Tot ce face un specialist EW — Identificarea unui semnal radar, conversia unei frecvenţe, determinarea distanţei faţă de durată — se bazează pe un număr mic de baze aritmetice. Acest capitol pune bazele. Care conceptele măreţie, unitate, frecvenţă și controlează puterile de 10, poate urma orice capitol următor fără a împiedica matematica.
Substanţa este menţinută în mod deliberat practic: fără distrageri, dar formulele şi transformările pe care le folosiţi de fapt în domeniu şi în clasă.
Măreţie şi unitate
Unu. măreţie este o proprietate pe care o puteți măsura sau calcula: lungime, timp, viteză, frecvență, putere, temperatură. Unu. unitate este măsura în care vă exprimaţi măreţia: metru, secundă, metru pe secundă, hertz, watt, kelvin. O valoare fără unitate este lipsită de sens — "distanta este 5" nu spune nimic, "distanta este de 5 km."
A fost de acord internaţional să lucreze cu Sistem SI (Système International). Principalele cantități ale EW și unitățile lor SI:
| Maretie | Simbol | Unitatea SI | Abreviere |
|---|---|---|---|
| Lungime / distanță | l, d, R | metri | m |
| Timp | t | al doilea | s |
| Frecvenţă | f | hertzi | Hz |
| Viteza | v | metri pe secundă | m/s |
| Putere | P | watt | W |
| Temperatura | T | kelvin | K |
| Lungimea valului | λ (lambda) | metri | m |
| Unghi | θ φ | Grad / Radial | °/rad |
În orice calcul, scrie unitatea. Multe erori de matematică în practică sunt în realitate erori de unitate: confuzia cu contoarele, megahertz cu gigahertz.
Frecvenţă
Frecvenţă (f) este numărul de repetări periodice ale unui fenomen pe secundă. Unitatea este hertzi 1 Hz = 1 vibrație pe secundă. Pentru EW, frecvența este cantitatea centrală: întregul spectru electromagnetic este clasificat pe frecvență, iar radarele, radiourile și lamentările sunt caracterizate de frecvența la care operează.
Timpul unei vibraţii complete se numeşte perioadă (T). Frecvenţa şi perioada de timp sunt opusul celuilalt:
Un semnal are o perioadă de 1 ms (0,01 s). Frecvenţa este f = 1 / 0, 001 = 1000 Hz = 1 kHz. Invers: un radar care funcționează la 10 GHz are o perioadă de T = 1 / 10 milioane de milioane = 0,1 nanosecunde.
Unități derivate comune: 1 kHz = 1000 Hz, 1 MHz = milioane Hz, 1 GHz = miliarde Hz, 1 THz = trilioane Hz. Radarele militare operează de obicei în zona MHz până la GHz; infraroșu și lumină se află în zona THz.
Numere mari, nume de numere și puteri de 10
În spectrul EM lucrați cu numere extrem de mari (gigahertz: 1000.000.000 Hz) și extrem de mici (nanosecunde: 0.0601 s). Dezabonare este neîndemânatică şi sensibilă la erori; prin urmare, folosim Puteri de 10 şi Prefixe SI.
| Prefix | Simbol | Puterea lui 10 | Nescris | Nume număr |
|---|---|---|---|---|
| tera | T | 1012 | 1.000.000.000.000 | miliarde |
| giga | G | 109 | 1.000.000.000 | miliarde |
| mega | M | 106 | 1.000.000 | milioane |
| kg | k | 103 | 1.000 | mii |
| — | — | 100 | 1 | unu |
| mili | m | 10- 3 | 0,001 | a mia |
| micro | µ | 10- 6 | 0,000001 | millionth |
| nano | n | 10- 9 | 0,000000001 | millionth |
| pico | p | 10- 12 | 0,000000000001 | a trilioane |
Calculul cu puterea de 10 urmează două reguli simple: atunci când se multiplică, se adaugă exponenții (103 × 106 = 109), în părți le reduceți între ele (109 / 106 = 103).
Un radar transmite la 9,4 GHz. Asta înseamnă 9,4 × 109 Hz = 9,400 MHz = 9,400,000 kHz. O lățime a impulsului de 1,5 μs este de 1,5 × 10- 6 c.
"miliarde" olandeze (109) numit în limba engleză miliarde, și olandez "miliarde" (1012) numit în limba engleză trilioane. În documentația internațională și NATO, aceasta este o sursă clasică de eroare.
Viteza luminii
Unde electromagnetice — unde radio, radar, infraroșu, lumină, laser — plante în vid și aproximativ în aer cu viteza luminii c:
Acest număr are o importanță practică directă pentru specialistul EW, din două motive:
- Determinarea distanței: radarul și razele laser măsoară durata unui semnal. Deoarece c este cunoscut, durata se traduce direct în distanţă (vezi Radar).
- Conexiunea dintre frecvenţă şi lungime de undă: frecvența f și lungimea de undă λ sunt cuplate prin c.
Un radar cu bandă X funcționează la 10 GHz. Lungimea de undă este λ = (3 × 108) / (10 × 109) = 0,03 m = 3 cm. Un radio VHF la 150 MHz are λ = (3 × 108(150 × 10)6) = 2 m.
Frecvenţă ridicată = lungime de undă scurtă; frecvenţă mică = lungime de undă lungă. Un pod de măgar la îndemână: 300 MHz ↔ 1 m. De acolo puteţi scala cu uşurinţă: 3 GHz ↔ 10 cm, 30 GHz ↔ 1 cm.
Temperatura
Temperatura apare la prima vedere pentru a fi o rață ciudată într-un curs EW, dar este esențială pentru înțelegere infraroșu (Infraroșu): Orice obiect cu o temperatură peste zero absolut emite radiații electromagnetice, iar cantitatea și lungimea sa de undă depind direct de temperatură.
Sunt trei boluri pe care ar trebui să le ştii:
| Scala | Simbol | Punct zero | Utilizare |
|---|---|---|---|
| Celsius | °C | gheață punct de topire | administrare zilnică |
| Kelvin | K | Zero absolut (-273,15 °C) | știință și tehnologie, calcule IR |
| Fahrenheit | °F | — | Documentație SUA |
ă punctul zero absolut (0 K = −273,15 °C) este cea mai mică temperatură posibilă; Acolo toată mişcarea moleculară stă nemişcată şi un obiect nu mai emite radiaţii termice. Totul acolo sus străluceşte — un motor uman (~310 K), un motor al vehiculului (~350–400 K), un motor cu jet de evacuare (~700–1000 K). Cu cât e mai cald obiectul, cu atât radiaţia IR este mai mare şi cu atât lungimea undei de vârf este mai mică. Acesta este principiul fizic din spatele camerelor de luat vederi termice şi rachetelor ghidate de IR.
O pantă de evacuare de 627 °C este 627 + 273 = 900 K. Infraroșu Vedeți că o astfel de sursă ajunge la 3,2 μm — Exact în domeniul multor rachete care caută căldură.
Azimut, elevație și gamă
Pentru a captura poziţia unei ţinte în raport cu un senzor, folosim trei coordonate. — împreună Sistem de coordonate becuri din lumea radarului:
- Azimut (Az): direcția orizontală către țintă măsurată în sensul acelor de ceasornic în grade de la nord (000° = nord, 090° = est, 180° = sud, 270° = vest).
- Creştere (El): unghiul vertical al țintei măsurat din planul orizontal. 0° = orizont, 90° = drept deasupra senzorului.
- Gamă (R): distanța oblică (intervalul oblic) de la senzor la țintă de-a lungul liniei drepte a vederii.
Cu aceste trei valori, poziţia unei ţinte a fost pe deplin determinată. Un radar 2D măsoară doar azimutul și gama; un radar 3D măsoară și elevația și poate calcula înălțimea țintei (a se vedea radar 2D și 3D).
Azimut se prezintă întotdeauna în trei cifre în rapoarte: "țintă la 045, interval de 12 kilometri." Amintiți-vă că gama Pantă distanţa este: o ţintă la distanţă de 10 km şi altitudinea de 30° este măsurată la sol mai aproape de 10 km.
Viteza radială
ă viteza radială (vr) este componenta vitezei unei ținte de-a lungul liniei vizuale senzor — viteza la care ținta vine sau se stinge senzorul. Acest lucru este diferit de viteza reală (la sol) a țintei.
O ţintă care zboară direct spre radar are o viteză radială egală cu viteza reală. O țintă care zboară exact peste linia de vedere (tangențial) are o viteză radială de zero — Nu contează cât de greu merge.
De ce este important acest lucru? Pentru că Radare Doppler (Efect Doppler şi Pulse Doppler radar și în mișcare indicator țintă) măsurarea doar a vitezei radiale. Un avion care zboară pangențial nu produce o schimbare Doppler și, prin urmare, poate "dispari" de filtrele de viteză ale unui radar puls-doppler. — Un principiu care este exploatat în practică de așa-numitul crestătură- sau teleportare- Manevra.