Radar trên biển là hệ thống hỗ trợ đắc lực cho hoạt động theo dõi mục tiêu trên biển và có vai trò quan trọng trong giám sát và phòng ngừa va chạm tàu thuyền. Vậy cụ thể Radar biển là gì? Nguyên lý hoạt động và vai trò trong giám sát và phòng ngừa va chạm tàu thuyền như thế nào?
Radar biển là gì?
Radar biển (Marine Radar) là một hệ thống quan sát điện tử dùng sóng vô tuyến để phát hiện và theo dõi các mục tiêu trên biển như tàu thuyền, đào, bờ biển, phao báo hiệu, chướng ngại vật nổi hoặc di động.
Radar biển là một hệ thống quan sát điện tử dùng sóng vô tuyến để phát hiện và theo dõi các mục tiêu trên biển.
Một số tính năng nổi bật trên thiết bị Radar ngoài khả năng định vị:
- Doppler Effect: Nếu mục tiêu đang chuyển động, tần số sóng phản xạ thay đổi, Radar có thể ước tính vận tốc dựa trên nguyên lý Doppler.
- ARPA (Automatic Radar Plotting Aid): Tự động bắt mục tiêu, tính toán hướng, tốc độ để cảnh báo va chạm.
- Lọc nhiễu (Clutter): Hệ thống xử lý số giúp loại bỏ nhiễu do sóng biển, mưa, chim,…
– Nguyên lý hoạt động cơ bản của Radar biển
Radar (Radio Detectipn and Ranging) nghĩa là dò tìm và đo khoảng cách bằng sóng vô tuyến, hoạt động theo nguyên lý sau:
- Radar phát ra các sung sóng điện từ tần số cao (microwave).
- Khi gặp vật cản như tàu, đảo, bờ, phao,… sóng sẽ bị phản xạ trở lại.
- Bộ thu Radar tiếp nhận tín hiệu phản xạ, xử lý để xác định khoảng cách, phương vị, tốc độ của mục tiêu.
– Chu trình hoạt động của Radar biển
- Phát xung sóng điện từ: Radar dùng ăng-ten định hướng phát ra xung sóng vô tuyến theo từng hướng khi quay vòng (sóng điện từ truyền đi với vận tốc ánh sáng khoảng 300.000km/s).
- Xung sóng điện từ phản xạ lại từ mục tiêu: Khi sóng gặp vật thể (tàu, đảo, phao,..) một phần năng lượng bị phản xạ ngược trở lại (mức phản xạ phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, chất liệu, khoảng cách của mục tiêu).
- Thu tín hiệu phản xạ: Ăng-ten Radar cũng chính là bộ phát sẽ thực hiện việc thu lại sóng phản xạ, bộ thu khuếch đại tín hiệu yếu rồi gửi vào hệ thống xử lý.
- Xử lý tín hiệu: Hệ thống xử lý sẽ tính toán thời gian sóng đi – về để xác định khoảng cách, đồng thời góc quay của ăng-ten tại thời điểm thu tín hiệu cho biết phương vị của mục tiêu thu được.
- Hiển thị mục tiêu trên màn hình Radar: Màn hình (thường dạng PPI – Plan Position Indicator) hiển thị hình ảnh xung quanh tàu, vị trí tàu nằm ở tâm màn hình, các mục tiêu xuất hiện như các điểm sáng hoặc ký hiệu ở vòng tròn quanh đó.
Radar biển có những loại nào?
Radar được phân loại dựa vào băng tần hoạt động và chức năng:
– Phân loại Radar biển theo băng tần hoạt động
Radar biển được phân loại theo băng tần hoạt động gồm có 2 loại:
- X-band (9 GHz, bước sóng ~ 3 cm): Hình ảnh rõ nét, độ phân giải cao; phát hiện tốt các mục tiêu nhỏ (xuồng, phao); nhạy với mưa, sóng, dễ bị nhiễu).
- S-band (3 GHz, bước sóng ~ 10 cm): Ít bị ảnh hưởng bở mưa, sương mù, tầm quét xa, ổn định, phân giải hình ảnh thấp hơn X-band.
Kết hợp Radar biển X-band và S-band.
– Phân loại Radar biển theo chức năng chính
- Radar hàng hải truyền thống: Dùng cho tàu thuyền dân dụng, chỉ hiển thị mục tiêu cơ bản; Ứng dung cho tàu cá, tàu nhỏ, du thuyền hoặc các tàu vận tải cỡ vừa. Với ưu điểm giá thành vừa phải, dễ vận hành, Hạn chế: không cso chức năng phân tích và chỉ hiện thị hình ảnh thô.
- Radar có tíc hợp ARPA (Automatic Radar Plotting Aid): Có chức năng tự động theo dõi nhiều mục tiêu, tính toán hướng, tốc độ, cảnh báo va chạm. thiết bị Radar này bắt buộc phải có thể tàu thương mại cỡ lớn theo quy định của SOLAS, Với ưu điểm hổ trợ ra quyết định nhanh chóng giảm tải cho thuyền trưởng, Hạn chế: cần được vận hàng đúng cách, dễ sai lệch nếu không được hiệu chỉnh.
- Radar VTS (Vessel Traffic Service): Dùng cho hệ thống quản lý luồng hàng hải ven bờ, khu vực cảng, giám sát nhiều tàu trên diện rộng; kết hợp với hệ thống AIS, camera, trung tâm điều hành để đảm bảo điều phối tàu. ĐƯợc ứng dụng nhiều tại các trạm bờ, hệ thống quản lý cảng, vùng nước nhiều tàu thuyền qua lại.
- Radar quân sự/chuyên dụng: Giám sát mục tiêu ở tầm xa, phân loại tàu, chống nhiễu điện tử, một số loại còn tích hợp vũ khí hoặc tên lửa điều khiển. Ứng dụng: hải quân, cảnh sát biển, bảo vệ bờ biển với ưu điểm có độ chính xác cao, đa chức năng.
Vai trò của Radar biển trong giám sát và phòng ngừa va chạm tàu thuyền
Vai trò Radar trong giám sát hàng hải là giúp giám sát hoạt động hàng hải, đặc biệt trong điều kiện tầm nhìn hạn chế (ban đêm, mưa bão, sương mù). Cụ thể, dưới đây là những vai trò của Radar biển trong giám sát và phòng ngừa va chạm tàu thuyền:
- Giám sát và theo dõi vị trí các tàu thuyền, phao, đảo, chướng ngại: Radar biển quan sát được mục tiêu ngoài tầm mắt thường, lên đến hàng chục hải lý.
- Hỗ trợ điều hành giao thông đường biển (VTS): Ở các cảng biển, luồng hàng hải, Radar bờ giúp cơ quan quản lý giám sát mật độ tàu, điều phối ra vào an toàn; kết hợp với AIS, camera tạo nên hệ thống giám sát giao thông biển.
- Bổ sung cho định vị hải đồ: Khi GPS, AIS gặp sự cố hoặc tín hiệu yếu, Radar vẫn có thể hoạt động giúp tàu định vị theo đặc điểm bờ biển, đảo, cồn cát,…
- Xác định khoảng cách & phương vị mục tiêu: Giúp thuyền trưởng biết tàu khác ở đâu, đang tiến gần hau rời xa
- Theo dõi chuyển động mục tiêu (Tracking ): Với Radar ARPA, hệ thống sẽ tự động bám mục tiêu, tính toán hướng đi, tốc độ từ đó dự đoán điểm tiếp cận gần nhất CPA và thời gian đến đó TCPA.
- Đưa ra cảnh báo va chạm: Nếu CPA quá nhỏ (nguy cơ va chạm), Radar phát hiện cảnh báo; giúp thuyền trưởng có quyết định kịp thời: đổi hướng, giảm tốc, hoặc liên lạc với tàu khác.
- Hỗ trợ trong luồng hẹp và tầm nhìn kém: Khi đi qua kênh hẹp, nhiều tàu cùng lúc, Radar giúp xác định vị trí chính xác hơn mắt thường; ban đem hoặc trong sương mù, Radar là công cụ duy nhất giúp tránh va hiệu quả.
Hệ thống radar giám sát bề mặt biển hỗ trợ bảo vệ chủ quyền biển đảo Việt Nam.
Hy vọng thông qua bài viết trên, Đất Hợp đã cung cấp thêm những thông tin hữu ích về Radar biển. Để được tư vấn thêm thông tin chi tiết, hãy gọi ngay HOTLINE 0903 825 125 ngay hôm nay!
>>> Xem thêm: Dự báo thời tiết biển và vai trò của dữ liệu quan trắc khí tượng thủy văn
