Giới thiệu về Radar - Nguyễn Hồng Quang

Viết tắt của Radio Detection And Ranging :là 1bộ cảm biến sóng vô tuyến ,nói chung(nhưng không hoàn toàn ) hoạt động ở dải tần số microwave ( 1 GHz), và là 1 bộ cảm biến cực “nhạy” . Ở đây từ “nhạy” chỉ ra rằng : bộ cảm biến phát năng lượng (sóng điện từ) vào môi trường xung quanh và thu về thông tin thông qua phân tích phản xạ trở lại. Radar có thể được hiểu như 1 cặp kết nối truyền thông chỉ trên 1 đường ,với kết nối trở về là sóng phản xạ. Bộ phận phát...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giới thiệu về Radar - Nguyễn Hồng Quang Giới thiệu về Radar Gi Nguyễn Hồng Quang ĐT6-K48 Radar Radar Radar • Viết tắt của Radio Detection And Ranging :là 1bộ cảm biến sóng vô tuyến ,nói chung(nhưng không hoàn toàn ) hoạt động ở dải tần số microwave (> 1 GHz), và là 1 bộ cảm biến cực “nhạy” . Ở đây từ “nhạy” chỉ ra rằng : bộ cảm biến phát năng lượng (sóng điện từ) vào môi trường xung quanh và thu về thông tin thông qua phân tích phản xạ trở lại. Radar Radar • Radar có thể được hiểu như 1 cặp kết nối truyền thông chỉ trên 1 đường ,với kết nối trở về là sóng phản xạ. • Bộ phận phát và thu đều được đặt cùng 1 vị trí và tín hiệu thu là tín hiệu phản xạ . Radar Radar • Chúng ta có 1 ăngten phát đẳng hướng nghĩa là nó phát đồng nhất về mọi hướng .Năng lượng phát tại 1 khoảng cách d từ máy phát ,là được trải rộng đồng nhất trên bề mặt của 1 quả cầu có bán kính là d ,với mật độ năng lượng : Radar Radar • Ăngten thực tế phát theo 1 hướng nhất định :hệ số tăng ích của ăngten (G) là thước đo tính hiệu quả của ăngten trong tập trung năng lượng phát xạ của ăngten theo 1 hướng xác định.Mật độ năng lượng sẽ là : Ăngten Radar Ăngten Send the signal (electromagnetic pulse) Receive back­scattered radiation (return signal) Hệ số phản xạ ph Forward signal Signal scatted by small particles Signal scatted by large particles Radar Radar Hệ thống Radar điển hình bao gồm :1 máy phát và thu sóng vô tuyến đặt cùng vị trí ,thường sử dụng chung 1 ăngten. Radar Radar • Sóng được phát đi và sau đó máy thu sẽ thu tín hiệu trở về. • Cường độ của tín hiệu trở về phụ thuộc vào khoảng cách tới đích và kích cỡ(điện) của nó . • Radar xác định khoảng cách tới đích nhờ vào trễ thời gian từ khi phát cho tới khi nhận được sóng phản xạ lại. Truyền trong không gian tự do Truy • Năng lượng có sẵn tại đầu ra của 1 ăngten nhận sẽ là tích số của mật độ năng lượng tại điểm đó với diện tích có ảnh hưởng của ăngten. Truyền trong không gian tự do Truy • Nếu cùng 1 ăngten sử dụng cho cả phát và thu chúng ta có thể sử dụng phương trình quan hệ giữa diện tích chịu ảnh hưởng và hệ số tăng ích. Truyền trong không gian tự do Truy • Thay thế phương trình hệ số tăng ích ăngten bằng phương trình tổn hao năng lượng trong không gian tự do Friis Radar cross-section Radar • Tạm dịch :Tiết diện của Radar. • Thay thế diện tích chịu ảnh hưởng (effective area) của ăngten nhận ,trong Radar ,tín hiệu được xác định bởi RCS. • RCS là thước đo diện tích phản xạ hoặc điện (electrical) của mục tiêu. Radar cross-section Radar • Nó có thể tỉ lệ hoặc không với kích thước vật lý của mục tiêu. • Nó thường được biểu diễn bằng m2 hoặc dBsm • Kí hiệu của RCS là : Phương trình Radar Ph • Do vậy ,tín hiệu phản xạ có thể được xác định bằng mật độ năng lượng tại mục tiêu nhân với RCS • Mật độ năng lượng tại máy thu từ tín hiệu phản xạ là: Phương trình Radar Ph • Khi nhân với vùng chịu ảnh hưởng của ăngten Radar Ta có : Phương trình tầm xa của Radar Ph • Tuỳ vào mức độ tín hiệu nhận được,chúng ta có thể xác định được phương trình cho d và tìm được khoảng cách lớn nhất mà thiết bị có thể dò được • Trong Radar thường sử dụng R - tầm xa thay thế cho d - khoảng cách. SNR(Signal Noise Ratio) SNR(Signal • Năng lượng nhiễu tại đầu vào bộ thu là : • Pn = kT B F • Trong đó : • k :hằng số Boltzmann’s • T:nhiệt độ máy thu(Nhiệt độ Kelvin) • B:Dải thông của nhiễu máy thu(có thể xem như bằng dải thông của tín hiệu) • Noise Figure F ,số hạng lớn hơn 1 so sánh với trường hợp lí tưởng =1 . • Sau đó ta có thể tính được SNR = Pr/Pn. Xung Radar(Pulse Radar) Xung • Xung Radar thông thường làm việc bằng cách phát 1 xung RF ngắn và đo thời gian trễ trở về. • Dải thông của “matched filter receiver” xấp xỉ 1/ với là độ rộng xung • cũng xác định độ phân giải tầm xa(resolution range) của Radar :