Bài thuyết trình cơ bản về Radar do sinh viên cao đẳng khóa 19 Học viện hàng không thực hiện

1. SLIDESMANIA.COM
- NGUYỄN NGỌC TRANG ĐÀI
- PHAN NGỌC QUẾ ANH
- NGÔ ĐỨC HIẾU
- ĐẶNG MỸ PHƯƠNG
- TRẦN HỮU TÌNH (Nhóm trưởng)
- NGUYỄN NGỌC ĐOAN TRINH
HỆ THỐNG GIÁM SÁT
RADAR

2. SLIDESMANIA.COM
I. Sơ lược về Radar :
1.Radar là gì ? :
- Ra đa (phiên âm từ tiếng Pháp: radar) là thuật ngữ viết tắt của cụm từ Tiếng Anh
: Radio Detection and Ranging (dò tìm và định vị bằng sóng vô tuyến) .
- Đây là một hệ thống sử dụng để định vị và đo khoảng cách và lập bản đồ các vật thể
như máy bay hay mưa. Được sử dụng phổ biển trong hàng hải, hàng không và quân sự.

3. SLIDESMANIA.COM

4. SLIDESMANIA.COM
2. Lịch sử hình thành :
Những thử nghiệm
phát hiện vật thể với
sóng radio đầu tiên
được thực hiện vào
năm 1904 bởi nhà
phát minh người
Đức Christian
Hülsmeyer
1904
Ông được cấp bằng
sáng chế cho phát
minh này vào tháng
4/1904 và sau đó đã
được Hülsmeyer cải
tiến với khả năng
ước lượng khoảng
cách đến con tàu.
04/1904
Nhà phát minh
Nikola Tesla đã
đưa ra ý tưởng về
những thiết bị
giống radar.
1917
Mỹ, Đức, Pháp,
Liên Xô và đặc biệt
là Anh đã tập trung
nghiên cứu về radar
và công nghệ này
được xem là một bí
mật quân sự
1920-1930
Robert Watson Watt
, ông đã phát minh
ra một thiết bị radar
hoàn chỉnh, sử dụng
trong quân sự ,phát
minh này của ông
được cấp bằng sáng
chế.
26/2/1935

5. SLIDESMANIA.COM
3.Nguyên lý :
Ø Radar hoạt động ở tần số vô tuyến siêu cao tần, có bước sóng siêu
cực ngắn, dưới dạng xung được phát theo một tần số lập xung nhất
định. Nhờ vào ănten, sóng radar tập trung thành một luồng hẹp phát
vào trong không gian.
Ø Trong quá trình lan truyền, sóng radar gặp bất kỳ mục tiêu nào thì
nó bị phản xạ trở lại. Tín hiệu phản xạ trở lại được chuyển sang tín
hiệu điện. Nhờ biết được vận tốc sóng, thời gian sóng phản xạ trở
lại nên có thể biết được khoảng cách từ máy phát đến mục tiêu.

6. SLIDESMANIA.COM
Ø Tuy nhiên, sóng radio không truyền xa được trong môi trường
nước, do đó, dưới mặt biển, người ta không dùng được radar để
định vị mà thay vào đó là máy sonar dùng siêu âm.
Ø Sóng radio có thể dễ dàng tạo ra với cường độ thích hợp, có thể phát hiện
một lượng sóng cực nhỏ và sau đó khuếch đại vài lần. Vì thế radar thích
hợp để định vị vật ở khoảng cách xa mà các sự phản xạ khác như của âm
thanh hay của ánh sáng là quá yếu không đủ để định vị.

7. SLIDESMANIA.COM
4. Cấu tạo :
Hệ thống RADAR thường bao gồm một máy phát tạo ra tín hiệu điện từ được
phát ra không gian bằng ăng ten. Khi tín hiệu này bị chặn bởi bất kỳ đối
tượng nào, nó sẽ bị phản xạ hoặc dội lại theo nhiều hướng. Tín hiệu dội lại
hoặc phản xạ này được nhận bởi ăng ten radar đưa nó đến máy thu, nơi nó
được xử lý để xác định số liệu thống kê địa lý của vật thể.

8. SLIDESMANIA.COM
5 . Các bộ phận chính : Gồm 6 phần chính
Ø Máy phát: có thể là bộ khuếch đại công suất như Klystron, Travelling Wave Tube hoặc bộ
tạo dao động công suất như Magnetron. Tín hiệu đầu tiên được tạo ra bằng cách sử dụng bộ
tạo dạng sóng và sau đó được khuếch đại trong bộ khuếch đại công suất.
Ø Ống dẫn sóng: là đường truyền để truyền tín hiệu RADAR.
Ø Ăng-ten: được sử dụng có thể là một gương phản xạ parabol, mảng phẳng hoặc mảng pha
được điều khiển bằng điện tử.

9. SLIDESMANIA.COM
Ø Bộ song công: cho phép sử dụng ăng-ten làm máy phát hoặc máy thu. Nó có thể là một thiết
bị dạng khí sẽ tạo ra một ngắn mạch ở đầu vào tới máy thu khi máy phát hoạt động.
Ø Bộ thu: có thể là bộ thu thanh đổi tần (máy thu siêu ngoại sai) hoặc bất kỳ bộ thu nào khác
bao gồm bộ xử lý để xử lý tín hiệu và phát hiện nó.
Ø Ngưỡng quyết định: Đầu ra của máy thu được so sánh với ngưỡng để phát hiện sự hiện diện
của bất kỳ đối tượng nào. Nếu đầu ra dưới bất kỳ ngưỡng nào, sự hiện diện của nhiễu được giả
định.

10. SLIDESMANIA.COM
6 . Ứng dụng :
Thông tin được cung cấp bởi radar bao gồm khả năng mang và phạm vi ( là vị trí)
của đối tượng từ máy quét radar.
Do đó, nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, nơi mà nhu cầu định vị
như vậy là rất quan trọng.
Việc sử dụng đầu tiên của radar là cho các mục đích quân sự: xác định vị trí các
mục tiêu trên không, trên mặt đất và trên biển. Điều này đã phát triển trong lĩnh vực
dân sự thành các ứng dụng cho máy bay, tàu thủy và ô tô.

11. SLIDESMANIA.COM
Radar dẫn hướng máy bay

12. SLIDESMANIA.COM
II. Trong hàng không :
- Trong ngành hàng không , máy bay có thể được trang bị các thiết bị radar cảnh báo
máy bay hoặc các chướng ngại vật khác đang đi hoặc đến gần đường bay của chúng,
hiển thị thông tin thời tiết và đưa ra các chỉ số độ cao chính xác .
- Máy bay có thể hạ cánh trong sương mù tại các sân bay được trang bị hệ thống tiếp
cận mặt đất được hỗ trợ bởi radar, trong đó vị trí của máy bay được quan sát trên
radar tiếp cận chính xác màn hình của người điều khiển, những người này đưa ra
hướng dẫn hạ cánh bằng sóng vô tuyến cho phi công, duy trì máy bay trên một đường
tiếp cận xác định đến đường băng.

13. SLIDESMANIA.COM

14. SLIDESMANIA.COM
HỆ THỐNG RADAR GIÁM SÁT
● Hệ thống Radar là hệ thống giám sát cơ bản và quan trọng nhất của hoạt động
giám sát và điều hành bay. Nó cũng là thành phần phức tạp nhất, tinh vi nhất đòi
hỏi trình độ vận hành khai thác cao nhất.
● Trong lĩnh vực hàng không dân dụng có 2 loại hệ thống ra Radar cơ bản là :
q Radar sơ cấp
q Radar thứ cấp

15. SLIDESMANIA.COM

16. SLIDESMANIA.COM
RADAR SƠ CẤP ( PSR-PRIMARY
SURVEILANCE RADAR)
● Đối với hệ thống Radar sơ cấp: Việc giám sát máy bay chỉ phụ
thuộc vào việc phát và thu tín hiệu phản xạ từ máy bay về của hệ
thống Radar. Tức là hệ thống Radar hoàn toàn chủ động trong vấn
đề phát hiện và giám sát mục tiêu là máy bay.

17. SLIDESMANIA.COM
● Loại radar này (ngày nay được gọi là radar chính) có thể phát hiện và báo cáo vị trí của
bất kỳ thứ gì phản ánh tín hiệu vô tuyến truyền đi của nó, bao gồm tùy thuộc vào thiết kế
của nó, máy bay, chim, thời tiết và đặc điểm đất liền.
● Đối với mục đích kiểm soát không lưu đây vừa là ưu điểm vừa là nhược điểm :
+ Ưu điểm :
q Không cần phải phối hợp hoạt động, chúng chỉ phải nằm trong phạm vi phủ sóng của nó
và có thể phản xạ sóng vô tuyến .
+ Nhược điểm :
q Nó chỉ cho biết vị trí của mục tiêu, nó không xác định được chúng .
q Tầm phủ thấp, kinh phí đầu tư và khai thác cao
q Vòng đời thiết bị ngắn, xử lý tín hiệu phức tạp

18. SLIDESMANIA.COM
• Radar sơ cấp là loại radar duy nhất có sẵn, mối tương quan giữa các phản hồi
của radar riêng lẻ với các máy bay cụ thể thường đạt được bằng cách bộ điều
khiển quan sát hướng quay của máy bay.
• Radar sơ cấp vẫn được kiểm soát không lưu (ATC) ngày nay sử dụng như
một hệ thống dự phòng / bổ sung cho radar thứ cấp, mặc dù phạm vi phủ
sóng và thông tin của nó hạn chế hơn.

19. SLIDESMANIA.COM
● Radar sơ cấp phát đi một xung được điều chế sóng mang cao tần, khi gặp mục
tiêu sẽ phản xạ lại. Tín hiệu phản xạ thu được sẽ được đánh giá để xác định cự
ly và phương vị mục tiêu.
R = c * t/2
Trong đó:
c: tốc độ ánh sáng = 3*10 m/s
t: thời gian (s)
R: độ xiên (m)
GIẢI THÍCH :
+ Độ phân giải về cự ly: khả năng phát hiện và phân biệt được hai hay nhiều mục tiêu
có cùng phương vị ở cự ly khác nhau.
+ Độ phân giải về phương vị: là góc phân cách nhỏ nhất mà hai mục tiêu tương tự có
thể phân biệt được khi có cùng cự ly.

20. SLIDESMANIA.COM
Tính năng kỹ thuật của radar sơ cấp
STAR 2000S-Band SolidState
● Cự ly phát hiện mục tiêu: 60/80 NM
● Tốc độ quay an ten: 15/12 RPM
● Khả năng xử lý: 700Asterix & Aircat-500 data formats
● Có kênh thời tiết
● Tần số giải trợ
● Có khả năng phân biệt mục tiêu di động

21. SLIDESMANIA.COM
● Công suất phát: 13kW (25kW)
● Tần số: 2700 – 2900 MHz
● Tiếng ồn: 1.3dB
● Độ chính xác:
Phạm vi: 60/80 m
Phương vị: 0.15°
------Độ phân giải:
Phạm vi: 230/300m
Phương vị: 2.3°

22. SLIDESMANIA.COM
RADAR THỨ CẤP ( SSR-Secondary
Surveilance Radar)
● Radar thứ cấp là loại radar muốn phát hiện được mục tiêu phải dựa vào thiết bị phát
đáp transponder(transmitting responder) đặt trên máy bay
● Tính hiệu phát đáp mang nhiều thông tin như độ cao máy bay, mã hiệu chuyến bay
và các mã code chỉ tình huống đặc biệt.

23. SLIDESMANIA.COM
● Các mode trong radar:
Mode A: nhận biết mã hiệu chuyến bay và vị trí mục tiêu
Mode C: nhận biết tín hiệu phát đáp về độ cao và vị ttrí mục tiêu
Mode S: trao đổi thông tin dữ liệu hai chiều giữa các thiết bị phát
đáp Mode S với nhau .

24. SLIDESMANIA.COM
● Hệ thống này được sử dụng trong dân dụng với tên gọi radar giám sát
thứ cấp (SSR), hoặc ở Mỹ là hệ thống đèn hiệu radar kiểm soát không
lưu (ATCRBS), dựa trên một phần thiết bị trên máy bay được gọi là một
"bộ phát đáp ."
● Bộ phát đáp là một cặp máy thu và máy phát vô tuyến nhận trên 1030
MHz và truyền trên 1090 MHz. Bộ phát đáp của máy bay mục tiêu trả
lời tín hiệu từ bộ dò hỏi (thông thường, nhưng không nhất thiết, một
trạm mặt đất được đặt cùng với radar chính) bằng cách truyền tín hiệu trả
lời được mã hóa có chứa thông tin được yêu cầu.

25. SLIDESMANIA.COM
● SSR ngày nay có thể cung cấp nhiều thông tin chi tiết hơn, chẳng hạn như
độ cao của máy bay, cũng như cho phép trao đổi dữ liệu trực tiếp giữa các
máy bay để tránh va chạm.
● Hầu hết các hệ thống SSR dựa vào bộ phát đáp Chế độ C , báo cáo máy bay
độ cao áp suất . Độ cao áp suất độc lập với cài đặt đo độ cao của phi công,
do đó ngăn chặn việc truyền sai độ cao nếu máy đo độ cao được điều chỉnh
không chính xác.

26. SLIDESMANIA.COM
● Ngoài khả năng phát hiện mục tiêu (cự ly, phương vị) như radar sơ cấp ra
thì radar thứ cấp còn có khả năng cung cấp mã hiệu máy bay, độ cao. Từ
đó có thể tính toán quỹ đạo chuyển động (tốc độ, hướng mũi vectơ…) và
các code đặc biệt như sau:
Code 7700 báo máy bay trong tình trạng khẩn nguy
Code 7600 báo máy bay mất thông tin liên lạc VTĐ
Code 7500 báo máy bay đáng bị can thiệp bất hợp pháp

27. SLIDESMANIA.COM
Tính năng kỹ thuật của radar thứ cấp
● Tần số sóng mang hỏi 1 030 MHz 0.2MHz
● Tần số sóng mang đáp 1 090MHz 3MHz
● Phân cực cả hỏi và đáp là phân cực đứng
● Ưu điểm: Công suất thấp, đầu tư thấp hơn radar sơ cấp , cung cấp nhiều thông
tin
● Nhược điểm: Cự ly hoạt động phụ thuộc vào địa hình và phát sóng thẳng

28. SLIDESMANIA.COM
Tầm phủ của Radar thứ cấp tại Việt Nam

29. SLIDESMANIA.COM
Ngoài ra hệ thống radar còn được phân loại theo chức năng
bao gồm:
1. Radar đường dài (En-route):
Dải tần số băng L (1-2 GHz), ăng ten quay tốc độ 6-12 vòng/phút. Thường
được đặt trên núi cao để có tầm phủ rộng, không bị các chướng ngại vật che
khuất. Đặt xa trung tâm để có tầm phủ tối đa. Trong vùng FIR thường đặt
nhiều ra đa để đảm bảo tầm phủ chồng lấn (overlap), đồng thời đảm bảo khả
năng dự phòng lẫn nhau. Tầm phủ từ 200-250 NM (400-450 Km).

30. SLIDESMANIA.COM
2. Radar tiếp cận, tại sân (Airport radar):
Dải tần số băng S (2-4 GHz), ăng ten quay tốc độ 12-15 vòng/phút.
Đặt trong phạm vi sân bay để giám sát các tàu bay trong khu vực tiếp
cận và cất, hạ cánh trên đường CHC. Tầm phủ từ 60-80 NM(100-
150Km).

31. SLIDESMANIA.COM
3. Radar kiểm soát bề mặt sân bay (Surface Movement Radar - SMR):
Dải tần số băng X (8-12 GHz) hoặc Ku (12-18 GHz), ăng ten quay tốc độ 60
vòng/phút. Thường đặt trên đỉnh Đài chỉ huy (TWR), khoảng 40-100m, gần khu
vực trung tâm đường lăn (taxiway) và sân đỗ (apron) để KSVKL quan sát được
hoạt động (lăn) của các tàu bay và các loại xe cộ khác trong khu vực này. Tầm
phủ khoảng 5 Km.

32. SLIDESMANIA.COM
sKṄ` Ç
KÜóṈÇÇ
v S̀ K 6Ṉ` 6" ó Z%KṈÇ
- ṇ_ l ` Ç
KṄó í %- - +$` 6) - Ká ò
Zḽ ` G` GK8