng giao nhau của các
cung tròn có tâm tại hai đài ĐKTD trên chiều rộng 40 Km nằm trong dải chịu
trách nhiệm của đơn vị TCĐT.
Giới hạn phía trước
vùng chế áp

2,4 R

2R

Giới hạn phía sau

vùng chế áp
ĐKTD1

P-934 Y

Rn = 110 Km
ĐKTD2
2R

Rn = 125 Km
2,4 R

Hình 4. Giới hạn vùng chế áp mạng thông tin ĐKTD - máy bay
Do công suất của điện đài ĐKTD lớn và nó nằm xa đường tiền duyên, hệ
số a nhỏ hơn, vùng không chế áp là khá lớn và nó trở thành giới hạn phía trước
của vùng chế áp. Giới hạn phía sau của vùng chế áp được xác định bởi cự ly tầm
nhìn thẳng của các máy bay trên độ cao nhỏ, độ cao trung bình và lớn tương tự
như trường hợp DĐTD - máy bay. Với các tham số điển hình của đài ĐKTD, đài
nhiễu RKCA = 2,4 R, độ dịch chuyển tâm đài ĐKTD x = 2R. Giới hạn phía trước
của vùng chế áp là các cung tròn có bán kính 2,4 R (R là khoảng cách từ đài
nhiễu đến ĐKTD), có tâm tại điểm nằm trên đường nối vị trí đài nhiễu và
18


ĐKTD kéo dài, cách ĐKTD một khoảng 2R về phía lãnh thổ đối phương. Trên
hình 4 minh hoạ vùng trận địa triển khai đài nhiễu, vùng chế áp mạng ĐKTD −
máy bay.
C. Vùng chế áp thông tin giữa đài điều khiển trên không - máy bay
Đường thông tin cần chế áp là các đường thông tin từ đài điều khiển trên
không (ĐKTK), trực thăng, máy bay. Vùng chế áp được giới hạn bởi tầm nhìn

thẳng và bán kính giới hạn vùng chế áp:
 a2  1

Rn  min  Ds
, Dnt  ,
a



(30)

trong đó: Rn - bán kính vùng chế áp mạng đài ĐKTK - máy bay;
Trên cơ sở các tính năng chiến - kỹ thuật và hoạt động chiến đấu của
không quân đối phương, các công thức đã xây dựng có thể xác định được vị trí
triển khai đài nhiễu để đảm bảo yêu cầu về độ sâu chế áp và xác định giới hạn
vùng chế áp.
Ví dụ 2.
Xác định cự ly tầm nhìn thẳng, bán kính vùng chế áp (Rn) thông tin
không quân trong mạng “đài điều khiển trên không - máy bay”, cự ly liên lạc
máy bay bay trên độ cao 1000 m với tốc độ 900 km/h. Điện đài được sử dụng
có các tham số sau: P = 500 W, G = 1.
Giả sử rằng đài nhiễu được lựa chọn là R - 934U có tham số Pn = 1000
W, hệ số khuếch đại anten khi sử dụng anten đĩa Gn = 1,8, độ cao anten đài
nhiễu hn = 16 m.
Dạng tín hiệu được sử dụng là thoại điều tần, KCA = 2,5. Từ đó tính được:
a

Pn .Gn
1000.1,8


 1,2.
P.G.KCA
500.1.2,5

Cự ly tầm nhìn thẳng:
Dnt  3,57.( hn  hs )  3,57.( 16  1000)  124 ( Km).

Giả sử vị trí đài nhiễu cách đài điều khiển tiền duyên R = 25 Km.
Bán kính vùng không chế áp

RKCA  R.

a
1,2
 25. 2
 68
a 1
1,2  1
2

Km.
19


Bỏn kớnh vựng ch ỏp:
a2 1

Rn min Ds
, Dnt 124 Km
a

* Vựng trn a b trớ i nhiu v vựng ch ỏp mng KTK mỏy bay
Vựng trn a b trớ i nhiu trờn bn c gii hn bi khong
cỏch an ton t ng tin duyờn v vũng cung cú bỏn kớnh 300 Km (c ly
trinh sỏt ln nht bng thit b ca i nhiu R-934U cỏc thit b vụ tuyn
in t trờn mỏy bay TCT cú cao bay trung bỡnh c ly tm nhỡn thng)
v hng lónh th ca ta.

Giới hạn vùng
chế áp phía truớc

Giới hạn
vùng chế áp
phía sau

R
2,4
R
2R

1
n=
Rn

R

20

=2

Km

00

Km

Rn
=
30
0
K
m
Giới hạn
chon vị trí
đài nhiễu

Hỡnh 5. Gii hn vựng ch ỏp mng i iu khin trờn khụng - mỏy bay
20


Nếu đài nhiễu cần che phủ, bảo vệ các mục tiêu nằm trong vùng chế áp
này thì cần triển khai đài nhiễu gần mục tiêu cần bảo vệ. Trên hình 5 minh hoạ
vùng trận địa bố trí đài nhiễu, giới hạn vùng chế áp.
Vùng chế áp được giới hạn bởi các đường giới hạn phía trước và phía sau.
Đường giới hạn phía sau của vùng chế áp được xác định bởi cự ly tầm nhìn thẳng
là các cung tròn có bán kính 120 Km khi máy bay bay thấp, bán kính 200 Km khi
máy bay trên độ cao trung bình và lớn (trên 1000 m) với tâm là vị trí đài điều
khiển trên không về phía lãnh thổ của ta.

Vùng giới hạn phía trước của vùng chế áp là vòng cung có bán kính 2,4 R
(R là khoảng cách đài ĐKTK- đài nhiễu, vị trí đài ĐKTK được xác định là tâm
vùng hoạt động bay của máy bay điều khiển trên không). Tâm của vòng cung
này là điểm nằm trên đường nối tâm vùng trận địa triển khai đài nhiễu và vị trí
đài ĐKTK cách đài điều khiển khoảng cách 2D.
Ví dụ 3.
Xác định cự ly tầm nhìn thẳng, cự ly chế áp thông tin không quân trong
mạng “đài dẫn đường tiền duyên - máy bay” sử dụng điện đài AN/VRC - 126
có anten cần 3 m khi cự ly liên lạc Ds = 120 km, máy bay bay trên độ cao 2000
m với tốc độ 1200 km/h. Các tham số của điện đài: P = 20 W, G = 1.
Giả sử rằng đài nhiễu được lựa chọn là R - 934U có tham số Pn = 1000 W,
hệ số khuếch đại anten loga Gn = 5,6 (khi sử dụng anten đĩa Gn = 1,8), độ cao
anten đài nhiễu hn = 16 m.
Dạng tín hiệu được sử dụng là thoại điều biên, KCA = 2,5. Từ đó tính
được:
a

Pn .Gn
1000.5,6

 10,6.
P.G.KCA
20.1.2,5

Cự ly tầm nhìn thẳng:
Dnt  3,57.( hn  hs )  3,57.( 16  2000)  174 (km).

Đường kính vùng không chế áp:
2 RKCA  V.

td
 1200.60 / 14400  5
14400

Km .

Khoảng cách lớn nhất từ đài DĐTD đến đài nhiễu:

21


a2  1 5 10,62  1
R  RKCA .
 .
 26,3
a
2 10,6

Km .

Mức độ dịch chuyển tâm vùng không chế áp x về phía hậu cứ của đối
phương được xác định bởi biểu thức:
x 

R
R
5
 KCA 
 0,23
a 1

a
2.10,6
2

Km.

Cự ly chế áp (khoảng cách đến đài nhiễu mà tại đó đảm bảo hiệu quả chế
áp):
DCA = R – RKCA + x = 26,3 – 2,5 + 0,23 = 24 (Km).
KẾT LUẬN
Bài giảng đã trình bày các kiến thức cơ bản về tương quan năng lượng khi
chế áp các đường thông tin vô tuyến
HƯỚNG DẪN NGHIÊN CỨU
1. Nghiên cứu chi tiết chương 4 giáo trình “Tác chiến điện tử và các hệ
thống thông tin”, NXB Quân đội nhân dân, 2017.
2. Đọc trước chương 5 trong giáo trình trên.
Ngày 10 tháng 8 năm 2020
NGƯỜI BIÊN SOẠN

22