Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao chất lượng thu tín hiệu trong đài Radar Xem đầy đủ: https://1drv.ms/f/s!AnR3XNNgwgZpnW8oRbBX2q5DizrK?e=91bWKU

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ
***********
NGUYỄN VĂN HẠNH
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG THU TÍN HIỆU
TRONG ĐÀI RA ĐA
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Hà Nội - 2014

2. ii
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ
***********
NGUYỄN VĂN HẠNH
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG THU TÍN HIỆU
TRONG ĐÀI RA ĐA
Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử
Mã số : 62 52 02 03
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS Nguyễn Thị Ngọc Minh
2. TS Chu Xuân Quang
Hà Nội – 2014

3. i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.
TÁC GIẢ LUẬN ÁN
Nguyễn Văn Hạnh

4. ii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới các thầy cô hướng dẫn:
- TS Nguyễn Thị Ngọc Minh, Viện Ra đa/ Viện KH & CNQS
- TS Chu Xuân Quang, Viện Vật lý Kỹ thuật/ Viện KH & CNQS
đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, tạo điều kiện tốt nhất để tôi có thể hoàn
thành được luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Nhà khoa học đã cho tôi những ý kiến đóng
góp quý báu.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Viện KH & CNQS, Phòng Đào tạo
đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành nhiệm vụ.
Tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Thủ trưởng Viện Ra đa, Thủ trưởng
Viện Điện tử - Viễn thông đã tạo mọi điều kiện, giúp đỡ tôi đạt kết quả mong muốn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Phòng thí nghiệm Ra đa / Viện Ra đa, nơi tôi trực
tiếp công tác và học tập, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, các đồng nghiệp đã động viên,
chia sẻ và giúp đỡ tôi hoàn thành luận án.

5. iii
MỤC LỤC
Trang
Danh mục các ký hiệu......................................................................................... vii
Danh mục các từ viết tắt………………………………………………………. ix
Danh mục các bảng……………………………………………………………. xi
Danh mục các hình vẽ…………………………………………………………. xii
MỞ ĐẦU……………………………………………………………………… 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY THU RA ĐA.......................... 8
1.1. Cấu hình và cấu trúc máythu ra đa................................................................................ 8
1.1.1. Cấu hình máy thu ra đa...................................................................... 8
1.1.2. Phân loại cấu trúc máy thu................................................................. 10
1.1.2.1. Máy thu siêu ngoại sai.............................................................. 10
1.1.2.2. Máy thu đổi tần trực tiếp…………………………………….. 11
1.1.2.3. Máy thu trung tần thấp……………………………………….. 11
1.1.2.4. Máy thu đa kênh dải rộng......................................................... 12
1.1.3. So sánh các cấu trúc máy thu............................................................. 12
1.2. Các yêu cầu kỹ thuật chính đối với máy thu ra đa....................................... 14
1.2.1. Tạp và độ nhạy máy thu ........….………………......…...………….. 14
1.2.1.1. Tạp máy thu.............……………………....…………………. 14
1.2.1.2. Độ nhạy máy thu .……..……………………………………... 16
1.2.2. Thời gian khôi phục độ nhạy máy thu……………………………… 17
1.2.3. Hệ số khuếch đại, dải động và độ tuyến tính……..…………….….. 18
1.2.3.1. Hệ số khuếch đại....................................................................... 18
1.2.3.2. Dải động.....………………………………………………….. 18
1.2.3.3. Độ tuyến tính..……………………………………………….. 19
1.2.4. Độ chính xác và độ ổn định tần số..................................................... 21
1.3. Xây dựng nội dung nghiên cứu của luận án................................................ 23
1.3.1. Hiện trạng ra đa của Quân đội ta........................................................ 23
1.3.2. Xu thế phát triển hệ thống thu đài ra đa............................................. 25

6. iv
1.3.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu........................................................ 26
1.3.3.1. Ngoài nước............................................................................... 26
1.3.3.2. Trong nước............................................................................... 26
1.3.4. Về chất lượng thu của máy thu ra đa……………………………….. 28
1.3.5. Nội dung nghiên cứu của luận án …………………......…………… 29
Kết luận chương 1............................................................................................... 31
CHƯƠNG 2: MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG
THU TÍN HIỆU TRONG ĐÀI RA ĐA.................... 32
2.1. Hạn chế các tín hiệu cường độ mạnh vào máy thu...................................... 32
2.1.1. Chức năng, tác dụng của bộ hạn chế công suất trong ra đa…........... 35
2.1.2. Bộ hạn chế siêu cao tần bằng bán dẫn................................................ 36
2.1.2.1. Bộ hạn chế varactor thụ động................................................... 37
2.1.2.2. Bộ hạn chế điốt PIN.................................................................. 39
2.1.2.3. Bộ hạn chế điốt PIN giả tích cực………….............…………. 41
2.1.2.4. Bộ hạn chế Varactor PIN…………...………………………... 42
2.1.2.5. Một số mô hình bộ hạn chế công suất đã sử dụng
trong thực tế.............................................................................. 42
2.1.2.6. Tổng kết…….………………………………………………... 44
2.1.3. Đề xuất một bộ hạn chế công suất cho hiệu quả cao..........………... 44
2.1.4. Tính toán các tham số của bộ hạn chế công suất............................... 49
2.2. Nâng cao độ ổn định tần số và giảm mức tạp pha của
bộ dao động tại chỗ......................................................................................
52
2.2.1. Độ ổn định tần số của các bộ dao động VCO......................................... 54
2.2.2. Sự phát sinh tạp trong bộ dao động……..........……………….......... 55
2.2.3. Khảo sát tạp điều biên (AM) và điều pha (PM)
ở đầu ra bộ dao động dùng transistor................................................. 55
2.2.3.1. Tạp do chuyển đổi và điều chế trong các bộ dao động………. 55
2.2.3.2. Điều chế bởi một tín hiệu tạp………..……….....……………. 56
2.2.3.3. Các mô hình tạp của bộ dao động.……..…………………….. 57

7. v
2.2.3.4. Cách tiếp cận phi tuyến để tính toán, phân tích tạp
của các bộ dao động.................................................................. 64
2.2.3.5. Tạp chuyển đổi…………..………........................................... 67
2.2.3.6. Tạp điều chế………..…………………………….................... 70
2.2.4. Tạp của bộ dao động với mạch PLL……..........……………….......... 74
2.2.4.1. Giới thiệu chung về vòng khóa pha.......................................... 74
2.2.4.2. Mật độ phổ công suất tạp pha................................................... 75
2.2.4.3. Phổ tạp pha PLL....................................................................... 82
Kết luận chương 2............................................................................................... 84
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM................. 86
3.1. Bộ hạn chế công suất bảo vệ máy thu đài ra đa .......................................... 86
3.1.1. Đánh giá công suất lọt sau đèn cặp nhả điện trên đài ra đa............... 86
3.1.2. Mô phỏng bộ hạn chế công suất bằng phần mềm thiết kế
mạch siêu cao tần ADS...................................................................... 87
3.1.3. Kết quả đo thực tế.............................................................................. 90
3.1.3.1. Đo trong Phòng thí nghiệm...................................................... 90
3.1.3.2. Đo khi làm việc trên đài ra đa................................................... 93
3.2. Bộ dao động sử dụng một vòng khóa pha..................................................... 95
3.2.1. Chức năng của bộ dao động đài ra đa trinh sát mặt đất..................... 95
3.2.2. Nguyên lý làm việc của bộ dao động đài ra đa trinh sát mặt đất....... 95
3.2.3. Kết quả đo thực tế.............................................................................. 98
3.2.3.1. Đo, đánh giá phổ dao động....................................................... 98
3.2.3.2. Đo, đánh giá tạp pha................................................................. 98
3.2.3.3. Đo, đánh giá độ ổn định tần số................................................. 101
3.3. Bộ dao động sử dụng nhiều vòng khóa pha.................................................. 103
3.3.1. Chức năng của bộ dao động LO1 và LO2.......................................... 104
3.3.2. Nguyên lý làm việc của bộ dao động LO1 và LO2............................ 104
3.3.3. Máy thu đài ra đa băng tần VHF........................................................ 109
3.3.4. Kết quả đo thực tế.............................................................................. 111

8. vi
Kết luận chương 3............................................................................................... 114
KẾT LUẬN CHUNG……………………………………………..................... 116
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ.................... 120
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………... .. 121
PHỤ LỤC: CÁC SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH VÀ ẢNH CHỤP
SẢN PHẨM

9. vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU
Ký hiệu Ý nghĩa Thứ nguyên
aE Hằng số tạp nhấp nháy của mạch khuếch đại lặp.
Ap Tổn hao của điốt PIN khi không cấp nguồn [dB]
aR Hằng số tạp nhấp nháy của mạch cộng hưởng.
As Tổn hao của điốt PIN khi cấp nguồn [dB]
B Dải thông máy thu [Hz]
C Điện dung [F]
C •
k,-k(ω) Hệ số tương quan ở dải biên trên và dưới của hài thứ k
)
(ω
AM
PM
ck
C − Hệ số tương quan PM- AM ở hài thứ k
E Vector phần thực và phần ảo của tất cả các lỗi HB
EB Vector phụ lỗi sinh ra do dải biên
EH Vector phụ lỗi sinh ra do hài sóng mang
F Hệ số tạp [dB]
fC Tần số sóng mang [Hz]
fco Tần số góc tạp nhấp nháy của transistor [Hz]
fIF Tần số trung tần [Hz]
fLO Tần số ngoại sai [Hz]
fm Tần số điều chế [Hz]
fo Tần số trung tâm [Hz]
fRF Tần số tín hiệu [Hz]
fs Tần số lấy mẫu [Hz]
G Hệ số khuếch đại [dB]
Id Dòng điều khiển điốt PIN [mA]
K0 Hệ số khuếch đại điện áp dao động [lần]
L Điện cảm [H]
M Ma trận Jacobian của các lỗi HB
N Hệ số chia trong mạch PLL [lần]
Nk(ω), N-k(ω) Mật độ phổ công suất tạp ở dải biên trên và dưới của
hài thứ k
[dBc/Hz]
Nth Công suất tạp nhiệt [dBm]

10. viii
Ký hiệu Ý nghĩa Thứ nguyên
Psav Công suất trung bình đầu ra bộ dao động [dBm]
Q Hệ số phẩm chất
Rf Điện trở thuận điốt PIN [Ω]
RFin Tín hiệu vào [dBm]
RFout Tín hiệu ra [dBm]
RL Điện trở tải [Ω]
Rp Điện trở của điốt PIN khi không cấp nguồn [Ω]
Rs Điện trở của điốt PIN khi cấp nguồn [Ω]
Rx Thu
XB Vector biến trạng thái bao gồm các thành phần ở dải
biên
XH Vector bao gồm các thành phần hài sóng mang
Y Dẫn nạp [S]
Z0 Trở kháng của đường truyền [Ω]
( )
m
f
ζ Tạp pha của bộ VCO [dBc/Hz]
〈•〉 Trung bình chung
ε Hằng số điện môi [F/m]
ω Tần số [rad/s]
λ Bước sóng [m]
β Chỉ số điều chế của tín hiệu điều chế
θ Pha của tín hiệu [rad]
τ Hằng số thời gian [s]
⊗ Liên hợp hoán vị
* Liên hợp phức

11. ix
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ADC Chuyển đổi tương tự- số (Analog Digital Converter)
ADS Phần mềm thiết kế mạch ADS (Advance Design Systems)
AFC Tự động điều chỉnh tần số (Automatic Frequency Control)
AGC Tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại (Automatic Gain Control)
AM Điều biên (Amplitude Modulation)
BPF Bộ lọc dải thông (Band Pass Filter)
BUF Bộ đệm (Buffer)
BW Dải thông (Band Width)
COHO Bộ dao động tại chỗ tương can (Coherent Local Oscillator)
CP Bơm tích điện (Charge Pump)
CW Sóng liên tục (Continous Wave)
DC Một chiều (Direct Current)
DDC Biến đổi số trực tiếp (Direct Digital Conversion)
DDS Tổng hợp kỹ thuật số trực tiếp (Direct Digital Synthesizer)
DR Dải động (Dynamic Range)
DSP Xử lý tín hiệu số (Digital Signal Processing)
FIL Bộ lọc (Filter)
FM Điều tần (Frequency Modulation)
HB Cân bằng hài (Harmonic Balance)
IC Vi mạch (Integrated Circuit)
IF Trung tần (Intermediate Frequency)
IIP1 Điểm chắn đầu vào bậc 1 (First order Input Intercept Point)
IIP2 Điểm chắn đầu vào bậc 2 (Second order Input Intercept Point)
IIP3 Điểm chắn đầu vào bậc 3 (Third order Input Intercept Point)
Im Phần ảo (Imaginary)
IM Điều biến tương hỗ (Intermodulation)
IM2 Điều biến tương hỗ bậc 2 (Second order Intermodulation)
IM3 Điều biến tương hỗ bậc 3 (Third order Intermodulation)
IP2 Điểm chắn bậc 2 (Second order Intercept Point)
IP3 Điểm chắn bậc 3 (Third order Intercept Point)
ISF Hàm độ nhạy trong xung (Impulse Sensitivity Function)

12. x
KĐ Khuếch đại
LNA Bộ khuếch đại tạp thấp (Low Noise Amplifier)
LPF Bộ lọc thông thấp (Low Pass Filter)
LO Bộ dao động tại chỗ (Local Oscillator)
MASH Hình dạng tạp đa tầng (Multi-Stage Noise Shaping)
MOS Độ nhạy hoạt động tối thiểu (Minimum Operational Sensitivity)
NCS Nghiên cứu sinh
PD Bộ tách sóng pha (Phase Detector)
PFD Bộ tách sóng pha- tần số (Phase Frequency Detector)
PLL Vòng khóa pha (Phase Lock Loop)
PM Điều pha (Phase Modulation)
PSD Mật độ phổ công suất (Power Spectrum Density)
Re Phần thực (Real)
REF Tham chiếu (Reference)
RF Tần số vô tuyến (Radio Frequency)
RMS Giá trị trung bình bình phương (Root Mean Square)
RS Độ nhạy máy thu (Receiver Sensitivity)
SCT Siêu cao tần
SDM Điều chế Σ-Δ (Sigma - Delta Modulator)
SNR Tỷ số tín/tạp (Signal Noise Ratio)
SS Trạng thái ổn định (Steady State)
SSB Đơn biên (Single Side Band)
STALO Bộ dao động tại chỗ ổn định (Stable Local Oscillator)
STC Điều khiển độ nhạy theo thời gian (Sensitivity Time Control)
TCXO Bộ dao động tinh thể có bù khử nhiệt độ (Temperature
Compensated Crystal Oscillator)
VCO Bộ dao động điều khiển bằng điện áp (Voltage Control Oscillator)
VHF Tần số rất cao (Very High Frequency)

13. xi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: So sánh các cấu trúc máy thu khác nhau................................................ 13
Bảng 2.1: Các dải công suất của các thiết bị bảo vệ cao tần................................... 44
Bảng 2.2: So sánh 3 kiểu hạn chế thụ động, tích cực và giả tích cực..................... 45
Bảng 2.3: Tham số kỹ thuật của bộ hạn chế công suất........................................... 49
Bảng 3.1: Các tham số kỹ thuật chính của 3 loại điốt PIN..................................... 88
Bảng 3.2: Mức hạn chế (dB) theo 3 phương pháp.................................................. 94
Bảng 3.3: Tham số kỹ thuật của bộ dao động đài ra đa trinh sát mặt đất............... 97
Bảng 3.4: Tạp pha bộ VCO tại tần số dao động 16,24 GHz................................... 101
Bảng 3.5: Tạp pha máy thu tại tần số 16,27 GHz................................................... 101
Bảng 3.6: Khảo sát tần số của bộ VCO theo thời gian........................................... 102
Bảng 3.7: Tham số kỹ thuật của bộ dao động ngoại sai LO1................................. 109
Bảng 3.8: Tham số kỹ thuật của bộ dao động ngoại sai LO2................................. 109
Bảng 3.9: Tham số kỹ thuật đo được của máy thu đài ra đa băng tần VHF……... 112
Bảng 3.10: Tạp pha máy thu đài ra đa băng tần VHF............................................. 112

14. xii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Cấu hình cơ bản của máy thu ra đa chủ động..................................... 9
Hình 1.2: Cấu hình cơ bản máy thu siêu ngoại sai trộn tần một cấp………….. 11
Hình 1.3: Cấu trúc máy thu đổi tần trực tiếp (trộn xuống I/Q).......................... 11
Hình 1.4: Sơ đồ khối máy thu trung tần thấp..................................................... 12
Hình 1.5: Các bộ lọc chuyển kênh trong máy thu đa kênh dải rộng................... 12
Hình 1.6: Phóng to mép phổ của LO và mô tả tạp hợp nhất.............................. 16
Hình 1.7: Quét công suất chỉ ra các điểm bậc hai IIP2 và bậc ba IIP3............... 19
Hình 1.8: Mối quan hệ giữa các tham số của máy thu……………………….... 20
Hình 2.1: Sơ đồ tuyến thu đài ra đa.................................................................... 35
Hình 2.2: Dạng xung phát xạ lọt qua đèn........................................................... 36
Hình 2.3: Bộ chuyển mạch thu -phát bán dẫn.................................................... 37
Hình 2.4: Bộ hạn chế varactor ........................................................................... 38
Hình 2.5: Bộ hạn chế sử dụng 2 điốt PIN mắc sơn cách nhau 1/4 bước sóng.... 40
Hình 2.6: Mức hạn chế (a) và tổn hao (b) của bộ hạn chế.................................. 41
Hình 2.7: Bộ hạn chế giả tích cực sử dụng điốt PIN.......................................... 41
Hình 2.8: Đặc tuyến công suất đầu ra của bộ hạn chế giả tích cực.................... 42
Hình 2.9: Một số mô hình bộ hạn chế công suất sử dụng trong thực tế............. 43
Hình 2.10: Sơ đồ khối bộ hạn chế công suất...................................................... 46
Hình 2.11: Bộ lọc cài răng lược.......................................................................... 47
Hình 2.12: Bộ lọc răng lược............................................................................... 47
Hình 2.13: Bộ lọc cài răng lược kết hợp với hiệu ứng điốt PIN......................... 48
Hình 2.14: Tạp pha cộng vào sóng mang........................................................... 59

15. xiii
Hình 2.15: Mô hình hóa tạp bằng bộ khuếch đại tạp tự do và điều chế pha....... 59
Hình 2.16: Mô hình mạch phản hồi tương đương của tạp pha bộ dao động...... 60
Hình 2.17: Tạp pha của bộ dao động có Q cao và thấp...................................... 61
Hình 2.18: Mạch phi tuyến có tạp thông thường……..……………...………... 65
Hình 2.19: Sơ đồ khối của PLL.......................................................................... 75
Hình 2.20: Mô hình đã tuyến tính hóa của PLL................................................. 75
Hình 2.21: Phổ tạp pha của bộ tổ hợp tần số 10 GHz với 1 vòng khóa pha…….. 82
Hình 2.22: Phổ tạp pha của bộ tổ hợp tần số 10 GHz với 2 vòng khóa pha.......... 83
Hình 2.23: So sánh phổ tạp pha của bộ tổ hợp tần số 10 GHz
(giữa 1 với 2 vòng khóa pha)............................................................ 83
Hình 3.1: Sơ đồ đo đánh giá dạng xung lọt sau đèn cặp nhả điện...................... 87
Hình 3.2: Dạng xung lọt với suy giảm đồng trục 50 dB..................................... 87
Hình 3.3: Đặc tuyến hạn chế của điốt MA4L401-30.......................................... 88
Hình 3.4: Đặc tuyến hạn chế của điốt MLP7100................................................ 88
Hình 3.5: Kết quả mô phỏng bộ lọc dải thông.................................................... 89
Hình 3.6: Kết quả mô phỏng bộ hạn chế công suất............................................ 89
Hình 3.7: Kết quả đo tổn hao đi qua................................................................... 90
Hình 3.8: Kết quả mô phỏng và đo thực tế mạch hạn chế cộng/chia công suất. 91
Hình 3.9: Kết quả mô phỏng và đo thực tế bộ lọc dải thông.............................. 91
Hình 3.10: Kết quả mô phỏng và đo thực tế mạch hạn chế tích cực.................. 91
Hình 3.11: So sánh xung đầu vào bộ hạn chế và xung điều khiển điốt
HP5082-3041 được tạo ra từ mạch tách sóng................................. 92

16. xiv
Hình 3.12: So sánh xung đầu vào bộ hạn chế và xung điều khiển điốt
HP5082-3041 được tạo ra từ xung kích phát của đài......................
92
Hình 3.13: Sơ đồ đo thực tế trên đài ra đa.......................................................... 93
Hình 3.14: Đồ thị so sánh giữa 3 phương pháp.................................................. 94
Hình 3.15: Sơ đồ khối của bộ dao động siêu cao tần.......................................... 95
Hình 3.16: Sơ đồ khối mạch ổn định tần số dao động VCO.............................. 96
Hình 3.17: Kết quả đo phổ bộ VCO khi thay đổi điện áp cấp cho Varactor...... 98
Hình 3.18: Kết quả đo tạp pha bộ VCO khi không có (a)
và khi có mạch PLL (b)................................................................... 99
Hình 3.19: Kết quả đo tạp pha máy thu dùng bộ VCO khi không có (a)
và khi có mạch PLL (b)................................................................... 100
Hình 3.20: Sơ đồ hệ thống đo đánh giá độ ổn định tần số của bộ VCO............. 101
Hình 3.21: Độ ổn định tần số của bộ VCO khi có sử dụng PLL và khi không
sử dụng PLL.................................................................................... 102
Hình 3.22: Sơ đồ khối bộ tổ hợp tần số dao động tại chỗ................................... 104
Hình 3.23: Sơ đồ chi tiết của bộ dao động ngoại sai LO1 và LO2..................... 108
Hình 3.24: Sơ đồ khối bộ tạo dao động ngoại sai LO2……………………….. 109
Hình 3.25: Sơ đồ khối của máy thu đài ra đa băng tần VHF.............................. 110
Hình 3.26: Sơ đồ khối một kênh thu đài ra đa băng tần VHF............................ 111
Hình 3.27: Kết quả đo tạp pha máy thu đài ra đa băng tần VHF........................ 113

17. 1
MỞ ĐẦU
I. Đặt vấn đề
Quân đội ta hiện nay có số lượng lớn ra đa, được trang bị cho các lực lượng
Phòng không - Không quân, Hải quân, Pháo binh, Biên phòng, Tăng thiết giáp,
thuộc nhiều chủng loại, nhiều thế hệ công nghệ và do nhiều nước sản xuất. Số
lượng ra đa thế hệ đầu tiên là ra đa đơn xung (sử dụng tín hiệu đơn giản, linh kiện
đèn điện tử, kỹ thuật tương tự), sản xuất từ những năm 1970 chiếm khoảng 90%, số
giờ tích luỹ cao, đã qua nhiều năm sử dụng, cự ly phát hiện giảm chỉ còn 60% so
với tính năng, chất lượng ra đa xuống cấp nghiêm trọng. Một số loại ra đa mới nhập
gần đây (từ những năm 1990) với số lượng không đáng kể (chỉ chiếm khoảng 10%),
thuộc thế hệ thứ 2 sử dụng tín hiệu cấu trúc phức tạp, thu nén xung, xử lý tối ưu,
bám tự động và bán tự động [8]. Nhu cầu về cải tiến, hiện đại hóa ra đa trong Quân
đội là rất lớn mà chủ yếu là ra đa thế hệ cũ. Không chỉ gặp khó khăn về vật tư, trang
bị kỹ thuật mà nguồn thông tin về lý thuyết, kỹ thuật, công nghệ ra đa từ Liên Xô
và Đông Âu cũ giảm đáng kể, từ các nước khác thì rất hạn chế. Máy thu ra đa quân
sự so với các loại máy thu ra đa dân dụng có kỹ thuật tổng hợp hơn, phức tạp hơn
và có đặc thù riêng. Tuy không phải là vấn đề mới cả về lý thuyết và công nghệ chế
tạo, nhưng liên quan tới các bí mật quân sự về ra đa của các nước phát triển cũng
như là các sản phẩm thương mại nên rất khó khăn trong việc tiếp cận và cập nhật
các tài liệu liên quan.
Hiện nay, vật tư linh kiện thay thế, nhất là một số linh kiện siêu cao tần
(SCT) trong đó có các đèn sóng chạy, các đèn dao động Klistron không sản xuất
nữa hoặc quá hiếm và đắt. Do đó buộc chúng ta phải tự nghiên cứu thiết kế, chế tạo
thay thế tương đương bằng linh kiện thế hệ công nghệ mới (bán dẫn, vi mạch, vi xử
lý, linh kiện tích hợp….) nhằm kéo dài thời gian sử dụng, duy trì sức chiến đấu của
vũ khí, trang bị, khí tài. Xu hướng chung của thế giới là áp dụng kỹ thuật mới, tiên
tiến cải tiến, hiện đại hoá ra đa hiện có, kể cả các nước có trình độ công nghệ cao và
công nghệ sản xuất ra đa tiên tiến.
Với các đài ra đa thế hệ cũ có độ rộng xung phát nhỏ (từ 2μs đến 6μs), để
đảm bảo cự ly phát hiện xa thì công suất đỉnh của xung phát phải rất lớn, ví dụ: Π-
18: 200 kW, Π-37: 600 kW ÷ 700 kW (mỗi kênh), ΠPB-16: 700 kW [7]. Vì công
suất xung lớn nên hệ thống đường truyền, chuyển mạch thu - phát thường hay bị

18. 2
hỏng do đánh lửa, do đó công suất lọt từ máy phát sang máy thu lớn (có đài ra đa
mức công suất lọt lớn cỡ 1 W CW), cần phải có phương án kỹ thuật hạn chế mức
công suất lọt này. Giải pháp khắc phục là sử dụng bộ hạn chế công suất dùng để bảo
vệ bộ khuếch đại tạp thấp không bị đánh thủng bởi công suất lọt (nhất là đối với các
đài ra đa xung sử dụng các đèn cặp nhả điện không có điện áp mồi).
Trong kỹ thuật SCT, việc nghiên cứu sử dụng các linh kiện đặc thù như điốt
PIN, Gunn, Varactor và bán dẫn SCT được phát triển mạnh trong nhiều lĩnh vực
ứng dụng, trong đó có các bộ hạn chế công suất, bộ dao động VCO dùng trong các
hệ thống thu của đài ra đa....
Nâng cấp hiện đại hóa các khí tài ra đa có trong trang bị quân đội ta là một
trong những nhiệm vụ quan trọng hàng đầu của các đơn vị làm công tác nghiên cứu
và đảm bảo kỹ thuật ra đa. Áp dụng các linh kiện và kỹ thuật mới một cách có cơ
sở khoa học vào các đài ra đa hiện có là một hướng đi đúng đắn và phù hợp với
tình hình quân đội ta hiện nay.
Chất lượng của máy thu đóng vai trò quyết định trong việc sản xuất chế tạo
ra đa. Đặc biệt, đối với các đài ra đa thế hệ mới, máy thu phải có độ nhạy cao, tạp
pha nhỏ và có độ ổn định cao. Vì vậy, việc nghiên cứu tìm ra các giải pháp nâng cao
chất lượng thu tín hiệu trong đài ra đa là một nhu cầu cấp thiết và có tính thực tiễn
cao trong điều kiện nước ta đang xây dựng một chương trình sản xuất ra đa.
Chính vì những lý do trên, luận án đặt vấn đề: “Nghiên cứu một số giải
pháp nâng cao chất lượng thu tín hiệu trong đài ra đa”, là một nhu cầu cấp thiết
và có tính thực tiễn cao đối với việc phát triển của quân đội ta hiện nay.
II. Mục tiêu và nhiệm vụ của luận án
Mục tiêu của luận án: Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật nâng cao chất
lượng máy thu đài ra đa thông qua việc nghiên cứu nâng cao chất lượng các môđun
trong tuyến thu (các bộ hạn chế công suất cao tần, các bộ khuếch đại cao tần tạp
thấp, các bộ dao động bán dẫn SCT VCO...) nhằm nâng cao độ nhạy, giảm mức tạp
pha, nâng cao độ ổn định và cải thiện chất lượng thu tín hiệu trong đài ra đa.
Nội dung nghiên cứu của luận án chỉ giới hạn tập trung nghiên cứu một số
giải pháp kỹ thuật nâng cao chất lượng các mô đun ở phần đầu máy thu của các đài
ra đa quân sự hiện có của nước ta (tập trung vào phần SCT).

19. 3
Nhiệm vụ của luận án sẽ phải giải quyết hai vấn đề chính:
- Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật nâng cao chất lượng bảo vệ đầu vào máy thu của
các đài ra đa quân sự hiện có của nước ta nhằm nâng cao độ nhạy máy thu, duy trì
công tác bảo đảm kỹ thuật và phục vụ công tác sẵn sàng chiến đấu đang có nhu cầu
cấp thiết;
- Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật nâng cao độ ổn định và giảm mức tạp pha của máy
thu đài ra đa; cụ thể là: nâng cao độ ổn định tần số, giảm mức tạp pha của các bộ
dao động VCO sử dụng một hoặc nhiều vòng khóa pha (PLL).
III. Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với mô phỏng bằng phần
mềm thiết kế mạch ADS và thực nghiệm.
Nghiên cứu lý thuyết:
- Nghiên cứu tổng quan về các cấu trúc máy thu của đài ra đa. Phân tích các yêu cầu
kỹ thuật chính đối với máy thu ra đa và mối quan hệ giữa chúng;
- Nghiên cứu tổng quan tình trạng kỹ thuật của hệ thống ra đa của Quân đội ta, tình
hình và xu hướng phát triển của hệ thống máy thu ra đa trên thế giới;
- Khảo sát tổng quan về các bộ hạn chế công suất SCT dùng bán dẫn, bao gồm: bộ
hạn chế Varactor, bộ hạn chế điốt PIN, bộ hạn chế điốt PIN giả tích cực và bộ hạn
chế Varactor PIN;
- Khảo sát các mô hình cho bộ dao động dùng transistor, mô hình tạp, trình bày
công thức tính tạp điều biên (AM) và tạp điều pha (PM) ở đầu ra của bộ dao động
dùng transistor;
- Trình bày các nguyên nhân gây ra tạp pha và các yếu tố gây ảnh hưởng đến độ ổn
định của các bộ dao động VCO dùng transistor;
- Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật mới để thiết kế bộ hạn chế công suất điốt PIN bảo
vệ bộ khuếch đại không bị đánh thủng bởi công suất lọt sau đèn cặp nhả điện: giải
pháp dựa trên kỹ thuật đánh lệch dải thông của bộ lọc dải thông dạng cài răng lược
kết hợp hiệu ứng điốt PIN khi có công suất SCT lọt lớn đi đến trong thời gian phát
và giải pháp hạn chế giả tích cực để tạo ra được bộ hạn chế công suất có độ suy hao
tổng cộng > 90 dB với mức tín hiệu SCT lớn đi đến và thời gian khôi phục độ nhạy
máy thu < 10 ns;

20. 4
- Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật mới để thiết kế bộ dao động dùng transistor: kỹ
thuật dùng một hoặc nhiều vòng khóa pha; sử dụng các bộ dao động chuẩn làm việc
ở tần số 741,0 MHz ÷ 927,5 MHz có độ ổn định cao, sau đó chia xuống tần số thấp
(57,75 MHz ÷ 92,75 MHz) để nâng cao độ ổn định tần số và sử dụng kỹ thuật suy
giảm, sau đó khuếch đại tín hiệu nhiều lần ở đầu ra các vòng lặp để giảm tạp pha.
Nghiên cứu thực nghiệm:
- Thiết kế, chế tạo một số mạch SCT tiêu biểu sử dụng các linh kiện đặc thù trong
máy thu đài ra đa, bao gồm:
• Bộ hạn chế công suất điốt PIN làm việc ở dải sóng centimét;
• Bộ dao động VCO kết hợp kỹ thuật một vòng khóa pha làm việc ở băng tần Ku;
• Bộ dao động VCO kết hợp kỹ thuật nhiều vòng khóa pha làm việc băng tần VHF.
- Thực nghiệm đo đối chứng các tham số, chỉ tiêu kỹ thuật các khối trên trong
Phòng thí nghiệm, so sánh với các kết quả mô phỏng khi thiết kế và thực tế lắp trên
các đài ra đa để khẳng định sự đúng đắn của các giải pháp đã đề xuất.
IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Ý nghĩa khoa học: Luận án tập trung nghiên cứu ứng dụng các linh kiện SCT tiên
tiến, các giải pháp kỹ thuật mới để nâng cao chất lượng thu tín hiệu cho máy thu các
đài ra đa quân sự hiện có ở nước ta. Đây là một hướng đi sáng tạo và phù hợp với
tình hình trang bị ra đa hiện nay trong Quân đội ta.
- Ý nghĩa thực tiễn: Các kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm của luận án đã
và có khả năng được ứng dụng thực tế trong việc duy trì công tác đảm bảo kỹ thuật,
kéo dài tuổi thọ, cải tiến, nâng cấp các đài ra đa hiện có và phục vụ cho các chương
trình phát triển một số chủng loại ra đa mới.
V. Nội dung của luận án
Luận án gồm phần mở đầu, ba chương và kết luận.
Chương 1: Tổng quan về máy thu ra đa.
Nghiên cứu tổng quan về các cấu trúc máy thu của đài ra đa; bao gồm: máy
thu siêu ngoại sai, máy thu đổi tần trực tiếp, máy thu trung tần thấp, máy thu đa
kênh dải rộng và đi sâu phân tích các ưu nhược điểm của từng loại cấu trúc. Chương
1 cũng trình bày các yêu cầu kỹ thuật chính đối với máy thu ra đa và phân tích tổng
quan tình hình nghiên cứu về máy thu ra đa trong và ngoài nước, từ đó có các đánh
giá để đề xuất các nội dung nghiên cứu của luận án.

21. 5
Chương 2: Một số giải pháp nâng cao chất lượng thu tín hiệu trong đài ra đa.
• Hạn chế các tín hiệu cường độ mạnh vào máy thu: Hầu hết các đài ra đa hiện đại
sử dụng các bộ hạn chế công suất SCT để bảo vệ máy thu trong chế độ phát và
trước các nguồn phát của đài ra đa khác làm việc trong cùng dải tần. Phần đầu khảo
sát tổng quan về các bộ hạn chế công suất SCT dùng bán dẫn (bao gồm: bộ hạn chế
Varactor, bộ hạn chế điốt PIN, bộ hạn chế điốt PIN giả tích cực và bộ hạn chế
Varactor PIN), sau đó đi sâu trình bày giải pháp kỹ thuật mới đã được áp dụng để
thiết kế bộ hạn chế công suất điốt PIN bảo vệ bộ khuếch đại không bị đánh thủng
bởi công suất lọt sau đèn cặp nhả điện (giải pháp dựa trên kỹ thuật đánh lệch dải
thông của bộ lọc dải thông dạng cài răng lược kết hợp hiệu ứng điốt PIN khi có công
suất SCT lọt lớn đi đến trong thời gian phát và giải pháp hạn chế giả tích cực để tạo
ra được bộ hạn chế công suất cho hiệu quả cao).
• Nâng cao độ ổn định tần số và giảm mức tạp pha của bộ dao động tại chỗ: Để
nâng cao chất lượng thu tín hiệu và giảm tạp cùng các hài của tín hiệu sau bộ trộn
tần, phần sau tập trung nghiên cứu các bộ dao động VCO sử dụng transistor được áp
dụng làm dao động ngoại sai trong các đài ra đa, đây là khâu chủ yếu gây ra tạp và
hài của tín hiệu ở đầu ra máy thu. Khảo sát các mô hình bộ dao động dùng
transistor, mô hình tạp, trình bày công thức tính tạp điều biên (AM) và tạp điều pha
(PM) ở đầu ra của bộ dao động dùng transistor. Đồng thời cũng trình bày tạp của bộ
VCO khi kết hợp với mạch PLL với 7 nguồn tạp, bao gồm: tạp của dao động tham
chiếu, tạp của bộ đệm đầu vào tham chiếu, tạp VCO, tạp của bộ lọc vòng, tạp của
thiết bị bơm tích điện, tạp lượng tử hóa Σ-Δ và tạp của tách sóng pha.
Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm
Với mục đích kiểm nghiệm tính đúng đắn và độ chính xác của các lý thuyết
nêu ở phần trên bằng thực nghiệm, trong chương này trình bày kết quả nghiên cứu
thực nghiệm một số mạch SCT tiêu biểu sử dụng các linh kiện đặc thù trong máy
thu đài ra đa. Nội dung nghiên cứu thực nghiệm bao gồm đánh giá hiệu quả của việc
đưa các khối sau vào máy thu của 3 đài ra đa làm việc ở các dải sóng: mét và
centimét, bao gồm:
• Bộ hạn chế công suất điốt PIN để bảo vệ bộ khuếch đại tạp thấp không bị đánh
thủng bởi công suất lọt sau đèn cặp nhả điện. Bộ hạn chế công suất và bộ LNA này

22. 6
được thiết kế chế tạo để thay thế đèn sóng chạy UV-99 trong máy thu đài ra đa cảnh
giới dẫn đường sóng centimét nhằm nâng cao độ nhạy máy thu của đài;
• Bộ dao động VCO kết hợp kỹ thuật một vòng khóa pha làm việc ở dải tần
centimét (16 GHz) sử dụng làm dao động ngoại sai cho đài ra đa trinh sát mặt đất
(thay thế cho đèn Klistron K-172P) nhằm nâng cao độ ổn định và chất lượng thu tín
hiệu trong đài ra đa;
• Bộ dao động VCO kết hợp kỹ thuật nhiều vòng khóa pha làm việc ở dải tần
57,75 MHz- 92,75 MHz sử dụng làm dao động tại chỗ cho máy thu đa kênh đài
ra đa băng tần VHF có độ tích hợp cao nhằm nâng cao độ ổn định và giảm mức tạp
pha máy thu.
Đo đạc các tham số, chỉ tiêu kỹ thuật các khối trên trong Phòng thí nghiệm,
so sánh với các kết quả mô phỏng khi thiết kế và thực tế lắp trên các đài ra đa.
Kết luận chung: Trình bày các đóng góp mới của luận án, kết luận về công
việc nghiên cứu và hướng phát triển tiếp theo của luận án.
VI. Kết quả của luận án
Luận án đã nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm một số giải pháp kỹ thuật
nâng cao chất lượng thu tín hiệu của đài ra đa thông qua việc nghiên cứu nâng cao
chất lượng các môđun trong tuyến thu (bộ hạn chế công suất cao tần, bộ dao động
bán dẫn SCT VCO...). Cụ thể là:
1. Qua khảo sát, phân tích về các bộ hạn chế công suất SCT dùng bán dẫn, đã nghiên
cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật thiết kế bộ hạn chế công suất bảo vệ máy thu ra đa
cảnh giới dẫn đường sóng centimét. Bộ hạn chế công suất dùng điốt PIN gồm bốn
phần, được thiết kế làm việc theo dạng nửa tích cực nửa thụ động. Bộ hạn chế thiết
kế sử dụng giải pháp dựa trên kỹ thuật đánh lệch dải thông của bộ lọc dải thông dạng
cài răng lược kết hợp hiệu ứng điốt PIN khi có công suất SCT lọt lớn đi đến trong
thời gian phát và giải pháp hạn chế giả tích cực. Bộ hạn chế công suất có độ suy hao
tổng cộng > 90 dB với mức tín hiệu SCT lớn đi đến, thời gian khôi phục độ nhạy
máy thu < 10 ns và hoàn toàn thích nghi với mức công suất lọt ở đầu vào máy thu;
2. Qua nghiên cứu khảo sát tạp và các mô hình tạp cho bộ dao động dùng transistor,
đã đưa ra 4 nguyên nhân chính gây ra tạp của bộ dao động, đó là: tạp biến đổi lên
1/f hoặc tạp nhấp nháy FM; tạp nhiệt FM; tạp pha nhấp nháy và nền tạp nhiệt. Đã

23. 7
đưa ra 6 điểm cần lưu ý khi thiết kế nhằm tối thiểu hóa mức tạp pha của các bộ dao
động VCO dùng transistor (trang 85);
3. Qua nghiên cứu cơ chế phát sinh tạp, phân tích về tạp chuyển đổi và tạp điều chế
trong bộ dao động, ta thấy:
a) Phân tích tạp chuyển đổi một cách chính xác mô tả tạp của bộ dao động ở tần số
xa sóng mang, nhưng nền tạp của bộ dao động không cho kết quả phù hợp với các
quan sát vật lý ở các độ lệch tần số gần sóng mang;
b) Ngược lại, phân tích tạp điều chế một cách chính xác mô tả tạp của bộ dao động
ở tần số gần sóng mang và không cho kết quả phù hợp với các quan sát vật lý ở các
độ lệch tần số xa sóng mang.
4. Qua nghiên cứu khảo sát tạp của bộ VCO khi kết hợp với mạch PLL với 7 nguồn
tạp, ta thấy tạp pha của bộ VCO khi kết hợp với 2 vòng khóa pha giảm đi rất nhiều
(tạp pha giảm được 8 dB) so với 1 vòng khóa pha (hình 2.23);
5. Đã nghiên cứu áp dụng các giải pháp kỹ thuật một hoặc nhiều vòng khóa pha để
thiết kế, chế tạo các bộ dao động bán dẫn SCT VCO để thay thế các bộ dao động đèn
Klistron trong các đài ra đa. Bằng cách sử dụng 2 hay nhiều vòng PLL cho phép khắc
phục được những hạn chế của một vòng PLL và có tính năng như: dải tần rộng, bước
tần nhỏ, thời gian thiết lập tần số (khóa pha) nhanh. Trong kỹ thuật nhiều vòng khóa
pha đã sử dụng các bộ dao động chuẩn làm việc ở tần số 741,0 MHz ÷ 927,5 MHz có
độ ổn định cao, sau đó chia xuống tần số thấp (57,75 MHz ÷ 92,75 MHz) để nâng cao
độ ổn định tần số và sử dụng kỹ thuật suy giảm, sau đó khuếch đại tín hiệu nhiều lần
ở đầu ra các vòng lặp để giảm tạp pha;
6. Đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để đánh giá tính đúng đắn và chính xác các
lý thuyết đã được đề xuất ở phần trên. Việc nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành
thông qua đánh giá hiệu quả của việc đưa các khối (bộ hạn chế công suất điốt PIN,
bộ dao động tại chỗ) vào máy thu của 3 đài ra đa làm việc ở các dải sóng: mét và
centimét. Đo đạc các tham số, chỉ tiêu kỹ thuật trong Phòng thí nghiệm, so sánh với
các kết quả mô phỏng khi thiết kế và thực tế lắp trên các đài ra đa.

24. 8
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY THU RA ĐA
Chương này trình bày tổng quan về cấu hình máy thu, một số cấu trúc máy
thu khác nhau, đi sâu phân tích ưu nhược điểm của từng loại cấu trúc, đồng thời
trình bày các yêu cầu kỹ thuật chính đối với máy thu ra đa. Chương 1 cũng phân
tích tổng quan tình hình nghiên cứu về máy thu ra đa trong và ngoài nước, từ đó có
các đánh giá để đề xuất các nội dung nghiên cứu của luận án.
1.1. CẤU HÌNH VÀ CẤU TRÚC MÁY THU RA ĐA
1.1.1. Cấu hình máy thu ra đa [55]
Nhiệm vụ máy thu ra đa là khuếch đại, lọc, biến đổi tần số xuống và số hóa
tín hiệu phản hồi của tín hiệu máy phát ra đa nhằm đảm bảo phân biệt rõ nhất tín
hiệu phản hồi mong muốn trên nền nhiễu.
Hầu hết máy thu ra đa hoạt động trên nguyên tắc đổi tần như trên hình 1.1.
Sau khi khuếch đại cao tần vừa đủ, tín hiệu được chuyển sang trung tần (IF) bằng
cách trộn với một tần số dao động tại chỗ. Có thể cần nhiều hơn một tầng đổi tần để
đạt IF cuối cùng mà không gặp phải vấn đề nghiêm trọng với tần số ảnh hoặc tần số
giả trong quá trình trộn. Máy thu đổi tần thay đổi tần số dao động tại chỗ để bám
theo bất kỳ điều chỉnh máy phát mà không phá vỡ quá trình lọc trên IF. Sơ đồ khối
cấu hình cơ bản của máy thu ra đa trên hình 1.1 gồm mạch điều khiển độ nhạy theo
thời gian (STC) làm suy giảm tín hiệu đầu vào RF. Ngoài ra có thể sử dụng điều
chỉnh suy giảm RF. Các hình thức này đều đảm bảo tăng dải động cao hơn cần thiết
cho hoạt động của bộ biến đổi tương tự - số (ADC). Bộ suy giảm STC được lắp
trong một bộ khuếch đại RF, thường là bộ khuếch đại tạp thấp (LNA). Bộ khuếch
đại này đảm bảo hệ số khuếch đại đủ lớn với hệ số tạp thấp để làm giảm hệ số tạp
tổng thể của ra đa do các phần tử tiếp theo đến giá trị tối thiểu. Nếu trước máy thu
đã đảm bảo được hệ số khuếch đại của anten đủ lớn, có thể bỏ tầng khuếch đại này.
Bộ lọc RF đảm bảo loại bỏ các nhiễu ngoài băng tần, bao gồm cả loại bỏ các tần số
ảnh RF. Sau khi đổi tần xuống IF, một bộ lọc thông dải đảm bảo loại bỏ các tín hiệu
không mong muốn và thiết lập dải thông xử lý tương tự (analog) cho máy thu. Hệ
số khuếch đại bổ sung được cung cấp tại IF để khắc phục các mất mát, tăng mức tín

25. 9
hiệu cần thiết để xử lý tiếp theo và thiết lập mức tín hiệu đúng lên bộ ADC. Một bộ
hạn chế IF đảm bảo hạn chế các tín hiệu lớn để không làm quá tải bộ ADC.
Hình 1.1: Cấu hình cơ bản của máy thu ra đa chủ động.

26. 10
Thậm chí cấu hình ra đa đơn giản nhất cũng đòi hỏi nhiều hơn một kênh thu.
Hình 1.1 trình bày một kênh thu duy nhất có thể được nhân ra số lần bất kỳ phụ thuộc
vào yêu cầu của hệ thống ra đa. Trong các hệ thống thu đa kênh yêu cầu phải có sự
phối hợp giữa các kênh và kiểm soát được hệ số khuếch đại (biên độ) và pha.
Khối dao động tại chỗ ổn định (STALO) cung cấp tần số dao động tại chỗ để
đổi tần xuống trong máy thu và đổi tần lên trong bộ kích thích. Để đảm bảo tương
quan hoàn toàn, STALO bị khóa với một tần số tham chiếu thấp, thể hiện bằng bộ
dao động tham chiếu trên hình 1.1 được sử dụng làm tần số cơ sở cho tất cả các bộ
tạo xung nhịp và dao động như dao động tại chỗ tương can (COHO) trong máy thu và
bộ kích thích. Bộ tạo xung nhịp cung cấp tín hiệu xung nhịp cho các bộ ADC và bộ
tổng hợp kỹ thuật số trực tiếp (DDS) đồng thời cung cấp tần số cơ sở cho các tín hiệu
xác định khoảng cách thời gian trong máy phát và máy thu của đài ra đa. Bộ DDS
được sử dụng để tạo ra các dạng điều chế sóng phát ở tần số IF trước khi đổi tần lên
tần số RF đầu ra. Trong bộ kích thích cần lọc loại bỏ các tín hiệu không mong muốn
từ bộ DDS và bộ trộn. Hệ số khuếch đại RF thường được yêu cầu đảm bảo đủ mức
kích hoạt máy phát hoặc anten mạng pha. Hầu như tất cả các hệ thống ra đa hiện đại
sử dụng xử lý tín hiệu số (DSP) để thực hiện nhiều chức năng khác nhau. Chức
năng xử lý tín hiệu số thường không được coi là một phần của máy thu.
1.1.2. Phân loại cấu trúc máy thu ra đa
Trên cơ sở cấu hình cơ bản của máy thu ra đa, có thể hình thành các cấu trúc
máy thu khác nhau.
1.1.2.1. Máy thu siêu ngoại sai
Hầu hết các máy thu đều dựa trên nguyên lý siêu ngoại sai. Các cấu trúc máy
thu siêu ngoại sai thông thường có độ nhạy và độ chọn lọc tốt. Cấu hình cơ bản máy
thu siêu ngoại sai trộn tần một cấp trình bày ở hình 1.2. Máy thu bao gồm một bộ
lọc dải thông có thể điều hưởng, một bộ khuếch đại tạp thấp (LNA) làm giảm sự gia
tăng tạp ở đầu vào của các tầng tiếp theo trong máy thu, tầng trộn tần, lọc và khuếch
đại trung tần. Sau tầng IF, tín hiệu được nhân với hai sóng mang lệch pha nhau 90°
để giải điều chế tín hiệu thành hai thành phần I và Q.

27. 11
Hình 1.2: Cấu hình cơ bản máy thu siêu ngoại sai trộn tần một cấp.
1.1.2.2. Máy thu đổi tần trực tiếp
Để giảm số lượng các linh kiện trong máy thu và giảm độ phức tạp của máy
thu không nên sử dụng tần số trung gian, chỉ sử dụng đổi tần trực tiếp phức (hoặc
cầu phương) kênh tín hiệu mong muốn từ RF xuống băng tần cơ sở. Việc loại bỏ
hoàn toàn tầng IF giúp cấu trúc đơn giản hơn nhiều, khi đó việc chọn lọc kênh và
khuếch đại được thực hiện tại băng tần cơ sở. Sơ đồ khối của máy thu đổi tần trực
tiếp (trộn xuống I/Q) được minh họa trong hình 1.3.
Hình 1.3: Cấu trúc máy thu đổi tần trực tiếp (trộn xuống I/Q).
1.1.2.3. Máy thu trung tần thấp
Có thể sử dụng biến đổi xuống cầu phương và một tần số IF thấp nhưng đủ
cao để giải quyết vấn đề trôi DC. Sử dụng IF thấp có thuận lợi hơn khi đặc tính của
máy thu không cho phép mức tín hiệu lớn nhất xuất hiện ở kênh lân cận gần nhất
trong trường hợp mức tín hiệu mong muốn quá thấp. Trong máy thu trung tần thấp,
để giảm thiểu những tác động rò LO và trôi DC, tín hiệu mong muốn là I/Q hoặc
cầu phương được chuyển xuống thấp nhưng khác 0. Hình 1.4 trình bày một sơ đồ
máy thu IF thấp.

28. 12
Hình 1.4: Sơ đồ khối máy thu trung tần thấp.
1.1.2.4. Máy thu đa kênh dải rộng
Trong các đài ra đa sử dụng anten mạng, mỗi máy thu được nối trực tiếp với
một chấn tử anten trong mạng. Máy thu của đài ra đa là máy thu đa kênh. Mỗi kênh
thu của các đài ra đa dải rộng được phân chia thành các dải nhỏ để đảm bảo chất
lượng thu tín hiệu theo yêu cầu. Ở đầu vào các kênh thu thường sử dụng các bộ lọc
chuyển kênh như hình 1.5, gồm 2 bộ chuyển kênh đầu vào, đầu ra và giữa chúng là
một ngân hàng bộ lọc.
Hình 1.5: Các bộ lọc chuyển kênh trong máy thu đa kênh dải rộng.
1.1.3. So sánh các cấu trúc máy thu
Bảng 1.1 nêu ưu và nhược điểm của các cấu trúc máy thu khác nhau.
Bộ chuyển
kênh đầu vào
Bộ chuyển
kênh đầu ra
Ngân hàng bộ lọc

29. 13
Bảng 1.1: So sánh các cấu trúc máy thu khác nhau.
Kiểu máy thu Ưu điểm Nhược điểm
Máy thu
siêu ngoại sai
- Độ nhạy cao và độ chọn lọc tốt.
- Biến đổi xuống Rx (fIF < fRF): Dễ
dàng có sự lựa chọn tốt tại tầng IF
đầu tiên.
- Biến đổi lên Rx (fIF > fRF): Dễ
dàng loại bỏ tần số ảnh.
- Loại bỏ LO biên thấp: Dải tần số
ảnh dưới fRF.
- Loại bỏ LO biên cao: Dải tần số
ảnh trên fRF.
- Bộ ADC đơn giản.
- Bị mất cân bằng biên độ và pha
giữa 2 nhánh I, Q.
- Một số phần khó tích hợp như
bộ lọc IF, bộ lọc RF, các bộ dao
động.
- Tiêu thụ công suất lớn.
- Cấu trúc phức tạp.
- Tín hiệu LO và IF, các hài và
thành phần tín hiệu trộn lọt vào
những vị trí khác nhau gây ra đáp
ứng giả.
Máy thu
đổi tần
trực tiếp
- Không có dải tần số ảnh do đó bộ
lọc RF không quá quan trọng.
- Không có nhiều đáp ứng giả.
- Cấu trúc đơn giản, không có lọc
IF.
- Bộ ADC đơn giản.
- Bị mất cân bằng biên độ và pha
giữa 2 nhánh I, Q.
- Khó khăn trong khi thực hiện bù
trôi DC.
- Rò tín hiệu giữa Rx và Tx khi
thu - phát trên cùng một anten.
- Rò tín hiệu từ anten sang các vị
trí xung quanh dễ dàng hơn so
với máy thu siêu ngoại sai.
- Nhạy với hài điều biến tương hỗ
bậc hai.
- Cần hệ số khuếch đại RF lớn
với độ tuyến tính cao để tránh tác
động của điều biến tương hỗ.
- Tạp nhấp nháy 1/f (tạp flicker).
Máy thu
trung tần
thấp
- Khắc phục được vấn đề trôi DC.
- Nén được tín hiệu ở các kênh lân
cận.
- Suy giảm tín hiệu ảnh đến mức tối
đa.
- Cấu trúc đơn giản.
- Bị mất cân bằng biên độ và pha
giữa 2 nhánh I, Q.
- Cần hệ số khuếch đại RF lớn
với độ tuyến tính cao.
- Bộ lọc RF và IF đầu tiên:
Không sử dụng được.
- Cần bộ ADC có dải động cao.
Máy thu
đa kênh
- Dải rộng.
- Các kênh thu có thể hoạt động độc
lập.
- Cấu trúc phức tạp.
- Cần nhiều bộ lọc RF.

30. 14
1.2. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CHÍNH ĐỐI VỚI MÁY THU RA ĐA
1.2.1. Tạp và độ nhạy máy thu
Tạp luôn luôn tồn tại trong máy thu và ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhạy máy
thu. Đặc tính tạp của máy thu xác định độ nhạy của máy thu là giới hạn công suất
đầu vào cao tần RF nhỏ nhất mà máy thu có thể phát hiện được.
1.2.1.1. Tạp máy thu [47]
Có rất nhiều nguồn sinh tạp, nó làm ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu trong
một máy thu. Tạp máy thu là một trong những tham số ảnh hưởng chủ yếu đến cự ly
phát hiện của đài ra đa.
Hệ số tạp của một tầng khuếch đại được xác định bởi tỷ số tín/tạp (SNR) của
đầu vào và đầu ra:
out
in
SNR
SNR
F = [lần] (1.1)
Hệ số tạp tính theo dB là:
10
[dB] 10log
F F
= [lần] (1.2)
Trong trường hợp này chỉ có tạp nhiệt đầu vào là được đề cập, đó là:
th
in
in
N
S
SNR = (1.3)
Trong đó: Nth là công suất tạp nhiệt và Sin là công suất tín hiệu vào.
Giả thiết g là khuếch đại công suất của tầng khuếch đại, SNR đầu ra là:
out
in
out
out
out
N
gS
N
S
SNR =
= (1.4)
Do đó:
th
out
gN
N
F = (1.5)
Khi tính toán SNR, nên giả thiết một hệ thống có nguồn tạp đơn tại đầu vào
máy thu:
th
th
out
equiv N
F
N
g
N
N )
1
( −
+
=
= (1.6)
Hệ số tạp tổng cộng: Với mô hình nối n tầng, hệ số tạp tổng là [công thức Friis]:
2
1
1 1 2 1 1 2 1
1 1
1
... ...
... ...
i n
T
i n
F F
F
F F
g g g g g g g
− −
− −
−
= + + + (1.7)

31. 15
Trong đó: Fi và gi là hệ số tạp và hệ số khuếch đại của tầng i.
Một hệ quả quan trọng của công thức (1.7) chính là hệ số tạp của máy thu
ra đa, được xác định bởi tầng khuếch đại đầu tiên, các tầng tiếp theo ít ảnh hưởng
đến hệ số tạp. Hệ số tạp của máy thu ra đa là:
rest 1
MT LNA
LNA
F
F F
g
−
= + (1.8)
Trong đó: FMT: hệ số tạp máy thu ra đa; FLNA: hệ số tạp của bộ khuếch đại tạp thấp;
Frest : hệ số tạp tổng cộng của các tầng phía sau;
gLNA: hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại tạp thấp.
a. Tạp nhiệt máy thu
Tạp nhiệt là hàm của sự di chuyển ngẫu nhiên các phân tử trong môi trường
tín hiệu truyền qua. Trong công thức (1.9), công suất tạp nhiệt phụ thuộc vào dải
thông tín hiệu và nhiệt độ môi trường.
Nth = kT0B (1.9)
Trong đó: k: hằng số Boltzman = 1,38.10-23
, [J/°K];
T0: nhiệt độ tuyệt đối của đầu vào máy thu = 290°K, [°K];
B: dải thông máy thu, [Hz].
b. Tạp máy phát
Tạp dải rộng phát ra từ bộ khuếch đại công suất có thể vượt qua được tạp
nhiệt của máy thu, làm nền tạp tăng và hạn chế độ nhạy của máy thu. Ngoài việc lọc
hoặc sử dụng bộ khuếch đại công suất tốt hơn, chỉ có một lựa chọn để giải quyết
vấn đề này đó là di chuyển dải máy thu ra xa dải máy phát.
c. Tạp pha
Tạp pha là một thành phần tạp quan trọng khác phải chú ý khi tính toán về
tạp. Tạp pha có trong bộ dao động tại chỗ được đưa vào suốt quá trình trộn. Khi tín
hiệu được biến đổi xuống trong bộ trộn, tạp pha trong LO được cộng thêm vào với
tạp đang tồn tại trong tín hiệu RF và được trộn xuống dải IF cùng với dải RF.
Tạp pha được tính toán bằng cách đo các đỉnh công suất LO khác nhau và
tạp nền của LO là một hàm của trôi tần số. Tạp pha phân phối trong LO được tính

32. 16
toán bằng cách nhân công suất tạp LO với dải thông tín hiệu RF. Như trong hình
1.6, ảnh hưởng của tạp pha lớn hơn cho tần số LO tại nơi trôi tần số thấp hơn. Tạp
pha ở gần sóng mang trong LO phụ thuộc vào đáp ứng vòng lặp và chất lượng bộ
dò pha của vòng lặp khóa pha, nhưng ngược lại, tạp pha ở xa hơn lại phụ thuộc vào
đặc tính tạp pha của bộ VCO. Điều này tạo ra những yêu cầu khác nhau cho các bộ
dao động tại chỗ khác nhau. Như trong hình 1.6, thành phần giới hạn của LO1 là
VCO, trong khi đó, thành phần giới hạn của LO2 bao gồm bộ dò pha và bộ lọc vòng
trong VCO. Với các nguồn tạp khác, khi hệ số khuếch đại phù hợp với bộ trộn sẽ
làm cải thiện tạp pha trong các bộ LO.
Hình 1.6: Phóng to mép phổ của LO và mô tả tạp hợp nhất.
1.2.1.2. Độ nhạy máy thu
Độ nhạy máy thu đặc trưng cho khả năng thu các tín hiệu yếu. Độ nhạy máy
thu là mức tín hiệu vào nhỏ nhất (RSmin) cần có để tạo ra mức tín hiệu ra có SNR
cho trước và được định nghĩa như SNRmin lần công suất tạp, xem phương trình
(1.10). Mối liên hệ giữa độ nhạy và hệ số tạp là:
RSmin = SNRminkT0BF (1.10)
Trong đó: k: hằng số Boltzman = 1,38.10-23
, [J/°K];
T0: nhiệt độ tuyệt đối của đầu vào máy thu = 290°K, [°K];
B: dải thông máy thu, [Hz]; F: hệ số tạp của máy thu, [lần].
Hoặc viết dưới dạng dBm:
Tạp LO
Tạp nhiệt
BW
BW
LO2
IF LO1 RF
f (GHz)

33. 17
RSmin[dBm] = -174 [dBm] + F [dB] + 10lgB + 10lgSNRmin (1.11)
Từ (1.11), ta thấy có 2 phương pháp nâng cao độ nhạy máy thu, đó là:
+ Giảm hệ số tạp bằng cách dùng bộ khuếch đại tạp thấp;
+ Thu hẹp dải thông máy thu xác định bởi độ rộng tín hiệu phổ đã thu. Tuy nhiên,
thu hẹp dải thông không để xuất hiện méo là tương đối khó.
Như vậy trong các máy thu ra đa, độ nhạy và hệ số tạp có quan hệ với nhau
khi ta biết dải thông của máy thu. Trong trường hợp máy thu được nối với anten
(tổn hao đường truyền bao gồm cả hệ số khuếch đại anten G) thì độ nhạy máy thu
được gọi là độ nhạy hoạt động tối thiểu (MOS: Minimum Operational Sensitivity):
MOS = SNRminkT0BF/G (1.12)
Khi xác định độ nhạy máy thu tín hiệu xung cần phải xác định độ rộng xung
tối thiểu. Khi thiết kế máy thu, việc xác định độ rộng xung tối thiểu để đáp ứng độ
nhạy máy thu cho trước là rất quan trọng.
Nếu nhiệt độ, dải thông, hệ số tạp và SNR giảm hoặc hệ số khuếch đại anten
tăng thì độ nhạy hoạt động tối thiểu cũng tăng.
1.2.2. Thời gian khôi phục độ nhạy máy thu
Độ nhạy máy thu bị suy giảm rất nhiều khi bị các tín hiệu cường độ mạnh tác
động vào máy thu. Độ nhạy giảm thường do hai nguyên nhân:
Thứ nhất, tín hiệu biên độ lớn thường gây ra dòng ở cực điều khiển, do đó
tích điện vào các tụ nối tầng và chế độ công tác của các linh kiện bị chuyển vào
miền phi tuyến.
Thứ hai, các tín hiệu cường độ mạnh thường gây ra trong các mạch cộng
hưởng của máy thu những dao động kéo dài tắt dần.
Rõ ràng rằng, tín hiệu yếu đi sát sau tín hiêu mạnh sẽ bị mất. Vì vậy, sau khi
độ nhạy mạch bị mất do quá tải, cần phải khôi phục lại độ nhạy càng nhanh càng
tốt. Nói chung, các chuyên gia cố gắng để thời gian khôi phục độ nhạy không lớn
hơn độ dài tín hiệu thăm dò. Có nhiều biện pháp giảm thời gian khôi phục độ nhạy:
sử dụng các bộ bảo vệ (hạn chế công suất tín hiệu vào máy thu), mạch tự động điều
khuếch tác động nhanh,….

34. 18
1.2.3. Hệ số khuếch đại, dải động và độ tuyến tính
1.2.3.1. Hệ số khuếch đại [47]
Một trong những thông số quan trọng nhất trong máy thu là hệ số khuếch đại
và dải thay đổi hệ số khuếch đại. Trong kênh thu của máy thu hiện đại đều bắt đầu
với anten và kết thúc là bộ biến đổi tương tự- số ADC. Do đó, trong thiết kế máy
thu không chỉ tìm hiểu về giới hạn công suất và tạp tại đầu vào máy thu, mà còn
phải quan tâm đến yêu cầu và giới hạn của bộ biến đổi ADC. Dải động của ADC là
tiêu chuẩn quan trọng để xác định phạm vi điện áp có thể được số hóa với chất
lượng chấp nhận được. Dải động được xác định bằng số bit và dao động điện áp đầu
vào lớn nhất của bộ ADC. Số lượng bit xác định điện áp thấp nhất mà có thể phát
hiện được bởi bộ ADC và thiết lập độ khuếch đại lớn nhất theo yêu cầu của máy thu
để làm tăng tín hiệu RF đầu vào từ anten tới mức điện áp thấp nhất này tại đầu vào
ADC. Điện áp dao động đầu vào lớn nhất kéo theo ADC thiết lập mức khuếch đại
nhỏ nhất theo yêu cầu của máy thu. Mối quan hệ này được mô tả bởi 2 công thức
dưới đây: Gmin = Pin ADC, min - RS (1.13)
Gmax = Pin ADC, max - RS - DR (1.14)
Trong đó: Gmin, Gmax: độ khuếch đại máy thu nhỏ nhất và lớn nhất, [dB];
RS: độ nhạy máy thu, [dBm]; DR: dải động của máy thu, [dB];
Pin ADC, max : tín hiệu đầu vào lớn nhất đến bộ ADC, [dBm];
Pin ADC, min : tín hiệu đầu vào nhỏ nhất đến bộ ADC, [dBm].
Xác định khoảng biến đổi độ khuếch đại của máy thu là cần thiết để phân
phối cho các khối khác nhau trong kênh thu. Khoảng biến đổi độ khuếch đại được
gán cho một chuyển mạch khuếch đại LNA hay bộ khuếch đại RF và một hay hai
bộ khuếch đại có độ khuếch đại biến đổi ở tần số thấp trong dải IF.
1.2.3.2. Dải động
Dải động máy thu là khả năng thu tín hiệu từ mức thấp đến mức cao mà
không gây méo tín hiệu. Máy thu phải khuếch đại tín hiệu nhận được mà không gây
méo. Nếu một tín hiệu nhiễu mạnh lọt vào máy thu trong trạng thái bào hòa thì phổ
tín hiệu bị thay đổi. Thay đổi trong phổ tín hiệu này làm giảm khả năng xử lý tín

35. 19
hiệu để thực hiện xử lý Doppler và làm giảm các yếu tố cải thiện chỉ thị mục tiêu di
động. Hơn nữa, nếu máy thu đi vào trạng thái bão hòa, sẽ có trễ trước khi phát hiện
mục tiêu được khôi phục. Về nguyên tắc, dải động máy thu phải lớn hơn dải cường
độ tín hiệu từ mức tạp đến tín hiệu nhiễu lớn nhất.
1.2.3.3. Độ tuyến tính [47]
Độ tuyến tính là tiêu chuẩn xác định giới hạn trên cho mức công suất cao tần
RF đầu vào có thể phát hiện được và thiết lập dải động cho máy thu. Để đạt được độ
tuyến tính, cần chú ý 2 thông số: thành phần điều biến tương hỗ bậc ba (IM3) và
thành phần điều biến tương hỗ bậc hai (IM2). Công thức (1.15) và (1.16) mô tả
nguồn phát của IM2 và IM3 và các điểm chắn đầu vào cho cả hai loại có tính phi
tuyến này.
IM2 = A2RFin
2
(1.15)
IM3 = A3RFin
3
(1.16)
Trong đó: A2: số đo của thiết bị phi tuyến bậc hai;
A3: số đo của thiết bị phi tuyến bâc ba.
Mối quan hệ được mô tả ở trên tạo ra độ dốc 2:1 đối với hài bậc hai IM2 và
độ dốc 3:1 đối với hài bậc ba IM3, như trong hình 1.7. Mối quan hệ này được sử
dụng trong công thức (1.17) và (1.18) để xác định các điểm chắn đầu vào cho thành
phần bậc hai (IIP2) và thành phần bậc ba (IIP3).
Hình 1.7: Quét công suất chỉ ra các điểm bậc hai IIP2 và bậc ba IIP3.

36. 20
IIP2 = RFin + ΔIM3/2 (1.17)
IIP3= RFin + ΔIM2 (1.18)
Hình 1.7 mô tả quét công suất tín hiệu 2 sóng mang với tín hiệu cơ bản và
các thành phần hài điều biến tương hỗ theo hàm của công suất đầu vào RF. Các
điểm chắn được ngoại suy từ những dữ liệu đã được vẽ. Đồ thị này tạo ra từ mô
phỏng và từ những phép đo để xác định số đo tuyến tính của máy thu. Với công
việc xác định ra chỉ tiêu kĩ thuật riêng cho từng khối máy thu, các chỉ số này sau đó
được sử dụng trong chuỗi mô tả ở công thức (1.19) để xác định ra ảnh hưởng của
từng linh kiện lên độ tuyến tính của toàn bộ máy thu.
1/IP3tổng cộng = 1/IP31 + G1
2
/IP32 + … (1.19)
Từ (1.19), độ tuyến tính phụ thuộc chủ yếu vào độ tuyến tính của thành phần
giới hạn. Ví dụ, trong máy thu thì thành phần giới hạn ở đây là bộ trộn. Điều này có
nghĩa là, bằng cách cải tiến độ tuyến tính của các thành phần khác như LNA, độ
tuyến tính tổng thể cũng không được cải thiện nhiều. Chuyển mạch hệ số khuếch
đại thường được sử dụng trong máy thu để dễ dàng khống chế độ tuyến tính và cải
thiện tính năng điều biến tương hỗ.
Các mối quan hệ và sự cân bằng giữa các tham số của máy thu được thể hiện
trong hình 1.8.
Hình 1.8: Mối quan hệ giữa các tham số của máy thu.

37. 21
Đồ thị mức tín hiệu được hiển thị trong hình 1.8 cho thấy mức tín hiệu tối
thiểu cần nhận được, gọi là độ nhạy thu (RSmin), phụ thuộc vào nền tạp nhiệt (-174
dBm/Hz), hệ số tạp (F), tỉ số tín /tạp yêu cầu tối thiểu (SNRmin) và dải thông hệ
thống (B). Như vậy, máy thu có độ nhạy càng cao càng tốt vì nó phản ánh khả năng
của hệ thống để phát hiện các tín hiệu yếu.
Dải động máy thu theo định nghĩa được xác định như sau:
DR = 2(IIP3 + RSmin) /3 (1.20)
Từ (1.20) có thể thấy dải động phụ thuộc vào IIP3 và RSmin.
Trong đó, IIP3 là điểm mà sóng mang mong muốn và các hài điều biến
tương hỗ có mức công suất bằng nhau. Vì thế để tăng tối đa dải động đòi hỏi độ
nhạy RSmin và IIP3 phải cao.
1.2.4. Độ chính xác và độ ổn định tần số [55]
Các máy thu siêu ngoại sai sử dụng một hoặc nhiều bộ dao động LO và bộ
trộn để trộn xuống tần số IF nhằm thuận tiện cho việc lọc và xử lý tín hiệu. Máy thu
có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi tần số LO đầu tiên mà không thay đổi phần
trung tần máy thu. Trong các ra đa thế hệ cũ, bộ LO chỉ có một chức năng duy nhất
là cung cấp tần số cho bộ trộn để tạo ra tần số IF.
Độ không ổn định của bộ STALO: Bộ dao động đầu tiên, thường gọi là bộ
dao động tại chỗ ổn định (STALO) ảnh hưởng rất lớn đến độ ổn định của máy thu,
tuy nhiên, khi đánh giá hiệu quả tổng thể, sự đóng góp của các môđun khác không
được bỏ qua.
Yêu cầu độ ổn định trong thời gian ngắn của bộ STALO thường đại diện bằng
tạp quan hệ với sóng mang (dBc), cụ thể là phổ tạp pha và được đo trong miền tần
số. Độ ổn định trong thời gian dài đại diện cho sự già hóa và tác động của môi
trường và được đo bằng kỹ thuật Allan Variance. Yêu cầu được đo trong thời kỳ của
dung sai tần số tuyệt đối hoặc độ lệch tần số cực đại qua một vài khoảng thời gian.
Nên đo tạp pha bằng cách đo tạp ở hai dải bên, cộng công suất ở cả dải trên
và dải dưới, nhưng thường biểu thị là đơn biên (SSB). Tạp ở hai dải bên có thể
chuyển thành tạp ở dải bên đơn bằng cách trừ đi 3 dB. Công suất dải bên không

38. 22
đồng đều có thể chỉ do bởi tín hiệu cộng thêm vào hoặc nhiễu hoặc biên độ tương
quan và các thành phần tạp pha.
Điều chế biên độ (AM) của bộ STALO không ảnh hưởng nhiều đến tạp pha,
thường ở mức thấp (ở độ lệch tần số nhỏ tính từ sóng mang) và hơn nữa, có thể
giảm bằng cách hạn chế. Các bộ lọc thế hệ mới cho phép giảm ảnh hưởng của tạp
AM do hệ số truyền của bộ trộn có quan hệ tương đối với mức thay đổi công suất
của LO khi làm việc ở mức điều khiển cụ thể.
Với các máy thu đòi hỏi độ nhạy cao, tạp AM có thể bị phá vỡ nếu tạp
chuyển đổi AM-PM sinh ra trong chuỗi máy thu. Quá trình này sinh ra qua kỹ thuật
thiên áp linh kiện không tối ưu, trong đó các tín hiệu biên độ lớn hoặc tạp tạo ra sự
dịch pha trong phân bố pha khác đối với chuỗi máy thu.
Độ nhạy rung động của bộ STALO: Việc cộng thêm tạp pha sinh ra từ bộ
STALO trong môi trường ôn hòa, các nguồn của điều chế pha không mong muốn
bao gồm các tác động của gợn sóng nguồn cung cấp và các tín hiệu giả như là máy
móc hoặc rung động của quạt, mô tơ và máy bay, nơi mà các rung động mức cao
được đưa ra. Độ nhạy rung động của bộ dao động theo lý thuyết là độ nhạy rung
động tần số rất nhỏ, gọi là độ nhạy g. Trong thực tế, độ nhạy này thay đổi đáng kể
với tần số rung động và khác nhau theo mỗi hướng. Công thức (1.21) mô tả ảnh
hưởng của tạp pha bộ dao động do rung động ngẫu nhiên theo mỗi hướng.
0 ( )
( ) 20lg i i v
v
v
f f
L f
f
γ
⎡ ⎤
Γ
= ⎢ ⎥
⎢ ⎥
⎣ ⎦
Trong đó: fv : tần số rung động, [Hz]; f0 : tần số bộ dao động, [Hz];
Γi : độ nhạy rung động tần số rất nhỏ của bộ dao động theo hướng i, [g-1
];
γi(fv) : mật độ phổ công suất rung động theo hướng i ở tần số rung động fv,
[g2
/Hz].
Độ nhạy rung động tổng hợp của bộ STALO (Γ) là trung bình bình phương
của các độ nhạy theo 3 hướng chủ yếu:
2 2 2
x y z
Γ = Γ + Γ + Γ (1.22)
dBc SSB ở dải thông 1 Hz (1.21)

39. 23
1.3. XÂY DỰNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
1.3.1. Hiện trạng ra đa của Quân đội ta
Ra đa của Quân đội ta hiện nay có đặc điểm: nhiều về số lượng, đa dạng về
chủng loại như: Π-12, Π-14, Π-15, Π-18, Π-19, 1Л13-3, 55Ж6, Kacta-2E2, Π-35,
Π-37, ΠPB-16, 1PЛ133, Furuno, TRS-3415, JMA, 402, MP-10,.... Thế hệ ra đa đầu
tiên được sử dụng từ thập kỷ 70, với công nghệ cũ, là ra đa đơn xung (sử dụng tín
hiệu đơn giản) hay còn gọi là tín hiệu dải hẹp, số lượng chiếm khoảng 90%. Các
ra đa này có độ rộng xung phát từ 2μs đến 6μs, trong xung chỉ có một tần số mang
cố định. Với độ rộng xung nhỏ, để đảm bảo cự ly phát hiện xa của ra đa thì công
suất đỉnh của xung phát phải rất lớn. Vì công suất xung lớn nên hệ thống đường
truyền, chuyển mạch thu - phát thường hay bị hỏng do đánh lửa. Mỗi loại ra đa chỉ sử
dụng một loại đèn phát, cho nên dải thay đổi tần số phát không lớn, không thể thay
đổi tần số phát theo chương trình hoặc ngẫu nhiên nên khi đối phương gây nhiễu tích
cực thì khả năng chống nhiễu bằng phương pháp chuyển tần là rất thấp. Các ra đa thế
hệ cũ công nghệ chủ yếu là sử dụng đèn điện tử, cồng kềnh, tiêu tốn năng lượng,
tham số làm việc không ổn định. Tín hiệu thăm dò của ra đa là xung đơn nên máy thu
không sử dụng được công nghệ nén xung, SNR đầu ra máy thu thấp, ảnh hưởng đến
khả năng phát hiện của ra đa, đến xác suất phát hiện đúng, báo động lầm, đến tính
năng chiến kỹ thuật của ra đa. Một nhược điểm lớn nhất của các đài ra đa thế hệ cũ là
tín hiệu đầu ra của ra đa là tín hiệu tương tự, cho nên không thể ứng dụng công nghệ
thông tin để truyền số liệu cũng như ghép mạng ra đa được.
Thế hệ ra đa mới (sử dụng tín hiệu phức tạp) nhập gần đây (từ những năm
1990) là ra đa 1Л13-3, 55Ж6 và ra đa bắt thấp Kacta-2E2, số lượng chỉ chiếm
khoảng 10%. Các đài ra đa này sử dụng tín hiệu thăm dò có độ rộng xung lớn (vài
chục đến vài trăm μs), trong xung đó có thể có nhiều xung con và điều tần hoặc
điều pha trong xung; hoặc có thể sử dụng kết hợp. Ra đa sử dụng tín hiệu phức tạp
có một số ưu điểm nổi bật là:
+ Tăng khả năng chống nhiễu tiêu cực dạng phân bố;

40. 24
+ Giảm xác suất bị mất tín hiệu phản xạ từ mục tiêu điểm do thăng giáng bề
mặt phản xạ hiệu dụng của nó;
+ Gây khó khăn cho đối phương khi gây nhiễu tích cực, bởi vì dải phổ nhiễu
càng rộng thì đòi hỏi công suất trung bình của máy phát nhiễu càng lớn để có mật
độ phổ công suất nhiễu cần thiết để đủ chế áp đài ra đa;
+ Độ chính xác đo cự ly được nâng cao;
+ Hệ thống xử lý tin tức ra đa đều được xử lý số hóa, thông tin đầu ra của
ra đa là thông tin số, do đó chất lượng và độ tin cậy của thông tin đầu ra được nâng
cao đáng kể, đồng thời thuận lợi cho việc ghép mạng ra đa, giảm thời gian giữ chậm
tình báo ra đa. Phục vụ tốt cho nhiệm vụ tự động hóa chỉ huy, xử lý thông tin ra đa
với thời gian thực.
Theo đánh giá của các nhà chuyên môn, tình trạng kỹ thuật của các đài ra đa
có nhiều yếu kém: số giờ tích lũy cao, có những đài ra đa đã có số giờ tích lũy lên
đến trên 35.000 giờ. Do có thời gian tích lũy cao, khả năng đảm bảo kỹ thuật hạn
chế do thiếu vật tư thay thế nên thông số kỹ thuật giảm sút như [8]:
+ Tuyến phát: Công suất phát giảm, rất khó giữ được ở mức danh định, cao
áp đánh lửa;
+ Tuyến thu: Độ nhạy giảm, dải thông, dải động không phù hợp, độ ổn định
và độ chính xác bám tần thấp;
+ Tuyến anten đường truyền: hệ số sóng đứng tăng, đường truyền bị đánh lửa;
+ Tuyến thị tần: Hiện hình tín hiệu thị tần kém; độ hội tụ, độ tương phản kém;
+ Hệ thống chống nhiễu tiêu cực: Làm việc không ổn định.
Trước tình hình thực tế trên, nhu cầu về cải tiến, hiện đại hóa ra đa trong
Quân đội là rất lớn mà chủ yếu là ra đa thế hệ cũ. Hiện nay, vật tư linh kiện thay
thế, nhất là một số linh kiện SCT trong đó có các đèn sóng chạy, các đèn dao động
Klistron không sản xuất nữa hoặc quá hiếm và đắt. Do đó buộc chúng ta phải tự
nghiên cứu thiết kế, chế tạo thay thế tương đương bằng linh kiện thế hệ công nghệ
mới (bán dẫn, vi mạch, vi xử lý, linh kiện tích hợp…) nhằm kéo dài thời gian sử
dụng, duy trì sức chiến đấu của vũ khí, trang bị, khí tài.

41. 25
Đối với ra đa thế hệ mới, giá thành vật tư khí tài rất cao mặc dù việc mua
sắm chủ yếu được thực hiện theo cụm, môđun (để giảm thiểu ngân sách), vì vậy
khó có thể kịp thời bố trí ngân sách để mua khí tài vật tư thay thế sửa chữa nên kết
quả bảo đảm vật tư ra đa mới còn rất hạn chế.
1.3.2. Xu thế phát triển hệ thống thu đài ra đa
Cự ly phát hiện của ra đa phụ thuộc nhiều vào độ nhạy máy thu. Xu hướng
hiện nay và sau này người ta thay thế máy thu dùng đèn điện tử bằng máy thu bán
dẫn và IC với những loại linh kiện chất lượng cao, hệ số tạp thấp và thực hiện giải
pháp thu nén xung đối với tín hiệu dải rộng làm tăng SNR đầu ra máy thu. Đối với
máy thu kiểu cũ, để đảm bảo cho thiết bị sau máy thu làm việc bình thường thì SNR
đầu vào máy thu phải đảm bảo một tỷ số nhất định (thông thường phải bằng 1),
nhưng đối với máy thu kiểu mới, không nhất thiết SNR đầu vào máy thu phải bằng
1, mà thậm chí tín hiệu nhỏ chìm trong nền tạp nhưng máy thu nén xung có thể nén
để “chồi” tín hiệu lên khỏi nền tạp và đảm bảo cho thiết bị sau máy thu làm việc
bình thường. Điều đó có nghĩa là ra đa có thể thu được tín hiệu rất yếu, làm tăng
khả năng phát hiện của ra đa, làm giảm xác suất báo động lầm và tăng cự ly phát
hiện của ra đa [8].
Xu hướng công nghệ máy thu kỹ thuật số [55]:
Những máy thu ra đa trước đây được xây dựng trên cơ sở linh kiện tương tự,
đầu tiên là đèn điện tử, sau đó là linh kiện bán dẫn. Kỹ thuật số thâm nhập dần vào
máy thu ra đa, bắt đầu từ phần thiết bị thị tần. Tốc độ các bộ ADC thương mại ngày
càng cao tạo khả năng lấy mẫu trực tiếp tín hiệu IF của máy thu ra đa dẫn đến áp
dụng gần như phổ biến kiến trúc thu kỹ thuật số so với giải điều chế tương tự thông
thường. Trong máy thu kỹ thuật số chỉ sử dụng một bộ ADC để số hóa các tín hiệu
nhận được và xử lý số tín hiệu được sử dụng để thực hiện biến đổi về hai tín hiệu I
và Q dải thông cơ bản. Các tiến bộ tiếp theo trong tốc độ lấy mẫu dẫn đến khả năng
lấy mẫu tại các tần số cao hơn, đôi khi loại bỏ sự cần thiết đổi tần thứ hai, tạo khả
năng lấy mẫu trực tiếp tại tần số RF.

42. 26
Các chuyên gia mong muốn sử dụng tần số IF cao, vì nó giúp giảm nhẹ quá
trình đổi tần và lọc; tuy nhiên, việc sử dụng tần số cao hơn đòi hỏi yêu cầu tính
năng cao hơn đối với ADC. Lấy mẫu RF trực tiếp được xem là mục tiêu cao nhất
đối với máy thu kỹ thuật số, với tất cả các điều chỉnh và lọc được thực hiện thông
qua xử lý số tín hiệu. Ưu việt cơ bản là loại bỏ gần như hoàn toàn phần cứng tương
tự. Tuy nhiên, không chỉ ADC phải lấy mẫu trực tiếp RF, mà trước đó cần có bộ lọc
chọn điều hưởng được, lối vào ADC phải có dải động đủ để đảm bảo đặt tất cả các
tín hiệu trong dải ra đa cùng một lúc.
1.3.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu
1.3.3.1. Ngoài nước
Hiện nay có công ty ELSYS của Ukraina cũng đã tiến hành cải tiến bán dẫn
hoá tuyến thu cao tần đài ra đa Π-37 và đã chế tạo thành sản phẩm bán chào hàng.
Trong máy thu cao tần do ELSYS chế tạo bộ hạn chế công suất theo nguyên lý hoàn
toàn thụ động, bộ dao động ngoại sai VCO và các bộ trộn tần tín hiệu, trộn tần AFC
cũng được chế tạo trên mạch dải và bộ tự động điều chỉnh tần số được chế tạo sử
dụng giải pháp PLL. Để bám tần tự động ổn định ELSYS sử dụng giải pháp khuếch
đại cao tần thì dải rộng nhưng trước khi đưa vào bộ trộn tín hiệu cao tần được đưa
qua bộ lọc dải hẹp.
Công ty RETIA (Cộng hòa Séc) và một số công ty khác đã cải tiến ra đa Π-
18 trở thành loại ra đa hiện đại, phát tín hiệu phức tạp (dải rộng).
Cải tiến ra đa Π-19 theo hướng có tính năng kỹ thuật tương đương ra đa
Kacta-2E2 trang bị cho các tiểu đoàn hỏa lực tên lửa C-125-2M (theo chương trình
cải tiến tổ hợp tên lửa Phòng không C-125M1A), đây là sản phẩm truyền thống của
nhà máy MYPOM (Nga) đã chào hàng [8].
1.3.3.2. Trong nước
Hiện nay, ở nước ta sản phẩm nghiên cứu về máy thu chủ yếu vẫn dừng ở
các nội dung thuộc về lý thuyết hay là khai thác sử dụng các hệ thống thu của nước
ngoài. Đã có một số cơ sở nghiên cứu đã và đang tiến hành nghiên cứu thiết kế chế
tạo một số môđun trong tuyến thu đài ra đa, đó là:

43. 27
- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các bộ dao động bán dẫn SCT (VCO) có độ ổn
định cao sử dụng làm dao động ngoại sai cho các đài ra đa dải sóng đềximét và
centimét, (2002-2003), Trung tâm Khoa học kỹ thuật và Công nghệ quân sự. Tuy
nhiên sản phẩm của đề tài vẫn chưa có phần đo đánh giá tạp pha của các bộ VCO và
ảnh hưởng của tạp pha đến máy thu ra đa.
- Viện Kỹ thuật quân sự đã cùng Viện Kỹ thuật Phòng không- Không quân
thực hiện thành công đề tài cấp Bộ “Nghiên cứu thiết kế chế tạo bộ khuếch đại tạp
thấp thay thế đèn sóng chạy UV-99 cho đài ra đa Π-37”, (1993-1995). Tuy nhiên do
chất lượng của các đèn cặp nhả điện kém, công suất lọt lớn nên tuổi thọ của các sản
phẩm này rất thấp (công suất lọt có kênh lên đến 1 W (CW), xấp xỉ 1 kW đỉnh
xung, nhưng đỉnh xung lọt khi đèn cặp nhả điện chưa phóng điện còn lớn hơn rất
nhiều lần: có biên độ > 150 kV và tồn tại trong thời gian khoảng 15 ns).
Vấn đề bảo vệ được bộ khuếch đại tạp thấp là rất nan giải và đã được đưa ra
giải quyết từ những năm 1980, một số đề tài và dự án sản xuất thử nghiệm đã được
thực hiện nhưng cho đến nay chưa có cơ sở nghiên cứu nào ở nước ta giải quyết
thành công một cách triệt để (tuổi thọ các sản phẩm cải tiến còn thấp).
Trước đây nước ta có nhập rất nhiều bộ khuếch đại tạp thấp UV-394 do Nga
sản xuất nhưng tuổi thọ của các bộ khuếch đại này cũng không cao do bộ hạn chế
công suất điốt PIN sử dụng ở đầu vào bộ này chỉ sử dụng 3 điốt PIN mắc sơn trên
đường truyền và làm việc ở chế độ thụ động.
- Viện Ra đa đã thực hiện dự án sản xuất thử nghiệm cấp Nhà nước: “Hoàn
thiện công nghệ chế tạo bộ khuếch đại tạp thấp“, (2001-2006), tuy nhiên do chưa có
giải pháp bảo vệ tốt nên tuổi thọ của các bộ khuếch đại này chưa cao. Các bộ hạn
chế được thực hiện trong đề tài này chỉ là các điốt PIN được mắc sơn trên đường
truyền cách nhau λ/4 làm việc trong chế độ thụ động và tích cực có sử dụng xung
kích phát của đài để tạo xung điều khiển điốt PIN, do vậy chưa cắt được hết đỉnh
của xung phát lọt sang.
- Trong nước ta hiện nay có một số cơ sở đã tiến hành nghiên cứu thiết kế chế
tạo và thay thế một số môđun trong tuyến thu ra đa, ví dụ như thiết kế chế tạo khối

44. 28
khuếch đại trung tần (Nhà máy Z119 và Học viện Kỹ thuật quân sự), hệ thống
chống nhiễu (Bộ môn Ra đa- Học viện Kỹ thuật quân sự).
Năm 2006, Viện Kỹ thuật Phòng không- Không quân phối hợp với đối tác
nước ngoài đã thiết kế, chế tạo thành công đài ra đa sóng mét RV-01 với nguyên lý
và giải pháp kỹ thuật mới và hiện đại, cụ thể là:
• Anten mạng pha, phát tín hiệu và cộng công suất trong không gian;
• Chuyển mạch anten bằng điốt PIN có điều khiển;
• Khuếch đại tín hiệu SCT dải rộng bằng bán dẫn công suất lớn;
• Tạo dao động chuẩn bằng kỹ thuật số;
• Thu tương can;
• Tách sóng pha số;
• Tự động lọc mục tiêu di động theo cự ly và theo tần số Doppler;
• Tự động phát hiện và bám quỹ đạo.
1.3.4. Về chất lượng thu tín hiệu của máy thu ra đa
Trong điều kiện hoạt động bình thường, tại lối vào máy thu ra đa có các tín
hiệu sau:
a) Tín hiệu phản xạ từ mục tiêu, thường gọi là tín hiệu có ích. Tín hiệu này là
tập hợp các tín hiệu cơ bản có dạng đã biết với pha ban đầu và biên độ ngẫu nhiên
từ các điểm “chói” trên bề mặt mục tiêu. Máy thu phải là một bộ lọc tối ưu có khả
năng tách được tín hiệu. Do đó, máy thu phải đảm bảo không gây méo tín hiệu, thu
nhận tín hiệu trung thực để xử lý theo tiêu chuẩn Neyman-Pearson.
Trên thực tế, khi mục tiêu chuyển động, cường độ tín hiêu thay đổi trong dải
rất lớn. Ví dụ, khi mục tiêu bay hướng đài ra đa, cường độ tín hiệu sẽ tăng tỷ lệ
nghịch với lũy thừa bậc bốn của cự ly đến đài. Để đảm bảo tín hiệu không bị méo,
máy thu phải luôn có khuếch đại phù hợp và khả năng hồi phục nhanh.
b) Tín hiệu từ phản xạ nhiễu, thường là từ các vật thể cố định, như mặt đất,
mặt biển, vật thể khí tượng. Máy thu phải xử lý để gạt bỏ nhiễu này và tách được tín
hiệu có ích. Để loại bỏ phản xạ nhiễu, thường sử dụng xử lý tương can, sao cho

45. 29
công suất nhiễu dư bé nhất. Chất lượng xử lý phản xạ nhiễu phụ thuộc vào tạp pha
của máy thu nói riêng và toàn ra đa nói chung.
c) Tín hiệu từ máy phát lọt sang máy thu. Vì ra đa dùng chung một anten,
nên cần phải có chuyển mạch thu - phát. Khi ra đa làm việc ở chế độ phát, mạch sẽ
chuyển năng lượng SCT từ máy phát ra anten. Khi ra đa làm việc ở chế độ thu,
mạch sẽ chuyển năng lượng SCT do anten nhận được đến máy thu.
Chất lượng khóa chuyển mạch thu - phát thường không đảm bảo chuyển hết
năng lượng SCT ra anten, mà vẫn để lọt một phần sang máy thu. Công suất lọt này
làm giảm chất lượng thu tín hiệu có ích: gây bão hòa máy thu, gây méo tín hiệu,
giảm độ nhạy và có thể gây hỏng máy thu….
d) Những tín hiệu mạnh từ những thiết bị vô tuyến điện tử hoạt động gần đó
trên cùng dải tần hoặc tín hiệu phản xạ từ những công trình địa vật lớn gần đó.
Các tín hiệu này làm giảm chất lượng thu tín hiệu có ích: gây bão hòa máy
thu, gây méo tín hiệu, giảm độ nhạy. Cần phải suy giảm tín hiệu mạnh ở đầu vào
máy thu và giảm thời gian khôi phục độ nhạy máy thu.
Như vậy, chất lượng thu tín hiệu của máy thu ra đa phải được xem xét phụ
thuộc vào từng loại tín hiệu đến máy thu.
1.3.5. Nội dung nghiên cứu của luận án
Hiện nay, quân đội ta còn trang bị nhiều ra đa thế hệ cũ. Các ra đa hoạt động
đã lâu, chất lượng suy giảm. Hơn nữa nhiều vật tư không còn được thế giới sản xuất
nữa. Bên cạnh đó, thế hệ linh kiện mới có rất nhiều ưu việt, trước hết là tiêu hao
năng lượng nhỏ, kích thước bé, độ tin cậy khai thác cao….
Việc nâng cao chất lượng thu tín hiệu cho các ra đa thế hệ cũ đang có trong
trang bị gặp một số vấn đề sau đây:
- Không có số liệu thiết kế, các tham số thiết bị đã bị trôi xa khỏi giá trị ban
đầu. Để giải quyết bài toán cần có các đo đạc đánh giá chất lượng máy thu ra đa cần
nâng cao chất lượng.
- Thế hệ linh kiện điện tử hiện đại đã vượt quá xa so với thế hệ linh kiện trong
ra đa. Cần nắm vững nguyên tắc hoạt động, tính chất vật lý, sử dụng nhiều phương

46. 30
pháp để tương thích hai loại linh kiện này khi tìm cách thay thế. Trong nhiều trường
hợp, sẽ dùng một cụm chi tiết để thay thế theo một chức năng đã xác định.
- Thiết kế gia công mạch SCT còn gặp nhiều khó khăn, việc đo kiểm đánh giá
còn chưa có kinh nghiệm, linh kiện SCT đắt. Nói chung chi phí nghiên cứu áp dụng
kỹ thuật SCT còn cao và kết quả nghiên cứu còn hạn chế.
Vì vậy, với đề tài “Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao chất lượng thu
tín hiệu trong đài ra đa”, luận án nghiên cứu giải quyết hai vấn đề liên quan đến kỹ
thuật SCT:
Hạn chế công suất của các tín hiệu cường độ mạnh vào máy thu. Quân đội ta
được trang bị chủ yếu ra đa xung công suất phát lớn. Vì vậy, trước hết là nhu cầu
chống công suất lọt từ máy phát sang máy thu. Đây là một nhu cầu thực tế cấp thiết
với số lượng lớn. Ngoài ra, đó còn là đấu tranh chống các tín hiệu mạnh từ những
thiết bị vô tuyến điện tử hoạt động gần đó trên cùng dải tần hoặc tín hiệu phản xạ từ
những công trình địa vật lớn gần đó. Nghiên cứu tập trung vào hướng sử dụng công
nghệ và linh kiện mới để xây dựng bộ hạn chế công suất chất lượng cao.
Nâng cao độ ổn định tần số và giảm mức tạp pha của bộ dao động tại chỗ.
Độ chính xác và độ ổn định tần số của máy thu được xác định bởi bộ dao động tại
chỗ của máy thu. Sự mất ổn định trong thời gian ngắn trong bộ dao động xuất hiện
như tạp pha và nó ảnh hưởng lớn đến chất lượng thu tín hiệu của máy thu. Nghiên
cứu tập trung vào hướng sử dụng công nghệ và linh kiện mới để xây dựng bộ dao
động tại chỗ chất lượng cao, có mức tạp pha nhỏ và độ ổn định tần số cao.

47. 31
Kết luận chương 1
Trong chương 1 của luận án đã giải quyết một số nội dung sau:
1. Qua nghiên cứu tổng quan cấu hình cơ bản của máy thu ra đa và các cấu trúc máy
thu của đài ra đa (bao gồm: máy thu siêu ngoại sai, máy thu đổi tần trực tiếp, máy
thu trung tần thấp và máy thu đa kênh dải rộng), luận án đã đi sâu phân tích các ưu
nhược điểm của từng loại cấu trúc;
2. Từ các yêu cầu kỹ thuật chính đối với máy thu, bao gồm: hệ số tạp, độ nhạy, thời
gian khôi phục độ nhạy máy thu, hệ số khuếch đại, độ chính xác và độ ổn định tần
số, dải động và độ tuyến tính; ta thấy có 2 phương pháp nâng cao độ nhạy máy thu, đó
là: giảm hệ số tạp bằng cách dùng bộ khuếch đại tạp thấp hoặc thu hẹp dải thông
máy thu xác định bởi độ rộng tín hiệu phổ đã thu. Tuy nhiên, thu hẹp dải thông
không để xuất hiện méo là tương đối khó;
3. Xuất phát từ nhu cầu đáp ứng công tác đảm bảo kỹ thuật cho hệ thống ra đa của
Quân đội ta, phù hợp với tình hình và xu hướng phát triển của hệ thống máy thu
ra đa trên thế giới, nghiên cứu sinh (NCS) đã xây dựng nội dung nghiên cứu của luận
án, tập trung vào 2 giải pháp nâng cao chất lượng máy thu ra đa, đó là:
a) Giải pháp nâng chất lượng thu khi có tác động của các tín hiệu cường độ mạnh lọt
vào máy thu bằng cách dùng bộ hạn chế công suất kết hợp với bộ khuếch đại tạp thấp;
b) Giải pháp nâng cao độ ổn định thu tín hiệu bằng cách nâng cao độ ổn định tần số
và giảm mức tạp pha của các bộ dao động VCO kết hợp sử dụng một hoặc nhiều
vòng khóa pha.
Để đưa ra được các giải pháp đúng đắn cần phải xuất phát từ các cơ sở khoa
học, vì thế trong chương 2 của luận án sẽ trình bày chi tiết phần phương pháp luận
liên quan tới nghiên cứu 2 giải pháp này.