Kõik, mida EW spetsialist teeb — Radarsignaali tuvastamine, sageduse teisendamine, kauguse määramine kestusest — See põhineb väikesel arvul aritmeetilistel alustel. See peatükk loob need alused. Kes on mõisted ülevus, üksus, sagedus Ja kontrollib volitusi 10, võib järgida mis tahes järgmist peatükki ilma komistama üle matemaatika.
Ainet hoitakse teadlikult praktilisena: ei mingit segamist, vaid valemid ja konversioonid, mida te tegelikult põllul ja klassis kasutate.
Suurus ja ühtsus
Üks ülevus See on omadus, mida saab mõõta või arvutada: pikkus, aeg, kiirus, sagedus, võimsus, temperatuur. Üks üksus See on mõõt, milles te seda suurust väljendate: meeter, sekund, meeter sekundis, herts, vatt, kelvin. Väärtus ilma ühtsuseta on mõttetu — "kaugus on 5" ei ütle midagi, "kaugus on 5 km."
Rahvusvaheline koostöö on kokku lepitud SI-süsteem (Système International). EW peamised kogused ja nende SI-ühikud:
| Suurus | Sümbol | SI-ühik | Lühend |
|---|---|---|---|
| Pikkus/kaugus | L, d, R | meetrit | m |
| Aeg | t | teise | s |
| Sagedus | f | hertsi | Hz |
| Kiirus | v | meetrit sekundis | m/s |
| Power | P | vatti | W |
| temperatuur | T | Kelvin | K |
| lainepikkust | λ (lambda) | meetrit | m |
| Angle | θ φ | Hinne / Radial | °/rad |
Igas arvutuses kirjutage ühik. Paljud matemaatikavead praktikas on tegelikkuses ühikuvead: läbisõidu segasus meetritega, megaherts gigahertsiga.
Sagedus
Sagedus f on perioodilise nähtuse kordumise kordade arv sekundis. Üksus hertsi (Hz): 1 Hz = 1 vibratsioon sekundis. EW jaoks on sagedus keskne suurus: kogu elektromagnetiline spekter klassifitseeritakse sageduse järgi ning radareid, raadioid ja lamente iseloomustab nende töösagedus.
Ühe täieliku vibratsiooni aega nimetatakse perioodi Sagedus ja periood on teineteise vastandid:
Signaali kestus on 1 ms (0,01 s). Sagedus on f = 1 / 0,001 = 1000 Hz = 1 kHz. Vastupidi: 10 GHz sagedusel töötava radari periood on T = 1 / 10 miljonit = 0,1 nanosekundit.
Tavalised tuletatud üksused: 1 kHz = 1000 Hz, 1 MHz = miljon Hz, 1 GHz = miljard Hz, 1 THz = triljon Hz. Sõjalised radarid töötavad tavaliselt MHz kuni GHz piirkonnas; Infrapuna ja valgus on THz piirkonnas.
Suured numbrid, numbrinimed ja volitused 10
EM-spektris töötate äärmiselt suurte numbritega (gigahertsides: 1000 000 000 Hz) ja äärmiselt väikeste (nanosekundites: 0,000000001 s). Tellimuse tühistamine on kohmakas ja veatundlik; seetõttu kasutame Võimsus 10 ja SI eesliited.
| Prefiks | Sümbol | Võimsus 10 | Kirjutamata | Numbernimi |
|---|---|---|---|---|
| tera | T | 1012 | 1.000.000.000.000 | miljardi |
| giga | G | 109 | 1.000.000.000 | miljardi |
| mega | M | 106 | 1.000.000 | miljonit |
| kilo | k | 103 | 1.000 | tuhat |
| — | — | 100 | 1 | üks |
| milli | m | 10-3 | 0,001 | tuhande |
| mikro | µ | 10-6 | 0,000001 | miljones |
| nano | n | 10-9 | 0,000000001 | miljardi |
| Pico | p | 1012 | 0,000000000001 | triljon |
Arvutamine võimsusega 10 järgib kahte lihtsat reeglit: korrutamisel lisage eksponendid (10)3 106 = 109Osades lahutate need üksteisest (10)9 106 = 103).
Radar edastab signaali sagedusel 9,4 GHz. See on 9,4 × 109 Hz = 9,400 MHz = 9,40 000 kHz. Impulsi laius 1,5 μs on 1,5 × 10-6 s.
Hollandi "miljard" (10)9) kutsutud inglise keeles miljardija Hollandi "miljardit" (10)12) kutsutud inglise keeles triljonRahvusvahelises dokumentatsioonis ja NATO-s on see klassikaline vigade allikas.
Valguskiirus
Elektromagnetlained — raadiolained, radar, infrapuna, valgus, laser — Taimed vaakumis ja ligikaudu ka õhus koos valguskiirus c:
See number on EW spetsialistile otseselt praktiline tähtsus kahel põhjusel:
- Kauguse määramine: radarid ja laserkaugusmõõturid mõõdavad signaali kestust. Kuna c on teada, tähendab kestus otse kaugust (vt). Radar).
- Sageduse ja lainepikkuse vaheline seos: sagedus f ja lainepikkus λ on seotud c kaudu.
X-riba radar töötab sagedusel 10 GHz. Lainepikkus on λ = (3 × 10)8) / (10 × 10)9) = 0,03 m = 3 cm. VHF raadio sagedusel 150 MHz on λ = (3 × 10)8(150 × 10)6) = 2 m.
Kõrgsagedus = lühike lainepikkus; madal sagedus = pikk lainepikkus. Käepärane eesli sild: 300 MHz ↔ 1 m. Sealt saate hõlpsasti skaleerida: 3 GHz ↔ 10 cm, 30 GHz ↔ 1 cm.
temperatuur
Temperatuur näib esmapilgul olevat kummaline part EW kursusel, kuid on oluline mõistmiseks infrapuna (()InfrapunaIga objekt, mille temperatuur on üle absoluutse nulli, kiirgab elektromagnetilist kiirgust ning selle kogus ja lainepikkus sõltuvad otseselt temperatuurist.
On kolm kaussi, mida peaksite teadma:
| Skaala | Sümbol | Nullpunkt | Kasuta |
|---|---|---|---|
| Celsiuse | °C | sulamispunkti jää | igapäevane kasutamine |
| Kelvin | K | Absoluutne null (-273,15 °C) | teadus ja tehnoloogia, IR arvutused |
| Fahrenheiti | °F | — | USA dokumentatsioon |
The absoluutne nullpunkt (0 K = −273,15 °C) on madalaim võimalik temperatuur; Seal seisab kogu molekulaarne liikumine paigal ja objekt ei kiirga enam soojuskiirgust. Kõik paistab seal üleval. — Inimene (~310 K), sõiduki mootor (~350)–400 K, reaktiivmootori heitgaasid (~700)–1000 K. Mida kuumem on objekt, seda rohkem IR kiirgust ja seda lühem on tipplaine pikkus. See on termofotokaamerate ja IR-juhitavate rakettide füüsikaline põhimõte.
Väljalasketorustik temperatuuril 627 °C on 627 + 273 = 900 K. Infrapuna Näete, et selline allikas ulatub umbes 3,2 μm. — Täpselt paljude soojust otsivate rakettide valdkonnas.
Asimuut, kõrgus ja ulatus
Sihtmärgi asukoha jäädvustamiseks sensori suhtes kasutame kolme koordinaati — koos kolvi koordinaatsüsteem radarimaailmast:
- Asimuut (Az): horisontaalne suund sihtmärgi suunas, mõõdetuna päripäeva kraadides põhjast (000° = põhja, 090° = ida, 180° = lõuna, 270° = lääne).
- Kõrgus (El): horisontaaltasapinnast mõõdetud vertikaalnurk sihtmärgi suhtes. 0° = horisont, 90° = otse sensori kohal.
- Range (R): kaldkaugus (kaldkaugus) andurist sihtmärgini piki sirgjoonelist vaatevälja.
Nende kolme väärtusega on sihtmärgi positsioon täielikult kindlaks määratud. 2D-radar mõõdab ainult asimuuti ja kaugust; 3D-radar mõõdab ka kõrgust ja suudab arvutada sihtmärgi kõrguse (vt. 2D- ja 3D-radarid).
Asimuut on aruannetes alati esitatud kolme numbriga: "sihtmärk 045, vahemik 12 kilomeetrit". Pea meeles, et vahemik Kald kaugus on: sihtmärk 10 km kaugusel ja 30° kõrgus maapinnal lähemal kui 10 km.
Radiaalkiirus
The radiaalkiirus (v)r* on sihtmärgi kiiruse komponent vaateväljal sensor — kiirus, millega sihtmärk sensorisse tuleb või sealt väljub. See erineb sihtmärgi tegelikust (maapealsest) kiirusest.
Otse radarile lendava sihtmärgi radiaalkiirus on võrdne tema tegeliku kiirusega. Sihtmärk, mis lendab täpselt üle nägemisjoone (tangential), on radiaalne kiirus null — Ükskõik kui raske see ka poleks.
Miks see tähtis on? Sest Doppleri radarid (()Doppleri efekt ja Impulsi doppleri radar ja liikuva sihtmärgi indikaator) mõõtes ainult radiaalkiirust. Lennuk, mis lendab pangentiaalselt, ei tekita doppleri nihet ja võib seetõttu pulss-doppler radari kiirusfiltritest "kaotada". — Põhimõte, mida kasutatakse praktikas sälgu- või kiirgabManööver.