Nghiên cứu xây dựng hệ thống radar thụ động
sử dụng tín hiệu phát thanh truyền hình tại
Việt Nam

Lương Xuân Trường

Trường Đại học Công nghệ
Luận văn Thạc sĩ ngành: Kỹ Thuật Điện tử; Mã số: 60 52 70
Người hướng dẫn: TS. Trần Minh Tuấn
Năm bảo vệ: 2011

Abstract: Giới thiệu tổng quan về radar và một số khái niệm cơ bản có liên quan tới
hoạt động của radar, cũng như cách phân loại và một số yếu tố ảnh hưởng đến hoạt
động của radar. Trình bày các cơ sở lý thuyết quan trọng liên quan đến hoạt động của
hệ thống radar bao gồm: Lý thuyết về truyền sóng trong không gian tự do, Hiệu ứng
Doppler cho truyền sóng vô tuyến điện, lý thuyết anten, đồ thị bức xạ của anten và kỹ
thuật anten có mặt phản xạ, anten parabol. Giới thiệu lịch sử và khái niệm về radar thụ
động. Trình bày về hệ thống radar thụ động hai vị trí. Hoạt động của radar thụ động
hai vị trí. Các dạng tín hiệu của nguồn phát có sẵn được nghiên cứu cho hệ thống radar
thụ động. Nghiên cứu xây dựng hệ thống radar thụ động sử dụng tín hiệu phát thanh
truyền hình tại Việt Nam. Đề xuất khả năng xây dựng hệ thống radar thụ động tại Việt
Nam trong thời gian tới.

Keywords: Kỹ thuật điện tử; Radar; Tín hiệu; Phát thanh; Truyền hình

Content
TỔNG QUAN VỀ RADAR
Giới thiệu một cách tổng quan về radar.
Radar (Radio Angle Detection and Ranging) Radar là tên viết tắt của thuật ngữ tiếng Anh chỉ
hệ thống thiết bị ra đời nhằm mục đích nhận dạng vị trí mục tiêu nhờ vào hiện tượng phản xạ
sóng điện từ.


o Ngoài ra còn phải kể đến hiện tượng phản xạ, nhiễu xạ - chúng là các yếu tố ảnh
hưởng trực tiếp tới hoạt động của radar.
- Hiệu ứng Doppler:
o Hiệu ứng Doppler là hiện tượng khi sóng từ nguồn phát khi truyền đi và phản xạ bởi
mục tiêu đang chuyển động (so với nguồn phát) thì tần số của sóng phản xạ bị thay đổi, sự
thay đổi đó được gọi là dịch tần Doppler. Dịch tần Doppler có thể làm tăng hoặc giảm tần
số sóng phản xạ so với sóng tới phụ thuộc vào góc tới của sóng, vận tốc chuyển động của
mục tiêu và tần số ban đầu của sóng được truyền đi.
o Công thức tính trường hợp tổng quát. Giải bài toán tính độ dịch tần Doppler trong kỹ
thuật radar. Trường hợp 1, mục tiêu chuyển động, đài thu đài phát đứng cố định. Trường
hợp 2, đài phát, đài thu chuyển động, mục tiêu không chuyển động.
- Lý thuyết anten:
o Đồ thị bức xạ (giản đồ) của anten.
o Anten có mặt phản xạ, anten parabol.
o Anten mảng
o Bài toán định hướng sóng đến.
- Một số lĩnh vực quan trọng khác: Siêu cao tần, xử lý số tín hiệu, kỹ thuật máy tính…
RADAR THỤ ĐỘNG
- Giới thiệu radar thụ động
o Lịch sử ra đời của những hệ thống radar thụ động đầu tiên vào những năm trong chiến
tranh thế giới lần 2.
o Khái niệm radar thụ động (passive radar) có thể hiểu một cách gần chính xác là: Radar
thụ động (Passive radar) là dạng radar phát hiện vào theo dõi mục tiêu bằng cách thu các
tín hiệu bị phản xạ bởi mục tiêu. Các nguồn phát tín hiệu là các nguồn phát xạ có sẵn trong
như tín hiệu quảng bá phát thanh truyền hình, tín hiệu của các hệ thống viễn thông.
o Dạng tiêu biểu của radar thụ động có sơ đồ như hình 1 được gọi là radar thụ động hai
vị trí (bistatic passive radar), là dạng nghiên cứu chủ yếu trong luận văn.

Hình 1: Hệ thống radar thụ động hai vị trị





(2)
o Trong vai trò nghiên cứu dạng tín hiệu, hàm AF được sử dụng để đánh giá độ phân
giải về khoảng cách và tần số của radar đối với mỗi dạng tín hiệu sử dụng. Hình 2: Biểu diễn của hàm AF đối với tín hiệu đầu vào là tín hiệu FM và DVB-T 4
o Tính chất quan trọng rút ra được khi nghiên cứu hàm AF đối với các tín hiệu sử dụng
cho hệ thống radar đó là: Khi băng thông của tín hiệu càng lớn thì độ phân giải khoảng
cách càng chính xác. Ngược lại khi thời gian kéo dài xung càng dài thì độ phân giải
Doppler càng chính xác
- Bài toán xây dựng mô hình radar thụ động
Gọi P
T
là công suất của đài phát, P
R
là công suất tín hiệu phản xạ thu được tại máy thu, R
R
,
R
T
là khoảng cách từ mục tiêu đến radar và nguồn phát, G là tăng ích anten, L
i
, F

2 2 2
3
K
(4 )
T T R B T R
s n T R
P G G F F
kT B L L



(6)
Viết lại công thức S/N trong hệ tọa độ Cực như hình 4, L được gọi là độ dài đường cơ sơ,
sử dụng biến đổi Cassini cho ta kết quả như sau:

Hình 4: Biểu diễn radar thụ động hai vị trí trong hệ tọa độ Cực
2
2 2 2 2 2
( ) cos
4
K
SNR
L
r r L




(7)
Giải phương trình 7 cho ta kết quả như hình:

[3][7]

o Bài toán:

Đài FM
Truyền hình
DVB-T
Tần số
102,7MHz
514MHz
Công
suất
20KW
10KW
Điều
chế
FM
OFDM
Băng
thông
300KHz
8MHz
Các giả thiết:
Độ lợi anten phát : 15 dB
Độ lợi anten thu : 15 dB
Diện tích phản xạ hiệu dụng RCS : 10 m
2

Hệ số truyền lan trên đường phát :1dB
Hệ số truyền lan trên đường thu : 1dB

60Km
30Km
R
T
R
R

1542Km
2

274,5Km
2

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG RADAR THỤ ĐỘNG TẠI VIỆT NAM
Xây dựng tiêu chuẩn để xây dựng một hệ thống radar thụ động sử dụng tín hiệu các nguồn
phát tín hiệu phát thanh, truyền hình. Phân tích hiện trạng phát thanh truyền hình tại Việt Nam
hiện nay và xu hướng phát triển. Đánh giá khả năng xây dựng hệ thống radar thụ động tại Việt
Nam.
- Điều kiện để một nguồn phát có thể sử dụng cho một hệ thống radar thụ động:
 Thời gian phát sóng liên tục
 Công suất đủ lớn
 Băng thông phù hợp
 Vị trí phù hợp
 Tần số nằm trong đoạn băng tần có quy hoạch phù hợp nhằm tránh can nhiễu do việc
sử dụng lại tần số trong khu vực.
- Hiện trạng phủ sóng phát thanh, truyền hình tại Việt Nam:
 Việt Nam có hệ thống phát thanh, truyền hình dày đặc với nhiều loại hình.
 Truyền hình tương tự và phát thanh FM trải đều trên 63 tỉnh thành với mật độ phủ
sóng gần 100% diện tích đất liền.
 Hệ thống truyền hình số mặt đất khá phát triển (nhà cung cấp VTC, AVG).