Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động khống chế dải động đầu vào máy thu đài radar điều khiển hỏa lực thế hệ mới

Bài viết này trình bày các kết quả khảo sát, đánh giá hiệu quả của việc khống chế dải động tín hiệu vào máy thu quan sát (MTQS) đài radar điều khiển hỏa lực (ĐKHL) thế hệ mới khi thay đổi cấu trúc tín hiệu và công suất máy phát.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu đề xuất giải pháp tự động khống chế dải động đầu vào máy thu đài radar điều khiển hỏa lực thế hệ mới Nghiên cứu khoa học công nghệ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG KHỐNG CHẾ DẢI ĐỘNG ĐẦU VÀO MÁY THU ĐÀI RADAR ĐIỀU KHIỂN HỎA LỰC THẾ HỆ MỚI Vũ Hỏa Tiễn1, Trần Ngọc Quý2, Lê Văn Sâm3* Tóm tắt: Trong bài báo đã công bố [1], các tác giả đã đề xuất nghiên cứu một hệ tự động điều khiển thu - phát khép kín có tác dụng khống chế dải động đầu vào máy thu quan sát. Bài báo này trình bày các kết quả khảo sát, đánh giá hiệu quả của việc khống chế dải động tín hiệu vào máy thu quan sát (MTQS) đài radar điều khiển hỏa lực (ĐKHL) thế hệ mới khi thay đổi cấu trúc tín hiệu và công suất máy phát. Trên cơ sở phân tích các kết quả nhận được, các tác giả sẽ đề xuất lựa chọn những tham số và đặc trưng cơ bản cần tác động, để tự động khống chế dải động máy thu trong điều kiện mục tiêu thay đổi cự ly bay trong dải rộng. Từ những lựa chọn đó xác định bài toán xây dựng luật điều khiển cấu trúc tín hiệu và công suất máy phát. Kết quả công bố trong bài báo có ý nghĩa quan trọng trong quá trình hình thành hệ thống tự động điều khiển hệ thu-phát khép kín như đã đề xuất ở [1]. Từ khóa: Radar điều khiển hỏa lực; Bộ điều khiển máy phát; Dải động máy thu; Công suất phát; Cấu trúc tín hiệu. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong công trình [1] tác giả đã đề xuất mô hình tự động thu - phát khép kín như hình 1 (trong đó: ABT- Tự động phát hiện; KĐCT- Khuếch đại cao tần; KĐTT- Khuếch đại trung tần; R- Cự ly; V- Tốc độ; SGTH- Suy giảm tín hiệu). Máy Đồng bộ Bộ F(R;S/N) S/N ABT Lọc số phát Tín ĐK Luật hiệu ĐK ĐK R Hiện APY Mục tiêu fns1 hình KĐCT Trộn KĐTT Trộn KĐTT Lọc Trộn KĐTT 1 1 2 2 R -V 3 3 8dB fns2 PPY Bộ fns3 SGTH 18dB Xung chọn R 24dB Hình 1. Cấu trúc hệ tự động điều khiển thu – phát quan sát mục tiêu. Căn cứ vào những kết quả đã khảo sát trong [1] đối với các đặc trưng dải động D(Rmt), đặc trưng khuếch đại K(Rmt), biểu thức xác định công suất (Ppx) tín hiệu phản xạ từ mục tiêu theo cự ly mục tiêu, giá trị cho trước của tỷ số S/N (hay biên độ Sra), ta có cơ sở để khống chế dải động máy thu đến mức, khi trong hệ thống chỉ cần duy trì duy nhất các mạch APY (tự động điều chỉnh khuếch đại). Vấn đề đặt ra trong bài báo này là để khống chế dải động D(Rmt) đầu vào máy thu, ta cần tác động vào đâu và điều khiển những tham số nào trong hệ thống máy phát, để có được hiệu quả tốt nhất. Những tham số có thể sẽ cho ta hiệu ứng thu hẹp dải động D(Rmt) khi cự ly mục tiêu Rmt giảm dần chỉ có thể là tham số quyết định tới cấu trúc tín hiệu như: độ rộng xung x; chu kỳ lặp lại T0; số lượng xung trong chùm np, và công suất đỉnh xung Ppx. Phương pháp đánh giá theo tham số, để lựa chọn cho mục đích điều khiển là phương pháp mô hình hóa toán học theo cách xác định tỉ số tín/tạp (S/N) ở đầu ra máy thu quan sát Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 49, 06 - 2017 9  Tên lửa & Thiết bị bay (MTQS) [3]: Ppx G 2  2  x GMTQS nP S (4 )3 R 4 L (1)     N ra KTFn GMTQS Trong đó: Ppx - Công suất đỉnh xung dò đầu ra máy phát; G – Hệ số khuếch đại anten phát/thu;  - Bước sóng;  - Diện tích PXHD của mục tiêu; x – Độ rộng xung phát; GMTQS – Tổng hệ số khuếch đại MTQS; K – Hằng số Bozman; T - Nhiệt độ tạp âm; Fn – Hệ số tạp âm MTQS; R - Quy luật thay đổi cự ly của mục tiêu; nP - Số xung được tích lũy, sao cho đảm bảo tỉ số S/N đạt và vượt ngưỡng cho trước. Mức độ ổn định dải động D(Rmt) được đánh giá dựa trên nguyên lý thay đổi cự ly mục tiêu và các tham số trong biểu thức (1) liên quan tới cấu trúc và năng lượng tín hiệu phát ra không gian sao cho Sra của tín hiệu đầu ra MTQS, kết quả (1), hầu như không đổi, tức là bằng một giá trị cho trước. Nếu coi mức tạp âm trung bình N là không đổi, ta có: PpxG2 2 Sra   xGMTQS nP (2) (4 )3 R4 L Ta cần tìm quy luật điều khiển tham số cấu trúc và công suất tín hiệu hình thành trong máy phát bảo đảm cho công suất tín hiệu phản xạ từ mục tiêu chỉ thay đổi trong dải mà APY của máy thu có thể điều chỉnh, trong khi cự ly mục tiêu thay đổi trong toàn dải cự ly phát hiện theo tính năng của radar. Để thực hiện nghiên cứu giải pháp được đề xuất, bài báo này tiến hành các khảo sát trên cơ sở đài radar ĐKHL 30H6E. 2. KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI DẢI ĐỘNG ĐẦU VÀO MÁY THU THEO CÁC THAM SỐ CƠ BẢN Theo nguyên lý radar, ta có biểu thức tính dải động (3) và năng lượng tín hiệu đầu vào MTQS Svào (4) như sau [3, 4, 5]:  S max  D  20log  vaomin  (3) ...