رادار چیست

تعریف رادار و انواع آن

رادار یک سیستم الکترومغناطیسی است که برای تشخیص و تعیین موقعیت هدف ها بکار می رود.کلمه ی رادار اختصار کلمات آشاکار سازی و بردیابی رادیویی می باشد.که توصیف کننده ی کاربردهای اولیه این سیستم می باشد. گرچه امروز توسط رادارهای جدید و پیشرفته اطلاعات بیشتری از هدف علاوه بر فاصله استخراج می شود. یک رادار را می توان شامل قسمت های اساسی زیر دانست:

فرستنده

گیرنده

آنتن

در صورتی که برای گیرنده از آنتن های مجزا استفاده شود آنها را رادارهای جفت آنتن یا بای استاتیک می گویند. از این نوع رادار می توان رادار های cw را نام برد.

و اگر برای فرستنده و گیرنده از یک آنتن استفاده شود آن را رادار تک آنتن یا مونو استاتیک می گویند. اکثر رادارها تک آنتنی هستند.

یک رادار ساده
اصول یک رادار اولیه خیلی ساده می باشد.فرض کنید انرژی الکترمغناطیس در یک پالس در فرکانس f و با عرض T (تاو یا دوره ی تناوب) تولید می شود.از انجاییکه این پالس یک موج سینوسی است که خاموش و روشن می شودانرژی موثر ان با مقدارموثر مربع موج سینوسی در یک پریود محاسبه می شود.پالس بوسیله ی یک انتن در فضای ازاد منتشر می شود.یک ساعت مربع زمان را مشخص می کندانرژی الکترومغناطیس با سرعت نور بطرف خارج انتشار پیدا می کندبا اشیا برخورد کرده و پراکنده می شود.قسمتی از انرژی پراکنده شده بطرف رادار برمی گرددو بدلیل داشتن فرکانس و عرض پالس متناسب با پالس ارسال شده می تواند توسط رادار اشکار شود(مدارات اشکار ساز الکترونیکی).مسافت شی اشکار شده توسط رادار برابر است با R=ct/2 کهR فاصله ی شی تا رادار:c سرعت نور و t زمان بین پالس ارسالی(یک سیکل کامل از موج الکترومغناطیسی)و برگشتی می باشد.پارامترهای دیگری نیز برای اشکار سازی رادیویی و فاصله یاب بطور همزمان قابل دسترس می باشند.زمان بین پالس های رادار زمان تکرار پالس (PRI) نامیده می شود و تعداد پالس های فرستاده شده در واحد زمان فرکانس تکرار پالس نامیده می شود.(PRF و PRI) هم پاسخ می باشند نسبت زمان وجود پالس ها به کل زمان را دوره ی تناوب “DUTY CYCLE” می نامند.
اگرعرض پالس را با T نمایش دهیم فاصله ی فیزیکی اشغال شده توسط پالس در فضایی از ct می باشد.برد عملی(برد بدون ابهام) برابر است با c(PRI)/2 که عبارت است از فاصله ی بین پالس ارسالی و برگشت همان پالس قبل از اینکه پالس بعدی فرستاده شود.بطور طبیعی گیرنده ی رادار وقتی که فرستنده کار می کند خاموش می باشدو هیچ هدفی در طول این فاصله ی زمانی نمی تواند اشکار شود(البته ct در حد میکرو ثانیه می باشد).در این زمان از لبه ی جلوی پالس به اندازه ی ct از فرستنده دور شده است.
ct/2 شعاع ناحیه ی مرده نامیده می شود ناحیه ی ct/2 واقعا مرده باشد زیرا ممکن است در این ناحیه هدف هایی وجود داشته باشند که با پالس های دیگری با عرض متفاوت اشکار شوند.تمام پارامترهایی که ذکر شد در طراحی و مشخصه ی رادار مهم می باشند.

انواع رادارها:

۱: رادار پالسی

این نوع رادار ساده ترین نوع سیستم راداری می باشد که یک منبع پرقدرت به نام لامپ مگنترون امواج الکترومغناطیسی توان بالایی را که بصورت پالسی می باشند از طریق یک آنتن به سمت هدف مورد نظر ارسال می کند. سیگنال برگشتی توسط آنتن دریافت شده و از طریق داپلکسر به طرف گیرنده هدایت می شود.

۲: رادار موج پیوسته

این سیستم راداری به جای ارسال یک سیگنال بصورت پالس امواج سینوسی پیوسته بسمت هدف می فرستد. این نوع از رادار ها برای شناسایی اهداف از خاصیت داپلر استفاده می کنند و تنها قادرند یک هدف متحرک را شناسایی کنند.

۳: رادار موج پیوسته با مدولاسیون فرکانس

در این نوع از رادارها با استفاده از مدولاسیون فرکانس مشکل عدم تعیین میزان برد در رادارهای موج پیوسته حل شده است.

۴:رادار آرایه ی فازی

یک گروه مهم از رادار ها بجای استفاده از بشقابها از انتنهای ارایه استفاده می کنند.این ارایه ها معمولا بطریق الکتریکی قابل کنترل می باشند و نیازی به حرکت مکانیکی برای تغییر شعاع تشعشعی نمی باشند.

یک ارایه ی قابل کنترل به روش الکترونیکی که کنترل شعاع تشعشعی ان بدون اینرسی(لختی/قوانین نیوتن) می باشد پیچیده تر از رادار بشقابی ولی دارای دقت کمتری می باشد.اما این نوع رادار در ماموریتهای تجسسی در زاویه ی فضایی بزرگ موقعی که تعداد ردیابی هدف ها زیاد باشد از نظر قیمت بسیار بزرگ تر می باشد . رادار های بشقابی حداکثر برای ردیابی ده هدف بطور همزمان قابل استفاده می باشند .ولی اگر صدها یا هزار ها هدف موجود باشدکنترل الکترونیکی تنها راه عملی است .
به همین دلیل در ماموریت هایی از قبیل ردیابی فضایی زیردریایی ها جنگهای موشکی و در نیروی دریایی از رادارهای مختلف ارایه ای استفاده می شود .
ارایه های بزرگ PAVE PAWS در ماساچوست و کالیفرنیای شمالی برای جنگ های جنگ های دریایی و موشک های بالستیک زیردریا استفاده می شود . آرایه ی فازی ردیابی فضایی در فلوریدا برای اجسام فضایی استفاده می شود.
آرایه ی فازی کبری در شمیا(Shemia) و الاسکااطلاعات مهمی را جمع اوری می کند.سیستم دفاعی نیروی دریایی از ارایه های فازی که در سیستم مدرن کنترلی فرودگاه ها نیز بکار می رود استفاده می کنند.در مواقعیکه نیاز به ماموریت کمتر می باشد مرور الکترونیکی فقط در یک بعد انجام می شود. در حالیکه مرور مکانیکی در بعدهای دیگر استفاده می شود.اگرچه برای ایجاد کنترل شعاع تشعشعی الکترونیکی روش های بسیاری وجود دارد ولی اینکار باید با شبکه های تاخیر زمانی شبکه های فازی یا ترکیبی از ان دو انجام می شود.
کنترل تاخیر زمانی ساده ترین روش می باشد.با تنظیم زمان دریافت انرژی ناشی از منابع مختلف می توان شعاع تشعشعی را در هر جهت دلخواه شکل داد.
در سیستم های راداری برای اینکه امواج ارسالی در کلیه ی جهات انتشار یابندلازم است آنتن رادار در حال چرخش باشد.در سیستم های راداری آرایه ی فازی می توان بجای استفاده از یک آنتن از یک مجموعه آنتن استفاده می شود و این عمل باعث می شود پرتو امواج رادار بوسیله ی مکانیزم الکترونیکی در جهات مختلف بچرخد. بنابراین با بکارگیری این نوع رادار می توان سیستم سرو مکانیکی را که برای چرخش آنتن بکار می رفت حذف کرد.

کاربردهای رادار

کاربرد های رادار به اختصار نام:

کاربرد نظامی

رادارها در پی استفاده از هواپیماهای جنگی ساخته شدند. به دنبال این نیاز بود که ساخت رادار در بسیاری از کشور ها آغاز شد در امور نظامی رادارها شامل دو دسته ی جستجو کننده و کنترل آتش هستند.رادارهای جستجو کننده هواپیماها کشتی ها و موشک های دشمن را جستجو و ردگیری می نمایند. رادارهای کنترل کننده برای کنترل و جلوگیری ازآتش سلاح هایی مانند مسلسل راکت و موشک بکار می روند.

کنترل ترافیک هوایی

این نوع رادار ها از نزدیک شدن هواپیما به فرودگاه خبر می دهند و رفت و آمد های هواپیماها را کنترل می نماید. صفحه ی نشان دهنده ی این نوع از رادارها در برج مراقبت قرار دارد.

کاربرد در کشاورزی

داده های راداری کاربرد وسیعی در امور کشاورزی و منابع طبیعی دارند علاوه بر این در زمینه ی اوضاع کمی و کیفی محصولات کشاورزی تشخیص برخی از انواع محصولات شناسایی درختان برآورد سطح زیر کشت رشد و نمو محصولات و تولید آفات و امراض کاربرد دارند.

رادار در هواشناسی

در سال های اخیر رادار برای افزایش کارایی پیش بینی وضع هوا به ابزاری بسیار ارزشمند تبدیل شده است. کار رادار بر اساس خاصیت قطرات آب و ذرات بلور موجود در ابرهاست که مانند مانعی امواج ارسال شده از رادار مستقر بر سطح زمین را منعکس می کنند.

کاربرد فضایی

شاتل های فضایی و ماهواره ای دوار بر دور کره ی زمین از چیزی با عناون رادار حفره های مجازی برای تهیه ی نقشه از عوارض جغرافیایی سطح زمین ماه و دیگر سیارات استفاده می کنند.

کاربرد در پزشکی

امروزه برای تشخیص و شناسایی بسیاری از بیماری ها از رادار استفاده می شود. به عناون مثال سرطان یکی از بیماری هایی است که محققین برای تشخیص به موقع آن از رادار کمک می گیرند.

کنترل سرعت در بزرگراه ها

این نوع از رادارها در بزرگراه ها و اتوبان ها نصب می شوند و سرعت وسایل نقلیه را در هر لحظه اندازه گیری می نمایند.

اکتشاف مین

با امواج الکترومغناطیسی به عمق زمین و پس از برخورد آنها به ماونع موجود در زمین که یک نمونه از آنها می تواند مین های جنگی باشد سیگنال برگشتی دارای اطلاعاتی است که به کمک آن می توان به محل دقیق مین پی برد.

و کاربردهای پیشرفته همچون دسترسی به تکنولوژی تصویر سه بعدی و قطبی سنجی

تصویر سه بعدی:

دسترسی به تکنولوژی تصویر سه بعدی یکی از جدیدترین و پیشرفته ترین کاربردهای رادار می باشد. در این روش با پوشش دادن ناحیه ی تصویر با زوایای تابش متفاوت و همچنین بهره گیری از جهت های دید متفاوت یا مخالف و انطباق تصاویر ایجاد شده می توان یک تصویر سه بعدی از ناحیه ی تصویر ایجاد کند.

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 640x350px and weights 234KB.

قطبی سنجی:

از دیگر پیشرفت های حاصل شده می توان به قطبش سنجی با استفاده از رادار اشاره کرد. در این روش امکان دریافت و ارسال سیگنال های مایکرو ویو به صورت ترکیبی از قطبیدگی افقی و عمودی وجود دارد.

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 576x432px and weights 23KB.

مشاهده از راه دور

تمامی رادارها مشاهده کننده های از راه دور هستند اما این عبارت فقط جهت مشاهده ی محیط اطراف بکار می رود.

ناوبری و ایمنی هواپیما

رادار هوایی پیشگیری از وضعیت های بد جوی نواحی پر از مه و حاوی باد های بسیار خطرناک را مشخص کرده و با این اطلاعات خلببان می تواند از بروز وضعیت های بسیار خطرناک جلوگیری کند.

ایمنی کشتی

رادار در کشتی ها وقایق ها جهت چلوگیری از برخورد و مشاهده ی بویه های ناوبری مخصوصا در زمانی که دید در دریا بسیار ضعیف باشد بکار می رود.

کلمات کلیدی:

کپی با ذکر آدرس مجاز است.

منابع:

اصول رادار- دکتر محمد سلیمانی

اصول سیستم های راداری- دکتر ایاز قربانی

مقدمه ای بر سیستم رادار- محمد رضا سهیلی فر, دکتر مجید آقا بابایی

رادار- محمد رضا سهیلی فر

آشکارسازی رادار و سیستم های ردگیری- دکتر فرج حجت کاشانی

رادار چیست

مطالب مشابه :

انواع قالب وبلاگ

انواع کیفیت و رتبه بندی فیلم ها

خواص بسم الله الرحمن الرحيم

بیش از 100 تصویر و نوشته متحرک مذهبی

رادار چیست

2.استفاده از پارچه مبلی برای تابلو

اسماء الله الحسنی برای حاجات

تست شخصیت شناسی رنگ‌ها