Giải pháp thiết kế mẫu trạm ra đa thụ động định vị mục tiêu theo phương pháp TDOA

Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Ra đa, 08 - 2016 31
 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MẪU TRẠM RA ĐA THỤ ĐỘNG 
ĐỊNH VỊ MỤC TIÊU THEO PHƯƠNG PHÁP TDOA 
Trần Văn Hùng*, Lê Vĩnh Hà 
Tóm tắt: Bài báo trình bày một giải pháp thiết kế tổng hợp mẫu trạm ra đa thụ 
động định vị mục tiêu bằng phương pháp TDOA theo những yêu cầu cơ bản của 
nhiệm vụ chiến - kỹ thuật được xác định trước. Từ những phân tích tổng quan, bài 
báo đưa ra một thiết kế tổng hợp của mẫu trạm ra đa có cấu trúc cơ bản: hai đài thu 
bên, một đài thu giữa, một trung tâm xử lý. Mẫu thiết kế này đã được chế thử thành 
công, tạo cơ sở cho nghiên cứu phát triển hoàn thiện thiết kế tiếp theo để đưa vào 
ứng dụng. 
Từ khóa: Ra đa thụ động, TDOA. 
1. MỞ ĐẦU 
Ra đa thụ động (RĐTĐ) là loại ra đa phát hiện mục tiêu theo các nguồn năng 
lượng vô tuyến bức xạ từ các thiết bị trên mục tiêu đó (ra đa; máy hỏi đáp; truyền 
số liệu; phát nhiễu) hoặc năng lượng do các nguồn khác phản xạ từ mục tiêu 
(sóng phát thanh FM; sóng truyền hình, truyền tin). RĐTĐ dùng để phát hiện, 
nhận dạng, bám sát, đo hướng các mục tiêu trên mặt đất, mặt nước, trên không và 
trinh sát điện tử. So với ra đa tích cực, RĐTĐ có những ưu điểm lớn là: cự ly hoạt 
động lớn (giới hạn đường chân trời), độ cao phát hiện rộng; xác định tọa độ mục 
tiêu với độ chính xác khá cao; tính bảo mật cao vì không phát xạ sóng điện từ; tính 
sống còn cao vì gọn nhẹ và đa vị trí; tiêu thụ ít năng lượng do không phát xạ; hoạt 
động tốt trong điều kiện nhiễu vì nhiễu cũng là đối tượng để thu nhận và phân tích. 
Chính vì vậy, một số nước phát triển đã và đang cho ra đời nhiều loại RĐTĐ 
khác nhau. Mỗi loại đều dựa trên một phương pháp xác định vị trí nguồn bức xạ vô 
tuyến khác nhau [1]: phương pháp TOA (Time of Arrival) dựa trên thời gian lan 
truyền của sóng điện từ từ nguồn bức xạ đến các đài thu; TDOA (Time Difference 
of Arrival) dựa trên hiệu thời gian lan truyền của sóng điện từ từ nguồn bức xạ đến 
các đài thu khác vị trí (còn gọi là phương pháp hyperbolic); AOA (Angle of 
Arrival), dựa trên hướng nguồn bức xạ so với các vị trí đài thu; SS (Signal 
Strength), dựa trên mức tín hiệu đo được tại vị trí các đài thu; CP (Carrier Phase), 
dựa trên di pha của sóng mang thu được tại vị trí đài thu so với tín hiệu gốc. Trong 
số đó, phát triển nhiều hơn cả là RĐTĐ theo phương pháp TDOA[8,9]. Điển hình 
như: hệ thống trinh sát điện tử VERA-E thụ động (CH Séc) dùng để phát hiện, 
nhận dạng, định vị các mục tiêu trên mặt đất, trên biển và trên không; hệ thống 
CОМPLEK-С (Ucraina) là tổ hợp thụ động đáy nhỏ giám sát không gian, định vị 
nguồn bức xạ vô tuyến, nhận dạng và bám sát các đối tượng trên không, mặt đất và 
trên biển thông qua bức xạ của các phương tiện vô tuyến; hệ thống N6854A (Hãng 
Agilent –USA) là thiết bị thu thụ động kết nối mạng (3 đến 5 đài thu) với dải tần từ 
20MHz đến 6000MHz, có thể phân tích tín hiệu dải rộng dưới nền tạp, quản lý các 
đối tượng mặt đất ở cự ly đến hàng chục km, đồng bộ thời gian nhờ GPS, dùng 
trong dân sự v.v[5]. 
Tùy theo điều kiện, yêu cầu nhiệm vụ chiến kỹ thuật cụ thể mà mỗi hãng ở 
mỗi nước cho ra trên thị trường những hệ thống RĐTĐ theo phương pháp TDOA 
khác nhau, nhưng luôn được bảo mật cao về thiết kế, công nghệ. Ở nước ta, trong 
Kỹ thuật siêu cao tần & Ra đa 
 Tr. V. Hùng, L.V. Hà, “Giải pháp thiết kế mẫu trạm ra đatheo phương pháp TDOA.” 32
những năm gần đây đã hình thành một số đề tài nghiên cứu về RĐTĐ theo nguyên 
lý khác nhau, nhưng chưa có một nghiên cứu thiết kế nào về RĐTĐ định vị mục 
tiêu theo phương pháp TDOA[3,4]. Trước yêu cầu cấp thiết của quân đội về 
nghiên cứu phát triển RĐTĐ, mới đây Viện Ra đa đã nghiên cứu thiết kế và chế 
thử thành công một mẫu trạm RĐTĐ định vị mục tiêu theo phương pháp TDOA 
đầu tiên trong một đề tài độc lập cấp Nhà nước [7], đáp ứng được những yêu cầu 
chiến kỹ thuật đề ra. Bài báo giới thiệu thiết kế tổng hợp mẫu chế thử thành công 
này. 
2. NGUYÊN LÝ VÀ CẤU TRÚC THIẾT KẾ CHUNG 
2.1. Nguyên lý TDOA 
 Kỹ thuật xử lý TDOA (Time Difference of Arrival) xác định vị trí nguồn bức 
xạ tín hiệu vô tuyến dựa trên đánh giá hiệu thời gian tới nhiều vị trí đài thu của tín 
hiệu từ nguồn. Phương pháp xử lý thực hiện nhờ lấy mẫu tín hiệu thu được đồng 
bộ tại một số vị trí đài thu. Qua việc tính hàm tương quan chéo (cross-correlation) 
hai mẫu tín hiệu của một cặp đài thu sẽ xác định vị trí hàm này đạt cực đại. Đó 
chính là độ chênh (hiệu) thời gian truyền tín hiệu từ nguồn tới các đài thu. Mỗi giá 
trị hiệu thời gian cụ thể xác định một hyperbol giữa hai đài thu mà nguồn bức xạ 
có thể nằm trên đó. Nếu cũng tiến hành tính toán như vậy với một cặp đài thu gồm 
một đài khác và một trong hai đài thu vừa dùng, một đường hyperbol thứ hai sẽ 
được xác định. Giao điểm của hai đường hyperbol chính là đánh giá vị trí nguồn 
bức xạ. Với hai hyperbol (3 đài thu) ta có thể nhận được vị trí 2D của mục tiêu, 
còn nếu dùng tối thiểu ba hyperbol (4 đài thu) sẽ xác định được vị trí 3D của mục 
tiêu [1,6]. Trên hình 2.1 thể hiện nguyên lý TDOA xác định vị trí 3D của mục tiêu 
là máy bay, trong đó 1 đài thu trung tâm C (gốc hệ tọa độ xyz) và 3 đài thu bên L, 
R, O. 
Hình 2.1. Nguyên lý TDOA xác định vị trí. 
2.2. Cấu trúc rút gọn của RĐTĐ 2D định vị theo TDOA 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Ra đa, 08 - 2016 33
 Hình 2.2 là sơ đồ khối rút gọn của RĐTĐ 2D định vị theo TDOA và hình 2.3 
thể hiện giải pháp định vị cơ bản của nó. Tín hiệu S(t) do thiết bị vô tuyến nào đó 
phát xạ sẽ đi đến ba đài thu: L - bên trái, R - phải, C - giữa (hình 2.2), với ba giá 
trị thời gian giữ chậm τL, τR, và τC khác nhau, các tín hiệu đến ba đài thu được ký 
hiệu là SL(t), SR(t) và SC(t) tương ứng. Tín hiệu SL(t), SR(t) được truyền từ đài thu 
trái và đài thu phải về trung tâm xử lý để xác định thời gian giữ chậm của tín hiệu 
đến τC - τL và τC - τR tương ứng với thời gian đến của tín hiệu SC(t). Vì tốc độ truyền 
sóng điện từ được coi bằng hằng số, nên thời gian giữ chậm này tỉ lệ với độ sai 
khác quãng đường đi của các tín hiệu. Quỹ tích toán học của vị trí các nguồn tín 
hiệu có cùng sai khác như vậy tính từ hai điểm cố định tạo thành đường hypecbol. 
Do đó, điểm giao nhau của hai hypecbol cho ta biết vị trí tức thời của nguồn tín 
hiện (mục tiêu). Thời gian giữ chậm vì vậy được gọi là độ giữ chậm dạng hypecbol 
và các tham số này được dùng để đánh giá tọa độ mục tiêu O(x,y). 
Hình 2.2. Sơ đồ khối rút gọn của RĐTĐ 2D định vị theo TDOA. 
 Để tính được các giá trị τC - τL và τC - τR, cần phải sử dụng hai bộ phân tích 
tương quan (hình 2.3). Khi đặt hai hàm SL(t) và SC(t) [hoặc SR(t) và SC(t)] trùng 
nhau, lối ra bộ phân tích tương quan đạt giá trị cực đại, ta sẽ nhận được giá trị τC - 
τL + τCL và τC - τR + τCR, trong đó τCL và τCR là thời gian giữ chậm tín hiệu khi tín hiệu 
đi trên đường truyền từ các đài thu bên về trung tâm xử lý, các giá trị này dễ dàng 
được xác định khi đã biết khoảng cách giữa các đài thu. Các đại lượng τC - τL và τC - 
τR có thể mang dấu âm hoặc dấu dương phụ thuộc vào vị trí tương đối của mục tiêu 
so với vị trí các đài thu. Các giá trị hiệu thời gian tính được sẽ đưa tới bộ phân tích 
hyperbolic. Tại đây, bằng các thuật toán đánh giá khác nhau máy tính sẽ tính quỹ 
tích các điểm sao cho hiệu độ trễ từ các điểm đó đến hai trạm thu tương ứng luôn 
luôn không đổi. Quỹ tích đó là đường hypecbol, giao điểm của hai đường hypecbol 
là tọa độ mục tiêu. Nếu mục tiêu chuyển động và tín hiệu thu được tương đối ổn 
định, sẽ chuyển sang khởi tạo quỹ đạo và bắt đầu quá trình bám sát mục tiêu 
(tương tự như ở các đài ra đa chủ động). 
 Để bộ phân tích tương quan làm việc tin cậy, cần giải quyết tốt hai yếu tố: 
thời điểm thu và thời gian thu tín hiệu cho cả ba đài thu (đây là một trong các vấn 
đề khó của đề tài). Hàm tương quan sẽ đưa ra các giá trị cực đại trong trường hợp 
tín hiệu thu được tại ba đài thu hoàn toàn giống nhau, nghĩa là thời điểm bắt đầu 
Kỹ thuật siêu cao tần & Ra đa 
 Tr. V. Hùng, L.V. Hà, “Giải pháp thiết kế mẫu trạm ra đatheo phương pháp TDOA.” 34
thu của ba đài phải ràng buộc với nhau (có tính đến quãng đường tín hiệu đi từ mục 
tiêu đến từng đài thu) và thời gian thu phải bằng nhau. Trong trường hợp ngược lại, 
các hàm theo từng cặp [SL(t) và SC(t)], [SR(t) và SC(t)] sẽ không hoàn toàn giống 
nhau (không hoàn toàn tương quan nhau) ngay khi các đài thu có khoảng cách 
chính xác như nhau tới mục tiêu, do đó kết quả tính tương quan sẽ không đạt cực 
trị một cách rõ ràng. 
 Khi tồn tại nhiều mục tiêu, phải đảm bảo phát hiện và đồng nhất tín hiệu của 
từng mục tiêu nhận được tại từng đài thu. Đây là một vấn đề rất khó.Trong RĐTĐ 
hiện đại, để quản lý số lượng lớn mục tiêu, người ta thường thực hiện xử lý sơ bộ 
với nội dung đo đạc một số tham số để phân chia tín hiệu thành các nhóm trước khi 
giải bài toán định vị. 
3. YÊU CẦU THIẾT KẾ MẪU TRẠM RĐTĐ 
 Với những mục tiêu đã xác định, yêu cầu nhiệm vụ chiến – kỹ thuật chính 
của mẫu trạm RĐTĐ định vị mục tiêu theo phương pháp TDOA được đặt ra là : 
 - Thiết kế, chế thử mẫu trạm RĐTĐ định vị mục tiêu theo phương pháp 
TDOA hai toạ độ (2D) với ba đài liên kết (1 đài trung tâm và 2 đài bên), khoảng 
cách giữa các đài (đường đáy) không lớn hơn 30Km. Có khả năng mở rộng thành 
loại ra đa ba toạ độ (3D); đảm bảo phát hiện được các loại mục tiêu trên không 
có phát xạ tín hiệu vô tuyến dạng xung trong dải tần công tác; bám sát đồng thời 
tối đa 30 mục tiêu; có vùng quan sát theo phương vị là: (0÷120)0, theo góc tà là 
(0÷45)0, cự ly không dưới 200Km với các nguồn phát xạ công suất tương đương 
máy phát trả lời mode S theo chuẩn MK-12 (của Tổ chức Hàng không dân dụng 
quốc tế - ICAO); 
 - Độ chính xác đo tọa độ, có sai số trung bình bình phương đo cự ly không lớn 
hơn 5Km (tại cự ly 150Km), sai số đo phương vị không lớn hơn 50; 
S(t-L) 
Bộ phân tích 
Hyperbolic 
Khởi tạo 
và bám sát 
quỹ đạo 
Bộ phân tích 
tương quan 
Bộ phân tích 
tương quan 
Tín 
hiệu 
thị 
tần 
C
L 
R
S(t-c) 
S(t-R) 
C-L=C-

C-R=C-
 
Giao điểm 
(x,y) 
Quĩ đạo 
Mục tiêu (N, x, y) 
Hình 2.3. Giải pháp định vị TDOA. 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Ra đa, 08 - 2016 35
- Dải tần công tác ở kênh 1là 1.025 ÷ 1.150 MHz, kênh 2 là 8 ÷ 10 GHz, 
kênh 3 là 10÷12 GHz. Độ nhạy của máy thu kênh 1 không nhỏ hơn -120dBw, kênh 
2 và 3 không nhỏ hơn -110dBw; 
 - Đảm bảo khả năng cung cấp thông tin về quỹ đạo mục tiêu (số hiệu, tọa độ 
2D, được xác định bằng phương pháp TDOA); về tham số vô tuyến điện của nguồn 
phát xạ vô tuyến gắn với từng quỹ đạo mục tiêu; Dữ liệu giải mã theo chuẩn ICAO 
đối với nguồn tín hiệu từ máy trả lời SSR/SIF/IFF (mã chế độ 3/A, 1, 2, C, S); 
Nhịp cung cấp thông tin: không lớn hơn 5 giây; 
 - Có khuôn dạng và giao thức kết nối mở, theo yêu cầu ứng dụng; dùng nguồn 
điện 1 pha 220V 50Hz, với công suất tiêu thụ ở đài trung tâm không quá 2,5 KW, 
ở các đài bên không quá 1,5 KW. 
 Ngoài các yêu cầu kỹ thuật chính trên, thiết kế mẫu trạm RĐTĐ này còn phải 
đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật công nghệ tiên tiến khác như: sử dụng công nghệ xử 
lý số; dùng anten mạch dải, giản đồ hướng cố định (không quay, không quét); Sử 
dụng hệ thống truyền dữ liệu giữa các đài bằng vi ba số hoặc các phương tiện phù 
hợp khác; Yêu cầu hệ thống hiển thị thông tin sơ cấp và thứ cấp về mục tiêu 
(nguồn phát xạ vô tuyến) và bức tranh tình huống trên không rõ ràng, thuận tiện 
cho phân tích đánh giá và hoạt động của kíp trắc thủ; Thiết kế theo module chuẩn 
hóa, đặt cấu hình nhờ phần mềm; làm chủ thiết kế, công nghệ chế tạo ở mức tích 
hợp module và mã nguồn phần mềm. 
 Để hướng tới mục đích sử dụng, mẫu thiết kế chế thử này còn phải đáp ứng các 
yêu cầu về điều kiện vận hành như: đảm bảo hoạt động ổn định trong điều kiện khí 
hậu Việt Nam; độ tin cậy làm việc cao, tần suất hỏng không nhỏ hơn 1.000 giờ; 
giao diện sử dụng thuận tiện, thông tin trên màn hình hiển thị bằng tiếng Việt. 
Thiết kế phải có kết cấu gọn nhẹ, có tính đến phương án cơ động ở mẫu tiếp theo. 
4. XÂY DỰNG THIẾT KẾ TỔNG HỢP 
 Dựa trên nguyên lý thiết kế chung và những yêu cầu kỹ thuật, công nghệ cụ 
thể nêu trên, tổ đề tài đã nghiên cứu lựa chọn một thiết kế tổng hợp cho mẫu chế 
thử trạm ra đa thụ động định vị mục tiêu theo phương pháp TDOA. Hình 4.1 thể 
hiện sơ đồ chức năng tổng quát của thiết kế mẫu này. Thành phần cơ bản của nó 
bao gồm: Một đài thu trung tâm; hai đài thu bên có cấu tạo và nguyên lý làm việc 
giống nhau; một trung tâm xử lý; thiết bị truyền thông (vi ba); thiết bị đồng bộ thời 
gian (máy thu GPS). Mô tả vắn tắt cấu tạo các thành phần cơ bản như sau: 
4.1. Các đài thu: Xây dựng các đài thu đều có chức năng thu và phân tích, xử lý 
tín hiệu vô tuyến trong dải tần làm việc của trạm ra đa để truyền về trung tâm xử 
lý. Thành phần bao gồm: Các kênh thu làm việc ở các dải tần: (1,025÷1,15)GHz và 
(8,0÷10,0; 10÷12)GHz, trong mỗi dải tần gồm phần thu cho chức năng TDOA và 
phần thu cho chức năng phân tích tín hiệu (đài thu bên không có phần thu cho chức 
năng phân tích tín hiệu như ở đài thu trung tâm), các moddul : biến đổi ADC 14 
bit; xử lý số tín hiệu và điều khiển FPGA; đồng bộ thời gian và gắn vị trí địa lý cho 
đài thu; truyền dữ liệu (vi ba); nguồn thứ cấp tạo ra các loại nguồn DC từ mạng 
220V/50Hz. Sơ đồ chức năng của đài thu bên như trên hình 4.2 
Kỹ thuật siêu cao tần & Ra đa 
 Tr. V. Hùng, L.V. Hà, “Giải pháp thiết kế mẫu trạm ra đatheo phương pháp TDOA.” 36
4.2.Trung tâm xử lý: Là tổ hợp thiết bị-chương trình phức tạp để thực hiện phân 
tích tín hiệu vô tuyến; định vị và bám sát quỹ đạo mục tiêu (nguồn bức xạ vô tuyến 
dạng xung), thiết lập và điều khiển chế độ làm việc của mẫu trạm RĐTĐ. Sơ đồ 
chức năng thể hiện trên hình 4.3. Thành phần cơ bản gồm có: Máy tính với vai trò 
máy chủ; các modul : phân tích tương quan xác định hiệu thời gian đến; phân tích 
hyperbolic xác định các giao điểm O(x, y) - vị trí của nguồn bức xạ, dựa trên các 
giá trị hiệu thời gian tính được; khởi tạo, bám sát quỹ đạo và truyền thông tin; 
phân tích tín hiệu trên miền tần số và miền thời gian; điều khiển chế độ làm việc; 
nguồn thứ cấp, tạo ra các loại nguồn DC từ nguồn 220V/50Hz. 
4.3. Thiết bị vi ba: Các thiết bị này có chức năng truyền dữ liệu (tín hiệu vô tuyến 
thu được đã xử lý số) từ hai đài thu bên về trung tâm xử lý. Thành phần gồm hai 
cặp vi ba để kết nối dữ liệu của hai đài thu bên với trung tâm xử lý. Thiết bị vi ba 
này được nhập khẩu từ nước ngoài. 
4.4. Thiết bị đồng bộ thời gian: Đồng bộ thời gian cho mẫu trạm ra đa (đồng bộ 
cho ba đài thu), gắn vị trí địa lý cho ba đài thu. Thành phần chính gồm 3 máy thu 
GPS có dao động chuẩn 10MHz 
4.5. Hoạt động của trạm ra đa theo các tuyến tín hiệu 
Hình 4.1. Sơ đồ chức năng tổng quát mẫu trạm RĐTĐ. 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Ra đa, 08 - 2016 37
 Nhìn trên sơ đồ chức năng tổng quát mẫu trạm RĐTĐ (hình 4.1) có thể phân tích 
hoạt động của sơ đồ theo các tuyến tín hiệu như sau :. 
 Với tín hiệu RF trong dải tần (1025÷1150)MHz: 
 Tín hiêu RF(1025÷1150)MHz từ anten qua bộ hạn chế công suất (bảo vệ máy 
thu), bộ khuếch đại tạp thấp, bộ lọc dải đến bộ chia đôi công suất. 
Hình 4.2. Sơ đồ chức năng của đài thu bên. 
 Từ đầu ra thứ nhất của bộ chia công suất, tín hiệu RF(1025÷1150)MHz đưa 
đến bộ phận thực hiện chức năng định vị mục tiêu theo TDOA: Tín hiệu 
RF(1025÷1150)MHz đến bộ trộn tần tạo tín hiệu trung tần IF60MHz, dao động 
ngoại sai tần số (965÷1090)MHz với bước nhảy tần 1MHz được lập trình điều 
khiển từ máy tính của Trung tâm xử lý. Tín hiệu trung tần IF60MHz được đưa vào 
máy thu trung tần và tách sóng, tín hiệu sau tách sóng đến modul biến đổi ADC và 
modul xử lý số FPGA và đến máy tính chủ của Trung tâm xử lý bằng đường 
LAN(đối với các đài thu bên, bằng vi ba hoặc internet) để thực hiện bài toán tương 
quan, định vị tọa độ, khởi tạo và bám sát quỹ đạo mục tiêu. 
 Từ đầu ra thứ hai bộ chia đôi công suất, tín hiệu RF(1025÷1150)MHz đưa đến 
bộ phận thực hiện chức năng phân tích xác định tham số thời gian, tần số của tín 
hiệu: Tín hiệu RF đến bộ chuyển mạch cao tần (chuyển mạch chế độ làm việc), qua 
bộ khuếch đại cao tần để đến thiết bị phân tích tín hiệu PXI của Trung tâm xử lý. Ở 
hai đài thu bên không thực hiện chức năng phân tích tín hiệu trên PXI. 
 Với tín hiệu RF trong dải tần (8÷10;10÷12)GHz: 
Kỹ thuật siêu cao tần & Ra đa 
 Tr. V. Hùng, L.V. Hà, “Giải pháp thiết kế mẫu trạm ra đatheo phương pháp TDOA.” 38
 Tín hiêu RF(8÷12)GHz từ anten qua bộ hạn chế công suất (bảo vệ máy thu), 
bộ khuếch đại tạp thấp, bộ lọc dải đến bộ trộn tần tạo tín hiệu IF1(4.5÷ 0.5)GHz 
(tần số ngoại sai 12,5GHz) để đưa đến bộ chia ba công suất. 
 Từ đầu ra thứ nhất của bộ chia ba công suất, tín hiệu IF1(4.5÷0.5)GHz đưa 
đến bộ phận thực hiện chức năng định vị mục tiêu theo TDOA: Tín hiệu IF1 đến 
bộ khuếch đại tạp thấp sau đó qua bộ khuếch đại lôga và tách sóng dải rộng tạo tín 
hiệu thị tần đưa đến modul biến đổi ADC và modul xử lý số FPGA và đến máy 
tính chủ của Trung tâm xử lý bằng đường LAN (đối với các đài thu bên, bằng vi ba 
hoặc internet) để thực hiện bài toán tương quan, định vị tọa độ, khởi tạo và bám sát 
quỹ đạo mục tiêu. 
 Từ đầu ra thứ hai của bộ chia ba công suất, tín hiệu IF1(4.5÷0.5)GHz đưa đến 
bộ phận thực hiện chức năng phân tích xác định tham số thời gian, tần số của tín 
hiệu trong dải tần số (8÷10)GHz (ở hai đài thu bên không thực hiện chức năng 
phân tích tín hiệu này): Tín hiệu IF1 qua bộ trộn tần tạo tín hiệu IF2(0.5÷2.5)GHz 
(tần số ngoại sai 5GHz), IF2(0.5÷2.5)GHz ở đây tương ứng với tín hiệu 
RF(8÷10)GHz ở đầu vào anten thu được đưa đến bộ chuyển mach cao tần (chuyển 
mach chế độ làm việc) để đến thiết bị phân tích tín hiệu PXI của Trung tâm xử lý. 
Hình 4.3. Sơ đồ chức năng Trung tâm xử lý của trạm RĐTĐ. 
 Từ đầu ra thứ ba của bộ chia ba công suất, tín hiệu IF1(4.5÷0.5)GHz đưa đến 
bộ phận thực hiện chức năng phân tích xác định tham số thời gian, tần số của tín 
hiệu trong dải tần số (10÷12)GHz (ở hai đài thu bên không thực hiện chức năng 
phân tích tín hiệu này): Tín hiệu IF1 đưa qua bộ lọc thông dải CBF2 để tạo tín hiệu 
IF2(0.5÷2.5)GHz [(dải thông lọc là (0.5÷2.5)GHz], IF2(0.5÷2.5)GHz ở đây tương 
ứng với tín hiệu RF(10÷12)GHz ở đầu vào anten thu được đưa đến bộ chuyển 
mạch cao tần (chuyển mach chế độ làm việc) để đến thiết bị phân tích tín hiệu PXI 
của Trung tâm xử lý. 
5. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM CỦA MẨU RĐTĐ 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Ra đa, 08 - 2016 39
 Mẫu RĐTĐ được triển khai thử nghiệm theo sơ đồ như trên hình 5.1. Ba đài thu 
được đặt ở 3 vị trí thích hợp với các tọa độ đã biết trên thực địa, khoảng cách từ hai 
đài thu bên đến đài thu trung tâm là (15-30)km. Trung tâm xử lý đặt cùng đài thu 
trung tâm. Các tín hiệu thu từ các đài thu bên được đưa về Trung tâm xử lý (trong 
thời gian thực). Tại Trung tâm xử lý thực hiện 2 chức năng cơ bản là: phát hiện, 
định vị, bám sát quỹ đạo mục tiêu và phân tích đánh giá tham số của tín hiệu vô 
tuyến thu nhận được. Mẫu RĐTĐ được đồng bộ thời gian từ máy thu GPS. 
Hình 5.1. Sơ đồ triển khai trên thực địa của mẫu RĐTĐ. 
 Kết quả thử nghiệm chính của mẫu RĐTĐ ở dải tần số (1025-1150)MHz, (8 – 
10) MHz và (10-12) MHz với các điều kiện cụ thể nêu trên bảng 5.1 đều cho thấy : 
 - Kết quả phân tích các tham số tín hiệu phát xạ từ các mục tiêu giả định (là máy 
bay dân dụng, các trạm phát sóng cố định tạo ra trên mặt đất hoặc trên cao) đều 
chính xác. 
 - Kết quả phát hiện, định vị và bám sát quĩ đạo mục tiêu trong các trường hợp 
thử nghiệm đều đảm bảo yêu cầu nhiệm vụ chiến- kỹ thuật được phê duyệt. 
Bảng 5.1. Kết quả thử nghiệm chính mẫu RĐTĐ. 
TT Dải tần số thu và 
điều kiện thử nghiệm 
Kết quả thử nghiệm 
1 Dải tần (1020-1150)MHz; 
mục tiêu là máy bay dân 
dụng (DD), tín hiệu thu từ 
máy phát hỏi 1030 MHz, trả 
lời 1090MHz. Vùng quan 
sát: sân bay Nội bài, Hà Nội 
- Phân tích giải mã chính xác tín hiệu trả lời thứ 
cấp các mode 3/A; C; S của máy bay DD. 
- Phát hiện, định vị, bám sát quĩ đạo của tất cả 
mục tiêu là máy bay DD trong vùng quan sát hơn 
200 km. Phù hợp với kết quả so sánh đối chứng từ 
mạng VQ98-01/Quân chủng PK-KQ 
2 Dải tần (8-10;10-12)GHz; 
mục tiêu trinh sát là các đài 
ra đa băng X (9410 ± 
30)MHz được đặt ở các 
điểm cao 650 và 900 trên 
- Phân tich chính xác các tham số của tín hiệu 
phát xạ từ các mục tiêu trinh sát. 
- Phát hiện, định vị và bám sát các điểm dấu mục 
tiêu trong vùng quan sát. Tham số định vị của 
mẫu RĐTĐ trùng với tham số định vị của GPS 
Kỹ thuật siêu cao tần & Ra đa 
 Tr. V. Hùng, L.V. Hà, “Giải pháp thiết kế mẫu trạm ra đatheo phương pháp TDOA.” 40
núi Tam đảo 
3 Thử nghiệm đồng thời ở 3 
dải tần số (1020-1150) MHz 
và (8-10;10-12)GHz; mục 
tiêu trinh sát là các đài ra đa 
băng X (9410 ± 30)MHz 
được đặt ở điểm cao 650 
trên núi Tam đảo, các máy 
bay DD trong vùng quan sát, 
trạm phát hỏi 1030MHz ở 
Nội Bài. 
- Phân tich chính xác các tham số của tín hiệu 
phát xạ từ các mục tiêu trinh sát. Phân tích giải mã 
tín hiệu mode 3/A; C; S, gắn số hiệu chuyến bay 
cho từng quĩ đạo mục tiêu 
- Phát hiện, định vị và bám sát các điểm dấu mục 
tiêu (bao gồm các đài ra đa, máy bay DD, trạm 
phát hỏi 1030MHz) trong vùng quan sát. Tham số 
định vị của mẫu RĐTĐ trùng với tham số định vị 
của GPS 
Ảnh màn hình chỉ thị phát hiện, đinh vị và bám sát các mục tiêu trong trường hợp 
thử nghiệm thứ nhất của mẫu RĐTĐ được chỉ trên Hình 5.2. 
Hình 5.2. RĐTĐ khi bám đồng thời 7 quỹ đạo mục tiêu, cự ly đến 240km. 
6. KẾT LUẬN 
 Xuất phát từ những nghiên cứu tổng quan nguyên lý thiết kế và các yêu cầu 
chiến kỹ thuật cụ thể, nhóm tác giả đã xây dựng được một thiết kế tổng hợp trạm 
đài ra đa thụ động định vị mục tiêu theo phương pháp TDOA đầu tiên ở trong 
nước. Thiết kế này đã được nghiên cứu chế thử và nghiệm thu thành công, đạt các 
chỉ tiêu kỹ thuật đề ra. Kết quả này mở ra hướng nghiên cứu làm chủ thiết kế, hoàn 
thiện sản phẩm ra đa thụ động đưa vào dùng thử trong thời gian tới. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1].Nguyễn Thu Phong. Cơ sở lý thuyết ra đa thụ động. Nhà xuất bản QĐND, Hà 
nội, 2005. 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Ra đa, 08 - 2016 41
[2]. Nguyễn Thu Phong, Nguyễn Văn Đáp. Chiến tranh điện tử. Nhà xuất bản 
QĐND, Hà Nội, 1977. 
[3]. Tăng Chí Thành. Báo cáo khoa học tổng kết đề tài “Nghiên cứu thiết kế ra đa 
thụ động, chế thử tuyến thu thụ động để phát hiện và xác định toạ độ mục tiêu 
theo nguyên lý Hyperbol”. Chương trình KCB-01, Hà Nội 2007. 
[4]. Hoàng Thọ Tu. Báo cáo khoa học tổng kết đề tài “Nghiên cứu xây dựng mạng 
ra đa nhiều vị trí để nâng cao khả năng phát hiện máy bay tàng hình”. 
Chương trình KCB-01. Hà Nội, 2007. 
[5]. Trần Văn Hùng, “Nghiên cứu thiết kế chế thử mẫu trạm ra đa thụ động định vị 
mục tiêu theo phương pháp TDOA”, Báo cáo khoa học tổng kết đề tài độc lập 
cấp Nhà nước (mã số : ĐTĐL.2009G/11), Hà nội, 2014. 
[6]. Tài liệu giới thiệu sản phẩm ra đa thụ động của các hãng ERA a.s (CH Séc); 
OMNIPOL a.s (CH Séc); Viện kỹ thuật vô tuyến Lơ vốp (Ucraina). 
[7]. Trần Văn Hùng, Nguyễn Đôn Nhân, “Mô hình toán xác định vị trí nguồn phát 
xạ vô tuyến ứng dụng phương pháp TDOA”, Tạp chí Nghiên cứu KH&CN 
quân sự, Số Đặc san, 08-2011. 
[8]. Trần Văn Hùng, Phạm Văn Hoan, Nguyễn Đôn Nhân, “Nghiên cứu, thiết kế, 
chế thử ra đa định vị mục tiêu theo nguyên lý TDOA. Tạp chí Nghiên cứu 
KH&CN quân sự” , Số Đặc san, 08-2011. 
[9]. Jane’s Radar and Electronic Warfare Systems 1999-2000. 
[10]. Torrieri D J. 1984. Staticstical theory of passive location systems. IEEE 
Trans. Vol.AES-19No5. 
[11]. Д. В. Зайцев. Многопозиционные радиолокационные системы. Москва, 
“Радиотехника”, 2007. 
[12]. Р.П. Быстрова, А. В. Соколова. Пассивная радиолокацияб. Москва, 
“Радиотехника” , 2008. 
[13]. Черняк В. С. Многопозиционная радиолокация.Москва, Радио и 
Связъ,993. 
ABSTRACT 
A SOLUTION OF DESIGNING A PASSIVE RADAR SYSTEM 
FOR LOCATING THE TAGRGET BY TDOA METHOD 
 A general patten solution of a the passive radar targeting using 
the TDOA method according to the requirement of the war techniques pre-
defined mission is presented in this article. From the analyzed overview, 
the article giving a general design of radar stations that form the basic 
structure: The two-side receivers, a middle receiver, a processing center. 
This design has been built successfully, creating the basement for research 
and development of the next design and for the application. 
Keywords: Radar, TDOA method. 
Nhận bài ngày 10 tháng 6 năm 2016 
Hoàn thiện ngày 27 tháng 7 năm 2016 
Chấp nhận đăng ngày 01 tháng 8 năm 2016 
Địa chỉ: Viện Ra đa, Viện KH-CN quân sự ; *Email: tranvanhung6061@yahoo.com;