Radari

Radar antenë e cila përdoret për të gjetur objekte hapësirë dhe raketa balistike.

Radar që përdoret për zbulimin e avionëve. Ai rrotullohet në mënyrë të qëndrueshme, gjithëpërfshirës në hapësirën ajrore me një rreze të ngushtë.

Radari është një sistem objekt-zbulimi që përdor valët e radios për të përcaktuar rreze, lartësi, drejtimin ose shpejtësinë e objekteve. Ajo mund të përdoret për të zbuluar aeroplanë, anijet, anije kozmike, raketa , mjeteve motorike, formacionet e motit dhe terrenit. Pjatë radar (ose antenës) transmeton pulses e valëve të radios apo mikrovalë që kërcej jashtë çdo objekt në rrugën e tyre. Objekti kthen një pjesë të vogël të energjisë së valës ndaj një pjatë apo antenës që gjendet zakonisht në të njëjtin vend si transmetues.Radar është zhvilluar në mënyrë të fshehtë nga disa vende të para dhe gjatë Luftës së Dytë Botërore.Termi Radar është shpikur në vitin 1940 nga Flota detare e Shteteve te Bashkuara si një akronim për RAdio Detection And Ranging .

Historia

Antenë eksperimentale radar, SHBA Naval Research Laboratory, Anacostia, DC, 1930

Kulla Chain Home në Great Baddow, United Kingdom

-Historia e Radarit fillon në vitin 1886, kur Heinrich Hertz, fizikant gjerman, demonstroi se radio / valët elektromagnetike mund të reflektohet jashtë objekteve. -Në vitin 1895 Alexander Popov, një instruktor fizike në Shkollën Ruse te Marinës në Kronstadt (qytetit rus), zhvilloi një aparat duke përdorur një tubë që mund të zbulojë goditjet e rrufes . -Christian Hulsmeyer, një studiues gjerman, ishte i pari që të përdorin radio valët për të zbuluar "praninë e objekteve të largëta metalike". Në vitin 1904, ai ndërtoi një pajisje eksperimentale që mund të zbulonte anijet në një mjegull të dendur, që ishin krejtësisht e padukshëm për syrin. Ai mori një leje britanike më 23 shtator 1904 për aplikimin e plotë te radarit, të cilën ai e quajti "Telemobiloscope".Radari praktik u zhvillua në fshehtësi, gjatë Luftës së Dytë Botërore nga Britania dhe vende të tjera.

Përdorimet

Antene komerciale detare .

Përdorimet moderne të radarit janë shumë të ndryshme. Ato përfshijnë kontrollin e trafikut ajror, sistemet e mbrojtjes, dhe sistemet antiraketë .

• Radarët Nautical ( Detare ): Është përdorur për të gjetur monumentet dhe anijet e tjera,sistemet e mbikqyrjes se oqeaneve , mbikqyrjen e jashtme te hapësirës, etj.
• Aviation Radars (Aviacionit) : Aeroplanët janë të pajisura me pajisje radar që paralajmërojnë për pengesat qe ofrohen në rrugën e tyre dhe të japin lexime të sakta te lartësisë .
• Marine Radars ( Flotës ): Ata janë përdorur për të matur distancën e anijeve dhe për të parandaluar përplasjen me anije të tjera, për të drejtuar dhe të rregulluar pozitat e tyre në det, kur brenda rrezes së bregut apo referencat tjera fikse të tilla si ishujt dhe anijet e lehta .
• Weather Radar(Motit): Meteorologët përdorin radarin për të monitoruar reshjet dhe erën. Ajo është bërë mjeti kryesor për parashikimin e motit afatshkurtër dhe motit te ashpër të tilla si stuhi, tornadot, stuhitë dimërore, llojet e reshjeve, etj .
• Detection and search Radar(Zbulimi dhe kërkimi): Kjo është "radar I paralajmërimit të hershëm", e cila është përdorur për zbulimin e distancës së largët të objekteve .

Target Acquisition (TA) Radar systems: Ajo është përdorur për të gjetur tokë-ajër- raket(SAM). Këto lloje të radarit janë përdorur shpesh në ushtri dhe në mbikqyrjen bregdetare, si dhe për zbulimin e shpejtësisë makinave .

• Missile Guidance Systems(Sistem I drejtimit te raketave): Ky Radari është përdorur për të gjetur objektivin e raketave shpesh i pranishëm në avion Ushtarake .
• Radar for Biological Research (Radar për Kërkimeve Biologjike): Radari i shpendëve dhe insektet ishin përdorur shpesh nga shkencëtarët për të ndjekur modelet e migrimit të kafshëve. Radari i shpendëve gjithashtu është duke u përdorur në Kennedy Center NASA Space në Florida për të gjetur praninë e zogjve, sidomos skifterët, pranë platforms se lëshimit.
• Air traffic control and navigation Radar(Radari I kontrollit dhe drejtimit te trafikut ajror ): Ky Radar është përdorur nga aeroporti për të garantuar sigurinë e avionëve. Ky lloj i Radarit zbulon afërsinë e një avioni dhe identifikon identitetin dhe lartësinë e avionit.

Parimet

Sinjali I Radarit

Një sistem radari ka një transmetues që lëshon radio valët të quajtura sinjale radari në drejtime të paracaktuara. Kur këto vijnë në kontakt me një objekt ato pasqyrohen ose shpërndahen në shumë drejtime. Sinjalet e radarit janë pasqyruar mirë nga materialet e përçueshmërise se larte elektrike -veçanërisht nga shumica e metaleve, nga deti dhe nga toka me lagështi. Shumica nga këto mundësohen nga lartësimatesi. Sinjalet e radarit që janë reflektuar mbrapa në drejtim të transmetuesit janë ato te përshtatshmet që e bëjnë që radari të punoj. Nëse objekti është duke lëvizur ne drejtim ose larg nga transmetuesit, ka një ndryshim të vogël në frekuencën e radio valëve, të shkaktuara nga efekti Doppler.

Ndriçimi

Radari bazohet në transmetimet e veta më tepër se ne dritën nga Dielli apo Hëna, ose nga valët elektromagnetike te emetuara nga vetë objektet, të tilla si gjatesi ae valëve infra të kuqe . Procesi i drejtimit te radio valëve artificiale në drejtim të objekteve quhet ndriçim, edhe pse radio valët janë të padukshme për syrin e njeriut apo kamera optike.

Reflektimi

Radari i motit . Frekuenca e radarit , forma e pulseve ,polarizimi, përpunimin sinjalit dhe antena përcaktojë se çfarë mund të vëzhgojnë .

Në qoftë se valët elektromagnetike levizin nëpër një material të tjetëri, duke pasur të ndryshme konstanta dielektrik ose diamagnetike nga i pari, valët do të reflektohen ose të shpërndahen nga kufiri në mes të materialeve. Kjo do të thotë se një objekt në ajër ose në vakum, apo një ndryshim i rëndësishëm në dendësinë atomike mes objektit dhe çfarë është përreth tij, zakonisht do të shpërndajë valët radar (radio) nga sipërfaqja e saj .

Ekuacioni i radarit

Fuqia Pr qe kthehet në marresin e antenës jepet me ekuacionin:

$P_{r}={{P_{t}G_{t}A_{r}\sigma F^{4}} \over {{(4\pi )}^{2}R_{t}^{2}R_{r}^{2}}}$

• P_t = Fuqia transmetues.
• A_r = Fitimi ne antenën transmetuese.
• G_t = Apertura efektive (zona) e antenës marrëse (shumicën e kohës tregohet si G_r).
• σ = Pjese kryqe e radarit, apo koeficienti I shpërndarjës , e objektivit.
• F = faktor ne përhapjen e mostres.
• R_t = Distanca nga transmetuesit të objektivit.
• R_r = Distanca nga objektivi për të marresi.

Në rastin e përbashkët kur transmetuesi dhe marrësi janë në të njëjtin vend, R_t = R_r dhe termi R_t² R_r² mund të zëvendësohet nga R⁴, ku R është kufiri. Kjo jep:

$P_{r}={{P_{t}G_{t}A_{r}\sigma F^{4}} \over {{(4\pi )}^{2}R^{4}}}.$

Efekti Doppler

Efekti Doppler është vërejtur kur burimi i valëve është duke lëvizur në lidhje me një vëzhgues. Efekti Doppler mund të përshkruhet si efekt i prodhuar nga një lëvizje e burimit te valëve në të cilën ka një ndryshim të dukshëm në rritje në frekuencë për vëzhguesit ndaj të cilit burimi i afrohet dhe një ndryshim të dukshëm në rënie në frekuencë për vëzhguesin nga i cili burim është i larguar . Është e rëndësishme të theksohet se efekti nuk rezulton për shkak të një ndryshimi aktual në frekuencën e burimit. Efekti Doppler mund të vërehet për çdo lloj të valëve - valë të ujit, valë të zërit, vale të dritës, etj Ne jemi më të njohur me efektin Doppler për shkak të përvojave tona me valët e zërit. Ndryshim Doppler varet nese radari është aktiv apo pasiv. Radari aktiv transmeton një sinjal që është reflektuar mbrapa tek marrësi. Radari pasiv varet nga objekti qe dërgon një sinjal të pranuesit. Zhvendosja e frekunces ne Doppler per radarin aktiv eshte :

$F_{D}=2\times F_{T}\times \left({\frac {V_{R}}{C}}\right)$

Radari pasiv është i zbatueshëm për kundërmasat elektronike dhe radio astronominë, si vijon:

$F_{D}=F_{T}\times \left({\frac {V_{R}}{C}}\right)$

Polarizimi

Në gjithe rrezatimin elektromagnetike,fusha elektrike eshte pingul ne drejtimin e perhapjes, dhe ky drejtim I fushes elektrike eshte polarizimi I vales . Ne transmetimin e sinjalit radar polarizimi mund te kontrollohet per efekte te ndryshme .Radaret perdorin polarizim horizontal,vertical linear dhe rrethor per detektuar lloje te ndryshme te reflektimit . P.sh polarizimi rrethor eshte perdorur per zvoglimin e pengesave te shkaktuara nga shiu .

Faktorët kufizues

Zhurma

Sinjali i zhurmes eshte burim i brendshem i ndryshimeve te rastit te sinjalit , e cila eshte krijuar nga te gjitha komponentet elektronike . Sinjalet e pasqyruara bien shpejte aq sa rritet distanca, keshtu qe zhurma paraqet nje territor te kufizuar . Niveli i zhurmes dhe i sinajlit ne raportin e zhurmes jane dy masa te ndryshme te performances qe ndikojne ne kufirin e performances .

Pengesat

Sistemet radar duhet kapërcyer sinjale të padëshiruar në mënyrë që të përqëndrohet vetëm në objektivat aktuale . Këto sinjale te padëshiruar mund të vijnë nga burime të brendshme dhe të jashtme, si pasive dhe aktive. Aftësia e sistemit radar për të kapërcyer këto sinjale të padëshiruar e përcakton raporti sinjal-zhurme (SNR). SNR është përcaktuar si raporti i fuqise se sinjalit ne fuqinë e zhurmës brenda sinjal të dëshiruar , e cila e krahason nivelin e një sinjal të dëshiruar të synuar më nivelin e zhurmës në mjedis .

Inxhinieri

Komponentët e një radari janë:

• Një transmetues që gjeneron një radio sinjal me nje lëkundes te tillë si një klistron ose një magnetron dhe kontrollon kohëzgjatja e saj nga nje modulator.
• Një udhëzues valësh që lidh transmetuesin dhe antenën .
• Një duplexer që shërben si një lidhes në mes antenës dhe transmetuesit ose si pranues për sinjalin kur antena është duke u përdorur në të dyja situatat.
• Një marrës. Duke ditur formën e nje sinjali te pranuar (një impuls), një marrës optimale mund të jetë projektuar duke përdorur një filtër.
• Një procesor ekran për të prodhuar sinjale për pajisjet të lexueshme per njeriun.
• Një pjesë elektronike që kontrollon të gjitha këto mjete dhe antenën për të kryer radar hetimin të urdhëruar nga softveri.
• Një lidhje ne mes te pajisjes së përdoruesit dhe ekranit .