Nghiên cứu giải pháp tính toán quĩ đạo bay của mục tiêu cho máy tạo giả mục tiêu ra đa MP-123 trên công nghệ FPGA

Máy tạo giả trong ra đa có nhiệm vụ tạo tín hiệu mục tiêu giả có các tham số giống như mục tiêu do ra đa thu được thực tế. Thành phần trung tâm máy tạo giả là thiết bị tính toán quỹ đạo bay của mục tiêu. Nhiệm vụ chính của thiết bị này là quá trình giải các phương trình tọa độ của mục tiêu với các tham số được cập nhật tức thời.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu giải pháp tính toán quĩ đạo bay của mục tiêu cho máy tạo giả mục tiêu ra đa MP-123 trên công nghệ FPGAThông tin khoa học công nghệ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TÍNH TOÁN QUĨ ĐẠO BAY CỦA MỤC TIÊU CHO MÁY TẠO GIẢ MỤC TIÊU RA ĐA MP-123 TRÊN CÔNG NGHỆ FPGA Hà Huy Dũng1*, Cao Việt Linh1, Bùi Công Phước1, Nguyễn Văn Hữu2 Tóm tắt: Máy tạo giả trong ra đa có nhiệm vụ tạo tín hiệu mục tiêu giả có các tham số giống như mục tiêu do ra đa thu được thực tế. Thành phần trung tâm máy tạo giả là thiết bị tính toán quĩ đạo bay của mục tiêu. Nhiệm vụ chính của thiết bị này là quá trình giải các phương trình tọa độ của mục tiêu với các tham số được cập nhật tức thời. Việc cập nhật các tham số và giải nhiều phương trình đồng thời, theo thời gian thực là vấn đề chính cần giải quyết, cũng là trọng tâm được trình bày trong bài báo.Từ khóa: Máy tạo giả, Quĩ đạo, Thời gian thực, FPGA. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ1.1. Công dụng, vị trí của máy tạo giả Máy tạo giả là một thành phần của hệ thống đài ra đa hỏa lực MP-123 được sửdụng nhằm hai mục đích chính [3]: - Phục vụ công tác điều chỉnh và hiệu chỉnh máy, kiểm tra chức năng các thành phần riêng biệt của hệ thống trong trong trạng thái động mà không cần phát sóng vào không gian; - Phục vụ huấn luyện trong luyện tập hàng ngày cho các nhân viên, trắc thủ mà không cần dùng các phương tiện đảm bảo trên không, trên biển. Huấn luyện trắc thủ bắt, bám, bắn theo mục tiêu giả và đánh giá chất lượng của kết quả. Để giải quyết các nhiệm vụ trên, máy tạo giả tạo ra các tín hiệu có các tham sốgiống như xung phản xạ của mục tiêu ở một thời điểm cho trước trong không gian,với độ chính xác về các tham số tọa độ, tham số chuyển động. Các tham số tạo giảphải phù hợp với các khả năng thực tế chiến đấu của đài ra đa. Các bài thực hànhphải đảm bảo tính thực tế của mục tiêu như khả năng thay đổi quĩ đạo vận độngmục tiêu, khả năng tạo tín hiệu tên lửa do mục tiêu bắn ra, khả năng tạo các miềnnhiễu địa vật bất kỳ. Đặc điểm tín hiệu tạo giả phải đảm bảo phù hợp với các thành phần có thể đượckiểm tra, đó là các tín hiệu được điều chế theo đúng các qui luật vận động của mụctiêu và đài ra đa. Hình 1 chỉ ra vị trí đưa tín hiệu tạo giả vào hệ thống ra đa MP-123 với các thành phần khác là nguyên bản của đài ra đa. Máy tạo giả nhận các tínhiệu đồng bộ từ khối đồng bộ toàn đài đài ra đa, các tín hiệu tức thời của vị tríanten theo cả phương vị và góc tà, các tham số hiệu chỉnh cân bằng của tàu. Đây làcác tham số phục vụ tính toán đảm bảo vị trí mục tiêu được tạo ra có các sai lệchđiện phù hợp với vị trí trong không gian của nó. Tín hiệu ra của khối tạo giả có đầyđủ các thông tin như mục tiêu thực tế và được điều chế bởi trung tần 30MHz. TínTạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Ra đa, 08 - 2016 189 Kỹ thuật siêu cao tần & Ra đahiệu này được cấp tới đầu vào khuếch đại trung tần của đài ra đa nhờ chuyển mạchđiều khiển chế độ Kiểm tra/Làm việc.1.2. Giải pháp thực hiện bộ tạo giả trên MP-123 nguyên bản Để thực hiện các chức năng của mình, bộ tạo giả tạo ra các tín hiệu, có tham số(độ rộng, biên độ) của mục tiêu ở một điểm cho trước trong không gian với độchính xác cao về cự ly và đảm bảo chuyển động của mục tiêu giả theo cự ly và gócphù hợp với các điều kiện (trạng thái) và tham số chuyển động sơ bộ cho trước. Bộtạo giả tạo ra tín hiệu sai số theo các hướng (phương vị, góc tà) bằng cách điều chếbiên độ các xung mục tiêu và tên lửa theo hàm sin với tần số quét cánh sóng anten,khi đó độ sâu điều chế tỷ lệ với giá trị góc lệch của trục anten so với mục tiêu, cònpha điều chế mang tin tức về hướng lệch góc. Hình 1. Vị trí máy tạo giả trong hệ thống MP-123. Về giải pháp thực hiện, bộ tạo giả trong ra đa MP-123 được cấu thành từ 32 môđun chức năng chính thực hiện đồng thời, tuần tự các qui trình tạo ra tín hiệu củaduy nhất một mục tiêu giả. Ban đầu các tham số khởi tạo được thiết lập gồm : Vậntốc-Độ cao-Hướng bay-Quãng đường bay ngang -Cự ly nghiêng nhờ các xen-xin,chuyển mạch trên mặt máy, các giá trị lệnh khác như bổ nhào, phóng tên lửa đượccập nhật tức thời theo yêu cầu của chỉ huy. Các tín hiệu khởi tạo sau đó đượcchuyển đổi thành các tham số trong tọa độ cầu và các tham số điều chế nhờ việcgiải đồng thời, tuần tự một loạt các phương trình tọa độ[2]: - Phương trình tọa độ chiếu lên mặt phẳng ngang (X,Y): X = S.sin Qu - P cos Qu (km) (1) Y = P.sin Qu + S.cosQu (km) (2) - Phương trình phương vị-cự ly ngang (βu,d): X. cos βu - Y.sin βu = 0 (3)190 H.H. Dũng, C.V. Linh, …, “Nghiên cứu giải pháp tính toán… trên công nghệ FPGA.”Thông tin kh ...