EMS-oppimisympäristö · Yleiskatsaus · 2 · §2.1 · English version

§2.1 Johdanto

Alku

Kaikki, mitä asiantuntija tekee. — Tunnistamalla tutkasignaali, muuntamalla taajuus, määrittämällä etäisyys kesto — perustuu pieneen määrään aritmeettisia perustoja. Tässä luvussa vahvistetaan nämä perusteet. Ketkä käsitteet? suuruus, yksikkö, Yleisyys ja valvoo valtuuksia 10, voi seurata seuraavan luvun ilman kompastumista matematiikan.

Ainetta pidetään tarkoituksellisesti käytännöllisenä: ei häiriötekijöitä, mutta kaavoja ja muunnoksia käytät todella alalla ja luokassa.

Suuruus ja yhtenäisyys

Yksi suuruus on ominaisuus voit mitata tai laskea: pituus, aika, nopeus, taajuus, teho, lämpötila. Yksi yksikkö on mitta, jossa ilmaiset tämän suuruuden: mittari, toinen, mittari sekunnissa, hertz, wat, kelvin. Arvo ilman yhtenäisyyttä on merkityksetön — "Etäisyys on 5" ei sano mitään, "etäisyys on 5 km."

Kansainvälinen yhteistyö SI-järjestelmä (Système International). EW:n tärkeimmät määrät ja niiden SI-yksiköt:

SuuruusSymboliSI-yksikköLyhenteet
Pituus / etäisyysI, d, Rmetriäm
Aikaisttoinens
EsiintymistiheysfhertzHz
Nopeusvmetriä sekunnissam/s
TehoPwattiW
LämpötilaTkelvinK
Aallonpituusλ (lambda)metriäm
Kulmaθ φGrade/radiaali°/rad
Muista

Kirjoita joka laskelmassa yksikkö. Monet matematiikan virheet käytännössä ovat todellisuudessa yksikkövirheitä: Mileage sekaannus metriä, megahertsi gigahertz.

Esiintymistiheys

Esiintymistiheys (f) on jaksottaisen ilmiön toistumiskertojen määrä sekunnissa. Yksikkö on hertz (Hz): 1 Hz = 1 tärinä sekunnissa. EW:n osalta taajuus on keskeinen määrä: koko sähkömagneettiset spektrit luokitellaan taajuuden mukaan, ja tutkat, radiot ja valitukset ovat ominaisia niiden toimintataajuudelle.

Yhden täydellisen tärinän aikaa kutsutaan jakso (T). Taajuus ja ajanjakso ovat toistensa vastakohtia:

f = 1/T ja T = 1/f jossa f = taajuus hertsissä (Hz)T = jakso sekunteina
Esikatselu

Signaalin jakso on 1 ms (0,01 s). Taajuus on f = 1 / 0,001 = 1000 Hz = 1 kHz. Sitä vastoin 10 GHz:n taajuusalueella toimivan tutkan aika on 1 / 10 miljoonaa = 0,1 nanosekuntia.

T (jakso) amplitudi
Yksi T-jakso poskiontelon signaalista. Mitä lyhyempi T, sitä suurempi taajuus f.

Yleiset johdetut yksiköt: 1 kHz = 1000 Hz, 1 MHz = miljoona Hz, 1 GHz = miljardi Hz, 1 THz = biljoona Hz. Sotilastutkat toimivat tyypillisesti MHz- GHz-alueella; infrapuna ja valo ovat THz-alueella.

Suuret määrät, numeroiden nimet ja valtuudet 10

EM-spektrissä toimii erittäin suuria numeroita (gigahertsi: 1000.000.000 Hz) ja erittäin pieniä (nanosekuntia: 0,00000001 s). Peru tilaus on kömpelö ja virheherkkä; siksi käytämme Valta on 10 sekä SI-etuliitteet.

EtuliiteSymboliTeho 10KirjoittamatonNumero
teraT10121.000.000.000.000miljardia
gigaG1091.000.000.000miljardia
megaM1061.000.000miljoonaa
kilok1031.000tuhatta
——1001yksi
millim10- 30,001tuhat
mikroµ10- 60,000001milj.
nanon10- 90,000000001miljardia
pikop10- 120,000000000001biljoonas

10 artiklan valtuuksien laskeminen noudattaa kahta yksinkertaista sääntöä: kun kerrot, lisää eksponentit (103 × 106 = 109), osittain vähentää niitä toisistaan (109 / 106 = 103)

Esikatselu

Tutka lähettää 9,4 GHz:n taajuudella. Se on 9,4 × 109 Hz = 9 400 MHz = 9 400 000 kHz. Pulssin leveys 1,5 μs on 1,5 × 10- 6 S.

Ole tarkkana.

Alankomaiden "miljardia" (109) soitti englanniksi miljardia, ja hollantilainen "miljardia" (1012) soitti englanniksi biljoonaaKansainvälisessä dokumentaatiossa ja Natossa tämä on klassinen virhelähde.

Valon nopeus

Sähkömagneettiset aallot — radioaallot, tutka, infrapuna, valo, laser — kasveja tyhjiössä ja noin myös ilmassa kanssa valon nopeus c:

c 3 × 108 m/s = 300.000 km/s tarkka arvo: 299.792.458 m/s — Laskelmiin riittää 3 × 108 m/s

Tämä määrä on käytännössä tärkeä eurooppalaisten yritysneuvostojen asiantuntijalle kahdesta syystä:

c = f × λ estetty λ = c / f ja f = c / λ jossa c = valon nopeus8 m/sf = taajuus Hzλ = aallonpituus metreinä
Esikatselu

X-kaistatutka toimii 10 GHz:n taajuuksilla. Aallonpituus on λ = (3 × 108) / (10 × 109) = 0,03 m = 3 cm. VHF-radiolla 150 MHz on λ = (3 × 108(150 × 10)6) = 2 m.

Nyrkkisääntö

Suuri taajuus = lyhyt aallonpituus; matala taajuus = pitkä aallonpituus. Kätevä aasisilta: 300 MHz ↔ 1 m. Sieltä voit helposti skaalata: 3 GHz ↔ 10 cm, 30 GHz ↔ 1 cm.

Lämpötila

Lämpötila näyttää ensi silmäyksellä olevan outo ankka EW-kurssilla, mutta on olennaista ymmärtää infrapuna (Infrapuna): Mikä tahansa esine, jonka lämpötila ylittää absoluuttisen nollan, lähettää sähkömagneettista säteilyä, ja sen määrä ja aallonpituus riippuvat suoraan lämpötilasta.

Sinun pitäisi tietää kolme kulhoa:

MittakaavaSymboliNollapisteKäyttö
Celsius°Csulamispistejääpäivittäin
KelvinKAbsoluuttinen nolla (-273,15 °C)tiede ja teknologia, IR-laskelmat
Fahrenheit°F—US Documentation
T(K) = T(°C) + 273.15 muuntaminen Fahrenheit: T(°C) = (T(°F) − 32) × 5/9

• absoluuttinen nollapiste (0 K = −273,15 °C) on alin mahdollinen lämpötila; Kaikki molekyyliliikkeet seisovat paikallaan ja esine ei enää säteile lämpöä. Kaikki siellä loistaa. — henkilö (~310 K), ajoneuvon moottori (~350–400 K), suihkumoottorin pakokaasu (~700–1000 K). Mitä kuumempi esine, sitä enemmän IR-säteilyä ja sitä lyhyempi on huippuaallon pituus. Tämä on lämpökameroiden ja IR-ohjattujen ohjusten fyysinen periaate.

Esikatselu

Pakoputki, jonka lämpötila on 627 °C, on 627 + 273 = 900 K. Infrapuna Tällaisen lähteen huippu on noin 3,2 μm. — Täsmälleen lämpöä etsivien ohjusten alalla.

Atsimutti, korkeus ja alue

Saadaksemme kohteen sijainnin anturiin, käytämme kolmea koordinaattia. — yhdessä Kuvun koordinaattijärjestelmä tutkamaailmasta:

pohjoiseen Tarkoitus Az El vaihteluväli R tutka
Atsimutti (horisontaalinen kulma pohjoiseen), korkeus (kulma horisontin yläpuolella) ja etäisyys (kulmaetäisyys) kuvaavat yhdessä kohteen sijaintia.

Näillä kolmella arvolla kohteen sijainti on määritetty täysin. 2D-tutka mittaa vain atsimuttia ja aluetta; 3D-tutka mittaa myös korkeussijainnin ja voi laskea kohteen korkeuden (ks. 2D- ja 3D-tutka)

Käytännöt

Atsimuttia annetaan aina kolmena numerona raporteissa: "tavoite 045, vaihteluväli 12 kilometriä." Muista, että etäisyys Rivi Etäisyys on: 10 km:n tavoite ja 30°:n korkeus mitataan maasta lähempänä kuin 10 km.

Sädenopeus

• säteittäinen nopeus vv) on kohteen nopeuden osatekijä näkölinjaa pitkin anturi — nopeus, jolla kohde tulee tai sammuu sensorista. Tämä poikkeaa kohteen todellisesta (maa) nopeudesta.

Suoraan tutkaan lentävän kohteen säteittäinen nopeus vastaa sen todellista nopeutta. Kohde, joka lentää täsmälleen yli näkyvyysrajan (tangentiaalinen) on säteittäinen nopeus nolla — Vaikka se olisi kuinka vaikeaa.

vv = v × cos(α) jossa vv = säteittäinen nopeus (m/s)v = todellinen tavoitenopeus (m/s)α = kulma kohteen liikesuunnan ja tutkan näkyvyyslinjan välillä
tutka Näkölinja v v·cos α = v r
Ainoastaan näkyvyyslinjan (vihreä) nopeuskomponentti lasketaan säteittäiseksi nopeudella.

Miksi tämä on tärkeää? Koska Doppler-tutkat (Doppler- vaikutus sekä Pulssi Doppler tutka ja liikkuva kohde ilmaisin) mittaamalla ainoastaan säteittäistä nopeutta. Lentokone, joka lentää pangentiaalisesti, ei aiheuta doppler-siirtymää ja voi näin ollen "katota" pulssi-doppler-tutkan nopeussuodattimista. — Periaate, jota niin kutsuttujen loka- tai siirto- Liiku.