EMS vzdelávacie prostredie · Prehľad · 2 · §2.1 · English version

§2.1 Úvod

Začiatok

Všetko, čo robí špecialista EW — Identifikácia radarového signálu, prevod frekvencie, určenie vzdialenosti od trvania — je založený na malom počte aritmetických základov. Táto kapitola kladie tieto základy. Kto sú pojmy veľkosť, jednotka, frekvencia a kontroluje schopnosti 10, môže sledovať akúkoľvek ďalšiu kapitolu bez zakopnutia cez matematiku.

Látka je zámerne udržiavaná v praxi: žiadne rozptýlenie, ale vzorce a konverzie skutočne používate v teréne a v triede.

Veľkosť a jednota

Jeden. veľkosť je vlastnosť, ktorú môžete merať alebo vypočítať: dĺžka, čas, rýchlosť, frekvencia, výkon, teplota. Jeden. jednotka je miera, v ktorej vyjadrujete túto veľkosť: meter, druhý, meter za sekundu, hertz, watt, kelvin. Hodnota bez jednoty nemá zmysel — "vzdialenosť je 5" nič nehovorí, "vzdialenosť je 5 km."

Medzinárodne súhlasil s prácou Systém SI (Système International). Hlavné množstvá EW a ich jednotky SI:

VeľkosťSymbolJednotka SISkratka
Dĺžka / vzdialenosťl, d, Rmeračem
Časupdruhás
FrekvenciafhertzHz
Rýchlosťvmerače za sekundum/s
VýkonPwattW
TeplotaTkelvinK
Vlnová dĺžkaλ (lambda)meračem
Uholθ φStupeň / Radiálna°/rad
Pamätajte

Pri každom výpočte zapíšte jednotku. Mnoho chýb matematiky v praxi sú v skutočnosti jednotkové chyby: Mileage zmätok s metrami, megahertz s gigahertz.

Frekvencia

Frekvencia f) je počet opakovaní periodického javu za sekundu. Jednotka je hertz (Hz): 1 Hz = 1 vibrácie za sekundu. Pre EW je frekvencia ústredným množstvom: celé elektromagnetické spektrum je klasifikované podľa frekvencie a radary, rádiá a lamenty sú charakterizované frekvenciou, pri ktorej fungujú.

Čas jedného kompletného vibrácie sa nazýva termín (T) Frekvencia a čas sú navzájom opakom:

f = 1/T a T = 1/f kde: f = frekvencia v hertzoch (Hz)T = čas v sekundách
Náhľad

Signál má dobu 1 ms (0,01 s). Frekvencia je f = 1 / 0,001 = 1000 Hz = 1 kHz. Naopak: radar pracujúci v 10 GHz má dobu T = 1 / 10 miliónov = 0,1 nanosekunda.

T (obdobie) amplitúda
Jedna tretina T sínusového signálu. Čím kratšie T, tým vyššia frekvencia f.

Spoločné odvodené jednotky: 1 kHz = 1000 Hz, 1 MHz = milión Hz, 1 GHz = miliarda Hz, 1 THz = bilión Hz. Vojenské radary zvyčajne pracujú v oblasti MHz až GHz; Infračervené a svetelné sú v oblasti THz.

Veľké čísla, názvy čísel a právomoci 10

V EM spektre pracujete s extrémne veľkým počtom (gigahertz: 1000 000 000 Hz) a extrémne malým (nanosekundy: 0.00000001 s). Odhlásenie je nemotorné a citlivé na chyby; preto používame Výkony 10 a SI Prefixy.

PredponaSymbolVýkon 10NepísanéNázov čísla
teraT10121.000.000.000.000miliardy
gigaG1091.000.000.000miliardy
megaM1061.000.000v miliónoch
kgk1031.0001000
——1001jedna
milim10- 30,001tisíc.
mikroµ10- 60,000001miliónth
nanon10- 90,000000001miliarda
picop10- 120,000000000001biliónth

Výpočet s mocou 10 sa riadi dvoma jednoduchými pravidlami: pri násobení sa pripočítajú exponenty (103 × 106 = 109), v častiach odčítate od seba (109 10 / 106 = 103).

Náhľad

Radar vysiela na 9,4 GHz. 9,4 × 109 Hz = 9 400 MHz = 9 400 000 kHz. Šírka impulzu 1,5 μs je 1,5 × 10- 6 s.

Dávaj pozor.

Holandský "miliard" (109) volaný v angličtine miliardya holandský "miliard" (1012) volaný v angličtine bilión. V medzinárodnej dokumentácii a NATO, to je klasický zdroj chýb.

Rýchlosť svetla

Elektromagnetické vlny — rádiové vlny, radar, infračervené, svetlo, laser — rastliny vo vákuu a približne aj vo vzduchu s svetelné otáčky, c:

c 8 m/s = 300 000 km/s presná hodnota: 299.792.458 m/s — Na výpočet stačí 3 × 108 m/s

Tento počet má pre špecialistu EW priamy praktický význam z dvoch dôvodov:

c = f × λ brzdené λ = c / f a f = c / λ kde: c = otáčky svetla8 m/sf = frekvencia v Hzλ = vlnová dĺžka v m
Náhľad

Radar s X pásmom pracuje na 10 GHz. vlnová dĺžka je λ = (3 × 108) / (10 × 109) = 0,03 m = 3 cm. Rádio VHF pri 150 MHz má λ = (3 × 10)8(150 × 10)6) = 2 m.

Pravidlo palca

Vysoká frekvencia = krátka vlnová dĺžka; nízka frekvencia = dlhá vlnová dĺžka. Praktický oslík most: 300 MHz ↔ 1 m. Odtiaľ môžete ľahko mierku: 3 GHz ↔ 10 cm, 30 GHz ↔ 1 cm.

Teplota

Teplota sa na prvý pohľad javí ako zvláštna kačica v EW kurze, ale je nevyhnutné pre pochopenie infračervené (Infračervené): Každý objekt s teplotou nad absolútnou nulou vyžaruje elektromagnetické žiarenie a jeho množstvo a vlnová dĺžka závisí priamo od teploty.

Sú tri misy, ktoré by ste mali vedieť:

MierkaSymbolNulová hodnotaPoužitie
Celzia°Cľadový bod topeniadenné použitie
KelvinKAbsolútna nula (-273,15 °C)veda a technika, výpočty IR
FahrenheitCity name (optional, probably does not need a translation)°F—Dokumentácia USA
T(K) = T (°C) + 273.15 prepočet Fahrenheit: T(°C) = (T(°F) − 32) × 5/9

The absolútny nulový bod (0 K = -273,15 °C) je najnižšia možná teplota; Celý molekulárny pohyb tam stojí a objekt už neemituje tepelné žiarenie. Všetko tam hore svieti — ľudský (~310 K), motor vozidla (~350)–400 K), výfukový prúdový motor (~700–1000 K). Čím je objekt horúcejší, tým viac IR žiarenia a tým kratšie je dĺžka vrcholovej vlny. Toto je fyzikálny princíp za termálnymi zobrazovacími kamerami a raketami riadenými IR.

Náhľad

Výfuková slivka 627 °C je 627 + 273 = 900 K. Infračervené Vidíte, že takýto zdroj dosahuje vrchol okolo 3,2 μm — Presne v oblasti mnohých tepelných rakiet.

Azimut, elevácia a rozsah

Na zachytenie polohy cieľa vzhľadom na senzor, používame tri súradnice — spolu súradnicový systém žiarovky radarového sveta:

sever účel Az El Rozsah R radar
Azimut (horizontálny uhol na sever), nadmorská výška (uhol nad horizontom) a rozsah (vzdialenosť sklonu) spolu zachytiť polohu cieľa.

Pri týchto troch hodnotách bola pozícia cieľa úplne určená. 2D radar meria iba azimut a rozsah; 3D radar meria aj výšku a môže vypočítať výšku cieľa (pozri 2D a 3D radar).

Prax

Azimut sa vždy uvádza tromi číslicami v správach: "cieľ v 045, rozsah 12 kilometrov." Pamätajte, že rozsah Sklon vzdialenosť je: cieľ v rozsahu 10 km a 30° výška sa meria na zemi bližšie ako 10 km.

Radiálna rýchlosť

The radiálna rýchlosť (vr) je súčasťou rýchlosti cieľa, pozdĺž čiary výhľadu snímač — rýchlosť, ku ktorej cieľ prichádza alebo odchádza zo snímača. To sa líši od skutočnej (prízemnej) rýchlosti cieľa.

Cieľ letiaci priamo k radaru má radiálnu rýchlosť rovnú jeho skutočnej rýchlosti. Cieľ, ktorý letí presne cez čiaru videnia (tangenciálne) má radiálnu rýchlosť nula — Bez ohľadu na to, aké to bude ťažké.

vr = v × cos (α) kde: vr = radiálne otáčky (m/s)v = skutočná cieľová rýchlosť (m/s)α = uhol medzi smerom pohybu cieľa a čiarou výhľadu smerom k radaru
radar Výhľad v v·cos α = v r
Iba komponent rýchlosti pozdĺž čiary výhľadu (zelená) sa počíta ako radiálna rýchlosť.

Prečo je to dôležité? Pretože Dopplerove radary (Dopplerov efekt a Palubný radar a indikátor pohybujúceho sa cieľa) iba meranie radiálnej rýchlosti. Lietadlá, ktoré lietajú doslovne, nevytvárajú dopplerovu zmenu, a preto môžu "zmiznúť" z rýchlostných filtrov pulzného dopplera radaru. — Princíp, ktorý v praxi využívajú takzvané zárez- alebo nosenie- Manéver.