感测与侦测 其他研究.ppt

海兵概 第4章 感測與偵測 第4章 感測與偵測 4.1節 波 4.2節 雷達 4.3節 聲納 4.4節 光電 4.0 簡介 偵測子系統（Sensors subsystem）是兵器系統四大子系統中的第一個子系統，在整個兵器系統中，扮演耳目的角色 偵測子系統的功能 「獲得目標資訊」 提供「周遭環境狀況認知」，亦即所謂的「戰場知覺」（battlespace awareness ）。 4.0 簡介 二種「獲得目標資訊」的方式 主動式（偵測）：發出信號，並接收該信號被目標反射回來的回信，加以計算後獲得目標資訊 例如：雷達、聲納(主動模式) 被動式（感測）：不發射信號，直接接收週遭環境或目標所發出的信號，來取得環境或目標資訊 例如：温度計、電視導引飛彈、水中聽音器 4.0 簡介 提供「周遭環境狀況認知」的方式：將偵測器所獲得的目標資訊，顯示在螢幕上，提供周遭環境情形；有下列二種方式 直接顯示單一偵測器所獲得之資訊 整合顯示各類偵測器所獲得之資訊 二種基本資訊：位置、大小 4.1 波 4.1.1 波的參數 4.1.2 波的行進 4.1.3 頻率域與時間域 4.1.4 電磁波 4.1 波(Waves) 是能量在空間中擾動的傳遞 4.1.1 波的參數　The Parameters of a Wave 波長 (λ)：波形重複出現的距離 振幅 (Α)：最大擾動值－平均擾動值 相位 (Φorθ)：波起始時的角差 相位 (Φorθ)：波起始時的樣態 4.1.2 波的行進 Traveling waves 一個波行過所需的時間，稱為週期（T） 單位時間內行過的波數，稱為頻率（f） 頻率與週期互為倒數（f = 1/T） 波行進的速度（v）為一常數，但會因傳遞時介質的不同而改變速度。 fλ＝ c (頻率 × 波長＝波速) 此稱「散射關係式」，波速根據頻率的高低改變 光穿過三菱鏡時，因介質改變使各色光（頻率不同）速度不同，各色光依此分開。 4.1.2 波的行進 分光散射 Primary Rainbow?Secondary Rainbow? 4.1.3 頻率域與時間域表示法 頻率域較時間域簡單 4.1.4 電磁波：電場與磁場擾動所生的能量波 4.1.4.1 電磁波的傳遞 速度 球形波 平面波 反射： 入射角等於反射角 入射波與反射波之相位相差 180 度 具有折射、干涉、散射之現象 4.1.4.2 電磁波的干涉現象 不同的電磁波可以無限制地相互「疊加」 若相互疊加的不同電磁波具有相同頻率，則會變成一個具有某種特定波形的波，這種現象，稱為干涉(interference)現象 干涉可能產生有下列二種效果： 增強（constructive） 消減（destructive） 干涉的情形與其兩個波的相位有關 4.1.4.3 電磁波在大氣中的傳遞模式 電磁波頻譜區分 Low Frequency 低頻：30~300k Hz ELF(30-3000)、VLF、LF Medium Frequency 中頻：300k~3000k (3M) High Frequency 高頻：3M~300G HF、UHF、SHF、EHF 地波(Ground wave)、天波(Sky wave) 地波傳遞模式 天波傳遞模式 4.1.4.3 電磁波對人體有沒有影響？ 曾有研究指出電磁場會影響人體健康 微波爐的發明—美國海軍的雷達實驗 微波爐使用 2450 兆赫電磁波 現行大哥大是 900 與 1800 兆赫 4.2 雷達 4.2.1 雷達基本原理 4.2.2 天線及雷達波波套形成 4.2.3 雷達大部組成 4.2 雷達 RADAR 雷達是什麼？可由其英文名稱來暸解 RADAR 是 RAdio Detection And Ranging 的縮寫，而中文的雷達，是該縮寫的直接音譯 Radio：指電磁波。大部分的雷達，使用波長 1 ~ 300厘米，亦即頻率 1~300 GHz 的電磁波。 電磁波波長可介於 10-6 到 107 米（公尺） 4.2 雷達 RADAR Detection : 偵知。指藉由接收物體反射回來的電磁波，來偵知物體的存在 Ranging : 測距。計算發波與回波的時間間隔，即可得知物體與我之間的距離 R = cΔt/2。 雷達，若以意譯，則為電磁波偵知測距儀 4.2.1 雷達基本原理 4.2.1.1 何謂脈波 pulse wave 4.2.1.2 脈波雷達參數 4.2.1.3 脈波雷達效能 4.2.1.1 何謂脈波 pulse wave 脈波，指間歇性的波。 脈波可以是有規律的，例如每隔 X 時間，有 Y 時間的波動出現。 而此 Y 時間的波動，又可以有自己的頻率和持續時間。 電磁波的脈波型式，是雷達偵測的基礎。 它可以很明確地計算