Đề tài Sóng radar và ứng dụng

Nội dung text: Đề tài Sóng radar và ứng dụng

1. ĐỀ TÀI SỐ 03 SÓNG RADAR & ỨNG DỤNG Giảng viên hướng dẫn: Ngô Thị Minh Hiền
2. • PHẦN I: SÓNG RADAR • I.1: Sóng Radar được tìm ra và phát triển như thế nào • I.2: Sơ lược về sóng Radar • I.3: Cơ chế phát và thu sóng • I.4: Tính chất sóng Radar • I.4.1: Sự phản xạ • I.4.2: Sự phân cực • I.4.3: Sự nhiễu • I.5: Hiệu ứng Dopple và sóng Radar • I.6: Dải tần làm việc của Radar
3. • PHẦN II: ỨNG DỤNG CỦA SÓNG RADAR • II.1: Tổng quan • II.2: Ứng dụng chính • 1: Điều khiển, theo dõi giao thông hàng không ( ATC ) • 2: An toàn hàng hải • 3: Không gian vũ trụ • 4: Quân sự • 5: Dự báo thời tiết • 6: Cảnh báo động đất – sóng thần • 7: Kiểm soát an toàn giao thông đường bộ
4. Phần I: Sóng Radar •I.1: Sóng Radar đã được tìm ra và phát triển như thế nào? •Dơi phát ra sóng siêu âm từ mũi, nhận tiếng vọng lại bởi hai “ăng ten” ở hai tai.
5. • Radar là tên viết tắt của Radio Detection and Ranging • Năm 1887, nhà vật lý người Đức lần đầu tiên tạo ra sóng vô tuyến trong phòng thí nghiệm. • Năm 1897 liên lạc vô tuyến giữa hai tàu bị cắt đứt lúc có một tuần dương hạm chạy ngang qua. Heinrich Hertz
6. • Năm 1922, Guglielmo Marconi đã có một bài diễn thuyết trình bày về ý tưởng là có thể phát hiện được những vật thể từ xa sử dụng sóng vô tuyến Guglielmo Marconi
7. I.2: Sơ lược về sóng Radar • Là sóng điện từ siêu cao tần ( sóng vô 풗 흀 = tuyến, sóng radio ) 풇 • Có bước sóng cực ngắn từ 1 milimet đến 100 met với tần số tương đương từ 3GHz đến 300 GHz • Nhờ vào ăng-ten, sóng radar tập trung thành một luồng hẹp phát vào trong không gian. • Sóng radar gặp bất kỵ mục tiêu nào thì nó bị phản xạ trở lại.
8. I.2: Sơ lược về sóng Radar •Sóng radar không truyền xa được trong môi trường nước. •Nên sử dụng máy sonar dùng siêu âm để định vị dưới nước. •Muốn định vị chính xác cần có bước sóng thích hợp •Bước sóng càng ngắn sẽ cho hình ảnh độ phân giải càng cao
9. I.3: Cơ chế phát và thu sóng • Máy phát vô tuyến là thiết bị dao động dòng điện. Dòng điện này tạo ra năng lượng điện từ và khi dòng điện dao động, năng lượng này di chuyển trong không khí như sóng điện từ. • Một máy thu điện từ chỉ là sự đảo ngược của máy phát: nó thu sóng điện từ với một ăng-ten và chuyển đổi chúng thành dòng điện.
10. I.4: Tính chất sóng Radar 1.Sự phản xạ • Một chất rắn trong không khí hay chân không, hoặc một sự thay đổi nhất định trong mật độ nguyên tử của vật thể với môi trường ngoài, sẽ phản xạ sóng radar • Radar đặc biệt thích hợp để định vị các máy bay hay tàu thuyền. (Kim loại hay sợi cacbon) • Các vật liệu hấp thụ sóng radar (chất có điện trở và có từ tính) dùng trong các thiết bị quân sự để giảm sự phản xạ radar.
11. I.4: Tính chất sóng Radar 2.Sự phân cực • Thể hiện hướng dao động của sóng • Mặt phẳng phân cực là mặt phẳng chứa vector dao động từ trường. • Radar sử dụng sóng radio được phân cực ngang, phân cực dọc, và phân cực tròn tùy theo từng ứng dụng 3: Sự nhiễu • Các sóng làm nhiễu bắt nguồn từ các nguồn bên trong và bên ngoài, gồm chủ động và bị động • VD: Các máy bay tàng hình có thể tung ra thêm các mảnh kim loại dẫn điện có chiều dài bằng nửa bước sóng, gọi là các miếng nhiễu xạ, có tính phản xạ cao nhưng không trực tiếp phản hồi năng lượng trở lại nguồn
12. I.5: Hiệu ứng Doppler Khi sóng điện từ chiếu xạ vào mục tiêu đang chuyển động với một tần số nào đó gọi là tần số chiếu xạ thì năng lượng phản xạ về là tín hiệu phản xạ có tần số sai khác so với tần số chiếu xạ. f(chieuxa) f(doppler) = f(chieuxa) f = f(phanxa) Dấu “+” khi mục tiêu tiến dần về phía nguồn chiếu xạ. Dấu “ - ” khi mục tiêu đi xa nguồn chiếu xạ.
13. Phần II: Ứng dụng của sóng Radar HÀNG KHÔNG QUÂN HÀNG SỰ HẢI SÓNG RADAR VŨ KHÍ TRỤ TƯỢNG GIAO THÔNG ĐƯỜNG BÔ
14. 1: Điều khiển, theo dõi giao thông hàng không ( ATC ) • ĐàiNếu kiểmradar soát khônghoạt độnglưu kếtkhông hợp tín hiệuhiệu từquả radarthì và tín hiệuhậu từquả bộ tiếpgây sóngra (nhận/phátlà vô cùng tínnghiêm hiệu) trongtrọng buồng lái của máy bay để có một bức ảnh chi tiết về các máy bay lưu thông trên bầu trời.
15. 2: An toàn hàng hải Radar giúp xác định vật cản ở trên mặt nước, phát hiện vật cản dưới nước, ngày nay sóng Radar còn được áp dụng để thăm dò và khai thác thuỷ hải sản.
16. 3: Không gian vũ trụ Hình ảnh:Trạm vũ trụ Quốc Tế Hình ảnh trên thựcmàn tếhình Radar • Các tàu vũ trụ được phóng lên với độ chính xác cao bởi sự dẫn đường của các trạm Radar vũ trụ trên không. • Dự án radar có tên là 'hàng rào không gian’ được Mỹ công bố nhằm chặn rác thải vũ trụ từ đó bảo vệ phi thuyền, tàu không gian trong phạm vi 1200 dặm.
17. 3: Không gian vũ trụ Hình ảnh mô phỏng Vệ tinh TESS của NASA • Kính viễn vọng không gian TESS đã được phóng vào không gian với mục đích khám phá những hành tinh bên ngoài hệ mặt trời bằng hệ thống radar được tích hợp bên trong thiết bị 337 triệu USD có kích thước bằng ½ máy giặt
18. 4: Phòng Quân không sự không quân Radar được dùng để bám sát máy bay địch. Báo động tên lửa và dẫn đường tên lửa hành trình đánh chặn.
19. 4: Quân Hải quân sự Hệ thống Radar lớn được lắp đặt trên tàu Sân bay để phát hiện các máy bay tiêm kích, tên lửa và tàu ngầm của địch.
20. 5: Dự báo thời tiết Radar phát tín hiệu sóng tới với bước sóng từ 1,1 – 1,67 cm để phát hiện các đám mây, mật độ mưa và hướng di chuyển của chúng trên màn hình toạ độ để đưa ra cảnh báo sớm.
21. 6: Cảnh báo động đất,sóng thần Vận tóc sóng Radar lên tới vận tốc ánh sáng 300.000.000 (m/s) nhanh hơn rất nhiều với vận tốc di chuyển của các ngọn sóng thần, nên chúng ta sẽ thu thập được vị trí và vận tốc, cũng như hướng đi của các ngọn sóng thần.
22. 7: Kiểm soát an toàn giao thông đường bộ CameraCamera bắnbắn tốctốc độđộ dicố động định ứngsẽ ghidụng lại ngàycông giờ,nghệ địalaser điểm, pháthướngra chùmdi chuyển,tia sáng vậnvề tốc,phía vậnphương tốc giới tiệnhạnđang trên đoạnchạy tới gầnđường. Thời đó gian (để sochùm sánh) tia vàphát làn hiện đường và ghi chiếc lại mụcxe đang tiêu chạytrong phạm vi hoạt động 800m là 0,3 đến 0,7 giây.
23. CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE