رادار

[spow 44197]

امواج راديويي و الكترومغناطيس نيز قابليت انعكاس و بازتاب دارند و رادار بر اساس همين خاصيت ساده بوجود آمد. ساده‌ترين رادارها در حقيقت از يك فرستنده و يك گيرنده راديويي بوجود آمدند. اين وسايل ابتدايي فقط قادر بودند وجود شيء را اعلان كنند و به هيچ وجه توانايي تشخيص اندازه و ويژگيهاي ديگر آن را نداشتند. بنابراين بشر در ساخت رادار نيز از طبيعت استفاده‌هاي فراوان و اساسي كرده و با تغييراتي جزئي براي خود وسيله‌اي سودمند ساخته است.

 

معمول ترين سنسور فعال كه عمل تصويربرداري را انجام مي دهد رادار مي باشد . رادار(radio detection and ranging) مخفف وبه معناي آشكارسازي به كمك امواج مايكرويو است .به طور كلي مي توان عملكرد رادار را در چگونگي عملكرد سنسورهاي آن خلاصه كرد . سنسورها سيگنال هاي مايكرويو را به سمت اهدف مورد نظر ارسال كرده وسپس سيگنال هاي بازتابيده شده از سطوح مختلف را شناسايي مي كند . قدرت (ميزان انرژي) سيگنالهاي پراكنده شده جهت تفكيك اهداف مورد استفاده قرارمي گيرد . با اندازه گيري فاصه زماني بين ارسال ودريافت سيگنال ها مي توان فاصله تا اهداف را مشخص كرد . از مزاياي شاخص رادار مي توان به عملكرد رادار در شب يا روز وهمچنين قابليت تصويربرداري درشرايط آب و هوايي مختلف اشاره كرد . امواج مايكرويو قادر به نفوذ در ابر مه ,گردوغبار وباران مي باشند . از آنجايي كه عملكرد رادار با طرز كار سنسورهايي كه با طيف هاي مرئي ومادون قرمز كار مي كنند متفاوت است لذا مي توان با تلفيق اطلاعات بدست آمده تصاوير دقيقي را بدست آورد .

[spow 44197]

* انواع رادار از نظر ارسال موج

رادار پالسي

رادار موج پيوسته(سينوسي)

 

* مكانيسم عمل

همانطور كه امواج دريا و امواج صوتي پس از رسيدن به مانعي منعكس مي‌شوند، امواج الكترومغناطيسي هم وقتي به مانعي برخورد كردند، بر مي‌گردند و ما را از وجود آن آگاه مي‌سازند. به كمك امواج الكترومغناطيسي نه تنها از وجود اجسام در فاصله دور باخبر مي‌شويم، بلكه بطور دقيق تعيين مي‌كنيم كه آيا ساكن هستند يا از ما دور و يا به ما نزديك مي‌شوند؟ حتي سرعت جسم نيز بخوبي قابل محاسبه است. وقتي امواج منتشر شده از رادار ، به يك جسم دور برخورد مي‌كنند، به طرف نقطه حركت بر مي‌گردند. امواج برگشتي توسط دستگاههاي خاص در مبدا تقويت مي‌شوند و از روي مدت رفت و برگشت اين امواج ، فاصله بين جسم و رادار اندازه گيري مي‌شود.

 

 

* كاربردها

نظارت و رهگيري هواپيماها و موشكها

نظارت و رهگيري اهداف دريايي يا زميني

نظارت و رهگيري اجرام فضايي

هواشناسي

اندازه گيري سرعت وسايل نقليه

رادار دهانه تركيبي براي تصوير دو-بعدي و سه-بعدي

پيداكردن مين در زمين

فرود(براي نمونه براي هواپيما) دقيق

عكسبرادري از كره‌هاي ديگر با رادار تصويري

پرهيز تصادم

پيدا كردن آب در مناطق شنزار و خشك

نظارت بر اهداف جنبنده در زمين

نظارت بر اهداف جنبنده در مناطق پردرخت

[spow 44197]

زماني رادار وارد جنگلها شد، انگلستان پايگاههاي وسيعي را با رادار مجهز كرد و به اين ترتيب هواپيماهاي آلماني در كار خودشان دچار اختلال شدند. به عقيده بسياري از كارشناسان همين رادار بود كه آلمان را علي رغم حمله‌هاي گسترده هوايي بر روي شهرهايي نظير لندن ، ناكام گذاشت. همچنين بسياري از زير درياييهايي كه تعداد زيادي از كشتيهاي حمل و نقل و ناوهاي جنگي متفقين را به قعر دريا مي‌فرستادند، با كمك رادارها شناسايي شدند و در عمليات گوناگون خود دچار شكست گرديدند.

رادارها حتي در توپخانه‌ها ، موشك اندازها و جنگهاي زير درياييها نيز وارد عمل شدند و توجه قدرتهاي بزرگ تسليحاتي را ، حتي پس از شكست هيتلر و پايان جنگ جهاني به خودشان جلب كردند. اما صرف نظر از كاربردها نظامي، رادار خدمات صلح آميز بسياري را براي انسان امروزي در برداشته است. كاهش سوانح در مسافرت هاي دريايي و هوايي همگي مديون رادار هستند.

 

در حقيقت يكي از مهمترين كاربردهاي علمي رادار با آغاز عصر فضا به وجود آمد و بشر توانست براي اولين بار با كمك رادار به فضا دسترسي پيدا كند و حتي سطح سياره ها و اشكال گوناگون آنها را شناسايي كند. اين موفقيت سالها قبل از آن بود كه سفينه ها بتوانند از سطح سيارات عكسبرداري كنند. بنابراين رادار علي رغم خرابي هايي كه با گسترده تر كردن جنگها به وجود آورد، توانست خدمات بسيار ارزنده اي را براي جامعه بشري به ارمغان آورد و انسان اين همه را مديون طبيعت بي ادعاست!

 

مركز كنترل ترافيك فرودگاهها براي رديابي هواپيماها چه آنها كه بر روي باند فرودگاه قرار دارند و چه آنها كه در حال پرواز هستند و هدايت آنها از رادار استفاده مي‏كنند. در برخي از كشورها پليس از رادار براي شناسايي خودروهاي با سرعت غير مجاز استفاده مي‏‏كند. ناسا از رادار براي شناسايي موقعيت كرة زمين و ديگر سيارات استفاده مي‏كند، همين طور براي دنبال كردن مسير ماهواره‏ها و فضاپيماها و براي كمك به كشتي‏ها در دريا و مانورهاي رزمي از آن استفاده مي‏شود. مراكز نظامي نيز براي شناسايي دشمن و يا هدايت جنگ‏افزارهايشان از آن استفاده مي‏كنند.

 

هواشناسان براي شناسايي طوفانها، تندبادهاي دريايي و گردبادها از آن استفاده مي‏برند. شما حتي نوعي خاص از رادار را در مدخل ورودي فروشگاهها مي‏بينيد كه در هنگام قرار گرفتن اشخاص در مقابلشان، درب را باز مي‏كنند. بطور واضح مي‏بينيد كه رادار وسيله‏اي بسيار كاربردي مي‏باشد. در اين بخش از مقالات ما به اسرار رادار مي‏پردازيم. استفاده از رادار عموماً در راستاي سه هدف زير مي‏باشد:

 

شناسايي حضور يا عدم حضور يك جسم در فاصله‏اي مشخص – عمدتاً آنچه كه شناسايي مي‏شود متحرك است و مانند هواپيما ، اما رادار قادر به شناسايي حضور اجسام كه مثلاً در زير زمين نيز مدفون شده‏اند، مي‏باشد. در بعضي از موارد حتي رادار مي‏تواند ماهيت آنچه را كه مي‏يابد مشخص كند، مثلاً نوع هواپيمايي كه شناسايي مي‏كند. شناسايي سرعت آن جسم- دقيقاً همان هدفي كه پليس از آن در بزرگراهها براي كنترل سرعت خودروها از آن استفاده مي‏كند.

 

جابجايي اجسام – شاتل‏هاي فضايي و ماهواره‏هاي دوار بر دور كره زمين از چيزي به عنوان رادار حفره‏هاي مجازي براي تهيه نقشه جزئيات ، نقشه‏هاي عوارض جغرافيايي سطح ماه و ديگر سيارات استفاده مي‏كنند. تمام اين سه عمليات مي‏تواند با دو پديده‏اي كه شما در زندگي روزمره با آن آشنائيد پياده شود: «پژواك» و «پديده دوپلر» اين دو پديده بسادگي قابل فهم مي‏باشند، چرا كه هر روزه شما با آنها در حوزه شنوايي خويش برخورداريد. رادار از اين دو پديده در حوزه امواج راديويي استفاده مي‏برد.

 

 

* رادار در طبيعت

شايد رادار طبيعي بيشترين استفاده را براي خفاش دارد. چرا كه اين پرنده شب پرواز ، داراي حس بينايي ضعيفي است و به كمك طبيعت راداري كه دارد، مي‌تواند موانع دور و بر خود را تشخيص دهد. خفاش هنگام پرواز فريادهاي ابر صوتي خاصي ايجاد مي‌كند كه پس از برخورد با اجسام مختلف ، منعكس مي‌شود و به گوش خفاش مي‌رسد. بوسيله همين پژواك صداهاي ابر صوتي است كه نوع مانع و فاصله آن را تشخيص مي‌دهد و طوري پرواز مي‌كند كه از تصادم با آنها در امان باشد.

بالنها و دلفينها نيز از همين پديده بازتاب استفاده مي‌كنند كه در مورد بازتابهاي صوتي به آن "سونار " گفته مي‌شود.