EMS Learning Environment · Преглед · 2 · §2.1 · English version

§2.1 Въведение

Начало

Всичко, което специалистът на EW прави — Идентифициране на радарен сигнал, преобразуване на честота, определяне на разстояние от продължителност — се основава на малък брой аритметични бази. Тази глава поставя тези основи. Кои са концепциите? величие, единица, честота и контролира правомощията на 10, могат да следват всяка следваща глава, без да се спъват по математика.

Веществото умишлено се поддържа практично: без разсейване, но формулите и преобразуванията, които всъщност използвате в областта и в класа.

Величие и единство

Едно. величие е свойство, което можете да измерите или изчислите: дължина, време, скорост, честота, мощност, температура. Едно. единица е мярката, в която изразявате това величие: метър, втори, метър в секунда, херц, ват, Келвин. Стойността без единство е безсмислена. — "Разстоянието е 5" не казва нищо, "разстоянието е 5 км."

Международно съгласие за работа с Система SI (Système International). Основните количества на ЕУ и техните SI единици:

ВеличиеСимволЕдиница SIСъкращение
Дължина / разстояниеl, d, Rметриm
Времеовтороs
ЧестотаеХерцHz
Скоростvметри в секундаm/s
МощностPunit description in listsW
ТемператураTкелвинK
Дължина на вълнатаλ (lambda)метриm
Ъгълθ φСтепен / Радиален°/rad
Запомни.

При всяко изчисление, напишете единицата. Много математически грешки в практиката са в реалните единични грешки: объркване на километража с метри, мегахерца с гигахерца.

Честота

Честота (е) е броят пъти периодично явление се повтаря в секунда. Единицата е Херц (Hz): 1 Hz = 1 вибрации в секунда. За EW честотата е централното количество: целият електромагнитен спектър се класифицира по честота, а радарите, радиостанциите и риданията се характеризират с честотата, с която работят.

Времето на една пълна вибрация се нарича период (T). Честотата и времето са противоположни един на друг:

f = 1/T и T = 1/f където: f = честота в херц (Hz)T = период в секунди (и)
Преглед

Сигналът има период от 1 ms (0, 01 s). Честотата е f = 1 / 0.001 = 1 000 Hz = 1 kHz. Обратно: радар, работещ при 10 GHz, има период от време Т = 1 / 10 милиона милиона = 0.1 наносекунда.

T (период) Амплитуда
Един период Т на синусов сигнал. Колкото по-къса е Т, толкова по-висока е честотата f.

Общи производни единици: 1 kHz = 1000 Hz, 1 MHz = милион Hz, 1 GHz = милиард Hz, 1 Thz = трилион Hz. Военните радари обикновено работят в зоната MHz - GHz; Инфрачервени и светлинни са в зоната Thz.

Големи числа, имена на номера и правомощия на 10

В ЕМ спектъра работите с изключително големи числа (гигахерца: 1000 000 000 Hz) и изключително малки (наносекунди: 0.000000001 s). Отписване е тромава и чувствителна грешка; затова ние използваме Сила на 10 както и SI Prefixes.

ПредставкаСимволМощност 10НенаписаниНомер
ТераT10121.000.000.000.000милиарди
gigasG1091.000.000.000милиарди
unit description in listsM1061.000.000милион
килограмк1031.0001000
——1001едно
Мили.m10- 30,001хилядна
микроµ10- 60,000001милионна
наноn10- 90,000000001милиардна
picoр10- 120,000000000001трилион

Изчисляването със сили от 10 следва две прости правила: когато умножавате, добавете степените (103 × 106 = 109), в части ги изваждате един от друг (109 / 106 = 103).

Преглед

Радара предава на 9.4 GHz. Това е 9.4 × 109 Hz = 9,400 MHz = 9,400,000 kHz. Ширина на импулса 1,5 μs е 1.5 × 10- 6 с.

Внимавай!

Холандски "милиард" (109) призован на английски език милиарди, и холандски "милиард" (1012) призован на английски език трилионВ международната документация и НАТО това е класически източник на грешки.

Скорост на светлината

Електромагнитни вълни — радиовълни, радари, инфрачервени, светлинни, лазерни — растения във вакуум и приблизително във въздуха с светлинна скорост c:

c 3 × 108 m/s = 300.000 km/s точна стойност: 299.792.458 m/s — За изчисленията 3 × 10 е достатъчно8 m/s

Този номер е от пряко практическо значение за специалиста по ОВ по две причини:

c = f × λ възпрепятстван λ = c / f и f = c / λ където: c = скорост на светлината8 m/sf = честота в Hzλ = дължина на вълната в m
Преглед

Радара X-лъчи работи на 10 GHz. Дължината на вълната е λ = (3 × 108) / (10 × 109) = 0, 03 m = 3 cm. Радио VHF при 150 MHz има λ = (3 × 108(150 × 10)6) = 2 m.

Правило на палеца

Висока честота = къса дължина на вълната; ниска честота = дължина на вълната. Удобен магарешки мост: 300 MHz ↔ 1 m. От там можете лесно да мащабирате: 3 GHz ↔ 10 cm, 30 GHz ↔ 1 cm.

Температура

Температурата изглежда на пръв поглед да бъде странна патица в EW курс, но е от съществено значение за разбирането инфрачервени (Инфрачервени): Всеки обект с температура над неговата абсолютна нула излъчва електромагнитно излъчване и неговото количество и дължина на вълната зависят пряко от температурата.

Има три купи, които трябва да знаете:

СкалаСимволНула точкаИзползване
Целзий°Cточка на топене леддневна употреба
КелвинKАбсолютна нула (273,15 °C)Наука и технологии, IR изчисления
Фаренхайт°F—Документация на САЩ
T(K) = T(°C) + 273.15 преобразуване Fahrenheit: T(°C) = (T(°F) − 32) × 5/9

На абсолютна нула точка (0 K = −273,15 °C) е най-ниската възможна температура; Молекулярното движение стои неподвижно и обектът вече не излъчва топлинна радиация. Всичко горе блести. — човешки (~310 K), двигател на превозно средство (~350–400 K), ауспух на реактивен двигател (~700–1000 K). Колкото по-горещ е обектът, толкова повече радиация и по-къса дължина на вълната. Това е физическият принцип зад термокамерите и ракетите.

Преглед

Ауспух от 627 °C е 627 + 273 = 900 K. Инфрачервени Виждате, че такъв източник достига пик около 3.2 μm. — Точно в полето на много ракети.

Азимут, височина и обхват

За да засечем позицията на мишената спрямо сензора, използваме три координати. — заедно координатна система на колбата на радарния свят:

север цел Az El обхват R радар
Азимут (хоризонтален ъгъл към север), издигане (ъгъл над хоризонта) и диапазон (наклон разстояние) заедно улавя позицията на целта.

С тези три стойности позицията на целта е напълно определена. 2D радар измерва само азимут и обхват; 3D радар също измерва повишаване и може да изчисли височината на целта (вж. 2D и 3D радар).

Практика

Azimuth винаги се дава в три цифри в доклади: "цел в 045, обхват 12 километра." Не забравяйте, че обхвата Наклон Разстоянието е: целта е с обхват 10 km и височината на 30° се измерва на земята по-близо до 10 km.

Радиална скорост

На радиална скорост (vр) е компонентът на скоростта на целта по линията на видимост сензор — скоростта, при която целта достига или изключва сензора. Това е различно от действителната (земя) скорост на целта.

Целта лети право към радара има радиална скорост равна на действителната му скорост. Цел, която лети точно през линията на видимост (tangential) има радиална скорост на 0 — Без значение колко е трудно.

vр = v × cos(α) където: vр = радиална скорост (m/s)v = действителната целева скорост (m/s)α = ъгъл между посоката на движение на целта и линията на видимост към радара
радар линия на видимост v v·cos α = v r
Само компонентът на скоростта по линията на видимост (зелен) се брои за радиална скорост.

Защо това е важно? Защото Доплерови радари (Доплеров ефект както и Пулс доплеров радар и движеща се целева индикатор) измерва само радиалната скорост. Самолет, който лети пенглитично, не произвежда доплерова промяна и следователно може да "изчезва" от скоростните филтри на пулс-доплер радар. — Принцип, който се използва на практика от т.нар. Отрасъл- или Излъчване- Маневра.