رادار چگونه کار می کند؟
همان طور که در بخش قبل اشاره کردیم، سیستم های رادار از 2 بخش اصلی آنتن فرستنده و گیرنده امواج رادیویی و بخش پردازش و نمایش تشکیل شده است.
سیستم های رادار غالباً از امواج رادیویی فرکانس بالا که به امواج میکروویو نیز موسوم هستند، جهت تشخیص محیط و ناوبری استفاده می کنند. امواج مذکور توسط قطعه ای به نام مگنترون (Magnetron) تولید می شوند.
هرتز (Heinrich Rudolf Hertz) نشان داد که امواج رادیویی همانند نور رفتار می کنند و پدیده هایی نظیر بازتاب، جذب، عبور و قطبش که برای نور رخ می دهد، برای امواج رادیویی نیز صادق هستند.
امروزه می دانیم که نور و امواج رادیویی هر دو ماهیتی یکسان دارند و از میدان های الکتریکی و مغناطیسی عمود برهم تشکیل شده اند.
همچنین برای هر یک ذره ای موسوم به فوتون وابسته تعریف می شود که انرژی فوتون مذکور رابطه مستقیمی با فرکانس امواج دارد.
به عبارت دیگر ماهیت تمامی امواج الکترومغناطیسی از رادیویی گرفته تا امواج گاما یکسان بوده و تنها در فرکانس یا طول موج با یکدیگر متفاوت هستند. پاسخ محیط به این امواج یا به عبارت دیگر چگونگی رفتار موج در محیط یا ماده های مختلف تابعی از فرکانس است.
امواج رادیویی که در سیستم های رادار استفاده می شوند غالباً در باند فرکانسی VHF بوده و به طور تقریبی طول موجی برابر با چند سانتی متر تا یک متر دارند.
لازم به ذکر است که ساختار و فیزیک مگنترون های رادار جهت تولید امواج میکروویو، همانند نمونه های بکار رفته در اجاق های میکروویو است و تنها تفاوت آن ها در قدرت و اندازه است.
همچنین در برخی از سیستم های راداری خاص، منبع تولید امواج میکرویو، میزرها (Masers) هستند. میزرها توانایی تابش امواج میکروویو تقویت شده حاصل از گسیل القایی را دارند.
امواج میکروویو تولید شده به وسیله مگنترون، توسط موجبر هایی متناسب با فرکانس امواج تولیدی، به آنتن فرستنده ارسال یا به اصطلاح کوپل می شوند. آنتن های فرستنده سیستم های راداری غالباً سهمی شکل بوده تا بتوانند امواج را به صورت همگرا (متمرکز) منتشر کنند.
اگر دقت کرده باشید، آنتن های رادار مدام در حال چرخش 360 درجه هستند. دلیل این امر این است که امواج میکروویو رادار کل فضا را جاروب کنند. به عبارت دیگر امواج به صورت کامل (360 درجه) در محیط منتشر شوند تا تمام فضای اطراف آنتن پوشش داده شود.
تصویر (6): نمایی از یک رادار که به دلیل چرخش می تواند فضای زیادی را جاروب کند.
همان طور که میدانید امواج الکترومغناطیسی در خلأ (ضریب شکست یک) و هوا (ضریب شکست تقریبی یک) با سرعت نور (c=3×108(ms)) منتشر می شوند.
بازتاب این امواج از سطوح مختلف (نظیر بدنه فلزی هواپیمای دشمن) نیز با سرعت نور به سمت آنتن گیرنده رادار فرود می آیند. در نتیجه جای نگرانی جهت شناسایی هواپیمای دشمن که با سرعتی حدود 3000 کیلومتر در ساعت به سمت ما می آید، نیست.
توجه داشته باشید که آنتن بکار رفته در سیستم های رادار، هم نقش فرستنده و هم نقش گیرنده را بازی می کنند. به عبارت دیگر آنتن رادار بین دو نقش فرستنده و گیرنده، متناوباً در بازه های خیلی کوتاه زمانی سوییچ می کند.
در واقع آنتن رادار، امواج میکروویو را برای چند هزارم ثانیه منتشر می کند. سپس قبل از انتشار دوباره، بازتاب امواج را دریافت و به سمت سیستم پردازش ارسال می کند. سیستم پردازش که خود سیستمی پیشرفته است دارای قسمت های سخت افزاری و نرم افزاری بوده که متناسب با هدف رادار، داده های پرت را فیلتر می کنند.
شاید بتوان گفت پراهمیت ترین بخش از یک سیستم راداری، نیروی انسانی است که وظیفه خواندن صفحه نمایش رادار، تحلیل و تصمیم گیری را دارد. غالباً سیستم های راداری در بخش های حساسی نظیر صنایع نظامی، هواپیما ها و کشتی ها و … استفاده می شوند که جان صد ها انسان به تشخیص صحیح اپراتور انسانی بستگی دارد.
لازم به ذکر است که آنتن رادار بین دو نقش فرستنده و گیرنده به واسطه دستگاه یا بخشی سخت افزاری موسوم به داپلکسر (Duplexer) سوییچ می کند. با توجه به شکل (7)، می توان نحوه کارکرد یک سیستم رادار را به ترتیب شماره گذاری هایی که در شکل انجام شده است، به صورت زیر خلاصه کرد:
شکل (7): شماتیکی از نحوه عملکرد سیستم رادار
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
