رادار چیست؟؟ (انواع رادار ؛ عملکرد و کاربرد ) علوم مخابرات (مهندسی برق_الکترونیک)

نویسنده: دکتر (افشین رشید )



نکته : رادار یک دستگاه رادیویی است که برای مشاهده اجسام و اندازه‌گیری برخی ویژگی‌های آنها به وسیله امواج الکترومغناطیسی به کار می‌رود. کاربرد اصلی رادار و محل پیدایش و رشد آن در صنایع نظامی و هوانوردی ؛ دریایی است.

نقش اصلی یک سیستم راداری نظارت بر یک محدوده بزرگ و تشخیص اجسام متحرک، ردیابی اهداف و استخراج مشخصاتی مانند سرعت و ارتفاع و ... می‌باشد.

رادار(radio detection and ranging) مخفف وبه معنای آشکارسازی به کمک امواج مایکرویو است .به طور کلی می توان عملکرد رادار را در چگونگی عملکرد سنسورهای آن خلاصه کرد . سنسورها سیگنال های مایکرویو را به سمت اهدف مورد نظر ارسال کرده وسپس سیگنال های بازتابیده شده از سطوح مختلف را شناسایی می کند 

. قدرت (میزان انرژی) سیگنالهای پراکنده شده جهت تفکیک اهداف مورد استفاده قرارمی گیرد . با اندازه گیری فاصه زمانی بین ارسال ودریافت سیگنال ها می توان فاصله تا اهداف را مشخص کرد . از مزایای شاخص رادار می توان به عملکرد رادار در شب یا روز وهمچنین قابلیت تصویربرداری درشرایط آب و هوایی مختلف اشاره کرد .

 امواج مایکرویو قادر به نفوذ در ابر مه ,گردوغبار وباران می باشند . از آنجایی که عملکرد رادار با طرز کار سنسورهایی که با طیف های مرئی ومادون قرمز کار می کنند متفاوت است لذا می توان با تلفیق اطلاعات بدست آمده تصاویر دقیقی را بدست آورد.

انواع رادار(نحوه عملکرد و کاربرد) :

نواع رادار

رادارها با توجه به فرکانس کار ، محیط عمل ، قدرت فرستنده، حساسیت گیرنده، نوع آنتن و چندین عامل دیگر دسته بندی و هر یک در موارد خاصی به کارگیری می شوند و معمولا هر دسته نوع خاصی از فرستنده و سیستم پردازش سیگنال را مورد استفاده قرار می دهند .

_ موج رادار پالسی رادار موج پیوسته(سینوسی) 

مکانیسم عمل همانطور که امواج دریا و امواج صوتی پس از رسیدن به مانعی منعکس می‌شوند، امواج الکترومغناطیسی هم وقتی به مانعی برخورد کردند، بر می‌گردند و ما را از وجود آن آگاه می‌سازند. به کمک امواج الکترومغناطیسی نه تنها از وجود اجسام در فاصله دور باخبر می‌شویم، بلکه بطور دقیق تعیین می‌کنیم که آیا ساکن هستند یا از ما دور و یا به ما نزدیک می‌شوند ؛ حتی سرعت جسم نیز بخوبی قابل محاسبه است.

کاربردها نظارت و رهگیری هواپیماها و موشکها نظارت و رهگیری اهداف دریایی یا زمینی نظارت و رهگیری اجرام فضایی هواشناسی اندازه گیری سرعت وسایل نقلیه رادار؛ برای تصویر دو-بعدی و سه-بعدی پیداکردن مین در زمین فرود(برای نمونه برای هواپیما) دقیق عکسبرادری از کره‌های دیگر با رادار تصویری پرهیز تصادم پیدا کردن آب در مناطق شنزار و خشک نظارت بر اهداف جنبنده در زمین نظارت بر اهداف جنبنده در مناطق پردرخت و جنگل های انبوه از موارد کاربرد رادار میباشد.


رادارهای پالسی (Pulse Transmission)

در این رادارها موج ارسالی به صورت یک پالس با فرکانس مشخص به نام PRF‏(فرکانس تکرار پالس) می باشد. نسبت دوره تناوبPRT‏ زمان تکرار پالس به عرض پالس را نسبت به زمان کار می گویند. رادارهای پالسی با توجه به دوره تناوب و نسبت زمان کار دارای تنوع بوده که به مواردی از آنها اشاره می شود :

۱- رادارهای پالسی معمولی . در این رادارها معمولا عرض پالس در حدود چند میکروثانیه است و نسبت زمان کار بین حدود ۰٫۰۱ ‏  تا ۰٫۰۰۱ تغییر می کند. از این رادارها جهت هواشناسی و دیده بانی و مراقبت هوایی استفاده می شود.

۲- رادارهای پالسی با قدرت تفکیک بالا (High Resolution‏). در این رادارها عرض پالسی بسیار کوچک انتخاب می شود و چون میزان دقت در تشخیص فاصله توسط عرض پالسی مشخص می گردد دارای دقت بالایی در تشخیص فاصله هدف می باشد. (هر قدر عرض پالس کوچکتر باشد محاسبه فاصله دقیقتر است.) این رادارها برای آشکار سازی اهداف ساکن در حضور کلاتر (سیگنالهای برگشتی ناخواسته به صفحه رادار) و نیز تشخیص یک هدف در میان چند هدف نزدیک به هم قابل استفاده می باشد.



۳- رادار پالس فشرده(Pulse Compression‏) . این رادار از پالس های با عرض زیاد استفاده می نماید و برای افزایش دقت از مدولاسیون فاز یا فرکانس در هر پالس استفاده می کند. در نتیجه ضمن افزایش پهنای باند تشخیص دقیق فاصله اهداف نیز حاصل می شود و نسبت به رادار نوع قبلی دارای این مزیت است که توان پیک (حداکثر توان) فرستنده را در حد معتدلی نگاه می دارد .

رادار موج پیوسته (CW)

‏این رادار دارای نسبت زمان کار واحد می باشد،یعنی موج ارسالی به صورت پیوسته است . این نوع رادار نیز دارای انواع مختلف به ترتیب زیر است :

۱- ‏رادار موج پیوسته معمولی : در این نوع رادار می توان سرعت و جهت حرکت هدف را در راستای خط واصل رادار تشخیص داد و امکان تشخیص فاصله به دلیل عدم استفاده از هرگونه مدولاسیون وجود ندارد و معمولا در ناوبری هوایی کاربرد دارند .

۲- رادار موج پیوسته مدوله شده فرکانس : در این رادار از مدولاسیون فرکانس برای افزایش پهنای باند و ایجاد امکان تشخیص فاصله استفاده می شود. از مهم ترین کاربردهای این نوع رادار ارتفاع سنجهای هواپیما می باشد.

۳- رادار موج پیوسته چند فرکانسه : در این نوع رادار با توجه به اختلاف فاز موج دریافتی از یک هدف در فرکانسهای مختلف می توان فاصله هدف را تشخیص داد.

رادار روزنه مصنوعی (Synthetic Aperture Radar‏)

د‏ر این رادار معمولا بیم آنتن در جهت عمود بر مسیر حرکت تنظیم می شود ‏و دارای دقت بالایی در زاویه است .

عملکرد آنها مانند یک آنتن ساکن با تعداد زیادی آرایه می باشد. خروجی این نوع رادار یک تصویر با دقت بالا از صحنه ی مورد ‏نظر می باشد. رادارهای فوق به دلیل ایجاد تصاویر د‏قیق کاربرد‏های فراوانی د‏ر علم زمین شناسی و جغرافی و همچنین د‏ر امور نظامی پیدا کردند. این رادار حتی قاد‏ر به ایجاد ‏تصاویر سه بعدی از اشیا و اهداف می باشد .

  • نویسنده: دکتر (افشین رشید )