Báo cáo Sóng radar và ứng dụng

 ĐỀ TÀI SỐ 03
 SÓNG RADAR 
 & 
 ỨNG DỤNG
Giảng viên hướng dẫn: Ngô Thị Minh Hiền
• 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 
• 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
 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.
• 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
• 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
 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. 
 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
 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.
 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.
 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
 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.
Phần II: Ứng dụng của sóng Radar
 HÀNG 
 KHÔNG
 QUÂN HÀNG 
 SỰ HẢI
 SÓNG 
 RADAR
 VŨ KHÍ 
 TRỤ TƯỢNG 
 GIAO 
 THÔNG 
 ĐƯỜNG 
 BÔ
 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.
 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.
 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.
 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 
 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.
 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.
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.
 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.
 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.
 CẢM ƠN CÔ 
VÀ CÁC BẠN 
 ĐÃ CHÚ Ý 
LẮNG NGHE