CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ BAY HÀNG KHÔNG DÂN DỤNG 1
I) NGÀNH QUẢN LÝ BAY HÀNG KHÔNG DÂN DỤNG NÓI CHUNG VÀ SÂN BAY NỘI BÀI NÓI RIÊNG. 1
II/ CHỨC NĂNG VÀ CẤU HÌNH CỦA TRUNG TÂM ĐIỀU HÀNH BAY. 4
1/ Chức năng của Trung tâm điều hành bay: 4
2/ Cấu hình trang thiết bị của Trung tâm điều hành bay: 4
III/ Thành phần, chức năng của hệ thống giám sát : 7
A/ Trung tâm xử lý tin : 7
B/ Các trạm Radar giám sát: 8
a/ Chức năng của trạm Radar giám sát : 8
b/ Thành phần của trạm Radar giám sát: 8
IV/ Đài Rađa sơ cấp tiếp cận và thứ cấp đường dài Nội Bài: 9
1/ Sơ đồ, các tiêu chuẩn của hệ thống Radar sơ cấp tiếp cận : 9
a/ Sơ đồ cấu trúc chức năng của hệ thống Radar sơ cấp tiếp cận: 9
b/ Các tiêu chuẩn kỹ thuật của Radar sơ cấp tiếp cận: 10
2/ Sơ đồ, các tiêu chuẩn kĩ thuật của hệ thống Radar thứ cấp: 13
a/ Sơ đồ của hệ thống Radar thứ cấp: 13
b) Năng lực và các tiêu chuẩn kỹ thuật của Radar thứ cấp: 14
3/ Hệ thống xử lý tín hiệu Radar . 17
a/ Đặc điểm cơ bản của hệ thống : 17
b/ Chức năng của hệ thống xử lý: 17
c/ Khả năng hiển thị và điều khiển: 18
CHƯƠNG II: RADAR THỜI TIẾT 20
I.KHÁI NIỆM CHUNG VỀ RADAR THỜI TIẾT: 20
II.Giới thiệu chung về đài Radar thời tiết MRL-1T 28
III. Tính năng của đài Radar thời tiết MRL-1T 29
a) Tính năng chiến thuật. 30
b) Tính năng kỹ thuật. 31
V. Nguyên lý hoạt động của đài Radar thời tiết MRL-1T 33
CHƯƠNG III: HỆ THỐNG THU CỦA RADAR THỜI TIẾT 35
PHẦN I: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ THỐNG THU 35
I.Vị trí, công dụng và sơ đồ khối của thiết bị thu: 35
II.Phân loại và đặc điểm của thiết bị thu Radar : 37
1.Phân loại theo phạm vi sử dụng : 38
2.Phânloại theo bước sóng làm việc: 38
3.Phân loại theo phương pháp điều chế: 39
4.Phân loại theo mạch điện : 40
III.Các chỉ tiêu chất lượng, chủ yếu của thiết bị thu: 45
1.Độ nhạy : 45
2.Méo dạng xung: 46
3.Tính làm việc ổn định 48
4.Tính chống nhiễu: 49
5.Thời gian hồi phục: 49
Phần II: Tính năng các khối trong hệ thống thu 50
I.Tuyến đèn sóng chạy: 50
II.Phân khối khuếch đại trung tần: 50
III.Tuyến khuếch đại trung tần logarit, tạo xung chắn gốc và điều khiển nối nguồn máy thu. 52
CHƯƠNG IV: HỆ THỐNG THU TRONG ĐÀI RADAR THỜI TIẾT MRL-1T 54
I. GIỚI THIỆU CHUNG : 55
1.Công dụng: 55
2.Thành phần cấu trúc: 55
3. Tham số kỹ thuật: 56
III. Nguyên lý hoạt động : 56
IV.Khối bY-03EY2-030-092. 60
V.Bộ trộn tần EY2-245-064 60
VI.Phân phối ðyðữ-IIEY2.O31.302 60
a.Tham số kỹ thuật ðyðữ 60
b. Sơ đồ nguyên lý ðyðữ-II 60
c.Nguyên tắc hoạt động: 61
VII.Tuyến Aðữ 62
a.Tham số kỹ thuật Aðữ 62
b.Thành phần và sơ đồ chức năng: 62
c. Phân khối khuếch đại trung tần Aðữ EY2-070-143 62
d. Phân khối soát tần, bám và sục sạo EY3-235-258. 64
VIII.Phân khối kiểm tra tần số trung tần EY2.070.137 67
IX. Phân khối khuếch đại trung tầnyðữ EY2.031.285 68
1.Tham số kỹ thuật 69
2. Sơ đồ nguyên lý toàn phân khối yðữ 69
3.Các mảng thuộc phân khối máy thu 70
X. Phân khối tạo xung BAPY EY2.211.033. 72
Kết luận chung. 74
77 trang |
Chia sẻ: huong.duong | Lượt xem: 1238 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tìm hiểu về quản lý bay hàng không dân dụng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
trên màn hình hiển thị và màn hình máy tính.
- Để xác định giới hạn trên và giới hạn dưới của mây
- Để xác định cường độ mưa, độ tích nước của mây và độ nguy hiểm của việc phủ băng các máy bay.
a) Tính năng chiến thuật.
- Công suất xung Px ³ 140 km
- Cự ly quan sát cực đại 300 km.
- Độ rộng xung phát tính theo ms (1&2)
- Tần số lặp lại 300 & 600 Hz
- Độ nhạy máy thu ³ 132 db/w
- Giải động trong CĐ tuyến tính ³ 25 dB
trong CĐ logarit ³ 60 dB
- Điều chỉnh tần số dao động ³ 30 MHz
- Giải thông trung tần mức 0,7 ³ 1,5 MHz
- Vùng mù Ê 3000 m
- Độ rộng cách sóng- mức 0,7 trong mặt phẳng E&H.
- Cách sóng phụ Ê 10%
- Hệ số phản xạ ống sóng ³ 0,8
- Hệ số khuếch đại Anten 40000
- Tần số trung tần 60 ± 0,6 MHz
- Biên độ xung kích 36á38V
- Phạm vi quan sát gồm có góc tà và phương vị
- Tốc độ quay Anten theo phương vị cả bằng tay và tự động
- Tốc độ quay Anten theo tà cả bằng tay và tự động.
- Thay đổi độ suy giảm
- Số màu trên hình vẽ độ phân giải: 16
- Bước đọc, vẽ góc phương vị
- Bước đọc, vẽ góc tà
- Độ phân giải cự ly trong chế độ tự động và bằng tay.
- Sai số giữa đường quét trên màn hình hiện thị cự ly và độ cao so với Anten.
- Sai số chỉ thị góc tà và phương vị
- Sai số giữa đường quét trên màn hình hiện thị nhìn vòng so với vị trí Anten.
b) Tính năng kỹ thuật.
* Cơ sở xây dựng đài
- Radar chủ động có thu và phát.
- Radar thụ động có máy thu.
- Radar có tính năng dẫn đường có phát mã hỏi.
*Hệ thống phát
-Phát xung có chu kỳ lặp T
công suất phát xung
tần số phát.
- Phát liên tục: gồm có điều biên và điều tần.
* Hệ thống thu
Tương ứng với hệ thống phát để thu được tín hiệu phản xạ. Pmin là công suất tối thiểu mà máy thu làm việc bình thường.
V. Nguyên lý hoạt động của đài Radar thời tiết MRL-1T
Đài Radar MRL-1T hoạt động theo 2 chế độ.
- Chế độ “hiệu chỉnh”
- Chế độ “tại chỗ”
Chế độ “ hiệu chỉnh” sử dụng khi điều chỉnh thiết bị theo từng khối sau thời gian dài không hoạt động hay khi sửa chữa từng khối. Khi làm việc ở chế độ “hiệu chỉnh”, việc điều khiển hoạt động của thiết bị thực hiện trên Panel mặt trước của khối tương ứng.
Chế độ “tại chỗ” là chế độ làm việc cơ bản của đài. Trong chế độ này việc điều khiển hoạt động của đài được thực hiện trên bàn điều khiển tại chỗ và bàn điều khiển Anten.
Cơ sở hoạt động của đài là phương pháp xung định vị vô tuyến gọi tắt là xung Radar. Thiết bị phát tạo ra xung siêu cao tần, qua hệ thống ống sáng, Anten bức xạ ra không gian các xung năng lượng điện tử tần số cao. Việc bức xạ năng lượng điện từ vào không gian được thực hiện dưới dạng tia định hướng hẹp.
Nếu trên đường truyền của mình năng lượng đó gặp các đối tượng (vật thể địa hình, đặc trưng thời tiết... ) sẽ xảy ra sự phản xạ năng lượng theo nhiều phía, trong đó có hướng ngược trở lại. Các xung phản xạ cũng được chính Anten phát tiếp nhận và theo kênh dẫn sóng được dẫn vào máy thu.
Trong thiết bị thu các tín hiệu phản xạ được biến đổi thành các tín hiệu trung tần và sau đó dùng khuếch đại, tách sóng đưa đến màn hình và mạch biến đổi số.
Đài Radar MRL -1T ở chế độ “tại chỗ” sẽ hoạt động như sau:
Khi cấp nguồn từ biến tần I (biến tần môtơ) hoặc biến tần II ( biến tần tĩnh), trên thùng đài nối sợi đốt tất cả các đèn trong đài. Đài Radar MRl-1T được mở máy từ bàn điều khiển “tại chỗ” bằng cách ấn nút mở biến tần. Tiếp đến mở máy phát, máy thu, các thiết bị hiển thị và hệ thống số, mở máy tính, vào chương trình Radar MRL, đưa chương trình vào chế độ cần thiết.
Hoạt động đồng bộ của các khối được thực hiện nhờ xung đồng bộ lấy từ khối xung kích đưa đến thiết bị phát, thiết bị thu, thiết bị hiển thị và hệ thống số. Sau khi đóng cao áp, tiến hành nâng cao áp tằ mặt trước khối “ Suy giảm và kiểm tra HT-06” đến điện áp định mức.
Thiết bị phát phát đi các xung hẹp năng lượng điện từ siêu cao tần. Công suất xung bức xạ được đo bằng đồng hồ đo công suất và được kiểm tra bằng các đồng hồ có kim chỉ.
Các ống sóng được bịt kín và đặt dưới áp suất đảm bảo không đánh lửa trong kênh dẫn sóng.
Qua tuyến dẫn sóng, các xung năng lượng điện từ siêu cao tần do Manhêtron phát ra được đưa đến Anten để bức xạ vào không gian. Các tín hiệu phản xạ cũng do chính Anten đó tiếp nhận (thu) và theo tuyến dẫn sóng đưa đến thiết bị thu.
Các tín hiệu phản xạ sau khi khuếch đại và tách sóng sử dụng để hiển thị các hình ảnh tình hình thời tiết trên màn hình thiết bị hiển thị. Mặt khác tín hiệu thị tần từ đầu ra máy thu được dẫn qua hệ thống biến đổi số vẽ lên màn hình máy tính phản ảnh tình hình thời tiết vùng không gian quan sát.
Việc điều khiển quay và quét của Anten được thực hiện từ bàn điều khiển Anten. Các tín hiệu từ bàn điều khiển Anten được đưa đến hệ thống điều khiển truyền động và cấp điện áp quay động cơ chấp hành quay và quét Anten theo góc tà và góc phương vị. Các cơ cấu quay và quét gắn cùng với truyền cảm về góc phương vị và góc tà, nhờ vậy các thông tin góc từ chúng được đưa đến hệ thống biến đổi số và hệ thống làm lệch hiển thị nhìn vòng và hệ thống hiển thị cự ly-góc tà.
Chương III: hệ thống thu của radar thời tiết
Phần i: Khái niệm chung về hệ thống thu
Năm 1895 nhà bác học Nga Alêcxăngđro Stepanobich Popop đã phát kiến ra thiết bị thu. Từ đó đã mở ra cho loài người một kỷ nguyên mới sử dụng rộng rãi các thiết bị vô tuyến điện. Từ đó cho đến nay kỹ thuật vô tuyến điện đã có những bước phát triển đáng kể. Từ cái máy thông tin truyền tín hiệu đi vài trăm mét, ngày nay con người đã truyền tín hiệu đi những khoảng cách vũ trụ cực xa, giải quyết nhiều vấn đề phức tạp liên quan đến không gian và thời gian một cách nhanh chóng mà trước đây con người không giải quyết được vì thiếu phương tiện nghiên cứu.
Có thể thấy thiết bị vô tuyến điện đã giúp con người khắc phục được những khó khăn mà trước đây con người gặp phải. Tất nhiên trong thiết bị thu vô tuyến điện có rất nhiều bộ phận như thiết bị phát, thiết bị thu, thiết bị hiển thị, thiết bị âm thanh... Song thiết bị thu là một thiết bị chủ yếu và quan trọng của kỹ thuật vô tuyến.
Ngày nay khi nói đến thông tin liên lạc, đến vô tuyến truyền thanh, truyền hình, Radar, vũ trụ...không thể không nói đến máy thu. Chính vì vậy cùng với sự phát triển của kỹ thuật vô tuyến nói riêng và khoa học kỹ thuật nói chung thì thiết bị thu cũng ngày càng phát triển và dần dần được cải tiến một cách khá hoàn chỉnh.
I.Vị trí, công dụng và sơ đồ khối của thiết bị thu:
Một đài Radar muốn quan sát được mục tiêu, trước hết phải phát sóng điện từ vào trong không gian, về hướng mục tiêu, một phần sẽ phản xạ trở lại và được Anten của đài nhận lấy. Đây là tín hiệu dao động điện trường rất yếu và ta không thể thu trực tiếp tín hiệu này, do đó bộ phận máy thu ra đời. ở đây những tín hiệu rất yếu này được đưa vào màn hình hiện sóng của bộ chỉ thị trong đài Radar và do đó ta có thể xác định được toạ độ góc cũng như cự ly của mục tiêu .
Như vậy, ngoài thiết bị phát xạ sóng điện từ vào không gian, tất cả các bộ phận từ Anten thu, máy thu cho đến bộ phận chỉ thị hợp lại thành một bộ phận gọi là thiết bị thu.
Trong Radar thiết bị thu là một thiết bị quan trọng và nhất là trong khi quan sát thời tiết thiết bị thu lại càng quan trọng. Nó là một thiết bị không thể thiếu và đòi hỏi độ chính xác tương đối cao.
Thiết bị thu là tập hợp của những bộ phận dùng để thu nhận, biến đổi, khuếch đại và sử dụng năng lượng sóng điện từ do thiết bị phát hoặc do một nguồn nào đó phát ra hay do vật phản xạ tiêu cực phản xạ lại.
Từ định nghĩa ta thấy thiết bị thu có những nhiệm vụ cơ bản sau:
1.Thu nhận sóng điện từ chọn lọc từ vô số những tín hiệu nhận được đó, những tín hiệu cần thiết và có ích- những tín hiệu mang tin tức về mục tiêu mà đài Radar theo dõi.
2.Biến đổi những tín hiệu sóng điện từ thành những tín hiệu có dạng cần thiết, khuếch đại nó lên đến mức độ cần thiết để tiện sử dụng
3.Sử dụng những tín hiệu có ích ấy (sau khi đã biến đổi và khuếch đại ) để lấy ra những tin tức cần theo dõi về mục tiêu của đài Radar .ở đây ta hiểu tin tức về mục tiêu nghĩa là những số liệu về mục tiêu như: toạ độ góc (góc tà, góc phương vị ) cự ly, độ cao, số lượng, kiểu máy bay, tốc độ, mức độ nhiễu ...
Xuất phát từ những nhiệm vụ cơ bản trên, ta thấy thiết bị thu cần có những bộ phận chính sau: Anten, máy thu và thiết bị cuối cùng. Ta có thể biểu diễn thứ tự truyền tín hiệu thu theo các khối sau:
p
Anten
p
Máy thu
Thiết bị cuối cùng
*Anten: dùng để thu nhận sóng điện từ tự do và biến đổi thành năng lượng dòng điện có tần số bằng tần số mang của tín hiệu phát đi; rồi đưa đến đầu vào máy thu. Anten thường làm việc ở dải sóng nhất định trùng với dải sóng của tín hiệu phát đi. Nhưng vì nó làm việc không phải ở một tần số mà ở một dải tần số tương đối rộng nên ngoài tín hiệu cần thiết, nó còn thu nhận cả những tín hiệu khác có tần số lân cận tần số tín hiệu cần thiết, thậm chí thu nhận cả nhiễu...
*Máy thu: nhờ tính chọn lọc của các hốc và các mạch cộng hưởng của nó, sẽ chọn lọc ra từ vô số những tín hiệu mà Anten đưa đến đó, những tín hiệu có ích cần thiết. Ngoài ra máy thu cũng khuếch đại và biến đổi tín hiệu tần số mang này thành dạng thuận tiện cho thiết bị cuối cùng làm việc. Như vậy máy thu thường có những bộ khuếch đại (khuếch đại cao tần, khuếch đại tần số trung gian, khuếch đại xung thị tần ), những bộ biến tần, tách sóng ...ở đầu ra của các máy thu Radar do đó thường có tín hiệu thị tần.
*Thiết bị cuối cùng: sẽ sử dụng những tín hiệu thị tần có ích ở đầu ra máy thu. Nó biến đổi năng lượng tín hiệu đầu ra của máy thu thành dạng năng lượng khác cần thiết cho sự tiếp thu của con người hoặc máy móc ghi chép (như năng lượng quang học, cơ học, âm thanh...) để xác định những tin tức của mục tiêu mà đài Radar thường là các bộ chỉ thị hiện sóng, các máy tính, đèn báo hiệu hoặc ống nghe...
II.Phân loại và đặc điểm của thiết bị thu Radar :
Ngày nay do sự phát triển của kỹ thuật nói chung và kỹ thuật vô tuyến điện nói riêng nên máy thu được cải tiến rất nhiều. Nhưng máy thu về cơ bản vẫn có một số điểm chung như: Phạm vi sử dụng, bước sóng công tác, phương pháp điều chế, dạng mạch điện ... và nhờ đó ta có thể phân loại chúng.Đối với thiết bị thu Radar ta có thể phân loại chúng theo các đặc điểm đó như sau:
1.Phân loại theo phạm vi sử dụng :
Theo phạm vi sử dụng các Radar quân dụng có thể chia ra 2 loại chính như sau:
-Radar cảnh giới, dùng xác định mục tiêu ở xa và xác định tương đối chính xác các tham số của nó. Yêu cầu chủ yếu đối với thiết bị thu Radar loại này là độ nhạy cao để phát hiện mục tiêu ở càng xa càng tốt. Còn yêu cầu méo dạng xung (tức là độ chính xác phân biệt mục tiêu ) thì không cao lắm.
Radar dùng để dự báo thời tiết dùng để xác định và phân biệt các đám mây, mưa và các vật mốc như đồi, núi, nhà cửa ...Loại Radar này đòi hỏi độ chính xác cao.
-Radar điều khiển hoả lực dùng để xác định các tham số mục tiêu (toạ độ góc, cự ly, tốc độ... ) một cách chính xác và bám sát theo mục tiêu. Do đó loại Radar này đòi hỏi thiết bị thu phải có méo dạng xung nhỏ. Còn độ nhạy của nó lại thường không đòi hỏi chặt chẽ lắm vì cự ly hoạt động của Radar không xa lắm (50 km trở lại).
-Ngoài các loại Radar trên còn có Radar đặc biệt làm những nhiệm vụ riêng biệt người ta đề ra như Radar trinh sát điện tử,Radar dẫn đường ...
Với các Radar loại này tuỳ theo từng nhiệm vụ cụ thể người ta đề ra cho các thiết bị thu những yêu cầu cần thiết, khác nhau.
2.Phânloại theo bước sóng làm việc:
Ngày nay các loại Radar đều làm việc ở dải sóng siêu cao với tần số (60á40000)MHz ( tức là bước sóng 0.75 đến 3 cm ). Do đó theo bước sóng người ta chia ra: thiết bị thu sóng mét, sóng dm, sóng cm và sóng mm.
-Máy thu sóng mét có bước sóng từ (1á5) cm ( tức là tần số(60á 300 ) MHz). Loại này thường dùng các đèn điện tử thông thường các bộ phận làm việc ở tần số tín hiệu nhận được (cao tần) dùng các mạch cộng hưởng với tham số tập trung và dùng các phiđe bằng đường dây song hành, dây đồng trục.
-Máy thu sóng dm làm việc ở các bước sóng từ 1 đến 10 dm ( tức là tần số từ (300á 3000) MHz). Loại này nếu có bộ phận cao tần thì thường dùng đèn tháp (cho bước sóng dài hơn 3dm), đèn sóng chạy khuếch đại tham số (cho các bước sóng ngắn hơn). Mạch cộng hưởng trong những bộ phận cao tần trong thiết bị thu phiđe cao tần đều là đường dây hoặc ống đồng trục.
-Máy thu sóng cm làm việc ở các bước sóng từ ( 1á 10) cm (tức là tần số từ (3000á30000) MHz). Bộ phận cao tần của loại thiết bị này (nếu có) thường dùng loại đèn sóng chạy, khuếch đại tham số, khuếch đại lượng tử. Các mạch cộng hưởng ở cao tần là những hốc cộng hưởng các loại và phiđe là ống dẫn sóng.
-Máy thu sóng mm làm việc ở các bước sóng từ (0.75á1) cm (tức là tần số từ (30000á40000)MHz ). Nói chung loại này có kết cấu các bộ phận giống như ở máy thu sóng cm. Nhưng vì bước sóng ngắn hơn nên tất nhiên nó cũng phức tạp hơn nhiều.
3.Phân loại theo phương pháp điều chế:
Theo phương pháp điều chế dao động cao tần của tín hiệu cần nhận người ta chia thiết bị thu ra các loại sau đây:
-Máy thu Radar tín hiệu xung: Loại máy thu này các tín hiệu mà nó cần nhận là những xung cao tần có độ rộng rất nhỏ. Loại này là loại thông dụng nhất trong kỹ thuật Radar hiện nay.
-Máy thu Radar tín hiệu liên tục: Loại này dùng cho các loại Radar tầm cực xa. Tín hiệu máy thu cần nhận là các dao động cao tần đẳng biên hoặc những xung cao tần với độ rộng rất lớn. Do đó dải thông tần của các máy thu loại này rất hợp và cho ta độ nhạy rất cao.
Máy thu tín hiệu điều tần: Tín hiệu cần nhận trong máy thu loại này là các điện áp động đã bị điều chế tần số theo một quy luật nào đó. Để thu nhận và biến đổi tín hiệu, máy thu cần có tách sóng tần số mà không phải là tách sóng biên độ như ở các máy thu khác
4.Phân loại theo mạch điện :
Phân loại theo dạng mạch điện là lối phân loại thông dụng nhất và đánh giá chất lượng của máy thu. Theo lối phân loại này máy thu có các loại: Tách sóng huếch đại trực tiếp và siêu ngoại sai.
a. Máy thu kiểu tách sóng: Gồm có các phần chính: Mạch vào và bộ tách sóng theo sơ đồ sau:
Mạch vào
Thiết bị cuối cùng
Tách sóng
t
t
Tín hiệu cao tần của máy phát đã được điều chế theo quy luật nào đó được Anten thu nhận lấy và đưa đến mạch vào.
Mạch vào là một hay nhiều hốc cộng hưởng hoặc khung cộng hưởng dùng để chọn lọc theo tần số những tín hiệu cao tần cần thu và truyền nó từ Anten đến đầu vào tầng tách sóng.
Bộ tách sóng sẽ làm nhiệm vụ biến tín hiệu cao tần thành tín hiệu thấp tần (thị tần) để tiện cho thiết bị cuối cùng làm việc. Như vậy nếu tín hiệu phát đi là một dao động cao tần bị điều chế theo một quy luật nào đó thì trong máy thu tín hiệu đó sẽ bị tầng tách sóng giải điều chế ra để thu lại quy luật điều chế.
Nhưng nó cũng có những đặc điểm đáng kể về chất lượng như độ nhạy thấp (10-8w), độ chọn lọc kém vì có ít mạch cộng hưởng và không có bộ khuếch đại tần thấp (hay khuếch đại xung thị tần), nhưng độ nhạy không tăng lên là bao nhiêu. Do đó ít sử dụng trong thực tế.
b. Máy thu kiểu khuếch đại trực tiếp: Để nâng cao chất lượng máy thu hơn nữa. Khi đèn khuếch đại đã có chất lượng tốt, người ta tìm ra sơ đồ máy thu kiểu khuếch đại trực tiếp. Loại máy thu này khác với loại máy thu kiểu tách sóng là có bộ khuếch đại cao tần và có sơ đồ khối:
p
Mạch vào
Khuếch đại cao tần
Tách sóng
Khuếch đại thị tần
Thiết bị cuối cùng
t
t
t
t
Bộ khuếch đại cao tần thực chất là bộ khuếch đại cộng hưởng với các dao động hình sin. Nó có những khung cộng hưởng điều chỉnh ở tần số mang của tín hiệu cần nhận. Nhờ bộ khuếch đại cao tần tín hiệu cần thu sẽ được khuếch đại lớn hẳn lên một số lần nào đó.Do đó độ nhạy của máy thu có được tăng lên rõ rệt so với sơ đồ máy thu kiểu tách sóng. Cũng nhờ có hệ số khuếch đại cao tần mà tính chọn lọc tăng lên nhiều.
Tuy vậy độ nhạy và độ chọn lọc của loại này vẫn còn thấp nhất là độ chọn lọc. Bởi vì không thể khuếch đại tín hiệu cao tần với một độ khuếch đại rất lớn để tránh tự kích, đặc biệt là ở tần số cao.
Máy thu kiểu khuếch đại trực tiếp cũng ít được sử dụng trong thực tế. Nó thường chỉ dùng trong các Radar trinh sát sơ bộ, như Radar trinh sát hướng đặt đài của đối phương, Radar trinh sát giải tần đài của đối phương hoặc đài Radar báo hiệu trên máy bay nhằm nhắc cho phi công (người lái máy bay) biết rằng máy bay đang bị mộ tần số khác theo dõi . Nói chung những Radar này thường không đòi hỏi độ nhạy và độ chọn lọc cao lắm.
Một dạng biến thể của máy thu khuếch đại trực tiếp là máy thu siêu tái sinh. Trong máy thu kiểu siêu tái sinh, tầng tái sinh đảm bảo việc :
-Khuếch đại cao tần với phản hồi dương theo một chu kỳ nhất định
-Tách sóng lưới nhờ tính chất không đường thẳng của đặc tuyến lưới
-Khuếch đại xung thị tần
Nhờ tầng tái sinh máy thu đơn giản hơn máy thu kiểu khuếch đại trực tiếp nói trên (nếu không thể kể đến bộ phận tạo tín hiệu đưa tầng tái sinh vào trạng thái tự kích). Máy thu loại này cũng cho toạ độ nhạy, độ chọn lọc cao hơn loại máy thu nói trên.
Nhược điểm cơ bản của loại này là khả năng tự kích cao, nếu dùng trong các máy thu Radar .
a.Máy thu kiểu siêu ngoại sai:
Máy thu kiểu siêu ngoại sai ngoài các bộ phận giống như ở máy thu kiểu khuếch đại trực tiếp còn có thêm các bộ phận: trộn tần, ngoại sai và khuếch đại tần số trung gian mà ta thường gọi là khuếch đại trung gian - trung tần. Trong ba bộ phận này thì bộ trộn tần và bộ ngoại sai sẽ hợp thành bộ biến tần. Chính ở đây xảy ra hiện tượng biến tần. Và cũng chính nhờ sự biến tần mà máy thu kiểu siêu ngoại sai có được một chất lượng hơn hẳn kiểu máy thu trên
Sơ đồ:
Mạch vào
KĐCT
Trộn tần
KĐTG
Tách sóng
KĐTT
Thiết bị cuối cùng
Ngoại sai
Bộ phận cao tần
Biên tần
fNS
ftg
t
t
t
Tín hiệu cần thu do Anten nhận được sẽ được truyền qua và khuếch đại lên nhờ mạch vào và khuếch đại cao tần như ở máy thu kiểu khuếch đại trực tiếp. Ví dụ trong Radar tín hiệu điều chế xung, thì ta sẽ nhận được ở đầu ra của bộ khuếch đại cao tần những xung cao tần với tần số mang của tín hiệu cần nhận (fth). Bộ ngoại sai, thực chất là một bộ dao động liên tục, sẽ tạo ra những dao động liên tục cao tần, có tần số (fns) gần bằng tần số tín hiệu cần nhận. Như vậy là cả hai tín hiệu một của ngoại sai và một của Anten nhận được đưa đến, đều đưa đến bộ trộn tần để thực hiện quá trình biến đổi tần số mà ta gọi tắt là sự biến tần. Bộ trộn tần thực chất là một phần tử không tuyến tính. Nhờ phần tử không tuyến tính dưới tác dụng của hai tín hiệu với tần số xấp xỉ nhau, nên có hiện tượng trộn tần. Do đó ta có thể lấy ra dao động với tần số bằng giá trị tuyệt đối của hiệu hai tần số trên tần số trung gian: ftg= fth-fns và biên độ dao động biến đổi theo qui luật biến đổi biên độ của tín hiệu nhận được.
Tần số trung gian có giá trị thấp hơn rất nhiều so với tần số tín hiệu nhận được và lại là cố định nên nó tạo cho máy thu siêu ngoại sai rất nhiều ưu việt.
Có thể tạo được một bộ khuếch đại điện áp rất lớn ở tần số trung gian (105á106) nhờ bộ khuếch đại trung gian mà không bị tự kích như khuếch đại ở tần số tín hiệu nhận được. Sở dĩ như vậy là vì như ta đã biết khi tần số càng cao thì sự ghép kí sinh giữa các tầng của máy thu qua những điện dung giữa các cực, qua nguồn chung ...lại càng thêm tăng dẫn đến khả năng tự kích càng dễ. ở tần số trung gian, nhỏ hàng chục lần tần số nhận được của tín hiệu sự ghép ấy giảm đi rất nhiều và do đó có thể tăng độ khuếch đại lên rất nhiều mà không bị tự kích.
Do dải thông của mạch vào và bộ khuếch đại cao tần là rất rộng so với dải thông của máy thu, hơn nữa tần số tín hiệu lại thay đổi nên đặc trưng tần số của máy thu kiểu khuếch đại trực tiếp sẽ rất rộng, không ổn định làm cho độ chọn lọc của máy thu kém. Nhờ tần số trung gian thấp và ổn định hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại trung gian là rất lớn, nên đặc trưng tần số của máy thu và độ chọn lọc lại rất tốt.
Khi thay đổi tần số không cần thay đổi bộ phận trung tần nên đặc tuyến tần số của máy thu rất ổn định.
Tất nhiên máy thu kiểu siêu ngoại sai không thể tránh khỏi những nhược điểm vốn có do phương pháp làm việc của nó gây nên như :
-Sơ đồ phức tạp và những hậu quả kéo theo đó.
-Tồn tại những đường thu kí sinh (đường thu nhầm) như đường ảnh (khi tín hiệu nhiễu cùng tạo với dao động ngoại sai một tín hiệu có tần số bằng tần số trung gian lọt vào máy thu)
-Phải đồng thời điều chỉnh (gọi tắt là đồng chỉnh) cộng hưởng mạch vào, khuếch đại trung gian với tần số ngoại sai khi thay đổi tần số công tác.
Ngày nay nhờ sự phát triển của kỹ thuật thu nên những nhược điểm trên đã được khắc phục nhiều bằng nhiều biện pháp đặc biệt. Hơn nữa những ưu điểm trên là rất cơ bản và rất tác dụng nên máy thu siêu ngoại sai được dùng phổ biến nhất trong kỹ thuật Radar, thông tin vô tuyến.
III.Các chỉ tiêu chất lượng, chủ yếu của thiết bị thu:
Để đánh giá sự làm việc của thiết bị thu, đánh giá một cách khách quan chất lượng công tác của nó, so sánh các máy thu, các kiểu khác nhau và có sự kết luận về sự hoàn thiện cấu trúc của chúng, người ta đưa ra những chỉ tiêu chất lượng của thiết bị thu. Với máy thu Radar các chỉ tiệu chất lượng chủ yếu là: độ nhạy, méo dạng tín hiệu tính làm việc ổn định, tính chống nhiễu và thời gian hồi phục.
1.Độ nhạy :
Độ nhạy của thiết bị thu biểu thị khả năng của nó đảm bảo việc thu bình thường khi tín hiệu của máy thu phát truyền đến (hay của mục tiêu phản xạ về) chỗ Anten là rất yếu.
Độ nhạy thường được đánh giá bằng sức điện động (FA) hoặc công suất danh định (PA) nhỏ nhất của tín hiệu ở Anten mà vẫn đảm bảo thiết bị thu làm việc bình thường .
Vậy độ nhạy thường được đo bằng các đơn vị sức điện động (mv,mv) hoặc đơn vị công suất (w).
Trên đây ta nói “thiết bị thu làm việc bình thường nghĩa là muốn nói: ở thiết bị cuối cùng của nó ta vẫn có khả năng phân biệt được đâu là tín hiệu có ích, đâu là những tín hiệu khác, nhiễu hay tạp âm. ở điều kiện bình thường trong các thiết bị thu các thiết bị khác thường bị lọc bỏ ra nhờ tính chon lọc của máy thu. Do đó khi không có nhiễu thiết bị thu cần phải phân biệt tín hiệu với tạp âm bên trong và bên ngoài thiết bị gây ra.
Khi độ nhạy vẫn còn thấp nhưng mức độ của tín hiệu ở Anten bị lớn hơn mức độ tạp âm và nhiễu thì độ nhạy sẽ phụ thuộc vào độ khuếch đại của thiết bị thu. Nghĩa là độ khuếch đại càng lớn thì độ nhạy càng cao và do đó ta có thể tăng độ nhạy lên bằng cách tăng độ khuếch đại. Điều này thường xảy ra với các thiết bị thu làm việc ở các dải tần số thấp, vì lúc đó mức độ tạp âm trong và ngoài còn nhỏ.
ở những thiết bị thu làm việc ở tần số cao, mức độ tạp âm, nhất là tạp âm bên trong, lớn lên theo tần số nên thường là lớn lên đáng kể và có thể xấp xỉ với mức độ tín hiệu. Cho nên lúc này phương hướng cơ bản nhất, đúng đắn nhất để tăng độ nhạy thiết bị thu là giảm tạp âm nội bộ thiết bị thu bằng cách dùng các linh kiện ít gây tạp âm.
Ngoài ra, độ nhạy của máy thu còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như khả năng phân biệt của bộ hiển thị.
Ngày nay nhờ áp dụng những thành tựu mới của khoa học kỹ thuật mà độ nhạy của máy thu đã đạt đến mức 10-4w và cao hơn nữa.
2.Méo dạng xung:
Méo dạng xung trong các máy thu Radar là một chỉ tiêu chất lượng chủ yếu không thể thiếu được và nhiều lúc còn là quan trọng nhất trong tất cả các chỉ tiêu.
Méo dạng xung là hiện tượng tín hiệu xung thị tần ở đầu ra máy thu Radar không còn giữ nguyên dạng của đường bao xung cao tần ở đầu vào máy thu nữa.
Méo dạng xung có thể biểu diễn như sau:
Ur
tc
ty
ho
uM
0.9uM
Uro
0.1uM
Khi đầu vào máy thu tác dụng một xung cao tần có đường bao dạng chữ nhật thì qua máy thu xung này bị biến dạng (méo) đi. Xung thị tần ở đầu ra máy thu không còn là dạng chữ nhật nữa.
Nguyên nhân của méo dạng xung như sau: nếu coi các xung mà đài Radar phát đi làm những chuỗi xung cao tần có dạng đường bao chữ nhật hoàn toàn thì phổ của chúng sẽ rất rộng. Máy thu cũng như mọi mạch điện khác bao giờ cũng có một dải thông tần nhất định. Mặc dù dải thông tần này có thể rộng nhưng cũng không thể rộng bằng phổ của tín hiệu cho nên trong máy thu sẽ chỉ một số thành phần phổ được đi qua mà thôi. Việc không thu lại hết mọi thành phần phổ của tín hiệu sẽ đưa đến kết quả là xung thị tần ở đầu ra máy thu sẽ khác với đường bao xung cao tần ở đầu vào của nó.
So sánh đường bao xung cao tần đầu vào với xung thị tần đầu ra thiết bị thu ta thấy rằng méo dạng xung sinh ra những hiện tượng sau:
-Sườn trước xung thị tần không còn thẳng đứng mà hơi dốc với một thời gian thiết lập (ty) nhất định.
-Sườn sau không thẳng đứng mà hơi thoai thoải với một thời gian kéo dài (tc)nhất định.
-ở đỉnh xung chỗ tiếp giáp với sườn trước có sinh ra một bướu nhỏ với độ cao ho.
-Khi xung có độ rộng khá lớn thường đỉnh xung không cân bằng mà giảm dần với một lượng giảm xung nhất định 8%. Lượng giảm này tính bằng tỷ số giữa lượng sụt điện áp đỉnh xung (DU) với giá trị điện áp đỉnh xung lớn nhất khi không kể đến bướu đỉnh xung (Umax)
Méo đỉnh xung gây nên nhiều tác dụng đáng kể. Nó dẫn đến việc xác định sai cự ly của mục tiêu vì xung thị tần (bị lệch đi khỏi xung cao tần) đi một khoảng bằng thời gian thiết lập (ty). Sự giảm đỉnh xung làm giảm biên độ tín hiệu bướu đỉnh xung không những gây ra sự nhầm tín hiệu với bướu của nó mà còn có thể dẫn đến hiện tượng “chùn”
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- DAN256.doc