Dünyadaki farklı nesneleri gözlemleyebiliriz. Benzer şekilde, radar benzeri telsiz algılama ve menzil değiştirme, pilotlara siste uçarken yardımcı olmak için kullanılır, çünkü pilot nereye gittiklerini fark edemez. Uçaklarda kullanılan radar, ışık yerine radyo dalgalarıyla çalışan bir fener fenerine benzer. Uçak, yanıp sönen bir radar sinyali iletir ve yakındaki nesnelerden gelen bu sinyalin herhangi bir belirtisini dinler. Göstergeler fark edildiğinde, uçak bir şeyin yakında olduğunu belirler ve göstergelerin ne kadar uzakta olduğunu keşfetmek için ulaşması için harcanan zamanı kullanır. Bu makale Radar ve çalışmasına genel bir bakışı tartışmaktadır.

Radarı Kim Buldu

Birkaç icatta olduğu gibi, radar sisteminin bir bireye itibarını vermek kolay değildir, çünkü bu, mülkiyeti üzerine yapılan önceki çalışmaların sonucuydu. elektromanyetik çok sayıda elektronik cihazın erişilebilirliği için radyasyon. Temel endişe konusu, II.Dünya Savaşı'nın ilk günlerinde farklı ülkelerde radyo konum tekniklerinin incelendiği askeri mahremiyetin gizlenmesi nedeniyle daha karmaşıktır.

Bu inceleme yazarı nihayet, radar sistemi açık bir doğrudan yaratma durumu olduğunda, Robert Watson-Watt’ın, Aircraft's Detection & Location by Radio Methods ile ilgili notunun hemen 50 yıl önce yayınlandığı sonucuna vardı. Bu nedenle bu alandaki en önemli tek yayındı. İngiltere savaşındaki İngiliz başarısı, operasyonel fizibilite ile teknik büyümeyi içeren bir radar sisteminin genişlemesine çok şey tahsis etti.

Radar Sistemi nedir?

RADAR, Radyo Algılama ve Değişen Sistem. Temel olarak, bir nesnenin RADAR'ın yerleştirildiği noktadan konumunu ve mesafesini tespit etmek için kullanılan elektromanyetik bir sistemdir. Uzaya enerji yayarak ve nesnelerden gelen yankıyı veya yansıyan sinyali izleyerek çalışır. UHF ve mikrodalga aralığında çalışır.

Bir radar, belirli mesafelerdeki farklı nesneleri fark etmek, izlemek, bulmak ve tanımlamak için kullanılan elektromanyetik bir sensördür. Radarın çalışması, ekoları ve onlardan geri dönüşleri gözlemlemek için hedefler doğrultusunda elektromanyetik enerjiyi iletmesidir. Burada hedefler; gemiler, uçaklar, astronomik cisimler, otomotiv araçları, uzay aracı, yağmur, kuşlar, böcekler vb. Dışında bir şey değildir. Hedefin yerini ve hızını fark etmek yerine bazen şekil ve boyutlarını da alır.

Kızılötesi ve optik algılama cihazlarına kıyasla radarın temel amacı, zorlu iklim koşullarında uzaktaki hedefleri keşfetmek ve mesafelerini, menzillerini hassasiyetle belirlemektir. Radarın, hedefleri yerleştirmek için bir aydınlatma kaynağı olarak bilinen kendi vericisi vardır. Genel olarak, frekanslar 400 MHz'den 40 GHz'e çıktığında hertz cinsinden hesaplanan elektromanyetik spektrumun mikrodalga alanında çalışır. Radarda kullanılan temel bileşenler

Radar, ordunun gereksinimlerine ulaşmak için 1930 -40'lı yıllarda hızlı bir şekilde geliştirildi. Birkaç teknolojik ilerlemenin yarattığı her yerde, silahlı kuvvetler aracılığıyla hala yaygın olarak kullanılmaktadır. Radar aynı zamanda sivil uygulamalarda da özellikle hava trafiğinin kontrolünde, hava durumunun gözlemlenmesinde, geminin seyrinde, çevrenin, uzak bölgelerden algılama, gezegenin gözlemlenmesinde, endüstriyel uygulamalarda hızın ölçülmesinde, uzay gözetlemesinde, kolluk kuvvetlerinde vb.

Çalışma prensibi

radar çalışma prensibi çok basittir çünkü elektromanyetik gücü iletir ve hedefe geri dönen enerjiyi inceler. Geri dönen sinyaller, kaynaklarının konumunda tekrar alınırsa, iletim yolunda bir engel vardır. Bu radarın çalışma prensibidir.

Radarın Temelleri

RADAR sistemi genellikle bir anten tarafından uzaya yayılan elektromanyetik bir sinyal üreten bir vericiden oluşur. Bu sinyal bir nesneye çarptığında, birçok yönde yansıtılır veya yeniden yansıtılır. Bu yansıyan veya yankı sinyali, nesnenin coğrafi istatistiklerini belirlemek için işlendiği alıcıya ileten radar anteni tarafından alınır.

Menzil, sinyalin RADAR'dan hedefe gidip geri dönmesi için geçen süre hesaplanarak belirlenir. Hedefin konumu, antenin işaret ettiği maksimum genlik yankı sinyalinin yönünden açıyla ölçülür. Hareketli nesnelerin menzilini ve konumunu ölçmek için Doppler Efekti kullanılır.

Bu sistemin temel parçaları aşağıdakileri içerir.

Bir Verici: Klystron, Traveling Wave Tube gibi bir güç amplifikatörü veya Magnetron gibi bir güç Osilatörü olabilir. Sinyal ilk olarak bir dalga formu üreteci kullanılarak üretilir ve ardından güç amplifikatöründe güçlendirilir.
Dalga kılavuzları: Dalga kılavuzları, RADAR sinyallerinin iletimi için iletim hatlarıdır.
Anten: Kullanılan anten bir parabolik reflektör, düzlemsel diziler veya elektronik olarak yönlendirilen fazlı diziler olabilir.
Dupleksleyici: Bir dupleksleyici, antenin bir verici veya alıcı olarak kullanılmasına izin verir. Verici çalışırken alıcıya girişte kısa devre oluşturacak gazlı bir cihaz olabilir.
Alıcı: Bir süperheterodin alıcı veya sinyali işlemek ve algılamak için bir işlemciden oluşan başka bir alıcı olabilir.
Eşik Kararı: Alıcının çıktısı, herhangi bir nesnenin varlığını tespit etmek için bir eşik ile karşılaştırılır. Çıktı herhangi bir eşiğin altındaysa, gürültünün olduğu varsayılır.

Radar Radyoyu Nasıl Kullanır?

Radar bir gemiye veya uçağa yerleştirildikten sonra, radyo sinyalleri üretmek, bunları uzaya iletmek ve bir şeyle almak ve sonunda anlamak için bilgileri görüntülemek için benzer bir temel bileşen setine ihtiyaç duyar. Bir magnetron, radyo yoluyla kullanılan radyo sinyallerini üretmek için kullanılan bir tür cihazdır. Bu sinyaller ışık sinyallerine benzer çünkü aynı hızda hareket ederler, ancak sinyalleri daha az frekansla çok daha uzundur.

Işık sinyallerinin dalga boyu 500 nanometredir, radar tarafından kullanılan radyo sinyalleri normalde santimetreden metreye kadar değişir. Elektromanyetik bir spektrumda, hem radyo hem de ışık gibi sinyaller, havada değişken manyetik ve elektrik enerjisi tasarımlarıyla yapılır. Radardaki magnetron, mikrodalga fırında olduğu gibi mikrodalgalar üretir. Temel eşitsizlik, radar içindeki magnetronun sinyalleri sadece küçük mesafeler yerine birkaç mil iletmesi gerektiğidir, bu nedenle hem daha güçlü hem de çok daha büyüktür.

Radyo sinyalleri her iletildiğinde, bir anten onları havaya iletmek için bir verici görevi görür. Genel olarak, anten şekli bükülmüştür, bu nedenle esas olarak sinyalleri kesin ve dar bir sinyale odaklar, ancak radar antenleri de normalde dönerek büyük bir alandaki eylemleri fark edebilirler.

Radyo sinyalleri, bir şeye çarpana ve bazıları tekrar antene dönene kadar, saniyede 300.000 km hızla antenden dışarıya çıkar. Bir radar sisteminde, duplexer adında temel bir cihaz vardır. Bu cihaz, anteni bir verici ile bir alıcı arasında bir yandan diğer yana değiştirmek için kullanılır.

Radar Türleri

Aşağıdakileri içeren farklı radarlar türleri vardır.

Bistatik Radar

Bu tür bir radar sistemi, tahmini nesnenin mesafesine eşdeğer bir mesafeye bölünmüş bir Tx-verici ve bir Rx-alıcısı içerir. Verici ve alıcı benzer bir konumda yer alırken, manastır radarı adı verilirken, çok uzun menzilli yüzeyden havaya ve havadan havaya askeri donanım bistatik radarı kullanır.

Doppler Radar

Belirli bir mesafedeki bir hedefle ilgili veri hızı oluşturmak için Doppler Etkisini kullanan özel bir radar türüdür. Bu, elektromanyetik sinyallerin bir nesne yönünde iletilmesiyle elde edilebilir, böylece nesnenin eyleminin geri dönen sinyalin frekansını nasıl etkilediğini analiz eder.

Bu değişiklik, bir nesnenin hızının radyal bileşeni için radara göre çok hassas ölçümler verecektir. Bu radarların uygulamaları meteoroloji, havacılık, sağlık hizmetleri gibi farklı endüstrileri içerir.

Monopulse Radar

Bu tür bir radar sistemi, elde edilen sinyali yanında belirli bir radar darbesi kullanarak, farklı yönlerde, aksi takdirde polarizasyonlarda gözlendiği gibi sinyali karşılaştırarak karşılaştırır. En sık görülen monopulse radar türü, konik tarama radarıdır. Bu tür bir radar, nesnenin konumunu doğrudan ölçmek için iki yoldan gelen dönüşü değerlendirir. 1960 yılında geliştirilen radarların tek vuruşlu radarlar olduğuna dikkat etmek önemlidir.

Pasif Radar

Bu tür bir radar, esas olarak çevredeki aydınlatmadan gelen göstergeleri işleyerek hedefleri fark etmek ve takip etmek için tasarlanmıştır. Bu kaynaklar, iletişim sinyallerinin yanı sıra ticari yayınları içerir. Bu radarın sınıflandırılması aynı bistatik radar kategorisinde yapılabilir.

Enstrümantasyon Radarı

Bu radarlar, uçakları, füzeleri, roketleri vb. Test etmek için tasarlanmıştır. Hem son işlem analizinde hem de gerçek zamanlı olarak uzay, konum ve zaman dahil olmak üzere farklı bilgiler verirler.

Hava Radarları

Bunlar, dairesel veya yatay polarizasyon yoluyla radyo sinyallerini kullanarak yönü ve havayı tespit etmek için kullanılır. Hava durumu radarının frekans seçimi, temel olarak zayıflama arasındaki performansın uzlaşmasına ve atmosferik su buharının bir sonucu olarak yağış yansımasına bağlıdır. Bazı radar türleri esas olarak rüzgar hızını hesaplamak için Doppler kaymalarını ve yağmur türlerini tanımak için çift polarizasyonu kullanmak üzere tasarlanmıştır.

Haritalama Radarı

Bu radarlar, çoğunlukla uzaktan algılama ve coğrafya uygulamaları için geniş bir coğrafi alanı incelemek için kullanılır. Sentetik açıklıklı radarın bir sonucu olarak, bunlar oldukça sabit hedeflerle sınırlıdır. Yapı malzemelerinde bulunanlardan daha farklı duvarlardan sonra insanları tespit etmek için kullanılan bazı özel radar sistemleri vardır.

Seyir Radarları

Genellikle bunlar radarları aramak için aynıdır, ancak yerden ve taşlardan çoğaltma yapabilen küçük dalga boylarında mevcutturlar. Bunlar genellikle ticari gemilerde ve uzun mesafeli uçaklarda kullanılır. Deniz radarları gibi, bir çarpışmayı ve seyir amaçlarını önlemek için yaygın olarak gemilere yerleştirilen farklı seyir radarları vardır.

Darbeli RADAR

Darbeli RADAR, hedef nesneye doğru yüksek güç ve yüksek frekanslı darbeler gönderir. Daha sonra başka bir darbe gönderilmeden önce nesneden yankı sinyali bekler. RADAR'ın menzili ve çözünürlüğü, darbe tekrarlama frekansına bağlıdır. Doppler kaydırma yöntemini kullanır.

RADAR'ın Doppler kaymasını kullanarak hareketli nesneleri tespit etme prensibi, sabit nesnelerden gelen yankı sinyallerinin aynı fazda olması ve dolayısıyla hareket eden nesnelerden gelen yankı sinyallerinin fazda bazı değişikliklere sahip olurken iptal edilmesi gerçeği üzerinde çalışır. Bu radarlar iki türe ayrılır.

Darbe Doppler

Doppler belirsizliklerini önlemek için yüksek darbe tekrarlama frekansı iletir. İletilen sinyal ve alınan yankı sinyali, Doppler kaymasını elde etmek için bir detektörde karıştırılır ve fark sinyali, istenmeyen gürültü sinyallerinin reddedildiği bir Doppler filtresi kullanılarak filtrelenir.

Darbeli Doppler RADAR'ın Blok Şeması

Hareketli Hedef Göstergesi

Aralık belirsizliklerini önlemek için düşük darbe tekrarlama frekansı iletir. Bir MTI RADAR sisteminde, nesneden alınan yankı sinyalleri, IF sinyalini üretmek için kararlı bir yerel osilatörden (STALO) gelen sinyal ile karıştırıldıkları karıştırıcıya yönlendirilir.

Bu IF sinyali yükseltilir ve ardından fazının Tutarlı Osilatörden (COHO) gelen sinyalin fazıyla karşılaştırıldığı ve fark sinyalinin üretildiği faz dedektörüne verilir. Tutarlı sinyal, verici sinyal ile aynı faza sahiptir. Uyumlu sinyal ve STALO sinyali karıştırılır ve darbe modülatörü kullanılarak açılıp kapatılan güç amplifikatörüne verilir.

MTI Radar

Devam eden dalga

Sürekli dalga RADAR, hedefin menzilini değil, geri dönüş sinyalinin Doppler kaymasını ölçerek menzilin değişim oranını ölçer. Bir CW RADAR'da darbeler yerine elektromanyetik radyasyon yayılır. Temelde için kullanılır hız ölçümü .

RF sinyali ve IF sinyali, yerel osilatör frekansını oluşturmak için karıştırıcı aşamasında karıştırılır. RF sinyali daha sonra iletilen sinyaldir ve RADAR anteni tarafından alınan sinyal, RF frekansı artı Doppler kaydırma frekansından oluşur. Alınan sinyal, IF frekans sinyalini oluşturmak için ikinci karışım aşamasında yerel osilatör frekansı ile karıştırılır.

Bu sinyal güçlendirilir ve Doppler frekanslı sinyali almak için IF sinyali ile karıştırıldığı üçüncü karışım aşamasına verilir. Bu Doppler frekansı veya Doppler kayması, hedefin menzilindeki değişim oranını verir ve böylece hedefin hızı ölçülür.

CW RADAR'ı Gösteren Blok Şeması

Radar Menzil Denklemi

Radar menzil denklemleri için farklı türde versiyonlar mevcuttur. Burada, aşağıdaki denklem, tek anten sistemi için temel türlerden biridir. Nesnenin anten sinyalinin ortasında olduğu varsayıldığında, en yüksek radar algılama aralığı şu şekilde yazılabilir:

Rmax = 4√Pt λ2G2σ / (4π) 3Pmin

= 4√Pt C2G2σ / fo2 (4π) 3Pmin

'Pt' = İletim gücü

'Pmin' = Algılanabilir minimum sinyal

'Λ' = İletim dalgaboyu

“alternatif akım ile doğru akım arasındaki fark nedir ”

'Σ' = Hedef radarın kesiti

‘Fo’ = Hz cinsinden Frekans

'G' = Bir anten kazancı

'C' = Işık hızı

Yukarıdaki denklemde, değişkenler kararlıdır ve RCS gibi hedeften ayrı olarak radara dayanır. İletim gücü sırası 1 mW (0 dBm) ve 20 dBm (100 mW) ERP (verimli yayılan güç) için anten kazancı yaklaşık 100 (20 dB) olacaktır. En az fark edilen sinyallerin sırası pikovattır ve bir araç için RCS 100 metrekare olabilir.

Dolayısıyla, radar menzil denkleminin kesinliği girdi verileri olacaktır. Pmin (minimum fark edilebilir sinyal) esas olarak alıcının bant genişliğine (B), F (gürültü rakamı), T (sıcaklık) ve gerekli S / N oranına (sinyal-gürültü oranı) bağlıdır.

Dar bant genişliğine sahip bir alıcı, geniş bir BW alıcısına kıyasla daha duyarlı olacaktır. Gürültü rakamı, alıcının bir sinyale ne kadar gürültünün katkıda bulunabileceğinin bir hesaplaması olduğu için tanımlanabilir. Gürültü rakamı daha az olduğunda, cihazın bağışladığı gürültü daha az olacaktır. Sıcaklık arttığında, yükselen giriş gürültüsü ile alıcının hassasiyetini etkileyecektir.

Pmin = k T B F (S / N) dakika

Yukarıdaki denklemden,

'Pmin' en az saptanabilir sinyaldir

'K', Boltzmann’ın 1,38 x 10-23 gibi sabitidir (Watt * sn / ° Kelvin)

'T' bir sıcaklıktır (° Kelvin)

'B', bir alıcının bant genişliğidir (Hz)

'F', Gürültü Figürü (dB), Gürültü Faktörüdür (oran)

(S / N) min = En Az S / N Oranı

Mevcut i / p termal gürültü gücü, Boltzmann'ın sabiti, 'T' sıcaklık ve 'B', hertz cinsinden alıcı gürültüsünün bant genişliğidir, her yerde kTB ile orantılı olabilir.

T = 62,33 ° F veya 290 ° K

B = 1 Hz

kTB = -174 dBm / Hz

Yukarıdaki radar aralığı denklemi, sağlanan iletim gücü, anten kazancı, RCS ve dalga boyu için bir işlev aralığı gibi alınan güç için yazılabilir.

Prec = Pt λ2G2σ / (4π) 3R4max = Pt C2G2σ / (4π) 3R4fo2

Prec = PtG2 (λ / 4π) 2 σ / 4πR2

Yukarıdaki denklemden,

'Kesin' alınan güçtür

'Pt' iletim gücüdür

'Fo', iletim frekansıdır

'Λ' iletim dalga boyu

'G', bir antenin kazancıdır

'Σ', radarın enine kesitidir

'R' aralıktır

'C' ışık hızıdır

Başvurular

radar uygulamaları aşağıdakileri dahil edin.

Askeri Uygulamalar

Orduda 3 ana uygulaması vardır:

Hava savunmasında hedef tespiti, hedef tanıma ve silah kontrolü (silahı takip edilen hedeflere yönlendirmek) için kullanılır.
Silahı yönlendirmek için bir füze sisteminde.
Haritadaki düşman konumlarını belirleme.

Hava Trafik Kontrolü

Hava Trafik kontrolünde 3 ana uygulamaya sahiptir:

Havaalanlarına yakın hava trafiğini kontrol etmek için. Hava Gözetleme RADAR'ı, uçağın havaalanı terminallerindeki konumunu tespit etmek ve görüntülemek için kullanılır.
Hassas Yaklaşım RADAR'ı kullanarak uçağı kötü hava koşullarında inişe yönlendirmek.
Hava alanı yüzeyini uçak ve kara aracı pozisyonları için taramak

Uzaktan Algılama

Gezegen konumlarını gözlemlemek veya gözlemlemek ve gemiler için düzgün bir rota sağlamak için deniz buzunu izlemek için kullanılabilir.

“220v 120v'a nasıl çevrilir ”

Yer Trafik Kontrolü

Ayrıca trafik polisi tarafından aracın hızını belirlemek, diğer araçların veya arkalarındaki diğer engellerin varlığı konusunda uyarılar vererek araçların hareketini kontrol etmek için de kullanılabilir.

Uzay

3 büyük uygulaması var