پایان نامه و تحقیق اصول كلي رادار
چكيده:
رادار سیستم الکترومغناطیسی است که برای تشخیص و تعیین موقعیت هدف بهکار می روند کلمه رادار اختصار کلمات آشکار سازی و بردیابی رادیویی می باشد رادار یکی از مظاهر شگفت انگیز قرن بیستم است اصول اولیه آشکارسازی تقریبا قدمتی برابرقدمت بحث الکترو مغناطیسی دارد.
گرچه امروزه توسط رادارهای جدید و پیشرفته از هدف علاوه بر فاصله استخراج می شود ولی تعیین فاصله هدف از فرستنده هنوز یکی از مهم ترین وظایف این دستگاه است. در پاییز 1922 تیلور یانگ از آزمایشگاه تحقیقات دریایی (NRL) با استفاده از یک موج پیوسته (CW) با فرستنده و گیرنده مجزا وجود یک کشتی چوبی را آشکار نمودند.
بدین ترتیب می توان گفت که اولین سیستم های راداری آزمایشی به صورت موج پیوسته کار می کردند و نوع آشکار سازی آنها بستگی به تداخل ایجاد شده بین علائم مهم سیستم دریافت شده از فرستنده علائم انعکاسی ازهدف متحرک با متغیر فرکانس داپلر داشت.
رادار یکی سیستم الکترومغناطیسی است که کاربردهای مختلف می تواند داشته باشد اما مهمترین مزیت رادار توانایی آن در محاسبه مسافت می باشد.
مقدمه
رادار یک سیستم الکترومغناطیسی است که کاربردهای مختلف می تواند داشته باشد اما مهم ترین مزیت رادار توانایی آن در محاسبه مسافت می باشد.
در این فصل با توجه به اهمیت رادار پالسی و کاربرد گسترده آن به بحث پیرامون این سیستم پرداخته می شود و شاخص های مهمی که در معادله برد رادار وجود دارد و در رادارهای دیگر نیز به گونه ای این شاخص ها اهمیت دارند مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد.
رادار یکی از مظاهر شگفت انگیز قرن بیستم است اصول اولیه آشکارسازی تقریبا قدمتی برار با قدمت بحث الکترو مغناطیسی دارد فارا و ماکسول در سال های 1860-1845 پی بردندن که جریان های متغیر با زمان باعث ایجاد میدان های الکترومغناطیسی متغیر با زمان در فضای آزاد می شوند.
همچنین میدان های متغیر با زمان جریان الکتریکی متغیر با زمان تولید می کند میدان الکترومغناطیسی به وجود آمده در فضای آزاد با سرعت نور یعنی حرکت می کند.
در سال 1886 هرتز به طور تجربی نظریه هیا ماکول را مورد مطالعه قرار داد و نشان داد که امواج الکترومغناطیسی در برخورد اجسام منعکس و پراکنده می شوند که این مطالعه وی منجر بوجود آمدن ایده رادار شد.
جالب است بدانید آزمایش های هرتز در فرکانس های بالا طول موج 66 سانتی متر انجام شد ولی کارهای بعدی تا سال 1930 در فرکانس های پائین ادامه یافت تا آن که بعدا اهمیت استفاده از فرکانس های بالا روشن شد.
به علت محدودیت در فناوری آن زمان در سال امواج آشکار سازی در فواصل بیش از یک مایل تا سال 1922 مطرح نبود تا اینکه در سال 1922 مارکونی ارتباط رادیویی بین قاره ها را طمرح نمود و عنوان کرد که امکان بوجود آمدن دستگاهی است که امواج را در جهات مختلف ارسال کند.
پس از برخورد پرتوها به یک جسم فلزی نظیر کشتی توسط یک گیرنده این پرتوها دریافت شود که در نتیجه می توان در هوای ابری وجود کشتی را آشکار نمود اما وی در به دست آوردن بعضی از ایده هایش از جمله آشکار سازی جسم و انتشار امواج کوتاه در ورای خط دید ناموفق ماند.
در پاییز 1922 تیلور یانگ از آزمایشگاه تحقیقات دریایی (NRL) با استفاده از یک موج پیوسته (CW) با فرستنده و گیرنده مجزا وجود یک کشتی چوبی را آشکار نمودند.
بدین ترتیب می توان گفت که اولین سیستم های راداری آزمایشی به صورت موج پیوسته کار می کردند و نوع آشکار سازی آنها بستگی به تداخل ایجاد شده بین علائم مهم سیستم دریافت شده از فرستنده علائم انعکاسی ازهدف متحرک با متغیر فرکانس داپلر داشت.
این اثر شبیه لرزش موزونی است که ممکن است در هنگام عبور هواپیما از بالای گیرنده بویژه ایستگاه های ضعیف رخ می دهد این نوع رادارها رادار اموا پیوسته تداخل موجی نیز می نامند البته این نوع رادارها فقط برای اشکار سازی وجود هدف مفید بودند و استخراج اطلاعات موقعیت هدف از آنها مقدور نبود.
لازم به ذکر است نمونه های رادار CW در آزمایشگاه NRL در همان سال ها در فرکانس 32 و 60 مگاهرتز ساخته شد.
با توجه به محدودیت های استخراج اطلاعات کافی موقعیت از رادارهای موج پیوسته پژوهشگران NRL اولین تجربه را به سال 1934 با رادار پالسی در فرکانس 6 مگا هرتز به دست آوردند و با انجام آژمایش های متعدد دریافتند که فرکانس های راداری بالا برای این کار مطلوب می باشد و با ساخت لامپ های پرقدرت باعث تکامل طراحی رادار پالسی در فرکانس 200 مگاهرتزی شدند.
پیشرفت های اولیه رادار پالسی در رابطه با کاربردهای نظامی بود و در بریتانیا توسعه رادار بعد از آمریکا شروع شد اما به خاطر اینکه پیشرفت فناوری رادار مصادف با جنگ جهانی دوم بود و برتانیا نزدیک تر به جبهه جنگ بود.
این کشور کوشش های فراوان و بیشتری راصرف توسعه رادار نمود توجه برتانیا به رادار از سال 1935 شروع شد وتا اوایل 1940 توسعه رادار در بریتانیا و آمریکا مستقلا انجام می شد.
علاوه بر این دو رادار در آلمان، فرانسه، روسیه و ایتالیا و ژاپن نیز به طور مستقل در حلال 30 سال بعد مورد تحقیق و توسعه قرار گرفت لیکن حدود توسعه و کاربردهای نظامی آنها متفاوت بود.
فهرست مطالب پایان نامه و تحقیق اصول كلي رادار:
فصل اول 1
اصول رادار 1
1-1 مقدمه 2
1-2- اصول رادار: 4
1-3- فرمول های اسامی رادار: 8
1-4- راه های کاهش نویز: 12
1-5- رنج دینامیکی: (Dinamic rany ) 13
1-6- تقسیم بندی رادارها از نظر کاربرد: 14
1-7- نوع بیمFan beam 16
1-8- تفاوت راداهای اخطار اولیه با راداهای تجسسی: 17
1-9- PRF برابر PRF رادار تجسسی (پالیین) 19
1-9-1 رادارهای سه بعدی: 19
1-9-2 رادارهای تعقیب هدف: (Track radars) 20
1-9-3- رادار کنترل آتش: (Fire control radars) 21
1-10 باندهای فرکانسی؛ 22
1-11- کاربرد طیف فرکانس راداری در رادارها مختلف؛ 23
1-12- باند فرکانسی : ( 30 – 300 mHz) VHF 25
1-13- باند فرکانس C و : ( 4 – 8 GHz ) P 26
1-14- باند فرکانس : ( 8 – 12 GHz ) X 27
1-15- امواج با طول موج میلیمتری : 27
1-16- فرکانس های لیزری: 28
1-17- محاسبه فرکانس داپلر 34
1-18- انواع رادار : MTI 36
1-19- محاسبه خروجی آشکارساز فاز: 40
فصل دوم 42
نمایش اهداف متحرک بر روی اسکوپ 42
2-1- استخراج اطلاعات داپلر به وسیله اسکوپ : (PPI) 43
2-2- طرز کار : D.L Coneeler 43
2-3- خط تأخیر الکترومغناطیس: 44
2-4- مدولاتور : PFN 46
2-5- خط تأخیر از نوع فیوز کوارتز 48
2-6- خط تأخیری دیجیتالی: 49
2-6- مشخصات فیلتری delay line canceller : 50
2-7- منحنی پاسخ فرکانس : Single Delay Line Canceller 51
2-8- تحلیل سرعت کور برای رادارهای مختلف: 51
2-9- پاسخ فرکانسDoubledelay line canceller: 53
2-10- فیلترهای متقاطع Transversal filters: 55
2-11- STAGER PRF ( PRF متغیر): 56
2-12- روش تولید PRF به صورت Stager : 60
2-13- فیلترهای داپلر با کمترل فاصله: 62
2-14- شرح کار سیستم: 65
2-15- محدودیت های عملکرد رادار : MTI 66
2-16- ضریب بهبودی : ( Improvement factor) 66
2-17- قابلیت دید در کلاتر : ( Sub clutter visibility ) 67
2-18- اثر تغییرات فرکانس: 68
2-19- نوسانات داخلی کلاتر: ( Internal Clutter Fluctuation) 69
فصل سوم اصول كلي رادار 74
نوسانات داخلی کلاتر در رادار 74
3-1- محدود کردن گسترش طیفی کلاتر در رادار : MTI 75
3-2- بلوک دیاگرام : Non Coherent MIT Radar 76
3-3- مشکلات خاص در طراحی رادار (AMTI) : 77
3-4- رادارهای پالس داپلر: 77
3-5- سیستم های پالس داپلر: 80
3-6- رادارهای پالس داپلر Mediom PRF : 81
3-7- فاصله یابی FM : 82
3-8- رادارهای با فشردگی پالس: 85
3-9- مزیت های فشردگی پالس Puls Lompression Advantage : 86
دستیابی به یک پالس وسیع با استفاده از پالس باریک: 87
3-10- کاربردهای پالس باریک در رادار: 87
3-11- محدودیت های یک رادار پالس کوتاه: 89
3-12- عوامل موثر در انتخاب سیستم فشردگی پالس: 89
3-13- روش فعال در تولید شکل موج: 90
3-14- تکنیک های فشردگی پالس: 90
3-15- وسایل غیر فعال FM خطی (Passive Fm Linr Device) : 94
3-15-1 نوسان ساز با کنترل ولتاژ (V.C.O) : 95
3-15-2- مدولاتور سرا سوئید: 96
3-15-3- تولید کننده شکل موج مورد نظر با خط تأخیر: 97
3-15-4- تولید کننده FM خطی ترکیب شده : (Synthesize Liner Fm Generator) 98
3-16- محدودیت های شکل FM غیر خطی: 99
فصل چهارم اصول كلي رادار 105
رادارهای ردیاب 105
4-1- رادارهای ردیاب (Tracling Radars) : 106
4-2- چگونگی عملکرد یک رادار ردیاب: 106
4-3- کاربردهای اساسی رادارهای ردیاب: 106
4-4- چگونگی دستیابی به مختصات هدف و عمل پردازش : 107
4-5- اسکن الکترونیکی چیست؟ 111
4-6- اسکن و انواع آن: 111
4-7- مدت زمان اسکن: 111
4-8- اسکن خطی(Raster Scan): 113
4-9- اسکن مخروطی (Conical Scan) : 117
4-10- رادار ردیاب تک پالس (mono puls tracking radar) : 120
4-11- انواع رادارهای ردیاب تک پالس: 121
4-12-بلوک دیاگرام یک رادار ردیاب تک پالس مقایسه گر دامنه ی یک بعدی: 123
4-13-تکنیک های فیدهورن (تغذیه کننده آنتن) رادار تک پالس: 124
4-14-زاویه ی دید چیست؟ 125
4-15-رادارهای ردیاب تک پالس مقایسه گر فاز: 126
4-16- بلوک دیاگرام رادار Track از نوع تک پالس مقایه گر فاز: 128
4-17- مقایسه ی رادارهای ردیاب: 129
4-18- ردیابی در سطح پایین ( زاویه ی کم): 130
4-19- ردیابی در فاصله: 131
4-20- رادارهای ارتفاع یاب: 133
4-21- رادارهای سه بعدی (3D) : 133
4-22- رادار های V بیم: 135
4-23- رادارهای چند بیمی: 136
4-24- رادارهای اسکن سه بعدی: 137
4-25- اسکن الکترونیکی: 137
4-26- اسکن فرکانس : 138
فصل پنجم اصول كلي رادار 140
اصول آرایه فازی 140
5-1- اصول آرایه فازی: 141
5-2- ترکیبات آرایه فازی: 142
5-3- محاسبه ی خروجی آرایه چهار نقطه ای: 143
5-4- عمل اسکن در طول پالس در رادارهای آرایه فازی: 144
5-5- هدایت بیم: 145
5-6- مقایسه ی تغذیه گرهای موازی و متوالی: 146
5-7- معایب و مزایای رادارها آرایه فازی: 152
5-8- فرق رادارهای اولیه و ثانویه چیست؟ 153
5-9- درهای سیستم IFF : 154
5-10- سیستم SIF : 156
5-11- بخش RF : 159
5-12- کنسول آنالوگ گیرنده: (ARC) 160
5-13- منبع تغذیه : 161
5-14- کنسول اصلی دیجیتال: (DMC) 161
5-15- کنسول فرعی دیجیتال: (DSC) 163
5-16- کنسول راه دور رادار : (DRC) 164
5-17- سیگنال های درایو فرستنده : 164
5-18- مشخصات فنی قسمت آنالوگ گیرنده: 165
5-19- مشخصات سیستم برق مورد استفاده: 167
5-20- ضریب تقویت Mixer گیرنده در مجموع 40 db می باشد. 168
5-21- کنسول آنالوگ گیرنده (ARC) : 170
5-22- کنسول دیجیتالی (DMC) : 180
5-23- طبقه ی تطبیق سیگنال (SCS) : 182
5-24- کارت X Angle: 183
5-25- مشخصات رادار JY14 : 184
5-26- تکنیک های ضد موشک های ضد رادار (ARM) : 188
امیدواریم این فایل پایان نامه و تحقیق اصول كلي رادار نیاز شما را برآورده نماید.