Tìm hiểu Hệ thống radar

1 BÀI TẬP Chương 1: Tổng quan hệ thống radar 1. Cho hệ thống radar xung có tần số lặp xung làm việc ở hai chế độ (1) 200 Hz và (2) 750 Hz , chu kỳ làm việc là 30% và công suất đỉnh là 5 KW. Hãy xác định: a. Cự ly làm việc tối đa của trạm radar cho hai tần số lặp xung trên b. Thời gian lặp xung tương ứng c. Công suất bức xạ trung bình của trạm radar d. Năng lượng bức xạ trong 20 ms đầu tiên 2. Một trạm radar xung bức xạ sóng cao tần với độ rộng xung là 1 µs. Hãy cho biết độ phân giải cự ly của trạm radar. a. Một trạm radar làm việc tại băng X có tần số lặp xung là 3 KHz. Hãy xác định: b. Cự ly làm việc tối đa c. Băng thông yêu cầu để đạt được độ phân giải cự ly là 30 m. d. Hệ số làm việc của trạm radar xung 3. Một trạm radar làm việc tại băng L có tần số trung tâm là 1,5 GHz và tần số lặp xung là 10 KHz. Hãy cho biết độ dịch tần Doppler tối đa của trạm radar trên. 4. Hãy xác định dịch tần Doppler của trạm radar làm việc tại bước sóng 0,1 m khi mục tiêu di chuyển với vận tốc 150 m/s và độ lệch góc theo hướng phương vị là 300 và độ lệch góc theo phương góc tà là 150 5. Một hệ thống radar xung có độ phân giải cự ly là 30 cm và tần số lặp xung là 45 KHz. Hãy xác định độ rộng xung và băng thông của trạm radar 6. Một trạm radar xung có công suất đỉnh là 500 W được thiết kế với cự ly đơn trị tối đa là 100 km và độ phân giải cự ly là 100 m. Tần số Doppler có khả năng phân biệt tối đa ứng với vận tốc 350 m/s. Hãy tính toán giá trị tối đa của độ rộng xung, tần số lặp xung và công suất trung bình của trạm radar. 7. Một trạm radar làm việc tại băng X với là tần số 9 GHz, hãy xác định kích thước góc mở anten khi hệ số khuếch đại của anten là 10 dB, 20 dB và 30 dB. 8. Một hệ thống radar xung làm việc tại băng L với tần số là 1500 MHz có hệ số khuếch đại anten là 30 dB. Hệ số làm việc của radar là 0,2 và công suất trung bình bằng 25 kW. Hãy xác định: a. Kích thước góc mở anten radar b. Mật độ công suất tại cự ly 50 km c. Cự ly làm việc tối đa của trạm radar khi diện tích phản xạ hiệu dụng là 1,0 m2; 10,0 m2 và 20,0 m2 với giả thiết tín hiệu tối thiểu radar có thể phát hiện là 5 dBm 9. Xét một trạm radar làm việc tại băng L với các tham số kỹ thuật sau: tần số làm việc là 1500 MHz, băng thông là 5 MHz, hệ số khuếch đại anten là 5000. Hãy xác định công suất đỉnh, độ rộng xung, và tín hiệu tối thiểu có thể phát hiện của trạm radar. Giả thiết diện tích phản xạ hiệu dụng radar là 10 m2, tỷ số tín hiệu trên nhiễu SNR đơn 2 xung là 15,4 dB, hệ số nhiều NF là 5 dB, nhiệt độ là 2900K và cự ly làm việc tối đa là 150 km. 10. Xét trạm radar xung có tần số lặp xung thấp làm việc tại băng C với tần số 5 000 MHz. Anten radar có góc mở tròn với bán kính 2 m. Công suất đỉnh là 1 MW và độ rộng xung là 2 µs . Tần số lặp xung là 250 Hz và nhiệt độ hiệu dụng là 6000K. Giả thiết suy hao radar là 15 dB và diện tích hiệu dụng radar RCS của mục tiêu là 10 m2. Hãy xác định: a. Cự ly đơn trị tối đa của trạm radar b. Cự ly R0 ứng với SNR = 0 dB c. Tỷ số SNR tại R = 0,75 R0 11. Một hệ thống radar sóng milimét có các thông số kỹ thuật sau: tần số làm việc f0=94 GHz, tần số lặp xung PRF= 15 KHz, độ rộng xung τ = 0,05 ms, công suất đinh Pt=10 W, hệ số nhiễu NF=5 dB, anten parabol có bán kính 0,254 m với hệ số khuếch đại G=30 dB, diện tích phản xạ hiệu dụng của mục tiêu radar RCS = 1 m2, suy hao hệ thống L=8dB, chu kỳ gian quét cánh sóng Tsc=3 s, góc không gian quan sát là 2000, suy hao truyền dần trong khí quyển là 3 dB/km. Hãy xác định: a. Bước sóng làm việc của hệ thống radar b. Độ phân giải cự ly ΔR c. Băng thông B của hệ thống radar d. Hàm xác định tỷ số SNR theo cự ly R e. Cự ly tại đó SNR = 15 dB f. Độ rộng búp sóng radar g. Tốc độ quét anten h. Thời gian chiếu xạ mục tiêu i. Cự ly làm việc tối đa của radar trong trường hợp có xét đến suy hao khí quyển 12. Một hệ thống radar phân bố gồm máy phát radar băng X và máy thu gắn trên tên lửa không-đối-không. Tên lửa chuyển động về phía mục tiêu thông qua thu tín hiệu radar phản xạ từ mục tiêu. Máy phát có các thông số kỹ thuật sau: Công suất đỉnh Pt=4 kW, hệ số khuếch đại anten Gt=25 dB, tần số làm việc fo=9,5 GHz. Tên lửa có các thông số kỹ thuật : diện tích góc mở Ar= 0,01 m2, băng thông 750 Hz, hệ số nhiễu NF=7dB, suy hao Lr=2 dB. Giả thiết diện tích phản xạ hiệu dụng của mục tiêu với hệ thống radar phân bố trên là 3 m2, mục tiêu cách trạm radar 17 km và tên lửa 35 km. Hãy tính toán tỷ số SNR tại tên lửa.