Diện tích phản xạ hiệu dụng (RCS) là một thông số quan trọng trong việc phát hiện và phân biệt giữa máy bay thương mại, máy bay trực thăng, máy bay quân sự… Dòng sản phẩm cầm tay VNA có đầy đủ tính năng và hiệu suất cần thiết để đơn giản hóa việc đo đạc RCS.
Diện tích phản xạ hiệu dụng (RCS) là phép đo đánh giá mức độ phản xạ tín hiệu ra đa của mục tiêu theo hướng máy thu của đài ra đa, là phép đo giữa tỷ số tán xạ ngược và mật độ công suất của tín hiệu phát trên một đơn vị diện tích bị chắn bởi mục tiêu. Phép đo RCS nhằm mục đích đảm bảo xác định chất lượng của các sản phẩm của các công ty sản xuất trong lĩnh vực này.
Độ chính xác trong phép đo RCS ảnh hưởng trực tiếp đến độ an toàn và hoạt động thành công của hệ thống hàng không. Trong quân sự, công nghệ tàng hình được sử dụng nhằm giảm thiểu RCS và gây khó khăn trong việc phát hiện mục tiêu. Trong thương mại hàng không, giá trị RCS lớn là hoàn toàn cần thiết, từ đó hệ thống ra đa hàng không có thể dễ dàng phát hiện, định vị, đáp cánh an toàn. Trong thực tế, máy bay phản lực chiến thuật thường có RCS từ 5 tới 100 m2, còn các máy bay thả bom thường có RCS từ 10 tới 1000 m2. Ngược lại, các máy bay tàng hình tồn tại RCS dưới 0.1 m2, một số các thiết kế tân tiến có thể xuống tới 0.0002 m2.
Máy phân tích mạng vector (VNA) là thiết bị được lựa chọn trong ứng dụng đo RCS bởi vì tốc độ cũng như đô chính xác trong việc thiết lập và đo tham số S. Các dòng VNA cải tiến cho phép thực hiện phân bổ hiệu suất cần thiết cũng như các tính năng như đo miền thời gian gating nhằm đơn giản hóa việc đo RCS trên máy bay hoặc ngoài hiện trường.
Phương trình phạm vi Radar
Hệ thống Ra đa (hình 2) phát một xung tín hiệu thông qua anten phát có hệ số khuếch đại là Gt. Biên độ tín hiệu tại đầu ra của anten phát bị suy hao bởi truyền dẫn trong không gian tự do. Tại mục tiêu, một số công suất (tán xạ ngược) phản xạ lại về phía ra đa. Tỷ số giữa công suất tán xạ ngược trên công suất tới là RCS của mục tiêu. Biên độ suy hao do không gian tự do. Do đó, tín hiệu được thu nhận bởi anten thu có hệ số khuếch đại Gr và được phát hiện trong máy thu.
Sơ đồ khối (hình 2) mô tả các khối vật lý của ra đa. Các mạch tương đương của ra đa được mô tả trong hình 3. Hệ số khuếch đại anten thu và phát được đặc trưng bởi các bộ khuếch đại, sau đó là đến mục tiêu.
Các tụ điện đặc trưng cho suy hao trong không gian tự do. Hệ thống VNA được sử dụng để đo S21, có sơ đồ tương đương giống với hệ thống ra đa. Nó thực hiện đáp ứng trên miền tấn số S21 của hệ thống khi cổng 1 của VNA được kết nối với anten phát và cổng 2 được kết nối với anten thu.
Mặc dù VNA rất phổ biến cho các ứng dụng đo trên miền tần số nhưng việc bổ sung thêm các tính năng phân tích trên miền thời gian và Thời gian Gating giúp thực hiện mô phỏng tính năng xung ra đa bằng cách loại bỏ các khoảng cách phản xạ không ảnh hưởng đến mục tiêu. Thời hạn khác phục sửa lỗi 12 tháng của VNA nhằm tối thiểu hóa các lỗi hệ thống do mất phối hợp hoặc rò rỉ, thiết lập chính xác mặt phẳng tham chiếu.
Phân cực
Phân cực của vector điện trường của tín hiệu phản xạ có thể khác đi so với phân cực của tín hiệu truyền. Hình dạng của mục tiêu ảnh hưởng đến yếu tố khử phân cực.
Để thực hiện khử phân cực chính xác, hình ảnh ma trận phân cực đầy đủ thành phần trường ngang và dọc của điện trường độc lập. Dẫn đến yêu cầu 2 nguồn phát và thu phân cực. Từ phép đo, ma trận phân cực sẽ được tạo ra để mô tả ảnh hưởng của phân cực, từ đó thực hiện khử phân cực một cách chính xác.
Phép đo VNA
Hình 4 biểu diễn phép đo tham số S trên miền tần số. Phạm vi tần số của phép đo phản ánh băng tần của radar (8.2 đến 12.4 GHz, với ống dẫn sóng WR-90 băng X). Tính năng miền thời gian của VNA sẽ biến đổi phép đo tham số S trên miền tần số sang miền thời gian.
Cơ sở của phép biến đổi là Alias Free Range (AFR). Phép biến đổi là một hàm đường tròn và lặp lại chính nó theo chu kỳ ngoài phạm vi thời gian của chính nó, t=1/(độ lớn bước tần). Độ lớn bước tần số tỷ lệ thuận với dải quét tần và tỷ lệ nghich với số điểm quét.
Ví dụ,
Tại băng X, dải quét là 4GHz, có 4001 điểm quét, AFR = 4000/4.0GHz= 1000 ns tương ứng với 300 m phạm vi độ lệch cho phép. Phạm vi 300m khoảng cách tính 2 chiều do đó mục tiêu nên đặt trong khoảng cách 150m tính từ VNA.
Một cấu hình phép đo RCS cho trực thăng điển hình bằng cách sử dụng VNA như hình 5. Một anten phát (kết nối cổng 1 của VNA), anten thu (kết nối cổng 2 VNA) được đặt trên cùng một mặt phẳng. Mục tiêu phép đo bao gồm một máy bay trực thăng, được đặt trên đường bay hoặc trên khu vục ít vật phản xạ.
Thực hiện đo S21 (miền tần số) cho VNA được thực hiện tương tự như radar khi được cấu hình. Đầu ra cáp đồng trục được kết nối tới chuyển đổi ống dẫn sóng-cáp đồng trục. Cổng 2 kết nối tới đầu ra của anten thu ống dẫn sóng.
Cả hai anten đều được kết nối gần nhất có thể trên cùng mặt phẳng ngang hoặc đứng. Để xây dựng ma trận phân cực, cả hai anten phát phải có khả năng quay 90 độ. Mục tiêu phải đặt trong phạm vi nhỏ hơn AFR/2 nhưng phải đủ xa để đảm bảo toàn bộ mục tiêu nằm trong búp sóng của anten.
Phép đo RCS
Tính năng hiệu chuẩn 12 tháng được thực hiện tại đầu ra của cáp đồng trục để xây dựng một mặt phảng tham chiếu chuẩn cho phép đi RCS. Phép đo S21(f) trên miền tần số được thực hiện trên phạm vi mục tiêu. Dữ liệu tham số S được biến đổi trên miền khoảng cách S21(d) bằng cách thực hiện quá trình thông dải. Hệ thống có thể được hiệu chuẩn trong RCS bằng phép đo mục tiêu đã biết trước RCS và tham chiếu tất cả các mục tiêu khác tới mục tiêu đã biết.
Phép đo S21(f) được thực hiện như một phép đo tiêu chuẩn. Dữ liệu của phép đo S21 được biến đổi trong chế độ miền thời gian và một phép thời gian gate phù hợp được đặt tại phạm vi tiêu chuẩn. Biên độ S21(std) của phản xạ tiêu chuẩn được tính toán.
Giá trị của phép đo phản ánh cho phép đo RCS. Nếu mục tiêu tiêu chuẩn là hình cầu có RCS là 1m2 thì RCS của mục tiêu được cho bởi phương trình:
Đơn vị dữ liệu là dBsm. Công thức chuyển đổi: dBsm=10Log(RCSm2) (dB)
Công ty chúng tôi luôn luôn mong muốn được trở thành đối tác tin cậy và là nhà cung cấp thiết bị, giải pháp hàng đầu cho sự thành thành công của Quý Khách hàng. Mọi thông tin chi tiết Quý Khách vui lòng liên hệ:
Công ty Cổ phần Công nghệ MITAS Hà Nội
Địa chỉ: Tầng 5, tòa nhà C’Land, Số 81 Lê Đức Thọ, Nam Từ Liêm, Hà Nội
Web: https://mitas.vn | ĐT: (+84) 243 8585 111 | Email: sales@mitas.vn
Sự ủng hộ tin yêu của Quý Khách hàng là động lực và tài sản vô giá đối với tập thể công ty chúng tôi. Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn./.
