تعریف رادار در صنایع الکترونیک

رادار چیست؟
در این مقاله در نظر داریم تا با زبانی ساده به معرفی رادار (Radar) و اصول کارکرد آن بپردازیم. عبارت RADAR از حرف اول کلمات عبارت "RAdio Detection And Ranging" برگرفته شده است و به معنی "تشخیص و ناوبری به وسیله امواج رادیویی" است.

انسان ها به واسطه نور بازتاب شده از اجسام می توانند محیط اطراف خود را تشخیص و بر اساس آن راه خود را مشخص کنند. همان طور که می دانید نور بخش خیلی کوچکی از طیف الکترومغناطیسی است که همانند سایر امواج با پارامتر هایی نظیر فرکانس و طول موج، مشخصه یابی می شود.

فرکانس نور یا بهتر است بگوییم ناحیه مرئی در محدوده400THz∼790THzبوده و چشم انسان تنها قادر است این ناحیه محدود فرکانسی را از طیف وسیع الکترومغناطیسی تشخیص داده و پردازش کند.

شکل (2): نمایی از طیف الکترومغناطیسی. برخی مراجع ناحیه میکروویو و رادیویی را یک ناحیه به حساب می آورند. لازم به ذکر است که امواج رادار همان امواج رادیویی فرکانس بالا هستند.

همان طور که بیان کردیم، چشم انسان ها قادر است امواج الکترومغناطیسی با فرکانس های ناحیه مرئی (نور) را تشخیص دهد.

این امواج می توانند به طور مستقیم یا از طریق بازتاب به چشم ما برسند و توسط مغز پردازش شوند. حال فرض کنید که در مکانی قرار دارید که به واسطه نور نمی توانید محیط اطراف خود را تشخیص دهید (نظیر محیط تاریک، مه غلیظ و …). به واسطه تجهیزاتی الکترونیکی که توانایی تولید و تشخیص امواج الکترومغناطیسی را در سایر فرکانس ها دارند، به راحتی می توان به تشخیص محیط و ناوبری پرداخت.

با توجه به مطلب فوق، با فرستادن یک موج الکترومغناطیسی و دریافت بازتاب آن از محیط، می توان به اطلاعات زیادی از جمله جنس مواد، فاصله از منبع، سرعت حرکت جسم و … دست پیدا کرد. به بیانی ساده اساس کار رادار همین امر است.

همان طور که در مقدمه متن بیان کردیم، رادار (RADAR) از حرف اول کلمات عبارت "RAdio Detection And Ranging" برگرفته شده است و به معنی "تشخیص و ناوبری به وسیله امواج رادیویی" است.

رادارها غالباً از امواج رادیویی فرکانس بالا که به امواج میکروویو/مایکروویو یا ریز موج نیز موسوم هستند، جهت تشخیص و ناوبری استفاده می کنند. 

شکل (3): ناحیه های فرکانسی امواج رادیویی و میکروویو در طیف الکترومغناطیسی. برخی مراجع امواج میلی متری را نیز جزء ناحیه میکروویو محسوب می کنند. ناحیه تراهرتز نیز محدوده فرکانسی خیلی باریکی بین میلی متری و مادون قرمز است.

ناحیه های فرکانسی امواج رادیویی مطابق با شکل فوق، در جدول زیر آورده شده اند. امواج رادار غالباً دارای فرکانس بالا (ناحیه VHF به بالا) هستند.

در فرکانس های ناحیه اپتیکی توانایی تشخیص و ناوبری داشت؛ از این حیث کلمه Radio با Light در عبارت "LIDAR" جایگزین شده است.

لازم به ذکر است که مکانیزم فوق با استفاده از امواج مکانیکی فراصوت نیز امکان پذیر است که به سیستم های سونار (Sonar) معروف هستند. SONAR مخفف عبارت "SOund NAvigation Ranging" است.

امروزه شاید مهم ترین کاربرد رادار، در صنعت هواوفضا و امور نظامی باشد. پرواز و فرود هواپیما ها اغلب در شرایطی است که تشخیص محیط به واسطه نور غیر ممکن است.

از این رو، خلبان ها بر اساس داده های رادار تصمیم گیری می کنند. به طور کلی، رادار سیستمی متشکل از آنتن فرستنده و گیرنده است که در بازه فرکانسی خاصی کار می کنند.

آنتن فرستنده امواج رادیویی فرکانس بالا (میکروویو) را به محیط اطراف می فرستند و آنتن گیرنده بازتاب این امواج را دریافت کرده و سیستم کامپیوتری داده های دریافتی را پردازش می کند.

شکل (4): باند های فرکانسی یا طول موجی رادار. باند های فرکانسی را غالباً بر اساس استاندارد IEEE بیان می کنند.