Dựng nước - Giữ nước
Tin tức: Chung tay-góp sức cho quansuvn.net ngày càng phát triển
 
*
Chào Khách. Bạn có thể đăng nhập hoặc đăng ký. 05 Tháng Bảy, 2020, 12:17:33 am


Đăng nhập với Tên truy nhập, Mật khẩu và thời gian tự động thoát


Trang: « 1 2 3 4 5 6 7 8 9 »   Xuống
  In  
Tác giả Chủ đề: Chiến tranh điện tử  (Đọc 1898 lần)
0 Thành viên và 1 Khách đang xem chủ đề.
Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 24010


« Trả lời #20 vào lúc: 13 Tháng Ba, 2020, 02:55:55 am »

             
RA-ĐA — CON MẮT THẦN KỲ

        I/ RA-ĐA VÀ MỤC TIỀU

        Ngày nay, ra-đa được sử dụng rộng rãi trong quân đội và giữ một vai trò quan trọng trong chiến tranh hiện đại.

        Sự ra đời của ra-đa dẫn tới một bước ngoặt trong chiến thuật. Bản thân ra-đa không bắn rơi máy bay, không đánh đắm tàu, cũng không tiêu diệt sinh lực hay phương tiện kỹ thuật của địch, nhưng nó có khả năng phối hợp hầu như với tất cả các loại vũ khí, tạo nên những khả năng hoàn toàn mới mẻ và bất ngờ.

        Trong chiến tranh thế giới làn thứ hai, bộ máy chỉ huy hải quân của phát xít Đức đã thừa nhận rằng, ra-đa đã làm cho tàu ngầm từ địa vị kẻ đi săn trở thành con mồi bị săn: 785 tàu trong số 1.174 tàu ngầm đã bị đánh đắm.

        Khi phát xít Đức sử dụng bom bay FAU-1, ra-đa đã phát huy tác dụng và làm tăng hiệu quả của vũ khí phòng không. Từ 16 đến 30-8-1944, quân Đức đã phóng 1.080 quả bom, nhưng đã bị bắn rơi 540, và bị không quân tiêu diệt 144 bởi vũ khí có ra-đa hướng dẫn và ngòi nổ vô tuyến. Số lượng đạn cần thiết để hạ một máy bay từ 600 - 700 viên đã giảm xuống 100 -- 120 viên.

        Chức năng ra-đa là phát hiện và đo khoảng cách vật thể bằng sóng vô tuyến, và tên ra-đa, do hải quân Mỹ đặt ra từ đại chiến thế giới lần thứ hai, tuy không đủ nghĩa lắm, nhưng ngày nay đã trở thành một thuật ngữ thông dụng.

        Ai cũng biết khi ở gần núi, nếu hét to một tiếng thì sau đó ít lâu sẽ nghe thấy tiếng vang vọng lại. Sau khi nghe thấy tiếng vọng, có thể suy ra rằng trước mặt có một vật chắn nào đó, mặc dù có thể không nhìn thấy nó. Đối với sóng vô tuyến cũng vậy, khi gặp các vật cản trên đường đi của sóng, sóng cũng vọng lại. Vật cản càng ở xa nguồn phát thì sóng vọng lại càng lâu. Dựa vào sóng vọng lại có thể phát hiện ra sự có mặt của các vật thể chung quanh, xác định được hướng của chúng và cự ly tới chúng.

        Ý đồ xây dựng các đài ra-đa do nhà vậy lý Nga A.A. Pô-pốp nêu ra đầu tiên. Năm 1897, trong khi tiến hành các thí nghiệm liên lạc vô tuyến giữa hai con tàu « Châu Âu» và «Châu Phi», ông nhận thấy liên lạc bỗng nhiên bị đứt khi chiếc tàu tuần dương hạm «Trung úy I-lin » đi xen vào giữa. Sau khi chiếc tuần dương hạm di qua, liên lạc lại được nối lại.

        Vì sao máy thu đặt trên tàu « Châu Phi» không nhận được sóng vô tuyến từ tàu « Châu Âu» phát ra? Ông cho rằng, sóng vô tuyến đã bị chiếc tuần dương hạm phản xạ trở lại và nêu lên khả năng dùng hiện tượng này để phát hiện và xác định vị trí các vật trong đêm tối, trong sương mù...

        Nhưng phải đợi gần bốn chục năm sau, loài người mới chế tạo được ra-da. Ra-đa cảnh giới xuất hiện ở Anh năm 1935. Cũng năm đó, Pháp cho đặt trên chiếc tàu vượt biển «Noóc-măng-đi» một đài ra-đa sóng đề-xi- mét để phát hiện các núi băng đang trôi. Ra-đa dã chiến dầu tiên của Liên Xô ra đời năm 1938 mang tên « RUX-1».

        Trong chiến tranh thế giới lần thứ hai, ra-đa được phát triển mạnh và là một lĩnh vực nồi bật trong cuộc chiến tranh vô tuyến điện tử giữa các nước tham chiến. Ngay từ đầu năm 1940, ở Anh đã có khoảng 250.000 người làm việc trong lĩnh vực này. Đến giai đoạn cuối chiến tranh, riêng Mỹ mỗi tháng cũng đã chi 100 triệu đô la vào việc thiết kế, sản xuất các đài ra-đa mới và các thiết bị chống nhiễu cho ra-đa.

        Ngày nay, ra-đa đã được áp dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau, thực hiện nhiều nhiệm vụ rất khác nhau. Ta thường nghe tên các loại ra- đa theo nhiệm vụ của nó: ra-đa thời tiết, ra-đa cảnh giới, ra-đa dẫn dường, ra-đa phát hiện và chỉ thị mục tiêu, ra-đa ngắm bắn, ra-đa bảo vệ đuôi, ra-đa nhận biết « địch — ta»... Trên tàu biển có thể có đến 30 - 35 ra-đa các loại, trên máy bay ném bom có đến l0 ra-đa khác nhau.

        Đã có ra-đa phát hiện mục tiêu ở cự ly xa đến 5.000 - 6.000 km, nhưng cũng có ra-đa chỉ có cự ly công tác khoảng vài ki-lô-mét. Có ra-đa chỉ riêng ăng-ten đã nặng 200 tấn, nhưng cũng có ra-đa chỉ nặng vài ba ki- lô-gam. Có ra-đa chi riêng chóp chống gió cho ăng-ten có đường kính 43 mét (bằng tòa nhà 15 tầng), nhưng cũng có ra-đa kích thước chỉ vài chục xăng-ti-mét, thậm chí có loại cầm gọn trong lòng bàn tay.

        Hình 26 là đài ra-đa phát hiện tên lửa vượt đại châu, xây dựng ở Vec-tơ-pho (Mỹ). Công suất máy phát khoảng 2 mê-ga-oát. Mặt phản xạ pa-ra-bôn của ăng-ten có đường kính 25,6 m, đặt trên một trụ bê tông cốt thép cao 30 mét.

        Mỹ dùng ra-đa cảnh giới mặt đất AN/PPS-5 trang bị cho bộ binh, nặng toàn bộ khoảng 43 kg, một người thao tác. Tầm hoạt động từ 50 m đến 10 km. Về sau, Mỹ đã đưa vào chiến trường loại ra-đa nhẹ hơn như AN/FPS-11, nặng có 4,5 kg, trang bị xuống tận tiểu đội bộ binh, ra- đa xách tay, nó chỉ phát hiện được xe cộ ở cự ly 1 km.

(xem hình 26 phía dưới)
« Sửa lần cuối: 22 Tháng Sáu, 2020, 09:37:10 pm gửi bởi Giangtvx » Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 24010


« Trả lời #21 vào lúc: 13 Tháng Ba, 2020, 02:59:45 am »

  
        Bất cứ ra-đa nào cũng phải làm hai việc: phát hiện mục tiêu và xác định vị trí không gian của mục tiêu đó.

        Phát hiện mục tiêu, nhờ có sóng phản xạ trở về, sẽ biết được sóng đã gặp một vật ở phía trước.

        Xác định vị trí mục tiêu trong không gian phải xác định ít nhất ba tọa độ. Ra-đa thường dùng các tọa độ cự ly, phương vị và góc tà, hoặc đôi khi đo cự ly, phương vị và độ cao mục tiêu.

        Cự ly từ đài ra-đa đến mục tiêu, dựa trên giả thiết rằng sóng truyền theo đường thẳng với tốc độ không đổi.

        Vì vậy cự ly đến mục tiêu được xác định theo thời gian t cần thiết để sóng đi từ nguồn phát đến mục tiêu rồi lại trở về nguồn phát. Nếu đem thời gian đó nhân với tốc(xem tiếp trên hình 27)

        Tọa độ góc mục tiêu, dựa trên tính chất ăng-ten có khả năng bức xạ và thu năng lượng sóng điện từ theo một hướng. Tức là, ăng-ten ra-đa chỉ phát sóng điện từ chỉ về một phía với một chùm tia hẹp như chùm tia sáng của đèn pha. Máy thu sẽ ghi nhận được tín hiệu vọng về khi phản xạ từ mục tiêu đang nằm ở hướng đó.

        Trong một số đài ra-đa, để xác định tọa độ góc, người ta đo sự thay đổi hiệu pha của tín hiệu phản xạ khi thu tại hai điểm khác nhau trong không gian cách nhau một khoảng cách nào đó.

        Tốc độ mục tiêu, dựa trên hiệu ứng đốp-le. Hãy xem một đầu tàu hỏa kéo còi chạy qua. Khi tàu đang đến gần, ta cảm thấy như tiếng còi cao hơn lên (tần số tăng lên). Khi tàu đi xa dần, tiếng còi lại trầm xuống (tần số giảm đi). Như vậy, sự chuyển động của con tàu đã làm cho người ở vị trí cố định dưới đất thấy sự thay đồi tần số của tiếng còi. Đó là hiện tượng chung cho tất cả các dao động ở mọi tần số. Nếu biết lượng thay đồi tần số sẽ dễ dàng tính được tốc độ mục tiêu:

        v= - [(ft - fp).C]/2fp = (Fđ.C)/2fp

        fp Tần số tín hiệu đài ra-đa phát đi.

        ft Tần số tín hiệu phản xạ từ mục tiêu trở về, và đài ra-đa thu được.

        c. Vận tốc truyền sóng điện từ.

        Fđ. Tần số đốp-le.

        Phân loại ra-đa, thường căn cứ vào phương pháp nhận tín hiệu từ mục tiêu: ra-đa chủ động, ra-đa chủ động có trả lời chủ động, ra-đa nửa chủ động và ra-đa thụ động.

        Ra-đa chủ động: Để nhận được tin tức mục tiêu, ra- đa phải chủ động phát sóng điện từ về phía mục tiêu để thu tín hiệu phản xạ trở về. Nếu ra-đa không phát sóng thì không nhận được tín hiệu mục tiêu. Nó dựa trên nguyên lý lợi dụng tính chất bức xạ thứ cấp (phản xạ) sóng điện từ của các vật thể.

        Thành phần chủ yếu của ra-đa gồm máy phát với ăng- ten phát, máy thu với ăng-ten thu, và thiết bị chỉ thị. Máy phát và máy thu nằm ở cùng một vị trí.

        Máy phát phát sóng điện từ và qua ăng-ten bức xạ ra ngoài (gọi là tín hiệu thăm dò). Sóng điện từ truyền lan trong không gian, khi gặp mục tiêu sẽ phản xạ trở lại.

(xem hình 28 phía dưới)

        Ăng-ten thu khi bắt được tín hiệu phản xạ, sẽ đưa vào máy thu.
« Sửa lần cuối: 22 Tháng Sáu, 2020, 09:41:38 pm gửi bởi Giangtvx » Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 24010


« Trả lời #22 vào lúc: 13 Tháng Ba, 2020, 03:08:44 am »

   
        Máy thu, được thiết kế sao cho bảo đảm được khả năng xử lý tín hiệu nhận được tốt nhất. Tín hiệu sau khi được khuếch dại, được đưa sang thiết bị đầu ra. Thiết bị đầu ra biến đổi tín hiệu dao động điện thành tín hiệu âm thanh hay hình ảnh ánh sáng để con người nhận biết được (gọi là bộ chỉ thị), hoặc sang tín hiệu nào đó bảo đảm công tác cho các thiết bị tự động.

        Ra-đa chủ động có trả lời chủ động, nhận tín hiệu từ mục tiêu về bằng cách chủ động phát sóng điện từ về phía mục tiêu. Khi mục tiêu nhận được tín hiệu «hỏi» này sẽ chủ động phát một tín hiệu «trả lời » lại. Như vậy, trong hệ thống ra-đa, đòi hỏi phải có «máy trả lời» đặt trên mục tiêu. Máy trả lời là thiết bị gồm máy thu có ăng-ten thu và máy phát có ăng-ten phát.

        Máy phát ra-đa phát tín hiệu « hỏi » vào không gian. Khi ăng-ten thu của máy trả lời bắt được, tín hiệu đưa sang máy thu khuếch đại đủ lớn và đưa sang khởi động máy phát. Dưới tác dụng của tín hiệu này, máy phát của máy trả lời sẽ phát tín hiệu trả lời qua ăng-ten phát. Ăng-ten thu của ra-da bắt được tín hiệu đó đưa vào máy thu, khuếch dại lên và đưa sang thiết bị đầu ra. Quá trình phát hiện và xác định tọa độ mục tiêu đều tiến hành theo tín hiệu trả lời.

        Dùng loại ra-đa này, cần phải cỏ «máy trả lời® đặt trên mục tiêu, nên thường dùng dề phát hiện và xác định tọa dộ của các đối tượng của bên có ra-đa, chủ yếu là đối với những vật có kích thước bé, hoặc để xác định « địch — ta».

        Trong hệ thống vô tuyến nhận biết «địch — ta», máy phát ra-đa thường không phát đi những tín hiệu đơn giản mà phát đi những tín hiệu mã rất phức tạp. Do đó, trên máy trả lời phải có bộ giải mã. Chỉ khi phân tích tín hiệu đúng với mã quy định mới có tín hiệu đưa sang khởi động máy phát, phát tín hiệu trả lời.

(xem hình 29 phía dưới)

        Đôi khi người ta dùng trả lời thụ động. Khi đó, trên mục tiêu phải đặt vật có điện tích phản xạ hiệu dụng lớn. Tín hiệu phản xạ được khuếch đại nhiều lần.

        Ra-đa nửa chủ động: Nguyên tắc hoạt động giống như ra-đa chủ động. Điều khác cơ bân lả máy thu và máy phát đặt ở hai vị trí xa nhau và do đó tín hiệu thu được phụ thuộc vào nguồn phát.

        Máy phát ra-đa sẽ phát tin hiệu thăm dò vào không gian. Khi gặp mục tiêu, tín hiệu bức xạ thứ cấp về mọi phía, và máy thu đặt ở một nơi khác sẽ bắt được tín hiệu đó.

        Ra-đa nửa chủ động thường được sử dụng trong hệ thống điều khiển tên lửa tự dẫn nửa chủ động. Máy phát có công suất lớn được đặt trên mặt đất, trên tàu biển hoặc trên máy bay mang tên lửa. Nhờ các thiết bị tính toán và giữ chuẩn, tên lửa được điều khiển đến mục tiêu.

(xem hình 30 phía dưới)      
« Sửa lần cuối: 22 Tháng Sáu, 2020, 09:45:54 pm gửi bởi Giangtvx » Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 24010


« Trả lời #23 vào lúc: 13 Tháng Ba, 2020, 03:10:29 am »

       
        Ra-đa thụ động: Nhận tin tức do năng lượng của chính mục tiêu bức xạ ra. Năng lượng đó có thể là âm tần, ánh sáng, nhiệt, hoặc sóng vô tuyến do các phương tiện kỹ thuật bức xạ ra khi công tác. Loại ra-đa này không cần máy phát. Trong thành phần của ra-đa chỉ có máy thu với ăng-ten thu và thiết bị đầu ra.

(xem hình 31 phía dưới)

        Ra-đa thụ động có ưu điểm nổi bật là bí mật hoàn toàn, nhưng trong nhiều trường hợp nguồn bức xạ có công suất rất bé, do đó đòi hỏi phải thiết kế và sản xuất những máy thu có độ nhạy đặc biệt cao.

        Bức xạ vô tuyến do nhiệt, người ta đã xác định được rằng, đối với mọi vật thể có nhiệt độ cao hơn độ không tuyệt đối (—273°K) đều bức xạ sóng điện từ ở dải sổng hồng ngoại đến xăng-ti-mét.

        Cường độ bức xạ sóng điện từ này phụ thuộc sự tăng nhiệt độ vật thể và phụ thuộc khả năng bức xạ của vật

        Công suất bức xạ nhiệt rất bé, công suất do mặt đất bức xạ trong dải sóng xăng-ti-mét chỉ bằng 10-11 oát.

        Vì các vật đều cùng bức xạ, nên trong không gian luôn luôn tồn tại năng lượng sóng điện từ. Do đó, các vật thể không những tự bức xạ mà còn phản xạ sóng điện từ khi chúng tới vật. Công suất phản xạ phụ thuộc vào khả năng phản xạ (bức xạ thứ cấp) của vật.

        Như vậy, nếu ta thu bức xạ nhiệt của một vật thì ta sẽ thu được năng lượng sóng điện từ tổng cộng do chính vật đó phát đi và do nó phản xạ năng lượng của không gian ngoài. Năng lượng tổng cộng đó khác nhau đối với mỗi vật khác nhau. Dựa vào đó, người ta xây dựng các đài ra-đa thụ động quan sát mặt đất bằng cách thu bức xạ vô tuyến do nhiệt của bề mặt mặt đất, mặt biển và của các vật ở trên bề mặt đó nữa.

        Trên màn hiện sóng đài ra-đa thụ động, tín hiệu của các vật có bức xạ tổng cộng lớn hơn sẽ sáng hơn so với các vật có bức xạ tổng cộng bé hơn. Điều đó cho phép ta phân biệt các vật với nhau khi trinh sát chúng qua giá trị của bức xạ tổng cộng của chúng.

        Nếu hướng ăng-ten tới các vật đó, thì có thể phát hiện được chúng theo độ sáng, độ mịn của ảnh trên màn hiện sóng. Bức xạ tổng cộng của mặt đất lớn hơn mặt nước khi có cùng nhiệt độ tuyệt đối. Và thế cũng đủ để ra-đa thụ động phân biệt đất và nước.

        Người ta còn thấy rằng, sự khác nhau trong năng lượng bức xạ tổng cộng của các vật ở cạnh nhau như nhà và khí quyền quanh nhà, đất khô và đất ướt, đất ướt và mui ô tô...

        Tuy nhiên, khả năng ra-đa phát hiện và phân biệt các vật thể không những phụ thuộc vào giá trị bức xạ tổng cộng, mà còn phụ thuộc rất nhiều vào tham số của ăng-ten như: độ rộng sơ đồ định hướng và góc nghiêng của sơ đồ đó đối với đường nằm ngang của vật thể, tính phân cực của ăng-ten... Góc nghiêng của sơ đồ định hướng và dạng phân cực của ăng-ten được chọn cho từng trường hợp cụ thể.

        Để phân biệt đường băng sân bay với cây xanh chung quanh, phải đặt sơ đồ cánh sóng có góc nghiêng bé và ăng-ten có phân cực ngang. Khi đó, năng lượng nhiệt của đường băng giảm đi rất nhiều, đường băng dường như bị «lạnh » đi trong nền cây xanh vẫn «nóng » đối với bất kỳ loại phân cực nào. Ngược lại, để phát hiện máy bay trên đường băng, lại phải dùng ăng-ten có phân cực đứng, kim loại có bức xạ yếu với bất cứ sóng phân cực nào, trong khi đường băng bức xạ rất mạnh sóng điện từ phân cực đứng.

        Phát hiện thác nước trong rừng, trên máy bay phải đặt ăng-ten phân cực ngang có góc nghiêng trong giới hạn 30 độ.
« Sửa lần cuối: 22 Tháng Sáu, 2020, 09:47:14 pm gửi bởi Giangtvx » Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 24010


« Trả lời #24 vào lúc: 13 Tháng Ba, 2020, 03:11:08 am »

 
        Từ lâu, các nước đã chú ý phát triển các ra-đa thụ động, nhất là các ra-đa quan sát mặt đất với màn hiện sóng toàn cảnh.

        Để quan sát được địa hình, ăng-ten ra-đa thụ động quay chung quanh trục thẳng đứng với tốc độ không đổi. Tia quét màn hiện sóng nhìn vòng cũng quét đồng bộ với ăng-ten. Trên màn hiện sóng, sẽ xuất hiện hình ảnh, độ sáng của mỗi điểm trên màn phụ thuộc vào cường độ tín hiệu bức xạ từ từng phần của địa hình. Nhờ tính chất lưu ảnh của màn hiện sóng, hình ảnh nhận được sẽ được giữ lại trong thời gian nào đó tạo nên bức tranh của địa hình mà máy bay đang bay trên đó. Bức tranh này thường gọi là bản đồ ra-đa.

(xem hình 32 phía dưới)  

        Mỹ đã chế tạo những mẫu ra-đa thụ động thí nghiệm làm việc ở các bước sóng 0,8; 1,25; 1,8 và 3 xăng-ti- mét, đã được thí nghiệm trên các khí cầu của hải quân, trên máy bay vận tải và trên máy bay trực thăng. Ra- đa thụ động làm việc ở bước sóng 1,25 xăng-ti-mét phân biệt rất rõ ranh giới giữa đất và nước, thậm chí ngay cả khi máy bay bay ở độ cao 1.800 m trong sương mù rất dày. Các ra-đa khác phát hiện ra đường đi của tàu thủy, vì nhiệt độ của dòng nước do chân vịt xáo trộn cao hơn nhiệt độ nước biển một chút.

        Mỹ cũng đã trang bị cho quân đội các khí tài nhìn đêm, trong đó có các thiết bị hồng ngoại thụ động nhìn phía trước (FLIR). Một trong những FLIR ấy là máy AN/AAD-4 trang bị cho máy bay vũ trang AC.119. Máy này có thể nhìn mục tiêu trong góc 25 - 30 độ, và theo dõi mục tiêu trong góc 5,75 - 7,5 độ.

        Các loại FLIR có ký hiệu AN/AAS-26 và AN/AAS- 28A, người lái đã phát hiện được trạm chứa dầu cách xa 9km, máy phát điện cách xa 13 km.

        Trên thực tế, tồn tại rất nhiều nguồn bức xạ ngoài ý định đối phương. Các động cơ máy bay, tên lửa khi làm việc thường phụt ra dòng khí có nhiệt độ cao. Đó là nguồn bức xạ năng lượng hồng ngoại lớn. Khi tên lửa tăng tốc hoặc khi cho nổ các vũ khí hạt nhân, khí quyển bị i-ông hóa, bị rung động cũng làm xuất hiện sóng điện từ (nhất là ở dải sóng khoảng 30 ki-lô-héc). Các máy nổ, động cơ xe khi làm việc, các nến điện đánh lửa cũng phát ra xung điện. Tất cả những hiệu ứng đó đều cho phép phát hiện ra chúng, nếu có ra-đa thụ động phù hợp.
« Sửa lần cuối: 22 Tháng Sáu, 2020, 09:48:26 pm gửi bởi Giangtvx » Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 24010


« Trả lời #25 vào lúc: 13 Tháng Ba, 2020, 03:12:26 am »

   
        II/ NHẬN BIẾT, TẦM XA VÀ GIÁN CÁCH

        Ra-đa là một lĩnh vực khoa học kỹ thuật trẻ mới phát triển mạnh từ đại chiến thế giới thứ hai. Ra-da ngày càng hoàn thiện. «Đôi mắt thần» của con người ngày càng tinh, càng tốt hơn. Theo đó, ra-đa cũng trở nên phức tạp hơn, tinh vi hơn, kết cấu ra-đa càng rắc rối hơn. Nhưng, nguyên lý hoạt động cơ bản của ra-đa vẫn đơn giản như khi nó mới ra đời. Chúng ta xem xét cấu trúc của hai loại đài ra-đa với hai dạng tín hiệu cơ sở nhất, tổng quát mọi loại ra-đa hiện có, nhằm tìm hiểu hoạt động của ra-đa trong bối cảnh chiến tranh điện tử.

        Nhớ lại điều đã biết là, muốn đo khoảng cách từ chỗ mình đứng đến vách núi, hãy hướng về phía đó và nói to lên một tiếng. Cùng lúc đó, bắt đầu bấm đồng hồ giây và đợi tiếng vọng trở lại. Khi nghe tiếng vọng, bấm đồng hồ ghi lại thời gian sóng âm đi và về. Biết tốc độ lan truyền sóng âm là 340 m/gy, dễ dàng tính được khoảng cách đó. Thí dụ, thời gian từ khi nói đến khi nghe tiếng vọng về là 6 giây, nghĩa là tiếng nói đã di được quãng đường 340 m X 6 = 2.040 m. Đấy là quãng đường sóng đi từ chỗ đứng đến vách núi và trở về, ta có khoảng cách cân xác định là 2.040 m: 2 — 1.020 m. Đó, chính là nguyên tắc hoạt động của loại ra-đa thứ nhất — ra-đa chủ động.

        Ra-đa xung:

        Máy phát ra-đa phát sóng điện từ vào không gian trong một khoảng thời gian ngắn rồi «nghỉ» để đợi tín hiệu vọng trở về. Quá trình cứ thế tiếp tục mãi, «phát» rồi «nghỉ»; «phát» rồi «nghỉ» làm việc như vậy gọi là chế độ xung và do đó ra-đa gọi là ra-đa xung.

        Những ra-đa đầu tiên của thế giới là ra-đa xung. Hầu hết các ra-đa trong thời gian đại chiến thế giới lần thứ hai là ra-đa xung. Và cho đến ngày nay, một số lượng lớn các đài ra-đa thế giới vẫn là ra-đa xung. Vì là, do khả năng dễ phân biệt tín hiệu phát đi và tín hiệu phản xạ về.

        Ra-đa xung, có máy phát với ăng-ten phát, máy thu với ăng-ten và bộ chỉ thị ghi nhận thời điểm phát xung đi và thời điểm nhận xung phản xạ về và báo cho biết khoảng thời gian đó. Về sau, người ta thấy rằng hai ăng-ten thu và phát luôn luôn làm việc không trùng nhau theo thời gian, nên chỉ cần dùng một ăng-ten để vừa phát sóng thăm dò đi, vừa thu sóng vọng lại. Tất nhiên, lúc đó phải thêm thiết bị nối ăng-ten với máy phát khi máy phát làm việc, còn khi máy phát «nghỉ» thì phải nối ăng-ten với máy thu. Thiết bị đó là bộ chuyển mạch thu — phát. Sơ đồ khối đơn giản nhất của ra-đa xung có dạng sau:

        Thiết bị đồng bộ giống như bộ não của ra-đa, phối hợp nhịp nhàng hoạt động toàn bộ khí tài theo thời gian.

        Thiết bị đồng bộ đưa tín hiệu vào kích máy phát, tạo ra xung dao động cao tần. Tín hiệu này đồng thời đưa vào thiết bị đầu ra để ghi nhận thời điểm phát (giống như bấm cho chạy đồng hồ giây), xung cao tần qua bộ chuyển mạch thu — phát đưa sang ăng-ten để bức xạ vào không gian.

        Sau khi xung thăm dò kết thúc, chuyển mạch thu —  phát sẽ tự động nối ăng-ten với máy thu. Bắt đầu quá trình thu tín hiệu phản xạ.

        Tín hiệu phản xạ từ mục tiêu bị ăng-ten «bắt» được, đi qua chuyển mạch thu — phát vào máy thu.

        Trong máy thu, tín hiệu cao tần được khuếch đại, và biến đổi để đưa sang bộ chiỉ thị, báo cho trắc thủ biết cự ly và các tọa độ góc của mục tiêu.

        Ra-đa xung đơn giản có nhược điểm là nhận tất cả tín hiệu phản xạ mà không phân biệt được vật di động với những vật đứng yên, trong khi đó tín hiệu phản xạ từ mục tiêu về thường có công suất bé, gây khó khăn rất nhiều cho việc phát hiện mục tiêu. Do đó, cần có một loại ra-đa chỉ chọn các mục tiêu di động.

(xem hình 33 phía dưới)  
« Sửa lần cuối: 22 Tháng Sáu, 2020, 09:49:41 pm gửi bởi Giangtvx » Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 24010


« Trả lời #26 vào lúc: 13 Tháng Ba, 2020, 03:14:04 am »

    
        Ra-đa đốp-le:

        Ra-đa này là ứng dụng hiệu ứng đốp-le. Máy phát sẽ phát sóng điện từ liên tục không ngừng, đó là loại ra-đa bức xạ liên tục.

        Máy phát làm việc liên tục, nên hầu như không có khả năng dùng một ăng-ten để vừa phát vừa thu như trong trường hợp ra-đa xung, nên nó đòi hỏi phải có hai ăng-ten riêng: ăng-ten bức xạ sóng điện từ và ăng-ten thu sóng phản xạ, chúng bố trí sao cho ảnh hưởng giữa chúng giảm đến mức nhỏ nhất.

(xem hình 34 phía dưới)      

        Giả thử, máy phát tạo ra sóng điện từ tần số fp, còn tín hiệu phản xạ từ mục tiêu có tần số ft, sau khi khuếch đại, biến đổi, được đưa vào bộ trừ tần số.

        Trong bộ trừ tần số, tần số tín hiệu thu ft được so sánh với tần số phát fp. Nếu tín hiệu phản xạ từ mục tiêu đứng yên, tần số ft bằng tần số fp, và tín hiệu lối ra bộ so sánh tần số bằng không (0). Nếu tín hiệu phản xạ từ mục tiêu di động thì tần số ft khác tần số fp, ở lối ra, khi ấy bộ trừ tần số có tín hiệu với tần số Fd = ft - fp.

        Biết được giá trị Fd ta dễ dàng xác định được tốc độ mục tiêu tương đối với đài ra-đa. Như vậy, ra-đa đốp-le bức xạ liên tục chi thị cho biết có mục tiêu di động cùng với góc phương vị và tốc độ của Trên thực tế, ra-đa bức xạ liên tục không thể khử hết tín hiệu địa vật bởi vì bản thân chúng vẫn có giá tri tốc độ tượng trưng nào đó, thí dụ:

        Rừng thưa (khi có gió tốc độ 36 km/giờ): ± 0,006 m/gy.

        Rừng rậm (khi cỏ gió tốc độ 36km/giờ): ± 0,3m/gy.

        Mặt biển có sóng: ± 1 m/gy.

        Mây, mưa   : ± 2,3 m/gy.

        Hơn nữa, diện tích phản xạ hiệu dụng của chúng lớn hơn của mục tiêu rất nhiều, nên cường độ tín hiệu phản xạ của chúng rất lớn. Vì thế, mỗi ra-đa đều có giới hạn tốc độ nhỏ nhất của mục tiêu, bảo đảm phát hiện được mục tiêu trên nền nhiễu.

        Phương pháp ra-đa liên tục được nghiên cứu trước phương pháp xung, nhưng chậm phát triển, vì trước đây kỹ thuật vô tuyến điện tử chưa giải quyết được những khó khăn xoay quanh vấn đề phân biệt tín hiệu thu và tín hiệu phát khi hai tín hiệu này luôn luôn đi vào máy thu, trong đó tín hiệu phát lại thường có công suất lớn. Thêm vào đó, ngoài tín hiệu có ích, máy phát còn tạo ra cả tạp gây nhiễu vào máy thu, làm cho quá trình tách tín hiệu phản xạ từ mục tiêu thêm phức tạp.

        Phương pháp bức xạ liên tục cũng có những nhược điểm của nó, chỉ dùng để phát hiện những mục tiêu di động, mà trong thực tế có nhiều mục tiêu đứng yên hay di động với tốc độ chậm; nó không thể xác định được khoảng cách đến mục tiêu cũng như số lượng mục tiêu trong tõp. Do đó, nếu áp dụng vào mọi lĩnh vực thì ra-đa hiệu ứng đốp-le còn nhiều hạn chế. Nó thường được sử dụng trong các ngòi nổ vô tuyến, trong các thiết bị dẫn tên lửa...

        Hiện nay, người ta vẫn chế tạo các loại đài ra-đa xung hoặc bức xạ liên tục đơn giản như trên, đồng thời đang ra sức khắc phục những nhược điểm của mỗi loại, và bổ sung cho ra-đa nhiều đặc tính giá trị, nhất là nâng cao tính chóng nhiễu cho ra-đa.
« Sửa lần cuối: 22 Tháng Sáu, 2020, 09:51:03 pm gửi bởi Giangtvx » Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 24010


« Trả lời #27 vào lúc: 14 Tháng Ba, 2020, 04:49:31 pm »

        
        Thiết bị chỉ thị trong ra-đa :

        Dùng để báo cho con người biết sự xuất hiện mục tiêu và tọa độ của nó qua thiết bị chỉ thị. Thiết bị chỉ thị là khâu trung gian nối ra-đa với con người. Các đặc trưng và tính chất của thiết bị chỉ thị ảnh hưởng lớn đến khả năng phát hiện mục tiêu, nhất là trong điều kiện chiến tranh điện tử. Màn hiện sóng là loại thiết bị chỉ thị phổ biến nhất hiện nay.

        Phụ thuộc vào số lượng tọa độ mục tiêu được xác định theo màn hiện sóng, người ta chia ra màn hiện sóng một tọa độ, hai tọa độ và ba tọa độ. Ở một vài nước, ký hiệu màn hiện sóng bằng các chữ A, B, C,... phụ thuộc vào tọa độ và cấu trúc của hệ tọa độ trên màn.

        Màn hiện sóng một tọa độ, thường dùng để xác định cự ly đến mục tiêu. Loại này, dùng nguyên tắc chi thị mục tiêu bằng dấu sóng theo biên độ. Theo nguyên tắc này, trên đường quét (thang đo) sẽ xuất hiện những chỗ nhô lên khi có tín hiệu phản xạ từ mục tiêu về.

        Màn hiện sóng loại A đơn giản nhất, giống như màn dao động ký điện tử. Tia điện tử quét từ trái sang phải và được khởi động cùng một lúc với xung thăm dò, nghĩa là khi bắt đầu gửi xung đi thì bắt đầu quét tia điện tử. Xung phản xạ về được đưa lên màn hiện sóng và dễ dàng đo được cự ly đến mục tiêu.

        Màn hiện sóng loại J khác màn hiện sóng loại A ở chỗ thang đo không đặt ở giữa màn mà đặt cong theo chu vi hình tròn ống phóng tia điện tử. Nhờ vậy, độ chính xác khi xác định cự ly mục tiêu có khả năng tăng lên.

(xem hình 35 phía dưới)
        
        Màn hiện sóng hai tọa độ, cho phép xác định đồng thời hai tọa độ của mục tiêu và cho ta một cảm giác rõ ràng hơn về vị trí mục tiêu trong không gian.

        Loại này, dùng nguyên tắc chỉ thị mục tiêu băng dấu sáng theo độ sáng.

        Màn hiện sóng hai tọa độ được sử dụng rộng rãi nhất là màn hiện sóng nhìn vòng, còn gọi là màn loại p, xác định phương vị và cự ly của bất cứ mục tiêu nào xuất hiện từ bất cứ hướng nào. Loại màn này, thường dùng trong các ra-đa quan sát, chỉ thị mục tiêu hoặc dẫn đường.

(xem hình 36 phía dưới)      

        Đường quét của màn đồng bộ với sự phát của cánh sóng ăng-ten. Do đó, khi xuất hiện dấu sáng mục tiêu, ta có thể lập tức xác định hướng của mục tiêu theo hướng chuàn (hướng Bắc chẳng hạn), và cự ly của mục tiêu theo độ dài của bán kính nối từ tâm đén dấu sáng mục tiêu trên màn hiện sóng.
« Sửa lần cuối: 22 Tháng Sáu, 2020, 09:55:57 pm gửi bởi Giangtvx » Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 24010


« Trả lời #28 vào lúc: 14 Tháng Ba, 2020, 06:37:51 pm »

  
        Nếu đài ra-đa không quan sát cả không gian 360 độ mà chỉ sục sạo mục tiêu trong một góc quạt nào đó thì có thể làm màn hiện sóng ở góc quạt đó thôi. Thí dụ màn hiện sóng lệch tâm chỉ thị mục tiêu trong phương vị từ 0 đến 180 độ (H. 37a); màn hiện sóng góc quạt chỉ thị mục tiêu trong phương vị từ 0 đến 30 độ, với cự ly từ 10 đến 50 km (H. 37h).

(xem hình 37 phía dưới)      

        Màn hiện sóng cự ly— phương vị, khi chuyển sang tọa độ vuông góc, gọi là màn hiện sóng loại B. Màn hiện sóng cự ly — góc tà, gọi là màn điện sóng loại E. Trên màn hiện sóng loại E, thường vẽ các đường đẳng cao, theo đó, có thể xác định ngay được độ cao mục tiêu.

        Trong hệ tọa độ vuông góc, có thể xây dựng màn chỉ thị phương vị — góc tà, màn hiện sóng loại C; hoặc độ lệch của mục tiêu khỏi đường ngắm theo phương vị và góc tà, màn hiện sóng loại E.

        Màn hiện sóng ba tọa độ, dùng ở những nơi phải hạn chế số người trong kíp trắc thủ ra-đa, như trên máy bay, người lái đồng thời là trắc thủ ra-đa. Người ta chỉ thị cả 3 tọa độ mục tiêu trên một màn hiện sóng hai chiều. Thường tọa độ thứ ba được biểu thị bằng các dấu đặc biệt, màn hiện sóng loại H. Thí dụ, trên màn hiện sóng phương vị — góc tà, cự ly mục tiêu được biểu diễn bằng độ dài của hai cánh (H.39a); hoặc trên màn hiện sóng cự ly — phương vị, góc tà mục tiêu được biểu diễn tương đối so với đường trục máy bay (H. 39 b).

(xem hình 38 phía dưới)

        Cự ly hoạt động của ra-đa:

        Mỗi loại ra-đa có cự ly hoạt động khác nhau, muốn đạt được cự ly ấy phải giải quyết một loạt các yếu tố kỹ thuật. Mối liên quan đó thể hiện trong công thức cự ly lớn nhất sau đây :

(xem hình  bảng công thức phía dưới)
       
« Sửa lần cuối: 22 Tháng Sáu, 2020, 10:00:00 pm gửi bởi Giangtvx » Logged

Giangtvx
Thượng tá
*
Bài viết: 24010


« Trả lời #29 vào lúc: 14 Tháng Ba, 2020, 06:45:34 pm »

        
        Khi nhiệm vụ chiến thuật xác định cần tăng cự ly hoạt động của ra-đa thì có thể tăng công suất bức xạ p, tăng hệ số khuếch đại của ăng-ten G, hoặc giảm công suất cực tiểu Pmin.

(xem hình 39 phía dưới)

Tăng Công suất bức xạ p cũng như nâng cao độ nhạy máy thu Pmin, cũng không tăng cự ly cực đại lên được nhiều, vì:

(xem công thức 1 phía dưới)

Thí dụ, để tăng cự ly cực đại lên 2 lần, cần phải tăng công suất P, hoặc nâng độ nhạy của máy thu Pmin lên 16 lần.

        Nếu nhằm tiết kiệm năng lượng tiêu thụ của ra-đa, người ta thường tăng độ nhạy máy thu, tức giảm công suất Pmin cần thiết để đài ra-đa hoạt động bình thường. Nhưng nếu nhằm tăng tính chống nhiễu của ra-đa thì tăng công suất bức xạ P. Lúc đó, đối phương muốn gây nhiễu được ra-đa, phải tăng công suất máy nhiễu.

        Nếu cố định tần số λ, cự ly hoạt động của ra-đa sẽ tăng lên nhiều khi tăng kích thước của ăng-ten, vì như vậy, sẽ tăng được hệ số khuếch đại của ăng-ten G, tín hiệu được khuếch đại khi phát đi và khi thu về, và sẽ tận dụng kết quả tăng đó hai lần, và cự ly cực đại sẽ tăng tỷ lệ với căn bậc hai chứ không phải căn bậc bốn của hệ số khuếch đại đó:

(xem công thức 2 phía dưới)      

        Ta thấy rằng, nếu tăng bước sóng λ, thì cự ly cũng tăng lên đáng kể. Tuy nhiên, khi tăng bước sóng A, để bảo đảm giữ nguyện hệ số khuếch đại của ăng-ten G, phải tăng kích thước ăng-ten.

        Cự ly phát hiện cực đại của ra-đa còn phụ thuộc vào giá trị diện tích phản xạ hiệu dụng của mục tiêu δ. Theo công thức ta thấy rằng, thay đổi đại lượng này không ảnh hưởng nhiều đến cự ly phát hiện, vì cự ly thay đổi tỷ lệ thuận với căn bậc bốn của diện tích phản xạ hiệu dụng:

(xem công thức 3 phía dưới)    

        Giá trị δ là một đại lượng do mục tiêu quyết định. Đứng về khách quan, đó là một đại lượng luôn luôn tồn tại. Tuy nhiên đối phương luôn luôn muốn giảm đại lượng đó xuống giá trị nhỏ nhất nhằm giảm cự ly phát hiện mục tiêu của ra-đa đối phương xuống cực tiểu, và quan trọng hơn nữa, nhằm tạo điều kiện thuận lợi để dễ dàng tiến hành chống hoạt động của ra-đa.

        Dưới đây là giá trị diện tích phản xạ hiệu dụng δ trung bình của một vài loại mục tiêu :

(xem hình 40 phía dưới)

        Qua phân tích trên, nói chung, khi tăng cự ly hoạt động của ra-đa đều làm cho kết cấu của ra-đa trở nên phức tạp, cồng kềnh. Đó chính là cái giá phải trả để đạt được những tin tức quý giá. Vì lẽ đó, chọn cự ly hoạt động của ra-đa phải xuất phát từ nhiệm vụ chiến thuật mà ra-đa phải gánh vác.
« Sửa lần cuối: 22 Tháng Sáu, 2020, 10:09:07 pm gửi bởi Giangtvx » Logged

Trang: « 1 2 3 4 5 6 7 8 9 »   Lên
  In  
 
Chuyển tới:  

Powered by MySQL Powered by PHP Powered by SMF 1.1.21 | SMF © 2006-2008, Simple Machines

Valid XHTML 1.0! Valid CSS! Dilber MC Theme by HarzeM