BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TÀU BIỂN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ – VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG
ĐỊNH VỊ & DẪN ĐƯỜNG HÀNG HẢI
TÊN HỌC PHẦN : ĐỊNH VỊ & DẪN ĐƯỜNG HH
MÃ HỌC PHẦN : 13230
TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
DÙNG CHO SV NGÀNH : ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
1.2. Hệ thống radar phát sóng liên tục
1.3. Radar phat xung
1.4. Phương pháp xác định góc phương vị.
1.5. Tầm quan sát không gian.
1.6. Những thông số khai thác và kỹ thuật.
50
8 8
có
Chương 2: Tầm xa của radar hàng hải
2.1. Tầm xa của radar hàng hải trong không gian tự do.
2.2 Nén xung trong radar hàng hải
2.3 Ảnh hưởng của khí quyển.
2.4 Ảnh hưởng của bề mặt biển (mặt đất).
2.5 Ảnh hưởng của sóng biển.
5 5
Chương 3: Máy phát radar
3.1 Sơ đồ khối.
3.2 Manhetron.
3.3. Mạch điều chế xung.
3.4 Thyristor và một số mạch điều chế xung.
12
12 Chương 4: Anten và các đường truyền năng lượng
12
DẪN ĐƯỜNG VỆ TINH
Chương 7: Những khái niệm chung
7.1 Nguyên lý dẫn đường bằng vô tuyến điện.
7.2 Vệ tinh nhân tạo và những đặc tính.
7.3 Hệ tọa độ tham chiếu.
7.4 Cấu hình hệ thống dẫn đường vệ tinh.
25
5
5
Chương 8: Các phương pháp xác định vị trí.
8.1. Nguyên lý chung.
8.2. chuẩn thời gian và thang đo.
8 8
Chương 9: Hệ thống dẫn đường vệ tinh GPS.
9.1 Cấu trúc và nguyên lý hoạt động.
9.2 Khâu vũ trụ.
9.3 Khâumặt đất.
9.4 Khâu thuê bao.
9.5 DGPS – dạng vi sai của GPS.
9.6 Các hệ thống dẫn đường vệ tinh khác.
8 – Những đặc điểm của máy thu radar. Đi sâu phân tích mạch đổi tần và chỉ báo dòng diode của
mạch trộn tần radar JMA 625.
9 – Hệ thống dẫn đường vệ tinh GPS. Đi sâu phân tích nguyên lý xác định điểm đo bằng phép đo
khoảng cách giả định vệ tinh – thuê bao qua phép đo thời gian lan truyền của sóng.
10 – Hệ thống dẫn đường vệ tinh vi sai. Nguyên lý hoạt động và các phương pháp gửi trị hiệu
chỉnh vi sai tromng các hệ thống hiện hành và tương lai.
II. Mục tiêu và Yêu cầu: Các bài tập lớn là những tiểu luận về một vấn đề đặt ra, giúp SV làm
quen dần với cách giải quyết những vấn đề đặt ra của đề tài, cách viết, cách phân tích, tổng hợp và
cách đưa ra những nhận xét cần thiết. Nhằm củng cố kiến thức và kỹ năng làm đồ án sau này.
III. Nội dung: Ở mỗi bài, SV phải đưa ra được hai nội dung: Phần phân tích lý thuyết và phần
phân
tích các mạch cụ thể.
IV. Hình thức đánh giá: Sinh viên bảo vệ và giáo viên đánh giá đồng thời đọc bài viết của SV.
V. Hình thức trình bày: Bài nộp có thể viết bằng tay hay chế bản vi tính, song phải đảm bảo các
yêu cầuvè kích cỡ, dạng chư dễ đọc và các tiêu chuẩn ấn loát khác. Bìa ngoài cứng theo mẫu mã
quy định TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
-o0o-
TS. TRẦN ĐỨC INH
ĐỊNH VỊ & DẪN ĐƯỜNG
1.2.1. RADAR PHÁT SÓNG LIÊN TỤC KHÔNG ĐIỀU CHẾ 4
1.3 RADAR PHÁT XUNG 5
1.4. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỌA ĐỘ GÓC 6
1.4.1. PHƯƠNG PHÁP BIÊN ĐỘ CỰC ĐẠI 6
1.4.2 PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG BIÊN ĐỘ 6
1.4.3 PHƯƠNG PHÁP PHA 7
1.5 TẦM QUAN SÁT KHÔNG GIAN 7
1.6. NHỮNG THÔNG SỐ KHAI THÁC VÀ KỸ THUẬT 7
1.6.1 CÁC THÔNG SỐ KHAI THÁC 7
1.6.2 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT 8
Chương 2: TẦM XA CỦA RADAR HÀNG HẢI 9
2.1 TẦM XA HOẠT ĐỘNG CỦA RADAR HÀNG HẢI TRONG KHÔNG GIAN
TỰ DO 9
2.2 NÉN XUNG TRONG RADAR 9
2.3 ẢNH HƯỞNG CỦA KHÍ QUYỂN 10
2.4 ẢNH HƯỞNG CỦA BỀ MẶT NƯỚC BIỂN (MẶT ĐẤT) 10
2.5 ẢNH HƯỞNG CỦA SÓNG BIỂN 11
Chương 3: MÁY PHÁT RADAR 12
3.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MÁY PHÁT RADAR 12
3.2 MANHETRON 12
3.2.1 CẤU TRÚC MANHETRON ĐỒNG BỘ 12
3.2.2. NGUYÊN LÝ TẠO VÀ DUY TRÌ DAO ĐỘNG 13
3.2.3. ĐẶC TÍNH CÔNG TÁC VÀ ĐẶC TÍNH TẢI 13
3.3. MẠCH ĐIỀU CHẾ XUNG 14
3.3.1. KHÁI NIỆM CHUNG 14
3.3.2 MẠCH ĐIỀU CHẾ XUNG DÙNG TỤ 14
3.3.3 MẠCH ĐIỀU CHẾ XUNG DÙNG ĐƯỜNG DÂY DÀI 15
3.4 THYRISTOR VÀ MẠCH ĐIỀU CHẾ XUNG DÙNG ĐƯỜNG DÂY DÀI 15
3.4.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ THYRISTOR. 15
3.4.2 THYRISTOR TRONG MỘT SỐ MẠCH ĐIỀU CHẾ XUNG RADAR 16
6.1 CHỨC NĂNG VÀ PHÂN LOẠI 27
6.2 MONITOR 27
6.3 PHƯƠNG PHÁP TẠO QUÉT “BÁN KÍNH QUAY” 27
6.3.1 PHƯƠNG PHÁP “CUỘN QUÉT QUAY” 28
6.4 PHƯƠNG PHÁP QUÉT MÀNH 29
6.5 CƠ CẤU CHỈ BÁO SỐ 30
6.6 PHƯƠNG PHÁP CHỈ BÁO KHOẢNG CÁCH 31
6.7 PHƯƠNG PHÁP CHỈ BÁO GÓC PHƯƠNG 32
6. 8 RADAR CHỈ BÁO CHUYỂN ĐỘNG THỰC 33
PHẦN II: DẪN ĐƯỜNG VỆTINH 35
Chương 7: KHÁI NIỆM CHUNG 35
7.1. NGUYÊN LÝ DẪN ĐƯỜNG VÔ TUYẾN ĐIỆN 35
7.1.1 HỆ THỐNG DẪN ĐƯỜNG MẶT ĐẤT 35
7.1.2 HỆ THỐNG DẪN ĐƯỜNG VỆ TINH 36
7.2 VỆ TINH VÀ NHỮNG ĐẶC TÍNH 36
7.2.1 VỆ TINH DẪN ĐƯỜNG 36
A. Vận tốc vũ trụ cấp I 36
B. Định luật Kepler 37
7.2.2 QŨY ĐẠO VÀ CÁC THÔNG SỐ QUỸ ĐẠO 37
7.2.3 TẦM NHÌN CỦA VỆ TINH 37
7.3 HỆ TỌA ĐỘ THAM CHIẾU 38
7.3.1 PHÂN LOẠI 38
7.4 CẤU HÌNH HỆ THỐNG DẪN ĐƯỜNG VỆ TINH 39
7.4.1 KHÂU VŨ TRỤ 40
7.4.2 KHÂU MẶT ĐẤT 40
7.4.3 KHÂU THUÊ BAO 40
Chương 8: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ 42
8.1 NGUYÊN LÝ CHUNG 42
8.1.1 PHƯƠNG PHÁP DOPPLER 42
B. Nguyên lý thu tích phân Doppler 42
9.4.1 PHÉP ĐO KHOẢNG THỜI GIAN VÀ MỨC CHÍNH XÁC 52
9.4.2 MÁY THU DẪN ĐƯỜNG VỆ TINH 52
A. Nguyên lý hoạt động của máy thu hiện đại 52
B. Anten của máy thu 52
9.5 DGPS - DẠNG VI SAI CỦA HỆ THỐNG GPS 55
9.5.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 55
9.5.2 DẪN ĐƯỜNG VI SAI TRONG HÀNG HẢI 55
9.5.4 MÁY THU DẪN ĐƯỜNG DGPS 56
9.5.5 PHIÊN BẢN MẠNG CỦA DGPS 57
9.5.6. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA DGPS 57
9.6. CÁC HỆ THỐNG DẪN ĐƯỜNG VỆ TINH KHÁC 57
9.6.1. HỆ THỐNG GLONASS 57
9.6.2 HỆ THỐNG ĐƯỜNG TOÀN CẦU GNSS 57
9.6.3 HỆ THỐNG DẪN ĐƯỜNG VỆ TINH HỖ TRỢ 58
9.6.4 CÁC HỆ THỐNG VỆ TINH CHÂU ÂU 58
1.2 HỆ THỐNG RADAR PHÁT SÓNG LIÊN TỤC
1.2.1. RADAR PHÁT SÓNG LIÊN TỤC KHÔNG ĐIỀU CHẾ
Nguyên lý hoạt động của hệ thống này dựa trên hiện tượng Doppler. Hệ thống radar này được mô
tả trong hình 1.2.
Nếu vận tốc được tính
bằng Km/h, tần số bằng Hz,
bước sóng bằng cm. Chúng ta có: 1
55,6
r
D
v
F
(1.1)
Vận tốc hướng trạm của
mục tiêu
r
v
, được tính trên cơ sở
Hình 1.3 Vận tốc hướng trạm
r
v
m
v
/ 4
D M
D F c f F
(1.3)
Thông thường dụng cụ đo tần số Doppler
D
FHình 1.5
Điều chế theo quy luật
tuyến tính: Tần số phát (nét
liền), phản xạ (nét đứt )-(a);Tần
số Doppler (b).
t
b)
D
F
T
m
t
f
1t
f
ax
M
(1.3)
1.2.2. RADAR PHÁT SÓNG LIÊN
TỤC CÓ ĐIỀU CHẾ
Hệ thống phát sóng điều chế tần
số, có thể theo quy luật hàm sin hay quy
luật tuyến tính như trên hình 1.5.
Khoảng cách đến mục tiêu trong
hệ thống được xác định:
6
S
d
,
0
(1.4)
Sai số của phép đo:
/
V
U S
(1.5)
Độ định hướng của anten được định nghĩa là góc giữa điểm (0,7) giá trị cực đại đối
với đặc tính biên độ và điểm (0,5) giá trị cực đại đối với đặc tính công suất như như được mô tả trên
hình 1.8b.
a)
0
0,7
0,5
b)
Hình 1.6N
guyên lý
ch
ỉ báo
của radar phát xung
t
(3)
t
(1)
t
(2)
(4)
1.4.3 PHƯƠNG PHÁP PHA
Để xác định tọa độ góc bằng phương pháp pha, cần dùng hai anten có độ định hướng cao đặt
cách nhau một khoảng d như trong hình 1.9b. Với góc
đủ nhỏ
sin
:
chúng ta có:
2 /
d
(1.6)
Thông qua việc đo sự lệch pha
(1.8)
Tầm xa cực tiểu còn bị giới hạn bởi “vùng chết” do điểm đặt của anten của radar gây nên.
3. Khả năng phân giải của trạm:
3a. Khả năng phân giải theo khoảng cách:
Để có thể phân biệt được hai mục tiêu khác nhau trong cơ cấu chỉ báo, điều kiện cần
và đủ là:
. / 2 . / 2
x
c c
, (1.9)
3b. Khả năng phân giải theo phương vị: Đó là góc phương vị nhỏ nhất giữa hai vật thể
kề cận khác nhau mà trạm có thể phân biệt được. Khả năng phân biệt tiềm năng theo phương vị phụ thuộc
hoàn toàn vào độ rộng và dạng của đặc tính định hướng anten trong mặt phẳng chân trời.
4. Độ chính xác của phép đo khoảng cách: Đặc trưng bởi sai số nhận được kết quả xác định khoảng
cách bằng radar.Sai số phép đo khoảng cách, cũng như tất cả các sai số của các phép đo khác có thể phân
ra theo dấu hiệu quy luật xuất hiện thành sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thống.
Hình
1.1
0
Quan sát nối tiếp
tuyến tính quanh tâm của radar.
Trong radar hàng hải người ta sử dụng dạng quan sát
liên tiếp và đây là quan sát tuyến tính quanh tâm (vòng)
như trên hình 1.10. Thời gian “rọi” mục tiêu phụ thuộc
vào độ định hướng
H
1
B
2
D
2
A
1
b)
8
4a. Sai số ngẫu nhiên: Khi chế độ công tác của trạm radar thay đổi bởi các nhân tố khác nhau
không thể tiên đoán hay đề cập trước được.
6. Tính chống nhiễu của trạm. Khả năng đảm bảo được các thông số cơ bản của trạm trong phạm vi
xác định khi có tác dụng của nhiễu. Về số lượng, tính chống nhiễu của trạm radar được đánh giá bởi tầm
xa hoạt động của trạm khi có tác động của nhiễu.
1.6.2. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Các thông số kỹ thuật của một trạm radar có thể kể ra như sau:
1. Độ dài bước sóng. Bước sóng thường dùng nhất trong các trạm radar hàng hải thuộc dải sóng cm và
mm là: 8mm; 3,2mm và 10cm.
2. Tần số lặp lại của xung thăm dò Tần số lặp lại này được chọn xuất phát từ yêu cầu xác định đơn trị
khoảng cách và sao cho chu kỳ lặp lại của các xung thăm dò lớn hơn thời gian quét thuận và quét ngược
của chùm tia ở cơ cấu chỉ báo hiển thị. Trong thực tế tần số xung lặp lại
x
F
. min 0
. . . .
R
P N m K T f
(1.12)
5. Hệ số định hướng của anten Mỗi anten đặc trưng bởi tỷ số bức xạ cực đại A
max
và bức xạ trung
bình:
ax tr.b
/ A
m
G A =
4 / .
H V
(1.13)
VẤN ĐỀ VÀ CÂU HỎI
Câu 2.1: Có những hệ thống định vị nào? Trình bày nguyên lý hoạt động của hệ thống định vị
phát sóng liên tục không điều chế?
Câu 2.2: Có những hệ thống định vị nào? Trình bày nguyên lý hoạt động của hệ thống định vị
phát sóng liên tục có điều chế?
Câu 2.3: Có những hệ thống định vị nào? Trình bày nguyên lý hoạt động của hệ thống định vị
phát xung?
Câu 2.4: Liệt kê các thông số khai thác và kỹ thuật của hệ thống Radar hàng hải và nhận xét?
9
a
S
,
,
1
,
2
,
1/
x
f
là các thông số kỹ thuật của radar.
2.2 NÉN XUNG TRONG RADAR
Để tăng tầm xa cực đại của radar, người ta sử dụng phương pháp phương pháp “dãn – nén” xung
được mô tả tron các sơ đồ và hình vẽ sau: .
f
2
f
1
f
1
X
t
b)
a)
t
Dây trễ
Đầu vào
Cửa ra
Biến đổi điện bằng piezo
Khuếch đại sửa sai
Hình
2
.3.
Sơ đồ
dây trễ siêu âm
phương sai
1
X
2
X
Hình
2
.1
H
ệ thống radar
.
Cũng cần phải nhận ra rằng, suy hao do tuyết rơi và mưa đá cũng nhỏ hơn suy hao do mưa gây
nên. Khi đó, tầm xa cực đại của trạm radar được tính bằng [1]:
*
0 ax
0,46*
ax ax
.
m
D
m m
D D e
(2.3)
Biểu thức trên là biểu thức siêu việt có thể giải bằng phương pháp đồ thị hoặc gần đúng. Hình 2.5
minh họa mối quan hệ giữa tỷ số /
max max
D D
Kết quả là, năng lượng sóng phát tới mục tiêu và năng lượng của sóng phản xạ từ mục tiêu về
trạm có thể là tổng của hai năng lượng từ hai đường khác nhau đó:
0 1 2 1 1
j
E E E E E e
(2.4)
Hình
2
.
6
Sự phản xạ năng lượng
từ bề mặt nước
1
h
2
h
D
0,4
0,3
0,2
0,1
0,02
0,01
max
max
D
D
3
.
max
D
Hình
2
.4
1 0.5
0,1
0,05
1
2
a)
b)
3
( )
/
dB Km
[cm]
0.3 1 2 3 4 10
10
5
. . . . 4 ( . )
.
m
D
x a e
max
R min
P G S h h
D e
P
(2.5)
Ngoài sự phản xạ năng lượng của sóng từ bề mặt nước, bề mặt cong của trái đất cũng rất ảnh
hưởng đến tầm xa hoạt động của radar và được minh họa trên hình 2.7. Với khí quyển chuẩn, bán kính hiệu dụng của trái đất
. 8460
eo e
R k R
km:
Ảnh hưởng của mặt biển không bằng phẳng khi có sóng gió đối phản xạ sóng điện từ và với tầm
xa hoạt động cực đại của radar có thể minh họa bằng đường cong
0
( )
D f D
trên hình 2.8 được đưa ra
từ công trình [5]. .
VẤN ĐỀ VÀ CÂU HỎI
Câu 2.1: Viết công thức xác định tầm xa cực đại của radar trong không gian tự do và nhận xét
những nhân tố ảnh hưởng đến tầm xa này.
Radar
2
h1
h
cấp 5-8
0 5 10 15 20 25
15 10 5
,
D Km
a)
1
2
3
0
[Km]
D
0 5 10 15 20 25
15 10 5
,
và năng lượng dao động được dẫn ra như trên hình 3.3A và B.
Đi
ề
u ch
ế
xung
T
ạo sóng
siêu cao
thủy tinh kín chân không cho mạch ghép cửa ra, 11- vùng
tương tác, 12- đáy katode, 13- vòng khuyên cân bằng, 14- mấu
chỉnh dung kháng, 15- màng đàn hồi kín chân không, 16 – cơ
cấu chỉnh dung kháng.
Các hốc cộng hưởng của đèn, được ghép với nhau
Hình
3
.3
Ghép từ tính giữa các hốc cộng hưởng (a) và sơ đồ tương đương (b)-(A); Cấu trúc
đường dẫn năng lượng siêu cao: Biến áp đồng trục (a); Biến áp khe (b)- (B).
A)
Lối ra
Lối ra
B)
13
3.2.2. NGUYÊN LÝ TẠO VÀ DUY TRÌ DAO ĐỘNG
Nguyên lý tạo dao động và duy trì dao động trong đèn được minh họa bằng sự hình thành các đám
mây điện tử hình sao biển và sơ đồ mạch điện tương đương như trên hình 3.4.
A,K
0 n
n
C
/ (1 2 os )[1+ ]
2c.(1-cos )
n
M
c
L
(3.2)
trong đó:
0
1/
LC
. Với hệ thống đối xứng lý tưởng có
N
hốc, ta có
/ 2
N tần số cộng hưởng khác
nhau, khi đó sự lệch pha của do động
n
=
.
3.2.3. ĐẶC TÍNH CÔNG TÁC VÀ ĐẶC TÍNH TẢI
Hì
nh
3
.
4
C
huy
ển động của điệ
n t
ử trong đ
èn manhetron (a); Đ
ám mây đi
ện tử h
ình
sao biển trong đèn (b); Sơ đồ tương đương điện của manhetron (c).
a)
Katode
Anode
Không gian
tương tác
Tia và chùm
tia điện tử
Đ
ặc tính công tác(a) v
à đ
ặc tính tải (b) của đèn manhetron đồng bộ.
1
P
2
P
3
P
1
B
2
B
3
B
4
B
1
0.60.8
0
0
0
90
0
180
0
270
+15MHZ
+10MH
+5MHz
0MHz
-
5MHz
-10MHz
-15MHz
x
,
x
-là độ rộng
của xung,
b
t
= (0,2-0,3)
x
, độ bằng phẳng đỉnh xung:
ax
/
m
U U
1 2%
.
Hình 3.8 minh họa sơ đồ khối của các mạch điếu chế xung trong radar hàng hải.
. / .
x x m
C P U
(3.4)
Trong thực tế giá trị của C được chọn trong khoảng từ một vài phần trăm đến một vài phần mười
của micro phrát (
(0, 0,00 )
N N F
. Hình
3
.
8
Sơ đồ khối
mạch điều chế xung.
Nguồn
cao áp
Ph
ần tử h
E
C
U
1
U
2
U
,
a a
U I
, ax
a m
U
a
U
a
I
x
x
T
ax
0,9
m
U
ax
m
U
f
t
b
t
t
x
U
o
0,1.
max
U
x
15
n LC
, (3.5)
ở đây,
n
- số lượng các mắt xích,
LC
- cảm kháng và dung kháng của các mắt lọc.
Trở kháng sóng của các đường dây dài được xác định:
/
DL
L C
(3.6)
Đây chính là các mắt lọc dải dưới thông với tần số giới hạn trên:
ax
1/ 2
m
f LC
(3.7)
Và
/2 .
x m
và ký hiệu của thyristor (d).
A
KG
SCR
d)
c)
A
K
G
T1
T2
a)
E
+
_
1
p
2
p
1
n
2
_
b)
+
_
1
p
2
p
1
n
2
n
E
E
+
_
1
J
2
J
3
L0
C1
C0
b)
L
C
L
C
L
C
L
C
a)
16
Nguyên lý hoạt động của dinistor và thyristor có thể tìm hiểu kỹ trong tài liệu [4] . Đặc tuyến von-
ampe của dinistor và thyristor được minh họa như hình 3.15.
Tr
Hình 3.16 Sơ đồ mạch điều chế xung dùng đường dây dài ứng
với nhiều thang đo khác nhau, dùng hai thyristor mắc nối tiếp
SCR2
SCR1
D0
D2
D1
C0
CC
CC
LL
L
L0
R
Rg
R4
R3
R2
R1
R0Hình
3
.
15
Đ
U
,1
m
U
,2
m
U
0
a
I
1
a
U
, ax
a m
P
a
I
, ax , ax
( , )
a m a m
I U
)
Với điều kiện các kích thước của cáp thoả mãn điều kiện:
( ) / 2 /
D d
, các loại cáp đồng
trục này có thể truyền được sóng ngang TEM, như hình 4.1,.
2 2
ax ax
2 . ln( / )
m m
P E d D d
(4.3)
4.1.2 ỐNG DẪN SÓNG
Trong các dải sóng cm và mm, các đường truyền năng lượng siêu cao cơ bản là các ống dẫn
sóng. Trên thực tế, các ống dẫn sóng thiết diện hình chữ nhật được sử dụng rộng rãi nhất, với các loại
(4.4)
- Bước sóng của sóng thực tế truyền trong ống dẫn sóng thường ngắn hơn so với sóng truyền
trong không gian tự do và được xác định:
2
. .
/ 1 ( / )
B g h
(4.5)
- Suy hao trong đường truyền sóng sẽ phụ thuộc vào độ dài bước sóng, kích thước ống
dẫn sóng và vật liệu của thành ống
2
2
{1 [2 .( / 2 ) / 2 ]}
1 ( / 2 )
s
c
R b a a
b a
(4.6)
- Trở kháng sóng: của không khí
c
ủa ống
d
ẫn
sóng hình
ch
ữ nhật
được kích thích sóng
10
TE
và
10
H
.
Do bước sóng tới hạn
. .
2
g h
a
, nên có thể chọn
a
sao cho các sóng bậc cao hơn không được kích thích
trong ống. Vì bước sóng công tác của đường truyền
b
- Suy hao của đường truyền đồng trục:
1 ( / )
0,172
2 log( / )
D d
D D d
(4.2)
-Công suất truyền cực đại:
18
đối xứng lại rất thuận lợi cho việc chế tạo các phần tử quay tròn trong các cơ cấu ghép nối như trong
hình 4.3. vuông, như trên hình 4.4.
Phần tử này có thể mắc song song hoặc nối tiếp với tải và đường truyền, trở kháng vào được xác định bởi
biểu thức:
2 /
vao L
Z j tg l
, (4.10)
Phụ thuộc vào độ dài
l
mà trở kháng (4.10) có thể là thuần trở, cảm kháng hay dung kháng.Vì
vậy để điều chỉnh tính chất của tổng trở (4.10) người ta có thể thay đổi kích thước của đoạn ống phối
/ 4
/ 4
a
a/2
0
2
)
b
Hình
4
.
5
Phối hợp trở kháng
trong đường truyền năng
lượng: kiểu bậc thang (a)
và kiểu hình côn (kiểu cái
nêm) (b).
a
dL
a)
. .
1.31
g h
d
(4.8)
Trong thực tế người ta thường sử dụng mối liên kết điện,
thông qua dây dẫn trong của đường truyền đồng trục như
một dipole trên thành tường rộng của ống dẫn sóng hình
Hình 4.3 Ống dẫn sóng hình trụ.
19
hợp như độ dài
l
, các cạnh a, b của đoạn ống hay thậm chí các đinh vít kim loại nhúng sâu vào đoạn
ống phối hợp như trên hình 4.6.
4.3 CHUYỂN MẠCH ANTEN
4.3.1 CHUYỂN MẠCH CÔNG TẮC
Chuyển mạch cống tắc có thể là nối tiếp hoặc song song. Sơ đồ cấu trúc và sơ đồ điện tương
đương được mô tả trên hình 4.7.
B
và
2
P
ở cửa
1
D
cách vòng xuyến một đoạn
/ 4
, như được mô tả trong hình 4.8. Máy phát được nối với cửa
1
A
, máy
thu được nối với cửa
2
B
. Tại cửa
2
D
có đặt một tải giả và ngắn mạch đầu cuối. Tuy nhiên khi phóng
điện, trở kháng của các ống phóng không hoàn toàn bằng không toàn nên có một phần năng lượng bị rò rỉ
sang mạch vòng
2
L
và suy hao tại A
2
.
2
D
2
B
2
C
Máy thu
Đi anten
Máy phát
2
P
1
B
1
C
TG
1
L
2
L
Tới ống phóng
Tới máy thu
Đi anten
a)
Hình 4.7 Chuyển mạch nối tiếp (a), song song (b) P
1,2
ống phóng chân không
Máy phát
Máy thu
P
1
(2 1) / 4
B
n
A
B
/ 4
B
/ 4
B
P
4.4 ANTEN RADAR VÀ NHỮNG ĐẶC TÍNH
4.4.1 ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA ANTEN RADAR
Do những đặc điểm công tác riêng của các trạm radar hàng hải, anten radar phải thỏa mãn những
yêu cầu riêng như sau :
- Có khả năng thu phát sóng theo góc phương vị là 360
0
.
- Độ định hướng cao và có đặc tính định hướng theo yêu cầu cả trong mặt phẳng
ngang cũng như mặt phẳng đứng.
- Dải thông tần đủ rộng.
- Các búp phụ là tối thiểu cả về biên độ lẫn số lượng.
- Độ bền vững cơ điện đảm bảo, kích thước trọng lượng và hướng cản gió là tối thiểu.
Yêu cầu quay tròn là cần thiết để quan sát trạng thái xung quanh trong vùng hoạt động
của radar. Độ định hướng của anten radar được minh họa trên hình 4.10 [13].
Anten
Hình 4.9 Chuyển mạch pha hay feryt
N
S
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
TG
( )
P
Hình
4
.1
0Đ
ồ h
ình
đ
ịnh h
ư
ớng
chuẩn của anten trong các hệ
trục tọa độ khác nhau:Tọa độ
vuông góc (a);Tọa độ cực (b).
Nét mảnh ứng với
( )
P
và nét
đậm ứng với (
dyxab
Hình 4.11 Anten loa
Copyright: Tài liệu đại học ©