MỤC LỤC
Chương 1: RADAR SƠ CẤP (PSR) ................................................................... 3
1.1. Tổng quan ................................................................................................ 3
1.2. Radar giám sát sơ cấp cho kiểm soát đường dài .................................... 14
1.3. Radar giám sát sơ cấp cho kiểm soát trung tận và tiếp cận ................... 14
1.4. Ăng ten ................................................................................................... 15
1.5. Truyền dẫn dữ liệu Radar ...................................................................... 33
1.6. Máy phát ................................................................................................ 35
1.7. Đặc tính mục tiêu sơ cấp........................................................................ 50
1.8. Máy thu .................................................................................................. 59
1.9. Xử lý tín hiệu Radar............................................................................... 66
1.10. Xử lý dữ liệu giám sát .......................................................................... 69
1.11. Hiển thị................................................................................................. 72
1.12. Kiểm soát việc kiểm tra và giám sát .................................................... 82
1.13. Radar tiếp cận chính xác ...................................................................... 82
Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ RADAR KHÍ TƯỢNG ..................................... 83
2.1. Giới thiệu ............................................................................................... 83
2.2. Các thông số kỹ thuật của Radar khí tượng. .......................................... 85
2.3. Sử dụng Radar thời tiết .......................................................................... 88
2.4. Hệ thống Radar thời tiết của Tổng công ty QLB Việt Nam (VATM) .. 89
Chương 3: RADAR GIÁM SÁT MẶT ĐẤT( SMR) ....................................... 91
3.1. Tổng quan SMR ..................................................................................... 91
3.2. Các yêu cầu về hoạt động của hệ thống Radar ...................................... 91
3.3. Bộ thu phát Radar .................................................................................. 94
3.4. Nguyên lý hoạt động .............................................................................. 94
Chương 4: RADAR GIÁM SÁT THỨ CẤP (SSR và M-SSR) ....................... 97
4.1. Tổng quan .............................................................................................. 97
Máy trả lời ................................................................................................... 101
4.2. Sử dụng Radar giám sát thứ cấp cho dịch vụ kiểm soát đường dài.... 104
4.3. Sử dụng Radar giám sát thứ cấp cho dịch vụ kiểm soát trung tận và tiếp
cận ..................................................................................................... 105

4.4. Ăng ten (Radar giám sát thứ cấp) ........................................................ 105
4.5. Truyền dữ liệu (Radar giám sát thứ cấp) ............................................. 108
4.6. Đặc tính kỹ thuật của máy phát của bộ phát hỏi .................................. 108
4.7. Máy thu (của trạm SSR mặt đất) ......................................................... 112
4.8. Bộ phát đáp .......................................................................................... 112
4.9. Trích xuất điểm dấu mục tiêu .............................................................. 113
4.10. Xử lý tín hiệu ..................................................................................... 114
4.11. Thơng tin mã hóa trên tín hiệu trả lời ................................................ 115
4.12. Hiển thị (Radar giám sát thứ cấp) ...................................................... 116
4.13. Xử lý giám sát để xác minh điểm dấu ............................................... 116
Chương 5: RADAR THỨ CẤP MODE S ....................................................... 118
1


5.1 Giới thiệu về Mode S. ........................................................................... 118
5.2. Hệ thống Radar giám sát thứ cấp SSR Mode S ................................... 121
Chương 6: MÔI TRƯỜNG RADAR GIÁM SÁT THỨ CẤP SSR ............. 174
6.1. Tổng quan............................................................................................. 174
6.2. Môi trường SSR ................................................................................... 175
6.3. Giới thiệu về hệ thống giám sát Multilateration (MLAT) .................. 187
Chương 7: GIỚI THIỆU VỀ GIÁM SÁT PHỤ THUỘC TỰ ĐỘNG (ADS)
............................................................................................................................. 191
7.2. Nguyên lý và cấu hình ......................................................................... 193
7.3. Sử dụng dịch vụ ADS cho dịch vụ không lưu ..................................... 211
Chương 8: GIÁM SÁT PHỤ THUỘC TỰ ĐỘNG PHÁT QUẢNG BÁ (ADSB) ......................................................................................................................... 217
8.1. An toàn theo chức năng đối với ADS-B .............................................. 217
8.2. Giới thiệu ADS-B ................................................................................ 221
8.3. Kỹ thuật ADS-B ................................................................................... 227
8.4 . VHF dữ liệu Mode 4 (STDMA) ......................................................... 264
8.5. Mode S mở rộng.................................................................................. 265

8.6. Hệ thống giám sát ADS-B dựa vào vệ tinh không gian...................... 266
Chương 9: GIÁM SÁT PHỤ THUỘC TỰ ĐỘNG - HIỆP ĐỒNG (ADS – C)
............................................................................................................................. 267
9.1. Giới thiệu về dịch vụ giám sát ADS-C/CPDLC (hệ thống FANS 1/A).
........................................................................................................... 267
9.2. Kỹ thuật ADS-C ................................................................................... 274
9.3. An toàn (đảm bảo) chức năng của ADS-C/CPDLC ............................ 277
Chương 10: GIAO DIỆN NGƯỜI - MÁY (HMI) .......................................... 283
10.1. Giao diện HMI cho kiểm sốt viên khơng lưu.................................. 283
10.2. Giao diện HMI cho người lái tàu bay ................................................ 285
Chương 11: QUAN ĐIỂM AN TOÀN VÀ AN TOÀN TRONG KHAI THÁC
............................................................................................................................. 290
11.2. Khái niệm về Quản lý an toàn............................................................ 290
11.3. Giới thiệu khái quát về các mối nguy hiểm và rủi ro an toàn ............ 295
11.4. Giới thiệu về hệ thống quản lý an toàn .............................................. 310
11.5. Hệ thống quản lý an tồn của Tổng cơng ty Quản lý bay Việt Nam . 314
Chương 12: SỨC KHỎE VÀ AN TOÀN ........................................................ 322
12.1. Nhận thức mỗi nguy hiểm:................................................................. 322
12.2. Các thuật ngữ, khái niệm về an toàn vệ sinh lao động: ..................... 322
12.3. Nội dung của cơng tác an tồn vệ sinh lao động: .............................. 322
12.4. Kỹ thuật sơ cứu, hồi sức, cấp cứu: .................................................... 323

2


Chương 1: RADAR SƠ CẤP (PSR)
1.1. Tổng quan
1.1.1. Nguyên lý hoạt động của Radar
1.1.1.1.Định nghĩa:
RADAR là viết tắt của từ Radio Detecting And Ranging.

Radar là thiết bị điện tử để phát hiện và xác định vị trí của mục tiêu bằng cách
thu và xử lý sóng vơ tuyến để tìm ra các vật thể mà khơng thể nhìn thấy bằng mắt
và để xác định hướng, cự ly và độ cao.
Ngày nay, ngồi việc phát hiện và xác định vị trí các Radar hiện đại cịn có
thể xác định các tham số khác của mục tiêu (cự ly và góc phương vị hay góc ngẩng
hay vận tốc, mã nhận dạng, hướng tầu bay…).
1.1.1.2 . Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của Radar tương tự như nguyên lý phản hồi sóng âm
thanh. Nếu bạn nói về hướng của một vật phản hồi âm thanh (như là hẻm núi đá
hay hang động), bạn sẽ nghe thấy một phản hồi. Nếu bạn biết tốc độ của âm thanh
trong khơng khí, bạn có thể ước lượng khoảng cách và hướng của vật thể.

Hình 1.1.1: Nguyên Tắc của Radar
Một hệ thống Radar phát xạ sóng vơ tuyến, cịn gọi là tín hiệu Radar theo các
hướng xác định. Khi gặp vật thể phản xạ, một phần năng lượng phản xạ về phía
Radar. Các tín hiệu Radar được phản xạ tốt bởi các vật thể dẫn điện như kim loại,
mặt nước và mặt đất ẩm. Năng lượng quay trở về này gọi là phản hồi (ECHO).
Thông tin về mục tiêu được cung cấp trong tín hiệu phản hồi.
Khi thời gian cần thiết để năng lượng đi tới vật thể và quay trở lại được đo
lường một cách cẩn thận và được chuyển sang đơn vị cự ly theo dặm hoặc feet, thì
có thể quyết định được khoảng cách của vật thể gây ra tín dội. Với các thiết bị
Radar thế hệ đầu, hai ăng ten được sử dụng để so sánh cường độ năng lượng phản
3


xạ về. Từ việc so sánh này, có thể xác định được hướng mà từ đó tín dội trở về.
Với các mục đích khác nhau, các thiết bị hiện đại sử dụng các loại ăng ten khác
nhau.
Trong thuật ngữ Radar, năng lượng phản xạ về được gọi là tín dội Radar hay
đơn giản là tín dội. Đối với quân sự, được gọi là mục tiêu.

Kỹ thuật Radar hiện đại đã được phát triển rất cao. Các thiết bị có độ chính
xác cao; trong nhiều trường hợp chúng hầu như hoạt động hồn tồn tự động.
Khơng nói đến các giai đoạn phát triển, tất cả các thiết bị Radar phụ thuộc vào một
nguyên tắc cơ bản là tạo và tách ra tín dội.
1.1.1.3. Nhiệm vụ của một đài Radar:
- Phát hiện: Là bài tốn dựa vào tín hiệu thu để xác định có hay khơng có
mục tiêu trong vùng khơng gian quan sát với một xác suất phát hiện sai cho phép.
- Đo đạc: Là bài toán đánh giá tọa độ và tham số chuyển động của mục tiêu
với sai số cho phép nào đó.
- Phân biệt: Là bài tốn phát hiện và đo đạc tham số của mục tiêu khi ở gần
mục tiêu này cịn có những mục tiêu khác.
- Nhận biết: Là bài toán phân biệt được mục tiêu loại nào (ta hay địch), nhiệm
vụ này thường được thực hiện nhờ máy hỏi - đáp.
1.1.1.4. Các cấp xử lý tin tức của Radar:
- Xử lý cấp 1 (sơ cấp): Là tách tín hiệu có ích từ vơ số tín hiệu đi tới máy thu
Radar, trong đó có nhiễu. Nhiệm vụ tách tín hiệu là chỉ rõ sự tồn tại của tín hiệu có
ích và xác định các thơng số mang tin tức về mục tiêu trên không. Sau khi xử lý
cấp 1 thì mục tiêu đã được phát hiện.
- Xử lý cấp 2 (thứ cấp): Quá trình xử lý tin tức cấp 2 giúp phát hiện quỹ đạo
mục tiêu, bám quỹ đạo mục tiêu và tính tốn các tham số của quỹ đạo (độ cao, góc
phương vị, vận tốc và code của tàu bay).
- Xử lý cấp 3: Chuyển đổi tin tức từ nhiều đài Radar về hệ quy chiếu bao gồm
không gian và thời gian ở Trung tâm xử lý dữ liệu.
Có sự phối hợp của nhiều đài Radar. Mỗi đài có 1 local track (bám mục tiêu),
nhiều đài Radar cùng phát hiện một mục tiêu thì phải quy chuẩn đó là 1 mục tiêu
(nếu khơng có hiện tượng double callsign: Trên màn hình hiển thị xuất hiện hai
điểm dấu của cùng một mục tiêu)
Xử lý dữ liệu cấp 1, 2 thực hiện tại đài Radar, xử lý dữ liêu cấp 3 thực hiện tại
trung tâm xử lý dữ liệu đặt tại cơ sở điều hành bay (thông thường tại ACC).
1.1.1.5. Đặc điểm sóng điện từ trong hệ thống Radar:

Radar hoạt động dựa trên 4 tính chất của sóng điện từ:
1) Sóng điện từ truyền lan với vận tốc hữu hạn, không đổi. c = 3 *108 (m/s)
2) Sóng điện từ truyền thẳng.
4


3) Năng lượng sóng điện từ sẽ phản xạ, tán xạ khi gặp môi trường không đồng
nhất (mục tiêu).
4) Tần số thu được tại trạm Radar sai lệch so với tần số phát do sự chuyển
động tương đối giữa mục tiêu và trạm Radar và được xác định thông qua hiệu ứng
Doppler.
1.1.1.6. Những hệ thống Radar cơ bản hiện nay (phân loại Radar):
Có nhiều phương pháp phân loại Radar:
- Phân loại theo dấu hiệu chiến thuật (Radar quân sự, Radar dân sự, theo mục
tiêu phát hiện…)
- Phân loại theo dấu hiệu kỹ thuật (theo bước sóng, theo phương pháp Radar,
phương pháp đo cự ly…)
- Theo phương pháp Radar ta phân loại như sau:
+ Radar chủ động có trả lời thụ động (Radar sơ cấp): Là Radar chủ động phát
tín hiệu cao tần chiếu xạ vào mục tiêu và thu tín hiệu phản xạ thụ động từ chúng.
+ Radar chủ động có trả lời chủ động (Radar thứ cấp): Là Radar chủ động
phát tín hiệu cao tần tới mục tiêu và thu tín hiệu cao tần từ các máy trả lời của mục
tiêu.
+ Radar thụ động phát hiện và định vị mục tiêu dựa trên việc thu các bức xạ
vô tuyến của mục tiêu.
- Theo phương pháp đo cự ly ta có các loại Radar sau:
+ Radar xung: Radar này phát một tín hiệu xung cao tần cơng suất lớn. Sau
khoảng thời gian phát xung này, là một khoảng dài để thu tín hiệu phản hồi trước
khi một tín hiệu phát mới được phát ra. Cự ly của mục tiêu được xác định dựa vào
khoảng thời gian giữ chậm giữa xung phát và xung phản hồi.

+ Radar liên tục: Phát một tín hiệu cao tần liên tục. Tín hiệu phản hồi cũng
được nhận và xử lý liên tục. Cự ly của mục tiêu được xác định dựa vào sai lệch về
pha hay tần số của tín hiệu phát với tín hiệu phản hồi.
Trong thực tế Radar chủ động và có phương pháp đo cự ly là phương pháp
xung (Radar xung) là loại Radar thông dụng hơn cả.
1.1.1.7. Băng tần hoạt động của Radar giám sát hàng khơng:
Có hai băng tần được phân bổ cho Radar sơ cấp là băng S (tần số 2.7 GHz ÷
2.9GHz, bước sóng 10cm) và băng L (tần số 1.215GHz ÷ 1.350 GHz, bước sóng
23cm). Các thế hệ Radar trước đây (sử dụng công nghệ đèn điện tử, bán dẫn) mới
chỉ phát triển được trên băng L (đài Radar sơ cấp TRAC2000 hoạt động trên băng
L).
Hiện nay Radar sơ cấp băng L chỉ cịn thích hợp cho Radar giám sát đường
dài nhờ sự suy hao trong môi trường truyền sóng thấp hơn băng S. Cịn đối với
Radar giám sát tiếp cận: sử dụng băng S.
5


Radar sơ cấp giám sát tiếp cận băng S còn có các ưu điểm sau:
- Các thiết bị phần cao tần như ăng ten, ống dẫn sóng, hệ thống cơ khí truyền
động sẽ có kích thước nhỏ hơn. Kích thước ăng ten khi sử dụng băng S khoảng
15m2 nhỏ hơn 3 lần so với khi sử dụng băng L (khoảng 45m2); trọng lượng môtơ
khi sử dụng băng S khoảng 2,5 tấn nhỏ hơn 2,6 lần so với khi sử dụng băng L
(khoảng 6,5 tấn).
- Giá thành thiết bị cũng như chi phí duy trì hệ thống sẽ thấp hơn so với việc
sử dụng băng L.
- Kết cấu của tháp ăng ten gọn nhẹ, dẫn đến chi phí xây dựng giảm
- Chất lượng thông tin thời tiết do Radar sơ cấp băng S cung cấp sẽ tốt hơn
băng L.
- Dòng sản phẩm Radar sơ cấp giám sát tiếp cận băng S được hầu hết các
nhà sản xuất đưa ra nên có tính cạnh tranh cao về chất lượng và giá cả.

Kí hiệu dải tần
HF
VHF
UHF
L
S
C
X
Ku
K
Ka
MMF

Tần số (GHz)
0,003 ÷ 0,03
0,03 ÷ 0,3
0,3 ÷ 1
1÷2
2÷4
4÷8
8 ÷ 12,5
12,5 ÷ 18,0
18,0 ÷ 26,5
26,5 ÷ 40
> 40

Bước sóng (cm)
10.000 ÷ 1.000
1.000 ÷ 100
100 ÷ 30

30 ÷ 15
15 ÷ 7,5
7,5 ÷ 3,75
3,75 ÷ 2,4
2,4 ÷ 1,67
1,67 ÷ 1,13
1,13 ÷ 0,75
< 0,75

Bảng phân loại băng tần sóng vơ tuyến
1.1.1.8. Tầm quan trọng của Radar trong việc cung cấp dịch vụ không lưu:
Dịch vụ giám sát được thực hiện thông qua các hệ thống Radar giám sát nhằm
giúp cho KSVKL có thể nhìn thấy các vị trí của các tàu bay trên màn hình Radar
tại bàn kiểm sốt khơng lưu. Tồn bộ vùng trời trong phạm vi trách nhiệm kiểm
sốt của các cơ sở điều hành bay cần phải được bao phủ bởi sóng của các hệ thống
Radar Radar sơ và Radar thứ cấp có tính đến sự chồng lấn tầm phủ. Các tín hiệu
Radar được đưa vào Hệ thống xử lý dữ liệu Radar/dữ liệu bay (Radar Data
Processing/Flight Data Processing RDP/FDP) để xử lý sau đó truyền tín hiệu về
bàn kiểm sốt khơng lưu.
1.1.2. Radar sơ cấp (PSR)
1.1.2.1. Các thành phần của Radar sơ cấp:
Các thành phần cơ bản trong một hệ thống xung điển hình là: Bộ định thời
6


(timer), bộ điều chế (modulator) , ăng ten, máy thu, bộ hiển thị (indicator), máy
phát, bộ song công (duplexer), khớp quay (rotary joint) như trong dưới

ANTENNA
ROTARY

JOINT

DUPLEXER
T/R

Rx
RICEVIER

Tx
TRANSMITTER

MODULATOR

TIMER

INDICATOR

Hình 1.2.1: Sơ đồ khối Radar sơ cấp
1) Bộ định thời:
Bộ định thời, hay là thiết bị đồng bộ, là quan trọng của tất cả các hệ thống
Radar xung. Chức năng của nó đảm bảo rằng mọi thiết bị được kết nối với hệ
thống Radar theo một mối quan hệ thời gian xác định với nhau và đảm bảo khoảng
cách giữa các xung có một khoảng thời gian thích hợp. Bộ định thời có thể là một
bộ phận tách rời hoặc là nó có thể được kết hợp trong máy phát hoặc máy thu.
2) Bộ điều chế:
Bộ điều chế thường là trung tâm của một máy phát. Nó được điều khiển bởi
xung từ bộ định thời.
3) Máy phát:
Máy phát cung cấp năng lượng cho sóng vô tuyến điện với mức công suất cao
trong một khoảng thời gian ngắn. Tần số bắt buộc phải rất cao để có được nhiều

chu kỳ trong một xung ngắn.
4) Ăng ten:
Ăng ten là loại có hướng tính bởi vì nó phải nhận đươc góc ngẩng và hướng
của mục tiêu. Để đạt được hướng tính với tần số hoạt động tại các bước sóng
centimét, các ăng ten chấn tử bình thường được sử dụng kết hợp với các mặt phản
xạ parabol. Thường thường, nhằm để tiết kiệm không gian và trọng lượng, cùng
7


một ăng ten được sử dụng cho cả thu và phát xạ. Khi hệ thống này được sử dụng,
một thiết bị chuyển mạch cần phải được sử dụng để nối ăng ten với máy phát khi
xung đang được phát xạ, và tới máy thu trong khoảng thời gian giữa các xung. Bởi
vì ăng ten chỉ “nhìn” được một hướng, ăng ten thường thường phải được quay và
chuyển động để phủ hết không gian xung quan Radar. Điều này gọi là tìm kiếm
(searching). Sự phát hiện mục tiêu trong khơng gian là kết quả của việc tìm kiếm
này.
5) Duplexer:
Đây là thiết bị dùng để chuyển mạch cho ăng ten từ giai đoạn phát xạ sang
giai đoạn thu; cho phép đường Máy phát-ăng ten và cấm đường ăng ten-máy thu
trong giai đoạn phát xạ và ngược lại trong giai đoạn thu.
6) Khớp nối:
Thiết bị này cho phết chuyển năng lượng cao tần giữa phần cố định và phần
chuyển động của hệ thống cao tần (RF system).
7) Máy thu:
Máy thu trong thiết bị Radar thường là máy thu đổi tần. Nó rất nhạy. Khi chế
độ xung được sử dụng, nó có khả năng thu nhận các tín hiệu trong băng thơng từ 110 nghìn chu kỳ.
8) Bộ hiển thị:
Bộ hiển thị cho phép hiển thị tất cả các thông tin cần thiết để xác định mục
tiêu trên màn hình. Phương pháp hiển thị dữ liệu phụ thuộc vào mục đích của thiết
bị Radar . Do điểm dấu quét trên màn hình của bộ hiển thị để hiển thị dữ liệu,

phương pháp hiển thị thường được đề cập đến như là loại quét. Các phần sau sẽ đề
cấp đến các loại quét được sử dụng.
a) Quét kiểu “A”:
Quét kiểu A, trong đó điểm dấu duy trì một cường độ khơng đổi, kể từ thời
điểm một xung được phát xạ bởi máy phát và bắt đầu với một tốc độ không đổi
ngang qua bề mặt của bộ hiển thị. Khi điểm dấu chạm đến phía bên phải của bộ
hiển thị nó bị dừng lại và nhảy ngược lại phía bên trái và lặp lại tiến trình. Tín dội
của máy thu tạo nên độ lệch theo chiều thẳng đứng của điểm dấu, tỉ lệ với cường
độ của tín hiệu thu được. Khoảng cách theo chiều ngang giữa xung phát xạ và tín
dội biểu tị cự ly tới mục tiêu. Mặc dù chức năng chính của việc quét là để xác định
cự ly của mục tiêu, nó có thể nhận được hướng tương đối của mục tiêu thơng qua
việc quay ăng ten cho đến khi tín dội cực đại đạt được.
b) Quét kiểu “B”:
Quét kiểu B, cho phép hiển thị hướng và cự ly của các vật như là hoành độ và
tung độ một cách tương ứng. Trong hệ thống này, một hệ thống ăng ten có hướng
tính cao quay trên một trục thẳng đứng. Điều này tạo ra việc búp sóng phát xạ phủ
tới mặt phẳng ngang và tạo ra một điểm dấu chuyển động theo phương nằm ngang
trên màn hình mà nó tương ứng với phần góc quay của hệ thống ăng ten. Khi
khơng có làm lệch nào khác, điểm dấu đang quét sẽ tạo nên một đường sáng nằm
8


ngang cắt ngang phần phía dưới của bộ hiển thị. Đường này đại diện cho các xung
phát xạ và đường này cũng còn được gọi là “đường chuẩn”. Chuyển động nhất
quán theo chiều thẳng đứng từ đáy tới đỉnh của màn hình cũng là cách thức chuyển
động của điểm dấu, mỗi đường thẳng đứng được đồng bộ với một xung của máy
phát để hiển thị cự ly.
Việc quét lặp đi lặp lại theo chiều thẳng đứng nhanh hơn nhiều so với quét
theo chiều ngang, và điểm dấu được duy trì ở cường độ thấp. Khi tín dội thu được
tín hiệu sẽ được tăng cường lên trên lưới điều khiển của bộ hiển thị, tạo nên một

điểm dấu sáng trên màn hình. Vị trí của điểm dấu này ở bên trái hay bên phải
đường trung tâm của màn hình chỉ ra rằng phương vị của mục tiêu. Độ cao của
điểm dấu trên đường chuẩn biểu thị cự ly hay khoảng cách của mục tiêu.
c) Bộ chỉ báo quét mặt tròn PPI:
PPI, là mộtloại khác của kiểu quét để hiển thị thông tin cự ly và phương vị.
Bạn có thể hình dung kiểu quét PPI như là một loại quét kiểu B được sửa đổi trong
đó tọa độ đề các được thay bởi tọa độ cực. Ăng ten thông thường quay với tốc độ
không đổi trên một trục thẳng đứng sao cho việc tìm kiếm được thực hiện theo một
mặt phẳng ngang. Búp sóng thương là hẹp theo phương vị và mở rộng theo góc
gẩng, và một lượng lớn xung được phát xạ trong mỗi chu kỳ quay của ăng ten.
Khi mỗi xung được phát xạ, một điểm dấu bình thường bắt đầu từ tâm của bộ
hiển thị và chuyển động hướng tới cạnh của nó theo một đường bán kính. Khi tới
cạnh của bộ hiển thị, điểm dấu nhanh chóng nhảy trở lại tâm và bắt đầu một tia
khác ngay tiếp khi xung tiếp theo được phát xạ. Khi ăng ten quay, đường của điểm
dấu quay xung quanh tâm của màn hình của bộ hiển thị sao cho góc của đường bán
kính mà trên đó điểm dấu xuất hiện chỉ ra phương vị của búp sóng của ăng ten, và
khoảng cách tính từ tâm ra ngồi của bộ hiển thị chỉ ra cự ly.
Khi tín dội thu được, cường độ của điểm dấu tăng lên một cách đáng kể, và
một điểm dấu sáng vẫn lưu lại tại điểm đó trên màn hình thậm chí khi điểm dấu
qt đã đi qua điểm đó. Vậy, kiểu quét này có thể tạo ra một bản đồ lãnh thổ bao
quanh đài Radar trên màn hình của bộ hiển thị. Kiểu quét này rất tiện lợi khi sử
dụng như là thiết bị phụ trợ dẫn đường.
d) Qt kiểu “C”:
Qt kiểu C, trong đó tín dội xuất hiện như một điểm dấu sáng với góc
phương vị trên tọa độ theo chiều ngang và góc ngẩng trên tọa độ theo chiều thẳng
đứng. Kiểu quét này được sử dụng trong bay đêm dùng để trợ giúp trong việc theo
dõi tàu bay địch.
e) Quét kiểu “E”:
Quét kiểu E, một biến thể của qt kiểu A trong đó tín dội xuất hiện như một
điểm dấu sáng với cự ly như là tọa độ theo chiều ngang và góc ngẩng như là tọa độ

theo chiều thẳng đứng. Loại quét này được sử dụng trong các Radar đo độ cao.
f) Quét kiểu “G”:
Quét kiểu G, với loại qt kiểu này chỉ có tín dội xuất hiện. Nó là một điểm
9


dấu sáng trên đó các cánh sẽ tăng khi cự ly tới mục tiêu giảm. Phương vị hiển thị
trên tọa độ nằm ngang và góc ngẩng như tọa độ nằm đứng. Loại quét này được sử
dụng cho súng ngắm. Tâm của điểm dấu hiển thị đúng đích. Khi các cánh tăng đến
một độ dài nhất định, cự ly là chính xác để bắt đầu bắn.
g) Quét kiểu “J”:
Quét kiểu J, một biến thể của quét kiểu A trong đó điểm dấu quay trên một
vòng tròn gần cạnh của bề mặt CRT. Một tín dội xuất hiện khi có một độ lệch khỏi
vòng tròn. Khi cự ly thay đổi, phần bị làm lệch chuyển động xung quanh vòng
tròng giống như con trỏ của máy đo độ cao khí áp (aneroid altimeter). Việc sử
dụng chủ yếu của nó là dùng để đo độ cao của Radar.
h) Quét kiểu “L”:
Quét kiểu L, một biến thể khác của quét kiểu A trong đó nó hiển thị phương
vị bằng việc so sánh tín hiệu từ bên trái và bên phải của ăng ten.

10


Hình 1.2.2. Các kiểu quét của bộ hiển thị Radar sơ cấp
1.1.2.2. Nguyên lý hoạt động của Radar sơ cấp:
Một Radar sơ cấp hoạt động bằng cách bức xạ năng lượng sóng điện từ. Khi
sóng điện từ gặp mục tiêu, một phần năng lượng sóng điện từ sẽ phản xạ từ các vật
bức xạ thứ cấp (mục tiêu). Máy thu của Radar sơ cấp sẽ thu và xử lý tín hiệu phản
hồi để cho thông tin về mục tiêu.
1) Quá trình phát:

- Khối đồng bộ tạo ra xung kích (Trigger) để đồng bộ các thành phần hệ
thống. Xung này kích thích máy phát, phát xạ xung RF, đồng thời kích thích đường
qt của màn hình.
- Máy phát Radar tạo ra xung cao tần công suất cao trong khoảng thời gian
ngắn.
- Chuyển mạch ăng ten (duplexer) luân phiên chuyển mạch ăng ten giữa máy
phát và máy thu (như vậy chỉ cần dùng một ăng ten). Việc chuyển mạch là cần
thiết vì xung cơng suất cao của máy phát có thể phá hỏng máy thu nếu năng lượng
của nó lọt vào máy thu.
- Ăng ten chuyển năng lượng của máy phát thành sóng điện từ trong khơng
gian, sóng điện từ được phát xạ có hướng trong khơng gian.
2) Q trình thu:
Tín hiệu đi theo chiều ngược lại:
- Khi sóng điện từ gặp mục tiêu, một phần năng lượng sóng điện từ sẽ được
phản xạ ngược trở lại theo hướng của ăng ten. Ăng ten thu tín hiệu sóng điện từ
phản hồi ngược trở lại.
- Trong q trình thu, duplexer dẫn tín hiệu phản hồi (echo signal) đến máy
thu.
- Máy thu xử lý tín hiệu (khuếch đại, giải điều chế…) và đưa tín hiệu thị tần
(video) đến màn hình hiển thị (display). Vị trí của mục tiêu được thể hiện bằng một
vệt sáng trên màn hình.
11


Sau khi phát xạ xung trên (sau khoảng thời gian đủ cho các phản xạ từ mục
tiêu ở cự ly xa nhất trở lại Radar được thu bởi máy thu), một xung trigger mới
được tạo ra và toàn bộ quá trình phát-thu lại được lặp lại. Khoảng thời gian giữa 2
xung trigger liên tiếp được gọi là chu kỳ lặp lại của xung (PRT).
1.1.3. An toàn chức năng của Radar sơ cấp (PSR) trong kiểm sốt khơng lưu
Nhân viên kỹ thuật CNS/ATM được mơ tả là nhân viên có đủ năng lực

chun mơn và kinh nghiệm được chứng minh có thẩm quyền trong quá trình cài
đặt, vận hành và / hoặc bảo trì hệ thống truyền thơng, điều hướng và quản lý lưu
lượng/giám sát/lưu lượng không lưu (CNS/ATM).
Nhiệm vụ Nhân viên kỹ thuật CNS/ATM là:
1) Bảo trì các hệ thống CNS/ATM bao gồm:
a) Hiệu chuẩn các thiết bị phù trợ dẫn đường vô tuyến mặt đất và trên
tàu bay.
b) Đánh giá, chứng nhận các hệ thống và thiết bị CNS.
c) Sửa chữa, cải tiến các thiết bị CNS/ATM.
d) Bảo trì sửa chữa.
e) Bảo trì phịng ngừa (cơng tác bảo dưỡng).
2) Lắp đặt các hệ thống thiết bị CNS/ATM.
3) Quản lý, giám sát và điều khiển (khai thác) các hệ thống thiết bị
CNS/ATM.
4) Xây dựng, xem xét, sửa đổi các tiêu chuẩn và phương thức bảo trì hệ
thống thiết bị CNS/ATM.
Nhân viên kỹ thuật CNS/ATM làm việc với nhiều hệ thống thiết bị
CNS/ATM (trong đó có hệ thống Radar giám sát ) nên địi hỏi phạm vi chun
mơn rộng và kỹ năng, kinh nghiệm làm việc chuyên nghiệp, do đó nhân viên kỹ
thuật CNS/ATM đóng một vai trị quan trọng trong hoạt động an toàn của hệ thống
CNS/ATM. Tất cả những người tham gia vào việc phát triển các chương trình đào
tạo và đánh giá năng lực phải có một sự hiểu biết chi tiết về pháp lý trong môi
trường làm việc của nhân viên kỹ thuật CNS/ATM .
Các chương trình đào tạo Nhân viên kỹ thuật CNS/ATM cần được liên kết
rõ ràng với các hoạt động của Nhân viên kỹ thuật CNS/ATM để xem xét các hệ
thống quản lý an toàn và bảo đảm chất lượng của ANSP cũng như các vấn đề an
ninh.
Tùy thuộc vào vị trí làm việc, nhân viên kỹ thuật CNS/ATM thực hiện
nhiệm vụ từ đơn giản đến phức tạp và phải được đào tạo huấn luyện với các
chương trình cụ thể, phù hợp. Đối với các nhân viên khai thác các hệ thống

CNS/ATM cần được huấn luyện và cấp phép (năng định) đủ năng lực để khai thác
hệ thống thiết bị.
Để bảo đảm an toàn cho sự hoạt động của các hệ thống thiết bị Radar,
ngoài việc phải huấn luyện đào tạo đội ngũ nhân viên kỹ thuật, kiểm sốt viên
khơng lưu đủ trình độ đáp ứng yêu cầu khai thác còn phải xây dựng, ban hành các
tiêu chuẩn kỹ thuật, tiêu chuẩn khai thác, các quy trình khai thác, kiểm tra, giám
12


sát, đánh giá an toàn, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống thiết bị. Bất kỳ sự sai soát nào
trong thao tác của nhân viên kỹ thuật, kiểm sốt viên khơng lưu cũng như các sai
sót, lỗ hổng nào của các quy trình, hướng dẫn đều ảnh hưởng tới an tồn trong khai
thác sử dụng hệ thống thiết bị Radar.
Để đảm bảo chức năng hệ thống Radar xuyên suốt toàn bộ hệ thống, các cá
nhân có liên quan phải hiểu được các hiện tượng, nguyên nhân, đặc điểm, ảnh
hưởng và biện pháp khắc phục cơ bản như trong bảng dưới đây theo chức năng và
nhiệm vụ của lĩnh vực mình chịu trách nhiệm.
Nguyên nhân

Đặc điểm

Sự cố trong Dữ liệu hiển thị
trạm Radar tại khơng chính xác đối
trạm mặt đất với kiểm sốt viên
khơng lưu do sai lệch
dữ liệu tại máy thu
trạm mặt đất kéo dài
một thời gian dài
Độ nhạy của Rơi vệt bay trong
máy thu mặt trong vùng phủ sóng

đất khơng ổn ở khu vực kiểm sốt.
định
Sai lệch đóng vai trị
khơng ổn định hệ
thống

Hỏng
hóc Mất dữ liệu giám sát
nguồn cung Radar khơng mong
cấp cho trạm muốn, ảnh hưởng đến
Radar
kiểm sốt viên không
lưu

Hỏng đường
truyền dữ liệu
giữa
trạm
Radar
và
trung tâm xử
lý dữ liệu
Radar

Đột nhiên mất dữ liệu
giám sát Radar ảnh
hưởng đến kiểm sốt
viên khơng lưu.

Ảnh hưởng

Có thể dẫn đến mất
phân cách. Việc này
có thể làm mất vệt
bay tất cả các tàu bay
bay trong vùng phủ
sóng nhận được của
trạm mặt đất.
Mất nhận biết tình
trạng khơng lưu.
Tăng cơng việc do
chuyển
tiếp
lại
phương thức kiểm
sốt và đánh giá lại
khơng lưu. Việc này
có thể ảnh hưởng đến
tất cả các tàu bay.
Mất nhận biết tình
trạng khơng lưu.
Tăng cơng việc do
chuyển
tiếp
lại
phương thức kiểm
sốt và đánh giá lại
khơng lưu. Việc này
có thể ảnh hưởng đến
tất cả các tàu bay.
Mất nhận biết tình

trạng khơng lưu.
Tăng cơng việc do
chuyển
tiếp
lại
phương thức kiểm
sốt và đánh giá lại
khơng lưu. Việc này
có thể ảnh hưởng đến
13

Giải pháp giảm
thiểu
Cần định kỳ
kiểm tra và bảo
dưỡng
trạm
Radar mặt đất.

Định kỳ bảo
dưỡng ăng ten
và cần hiệu
chỉnh máy thu.

Bổ sung cung
cấp nguồn dự
phòng máy phát
điện, UPS

Cung cấp đường

truyền dữ liệu
dự phòng.


Sai sót đường
truyền dữ liệu
ở trạm Radar ,
trung tâm xử
lý dữ liệu
Radar

Dữ liệu được hiển thị
cho kiểm sốt viên
khơng lưu khơng
chính xác do trạng
thái khơng ổn định
của đường truyền dữ
liệu.
Sai sót trong Vị trí tàu bay có thể
q trình giải khơng chính xác do
mã dữ liệu
cự li vượt q cự li
nhất định do quá trình
giải mã.
Kiến thức về
các chức năng
hệ
thống
Radar khơng
đủ. Kỹ năng

giao
tiếp
người-máy
của kiểm sốt
viên
khơng
lưu khơng tốt.
Quy
trình
khai thác, bảo
dưỡng,
sửa
chữa có sai
sót, khơng an
tồn

tất cả các tàu bay.
Có thể dẫn đến mất
phân cách mà kiểm
sốt viên khơng lưu
khơng hề biết. Ảnh
hưởng đến tất cả các
tàu bay.

Cần định kì
kiểm tra đường
truyền và bảo
dưỡng.

Có thể dẫn đến mất

phân cách mà kiểm
sốt viên khơng lưu
không hề biết. Ảnh
hưởng đến tất cả các
tàu bay.
Tạo ra mối nguy đối Tăng xác suất mất
với khai thác. Sự cố phân cách
tại trạm Radar và hệ
thống hiển thị dữ liêu
giám sát vẫn lặp lại

Kiểm tra khối
phần mềm xử lý
dữ liệu Radar,
giải quyết sai sai
sót dữ liệu gây
ra lỗi.
Cung cấp các
khóa huấn luyện
đwr củng cố và
nâng cao kỹ
năng khai thác
sử dụng.

Mất nhận biết tình
trạng khơng lưu.
Tăng cơng việc do
chuyển
tiếp
lại

phương thức kiểm
sốt và đánh giá lại
khơng lưu.

Xem xét, sửa đổi
các quy trình
khai thác bảo
đảm an tồn
hoạt động của hệ
thống

Tạo ra mối nguy
hiểm đối với khai
thác, gây hỏng hóc
thiết bị hoặc chất
lượng hệ thống bị suy
giảm

1.2. Radar giám sát sơ cấp cho kiểm soát đường dài
- Dải tần số hoạt động: 1215MHz – 1350MHz (băng tần L).
- Tốc độ quay của ăng ten: 6 – 10 vòng/phút.
- Tầm phủ : Từ 120 – 250 Nm.
- PRF từ 3kHz đến 30kHz, đáp ứng với vùng phủ 5km đến 50 km. Đây là
vùng phủ khơng xác định ln nhỏ hơn vùng phủ chính. Độ phân giải vùng phủ
mơ hồ được dùng để xác định vùng phủ thật của Radar.
1.3. Radar giám sát sơ cấp cho kiểm soát trung tận và tiếp cận
- Dải tần số hoạt động: 2.7- 3.5GHz (băng S).
- Tốc độ vòng quay của ăng ten: 12 – 15 vòng/phút.
14



- Vùng phát hiện : Từ 60 – 80 Nm.
1.4. Ăng ten
Ăng ten là một cấu trúc dùng để bức xạ sóng điện từ trong khơng gian tự do
hoặc nhận năng lượng từ một bức xạ sóng điện từ được tạo ra bởi một bộ tạo tần số
cao.
1.4.1. Các đặc tính của ăng ten:
1.4.1.1. Độ lợi ăng ten:
Một số Ăng ten bức xạ năng lượng bằng nhau theo mọi hướng. Bức xạ của
loại này là được gọi là bức xạ đẳng hướng. Chúng ta đều biết Mặt Trời tỏa ra năng
lượng theo mọi hướng. Các năng lượng bức xạ từ mặt trời đo tại bất kỳ khoảng
cách cố định và từ bất kỳ góc độ nào (phương vị) sẽ được gần như nhau. Giả sử
rằng một thiết bị đo được di chuyển xung quanh mặt trời và dừng lại tại các điểm
được chỉ ra trong hình để đo lường số lượng sự bức xạ. Tại bất kỳ điểm nào quanh
vòng tròn, khoảng cách từ thiết bị đo đến Mặt trời là giống nhau. Bức xạ đo được
cũng sẽ giống nhau. Mặt trời do đó được coi là một bộ phát xạ đẳng hướng.
Một số ăng ten có tính định hướng, có nghĩa là năng lượng được bức xạ theo
những hướng nhất định nhiều hơn ở những hướng khác. Tỉ lệ giữa lượng năng
lượng được bức xạ những hướng này so với năng lượng được bức xạ nếu ăng ten là
loại vơ hướng được gọi là độ lợi của nó. Một ăng ten phát với mức tăng nhất định
(độ lợi) khi được sử dụng như một ăng ten thu thì nó cũng sẽ có cùng đạt độ lợi
cho việc thu tín hiệu.

Hình 1.4.1: Sơ đồ phát xạ ăng ten lưỡng cực là một hình xuyến hơi phẳng
1.4.1.2. Giản đồ phát xạ:
Hầu hết các bộ phát xạ bức xạ sóng điện từ mạnh hơn một hướng khác. Một
bộ phát xạ được gọi là dị hướng. Tuy nhiên, một phương pháp chuẩn cho phép các
vị trí xung quanh nguồn được đánh dấu sao cho một biểu đồ bức xạ có thể dễ dàng
so sánh với các vị trí khác.
Năng lượng phát ra từ một ăng ten tạo thành một trường có một biểu đồ bức

xạ xác định. Bức xạ mơ hình là một cách vẽ đồ thị năng lượng bức xạ từ một ăng
ten. Năng lượng này được đo ở các mức khác nhau các góc ở khoảng cách khơng
đổi từ ăng ten. Hình dạng của mẫu này phụ thuộc vào loại ăng ten được sử dụng.
Để vẽ biểu đồ này, hai loại đồ thị khác nhau, đồ thị phối hợp hình chữ nhật
và tọa độ cực được sử dụng. Bên trong đồ thị tọa độ cực, các điểm được đặt bằng
cách chiếu dọc theo trục quay (bán kính) đến một giao cắt với một trong một số
vòng tròn đồng tâm, khoảng cách đều nhau. Tọa độ cực đồ thị của bức xạ đo được
thể hiện trong hình 1.4.2.
15


Hình 1.4.2: Giản đồ xạ ăng ten trong đồ thị tọa độ cực
- Các chùm tia chính (hoặc búp sóng chính) là khu vực xung quanh hướng
bức xạ tối đa (thường là vùng nằm trong phạm vi 3 dB của đỉnh của chùm tia
chính). Các chùm tia chính trong Hình 1.4.2 là hướng bắc.
- Các búp sóng phụ là các chùm nhỏ hơn cách xa chùm chính. Những búp
sóng phụ thường là bức xạ theo hướng không mong muốn mà khơng bao giờ có thể
hồn tồn loại bỏ. Mức búp sóng phụ là một tham số quan trọng được sử dụng để
mơ tả đặc tính các mẫu bức xạ.
- Một búp sóng phụ được gọi là búp sóng sau. Đây là phần của mẫu bức xạ
được định hướng đối lập hướng chùm tia chính (búp sóng chính).
Giản đồ trong hình 1.4.2 cho thấy giản đồ được sắp xếp cho cùng một
nguồn. Bên trong giản đồ phối hợp hình chữ nhật, các điểm được đặt bởi chiếu từ
một cặp trạm, vuông góc trục. Trục ngang trên giản đồ hình chữ nhật tương ứng
với các vòng tròn trên giản đồ tọa độ cực. Trục dọc trên giản đồ phối hợp hình chữ
nhật tương ứng với trục quay (bán kính) trên đồ thị tọa độ cực.Thang đo trong biểu
đồ có thể có tuyến tính cũng như các bước logarit.

Hình 1.4.3: Một dạng giản đồ phát xạ của ăngten
16



Từ một mẫu ăng ten được vẽ có thể đo được một số đặc điểm quan trọng
của ăng ten:
- Tỷ lệ trước-sau, tỷ lệ độ lợi cơng suất giữa phía trước và phía sau của
một ăng ten định hướng (trong Hình 1.4.3 giá trị của búp sóng phụ ở 180 độ: 34
decibel)
- Tỷ lệ búp sóng phụ, giá trị cực đại của búp sóng phụ cách xa chùm chính.
(trong hình 3 giá trị của búp sóng phụ trong ví dụ + 6 độ: 20 decibel)
Để phân tích giản đồ (mẫu) phát xạ của ăng ten, các đơn giản hóa sau được
sử dụng:
a) Độ rộng chùm tia:
Phạm vi góc của mẫu bức xạ ăng ten trong đó ít nhất một nửa công suất tối
đa vẫn được phát ra là được mô tả như một “chùm tia”. Giáp các điểm búp sóng
chính này là những điểm mà tại đó cường độ trường đã giảm trong khoảng một
nửa (3 dB) so với cường độ trường tối đa. Góc này được mơ tả như độ rộng chùm
tia hoặc góc khẩu độ hoặc một nửa góc cơng suất (-3 dB).

Hình 1.4.4: Mơ tả độ rộng chùm tia
b) Khẩu độ:
Một bộ phát xạ đẳng hướng phân tán tất cả năng lượng tại một bề mặt của
một hình cầu. Cơng suất đã được xác định mật độ trong một khoảng cách nhất
định.
Một ăng ten chỉ thị tập trung năng lượng trong một khu vực nhỏ hơn. Mật độ
công suất cao hơn một bộ phát xạ đẳng hướng. Mật độ có thể được biểu thị bằng
năng lượng cho mỗi đơn vị diện tích. Cơng suất nhận được có thể được so sánh với
một bề mặt liên quan. Khu vực này được gọi là khẩu độ hiệu dụng. Khẩu độ hiệu
dụng của ăng ten Ae là bề mặt được bức xạ tín hiệu hoặc tín hiệu nhận được. Nó là
một tham số quan trọng, điều chỉnh hiệu suất của ăng ten. Các độ lợi ăng ten có
liên quan đến vùng hiệu dụng theo mối quan hệ sau:

𝐺=

4𝜋.𝐴𝑒
𝜆2

; Ae=Ka.A

 : chiều dài sóng
Ae : khẩu độ hiệu dụng
A : khẩu độ vật lý của ăng ten
Ka : hệ số khẩu độ ăngten
17


Khẩu độ hiệu dụng phụ thuộc vào sự phân bố của khẩu độ phát xạ. Nếu
tuyến tính thì Ka = 1. Độ hiệu dụng cao này được bù đắp bởi mức độ tương đối cao
của búp sóng phụ thu được với bức xạ tuyến tính. Vì vậy, ăng ten với mức độ búp
sóng phụ có hiệu suất khẩu độ ăng ten nhỏ hơn một (Ae 1.4.1.3. Búp sóng chính, phụ:
Các mơ hình thể hiện trong các hình trên có bức xạ tập trung ở một số búp
sóng. Các cường độ bức xạ trong một búp sóng chính là mạnh hơn đáng kể so với
khác. Búp sóng lớn nhất được gọi là búp sóng chính; những búp khác là những
búp sóng phụ. Nói chung, búp sóng chính là những búp sóng lớn nhất lượng bức xạ
xảy ra. Các búp sóng bên hoặc búp sóng nhỏ là những búp sóng mà cường độ bức
xạ là ít nhất.
1.4.1.4. Tỉ lệ búp sóng trước - búp sóng sau:
Tỷ lệ búp sóng trước- búp sóng sau lại là tỷ lệ độ lợi công suất giữa phía
trước và phía sau của một hướng ăng ten. Trong hầu hết các trường hợp đều có một
búp sóng sau trong sơ đồ mơ hình bức xạ ăng ten. Đơi khi bạn sẽ khơng tìm thấy
chính xác một búp sóng đối diện với búp sóng chính. Trong trường hợp này, tỷ lệ

búp sóng trước- búp sóng sau đề cập đến là búp sóng lớn nhất trong khu vực ± 10
đến ± 30 độ xung quanh hướng ngược lại của chùm chính. Một tỷ lệ cao giữa búp
sóng trước - sau là điều mong muốn bởi vì điều này có nghĩa là một lượng năng
lượng tối thiểu được bức xạ theo hướng không mong muốn.
1.4.2. Phân cực của ăn ten
Trường bức xạ của ăng ten bao gồm dòng điện và từ lực. Dịng điện và từ
lực ln ở góc vng với nhau. Các điện trường xác định hướng phân cực sóng.
Khi một ăng ten đơn dây được sử dụng để chiết xuất năng lượng từ sóng vơ tuyến
đi qua, kết quả tối đa nhận được khi ăng ten được định hướng trong cùng hướng
với điện trường. Dao động của điện trường có thể được định hướng trong một
hướng duy nhất (phân cực tuyến tính), hoặc dao động hướng của điện trường có
thể quay như sóng di chuyển (phân cực trịn hoặc hình elip).

Hình 1.4.5: Trường điện và trường từ của ănten lưỡng cực
1.4.3.1. Phân cực tuyến tính:
Hai mặt phẳng phân cực được sử dụng chủ yếu:
18


- Trong một sóng phân cực thẳng đứng, các dịng điện lực nằm trong một
hướng thẳng đứng.
- Trong một làn sóng phân cực theo chiều ngang, các đường điện lực nằm
ở một hướng ngang.
Sự phân cực tuyến tính rõ ràng có thể lấy tất cả các mặt phẳng nhưng bên
cạnh mặt phẳng ngang và mặt phẳng thẳng đứng chỉ các vị trí. Khi một ăng ten đơn
dây được sử dụng để trích xuất năng lượng từ một sóng vơ tuyến đi qua, kết quả
thu được tối đa khi ăng ten được định hướng theo cùng hướng với điện trường. Do
đó một ăng ten thẳng đứng được sử dụng để tiếp nhận hiệu quả các sóng phân cực
thẳng đứng và ăng ten ngang được sử dụng để tiếp nhận sóng phân cực ngang.
1.4.3.2. Phân cực vịng:

Phân cực trịn có các đường điện lực quay qua 360 độ với mỗi chu kỳ của
năng lượng sóng cao tần. Điện trường được chọn làm trường tham chiếu vì cường
độ của sóng thường được đo bằng cường độ điện trường (volts, millivolts hoặc
microvolts trên mỗi mét). Trong một số trường hợp, định hướng của trường điện
khơng duy trì liên tục. Thay vào đó, trường quay theo sóng di chuyển trong khơng
gian. Theo các điều kiện cả thành phần ngang và dọc của trường tồn tại và sóng
được cho là có hình phân cực elip.

Hình 1.4.6. Phân cực vòng
1.4.4. Phân loại Ăng ten
1.4.4.1. Ăng ten nửa sóng:
Ăng ten nửa sóng (được gọi là lưỡng cực, Hertz hoặc doublet) bao gồm hai
chiều dài của dây thanh, hoặc ống, mỗi cực có độ dài 1/4 bước sóng ở một tần số
nhất định. Nó là đơn vị cơ bản mà từ đó nhiều ăng ten phức tạp được xây dựng.
Các lưỡng cực nửa sóng cũng phát sinh từ một dao động đơn giản mạch. Chúng ta
chỉ đơn giản tưởng tượng rằng các bản cực của mạch dao động bị bẻ cong một
chút. Dung lượng bị giảm nhưng tụ điện vẫn là một tụ điện. Khi một bản cực tách
xa các đường sức của lực điện trường phải bao phủ một cách lớn hơn và lớn hơn.
Hình dạng của tụ điện khơng thể được nhận ra nữa. Các dịng lực của điện trường
19


đi vào không gian tự do. Một lưỡng cực nửa sóng đã phát sinh và được truyền tại
điểm trung tâm.

Hình ảnh bản cực của mạch dao động

Hình 1.4.7: Ăng ten nửa sóng
1.4.4.2. Ăngten Parabol:
Ăng ten parabol là hình thức thường xuyên nhất được sử dụng trong kỹ thuật

Radar. Một ăng ten bao gồm một phản xạ parabol tròn và một điểm nguồn nằm
trong tiêu điểm của phản xạ này. Điểm nguồn này được gọi là nguồn cấp chính.
Mặt phản xạ parabol (paraboloid) tròn được làm bằng kim loại, thường là một
khung được phủ bằng lưới kim loại ở bên trong. Chiều rộng của các khe của lưới
kim loại phải ít hơn λ / 10. Lớp phủ kim loại này tạo thành phản xạ hoạt động như
một tấm gương cho năng lượng Radar.

Hình 1.4.8: Ăng ten parabol

20


Theo luật quang học và hình học, đối với loại phản xạ này, tất cả các tia
phản xạ sẽ song song với trục của paraboloid mang lại cho chúng ta một tia phản
xạ lý tưởng song song với trục chính khơng có búp sóng phụ. Vùng điện từ trường
này được đưa vào loa ống dẫn sóng đặt ở mặt trước phản xạ hình cầu. Các sóng
đến bề mặt phản xạ, nó được dịch chuyển pha 180 độ và được gửi truyền trở ra
thành các chùm tia song song.

Hình 1.4.9: Nguyên lý phát xạ ăng ten Parabol
Đây là một ăng ten Radar lý tưởng và tạo ra một chùm tia hình bút chì. Nếu
gương phản xạ có hình elip, thì nó sẽ tạo ra một chùm quạt. Radar giám sát sử
dụng hai độ cong khác nhau trong mặt phẳng ngang và dọc để đạt được chùm tia
bút chì theo yêu cầu ở góc phương vị và chùm quạt bình phương cosecant cổ điển
ở độ cao.
Trường hợp lý tưởng này thể hiện trong hình khơng xảy ra trong thực tế.
Mẫu ăng ten parabol thực sự có dạng hình nón. Búp sóng chính có thể thay đổi
theo chiều rộng góc từ một hoặc hai độ trong một số bộ Radar và từ 15 đến 20 độ
trong các Radar khác.
Mơ hình bức xạ của một ăng ten parabol chứa một búp sóng chính, được dẫn

hướng dọc theo trục truyền và một số búp sóng phụ nhỏ. Các chùm rất hẹp có thể
loại phản xạ này như trong hình trong chương trước.
Độ lợi G của một ăng ten với phản xạ parabol có thể được xác định như sau:
1602
𝐺≈
Az El
Az : Độ rộng chùm tia theo góc phương vị.
El : Độ rộng chùm tia theo góc ngẩng.
21


1.4.4.3. Ăng ten tia quạt:

Hình 1.4.10: Giản đồ phát xạ ăng ten tia quạt
Một ăng ten chùm tia quạt là một ăng ten định hướng tạo ra chùm tia (búp
sóng) chính có độ rộng chùm hẹp trong một chiều và rộng hơn trong chiều cịn lại.
Mẫu này có thể thu được bằng chiếu sáng một phần không đối xứng của
paraboloid. Ví dụ: Một mặt phản xạ paraboloid cắt ngắn. Kể từ khi mặt phản xạ
hẹp trong mặt phẳng thẳng đứng và rộng trong ngang, nó tạo ra một chùm tia rộng
theo chiều dọc mặt phẳng và hẹp theo chiều ngang.
Đây là loại hệ thống ăng ten thường được sử dụng trong thiết bị đo độ cao
(nếu phản xạ quay 90 độ). Vì gương phản xạ hẹp trong mặt phẳng ngang và rộng
theo chiều dọc, nó tạo ra một chùm tia rộng trong mặt phẳng nằm ngang và thu hẹp
theo chiều dọc. Trong hình dạng, chùm tia của Radar tìm chiều cao là một mơ hình
chùm quạt ngang như trong hình bên dưới. Loa phát xạ không được gắn giữa ăng
ten mà dịch sang một bên giống như một chảo ăng ten của máy thu tín hiệu vệ tinh
thương mại. Trường hợp dẫn sóng này của ăngten được gọi là một ăng ten offset.

22

1.4.4.4. Ăng ten bù (Ăng ten Offset):
Một vấn đề liên quan đến feedhorns là bóng của feedhorn nếu nó nằm trong
đường dẫn của chùm tia. Cái bóng của feedhorn (loa dẫn sóng) là một điểm chết
ngay phía trước feedhorn. Thơng thường, feedhorn tạo thành một cản trở cho các
tia đến từ phản xạ tại một ăng ten parabol. Để giải quyết vấn đề này feedhorn có
thể được di chuyển khỏi trung tâm. Trong feedhorn offset, feedhorn nằm ngoài
đường dẫn của sóng nên khơng có sự suy giảm mẫu sóng do bị chặn khẩu độ.
Feedhorn nằm lên phía trên so với trục của parabola và nửa dưới của parabol. Hiệu
ứng thực sự là mặt parabol nông hơn với độ dài tiêu cự lớn hơn. Do đó, feedhorn
nằm xa hơn so với mặt phản xạ và yêu cầu hướng lớn hơn để tránh q năng
lượng. Do đó, thiết kế này địi hỏi những feedhorn lớn hơn và thường khó xây
dựng hơn.
1.4.4.5. Ăng ten với mẫu bình phương Cosec (Cosecant Squared Pattern):
Ăng ten với mẫu bình phương cosecant được thiết kế đặc biệt cho bộ Radar
giám sát khơng khí. Những điều này cho phép phân bố bức xạ thích hợp trong
chùm tia và gây ra một khơng gian lý tưởng qt hơn.
Mẫu bình phương cosecant là một phương tiện để đạt được cường độ tín
hiệu đồng nhất hơn ở đầu vào của máy thu khi mục tiêu di chuyển với chiều cao
không đổi trong chùm.

Hình 1.4.11: Giản đồ phát xạ ăng ten bình phương Cosec
Có một vài khả năng biến thể, để có được một mơ hình bình phương
cosecant trong thực tế:
 Biến dạng của một phản xạ parabol.
 Một chùm xếp chồng lên nhau bằng cách cho feedhorn tiếp nhận sóng phản
xạ từ bề mặt parabol.
Trong thực tế một mơ hình bình phương cosecant có thể đạt được bằng cách
biến dạng của một mặt phản xạ parabol. Một bộ phát xạ nằm trong tâm điểm của
một phản xạ parabol và tạo ra một búp sóng bức xạ tương đối mạnh khi các tia rời

khỏi mặt phản xạ song song trong trường hợp lý tưởng.
23


Radars giám sát di chuyển bề mặt và hệ thống giao thông tàu thuyền sử dụng
ăng ten được thiết kế để nghịch đảo Cosecant bình phương và năng lượng trực tiếp
ưu tiên về phía bề mặt cho tăng liên tục cho các mục tiêu trên bề mặt.
Sơ đồ bao phủ cho thấy mơ hình ăng ten của một Radar tàu với một mẫu ăng
ten bình phương cosecant nghịch đảo. Ăng ten được thiết kế để ưu tiên tỏa ra dưới
0 ° (đường chân trời) để cung cấp phát hiện liên tục cho các mục tiêu tiếp cận trên
mặt biển.

Hình 1.4.12: Giản đồ phát xạ ăng ten bình phương Cosec nghịch đảo
1.4.4.6. Ăng ten bình phương Cosec chùm tia xếp lớp:
Một mơ hình bình phương
cosecant có thể đạt được bằng hai
hoặc nhiều feedhorn phát sóng ra mặt
phản xạ parabol. Mỗi feedhorn phát
ra theo hướng. Nếu một máy phát
phân phối công suất không đồng đều
trên các thành phần bức xạ đơn lẻ, thì
mẫu ăng ten sẽ tiếp cận một mẫu
bình phương cosecant.

Khi sử dụng một số kênh tiếp nhận, việc phân bổ chiều cao cũng có thể được
thực hiện. Các mục tiêu có thể được gán cho với độ cao được xác định ở đó.
Mẫu bình phương cosecant khơng bị hạn chế đối với phản xạ parabol. Điều
này cũng có thể được thực hiện với các loại ăng ten khác. Tại một mảng ăng ten
với Yagi-ăng ten, mơ hình này đạt được bằng sự can thiệp của sóng trực tiếp với
sóng này ở bề mặt trái đất phản xạ hạn ngạch.

24


1.4.4.7. Ăng ten mảng pha:
Ăng ten mảng pha bao gồm rất nhiều
phần tử phát xạ dịch pha nhau. Chùm tia được
hình thành bằng cách dịch chuyển pha của tín
hiệu phát ra từ từng phần tử bức xạ, để cung
cấp nhiễu giao thoa/phá hủy để tạo các chùm
tia theo hướng mong muốn.
Trong hình bên (trên), cả hai phần tử bức
xạ đều được nạp cùng một pha. Tín hiệu được
khuếch đại bởi tín hiệu đan xen theo hướng
chính. Độ sắc nét của chùm tia được cải thiện
bởi sự can thiệp tín hiệu phá hủy.
Trong hình bên (bên dưới), tín hiệu được
phát ra bởi phần tử bức xạ bên dưới lệch pha
sớm hơn 10 độ so với phần tử bức xạ phía trên.
Do đó, hướng chính của tín hiệu tổng được
phát ra được chuyển lên trên.
(Lưu ý: Các phần tử bức xạ đã được sử dụng mà khơng có phản xạ trong hình. Do
đó, búp sóng của sơ đồ ăng ten được hiển thị chỉ lớn bằng búp sóng chính.)

Chùm tia chính ln hướng theo hướng dịch chuyển pha tăng dần. Nếu tín
hiệu được bức xạ được truyền qua bộ dịch pha điện tử cho phép dịch phase liên
tục, hướng chùm tia sẽ được điều chỉnh bằng điện tử. Tuy nhiên, điều này không
thể được mở rộng không giới hạn. Giá trị cao nhất, có thể đạt được cho Field of
View (FOV) của ăng ten mảng pha là 120 ° (60 ° trái và 60 ° bên phải). Với định
lý sin, việc di chuyển pha cần thiết có thể được tính tốn.
25