NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG PHÁT HIỆN MỤC TIÊU CHO HỆ THỐNG RA ĐA BIỂN TẦM XA SÓNG BỀ MẶT
Kỹ thuật ra đa dẫn đường
Luận án "NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG PHÁT HIỆN MỤC TIÊU CHO HỆ THỐNG RA ĐA BIỂN TẦM XA SÓNG BỀ MẶT" thuộc ngành Kỹ thuật ra đa dẫn đường, mã số 9520204, được hoàn thành tại Viện Khoa học và Công nghệ quân sự/ Bộ Quốc phòng vào năm 2022. Nghiên cứu này xuất phát từ tính cấp thiết của việc giám sát và quản lý các vùng biển xa, đặc biệt là vùng đặc quyền kinh tế của Việt Nam, nơi các phương án truyền thống còn nhiều hạn chế. Ra đa tầm xa sóng bề mặt (HFSWR) sử dụng dải tần số HF (3÷30MHz) được coi là giải pháp hiệu quả để phát hiện mục tiêu ngoài đường chân trời quang học, cung cấp thông tin tức thời và hoạt động liên tục.
Mục tiêu chính của luận án là nghiên cứu mô hình toán học tổng quát của tín hiệu mục tiêu, nhiễu biển và quá trình xử lý tín hiệu trong HFSWR. Đồng thời, đề xuất giải pháp ổn định tham số giản đồ hướng của hệ thống ăng ten HF lắp đặt cố định khi thay đổi tần số làm việc, và giải pháp thực hiện bộ phát hiện thích nghi-kết hợp dựa trên nguyên lý ổn định xác suất báo động lầm (CFAR) trong môi trường nhiễu biển đột biến biên độ.
Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hệ thống HFSWR đơn trạm, sử dụng ăng ten thu mạng pha đồng dạng tuyến tính, tín hiệu điều chế tần số liên tục (FMCW). Luận án xây dựng mô hình toán học tổng quát của tín hiệu mục tiêu dưới tác động của nhiễu biển bậc nhất, nghiên cứu giải pháp duy trì chất lượng giản đồ hướng và bộ phát hiện thích nghi trên nền nhiễu có năng lượng đột biến. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm lý thuyết, mô hình tín hiệu, thuật toán xử lý tín hiệu, và áp dụng công cụ toán học cùng phần mềm mô phỏng Matlab.
Luận án đã đạt được các kết quả quan trọng: Thứ nhất, xây dựng mô hình tính toán trong kênh xử lý tín hiệu của ra đa biển tầm xa sóng bề mặt, mô tả mối quan hệ giữa tín hiệu phát, tín hiệu phản xạ của mục tiêu và nhiễu biển. Mô hình này được kiểm chứng về độ chính xác và tin cậy thông qua phần mềm Matlab, có thể dùng để tạo giả tín hiệu phục vụ nghiên cứu và thiết kế hệ thống HFSWR. Thứ hai, đề xuất giải pháp thay đổi trọng số cửa sổ Chebyshev để duy trì độ rộng búp sóng và mức búp bên cho phép khi tần số làm việc thay đổi hoặc mở rộng vùng quan sát. Thứ ba, phát triển bộ phát hiện hai giai đoạn TSA-CFAR hiệu quả, có khả năng lọc nhiễu biển bậc nhất và phát hiện mục tiêu trong môi trường nhiễu đột biến, đặc biệt là các mục tiêu nằm lân cận vùng phổ của nhiễu biển bậc nhất, duy trì chất lượng phát hiện ngay cả khi năng lượng nhiễu tăng mạnh.
Những đóng góp mới của luận án bao gồm việc xây dựng mô hình tín hiệu và nhiễu biển chi tiết, đề xuất giải pháp ổn định giản đồ hướng ăng ten thu trong điều kiện tần số thay đổi và góc quan sát lớn, cùng với bộ phát hiện TSA-CFAR hai giai đoạn cải thiện khả năng phát hiện mục tiêu trong môi trường nhiễu đột biến. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học sâu sắc và giá trị thực tiễn cao, đóng góp vào việc làm chủ và nâng cấp hệ thống HFSWR tại Việt Nam.