Можемо да посматрамо различите предмете широм света. Слично томе, радио-откривање и домет налик радару користи се за помоћ пилотима док лете кроз маглу, јер пилот то не може приметити где путују. Радар који се користи у авионима сличан је бакљи која ради са радио таласима уместо светлости. Авион одашиље трепћући радарски сигнал и ослушкује било какве индикације тог сигнала са оближњих објеката. Једном када се примете индикације, авион препознаје да је нешто близу и користи време потребно да индикације посегну за откривањем колико је удаљено. Овај чланак говори о прегледу радара и његовог рада.

Ко је измислио радар?

Слично неколико проналазака, радарском систему није лако приписати признање појединцу јер је то био резултат ранијег рада на својствима електромагнетни зрачење ради приступачности бројних електронских уређаја. Питање које забрињава је сложеније због скривања војне приватности под којим су се технике лоцирања на радију испитивале у различитим земљама у првим данима Другог светског рата.

Овај писац рецензија коначно је закључио да када је радарски систем очигледан случај директног стварања, белешка Роберта Ватсон-Ватта о откривању и лоцирању авиона од стране Радио Метходс објављена је пре 50 година. Дакле, то је била најзначајнија усамљена публикација на овом пољу. Британска достигнућа у борби против Британије много су издвојила за проширење радарског система који је обухватио технички раст са оперативном изводљивошћу.

Шта је радарски систем?

РАДАР је скраћеница од Радио Детецтион и систем домета. То је у основи електромагнетни систем који се користи за откривање локације и удаљености објекта од места на којем је постављен РАДАР. Ради зрачењем енергије у свемир и надгледањем одјека или рефлектованог сигнала од предмета. Ради у УХФ и микроталасном опсегу.

Радар је електромагнетски сензор који се користи за уочавање, праћење, лоцирање и идентификовање различитих објеката који се налазе на одређеној удаљености. Рад радара је што он преноси електромагнетну енергију у правцу циљева да посматра одјеке и повратке са њих. Овде циљеви нису ништа друго до бродови, авиони, астрономска тела, аутомобилска возила, свемирске летелице, киша, птице, инсекти итд. Уместо да примети локацију и брзину циља, понекад добија и њихов облик и величину.

Главни циљ радара у поређењу са инфрацрвеним и оптичким сензорским уређајима је откривање удаљених циљева под тешким климатским условима и прецизно одређује њихову удаљеност, домет. Радар има свој предајник који је познат као извор осветљења за постављање циљева. Генерално, ради у микроталасном подручју електромагнетног спектра који се израчунава у херцима када се фреквенције шире од 400 МХз до 40 ГХз. Основне компоненте које се користе у радару

Радар се брзо развија током 1930-их и 40-их година како би достигао војне потребе. И даље се широко користи кроз оружане снаге, свуда где је постигнуто неколико технолошких достигнућа. Истовремено, радар се такође користи у цивилним апликацијама, посебно у контроли ваздушног саобраћаја, посматрању времена, пловидби брода, околини, откривању удаљених подручја, посматрању планета, мерењу брзине у индустријским апликацијама, надзору свемира, спровођењу закона итд.

Принцип рада

Тхе принцип рада радара је врло једноставан јер преноси електромагнетну снагу као и испитује енергију враћену назад у циљ. Ако се враћени сигнали поново приме на месту њиховог извора, онда је препрека на путу преноса. Ово је принцип рада радара.

Основе радара

РАДАР систем се углавном састоји од предајника који производи електромагнетни сигнал који антена зрачи у свемир. Када овај сигнал погоди објекат, он се одбија или зрачи у многим правцима. Овај одбијени или ехо сигнал прима радарска антена која га предаје пријемнику, где се обрађује да би се утврдила географска статистика објекта.

Домет се одређује израчунавањем времена потребно сигналу за путовање од РАДАРА до циља и назад. Локација циља мери се у углу, из правца максималне амплитуде ехо сигнала, на који показује антена. За мерење домета и локације објеката у покрету користи се Доплеров ефекат.

Основни делови овог система укључују следеће.

Предајник: То може бити појачало снаге попут Клистрона, путујуће таласне цеви или осцилатор снаге попут Магнетрона. Сигнал се прво генерише помоћу генератора таласних облика, а затим појачава у појачивачу снаге.
Таласоводи: Таласоводи су преносни водови за пренос РАДАР сигнала.
Антена: Коришћена антена може бити параболични рефлектор, равни равни или електронски вођени фазни низови.
Дуплекер: Дуплекер омогућава да се антена користи као предајник или пријемник. То може бити гасовити уређај који ће произвести кратки спој на улазу у пријемник када предајник ради.
Пријемник: То може бити суперхетеродински пријемник или било који други пријемник који се састоји од процесора који обрађује сигнал и детектује га.
Одлука о прагу: Излаз пријемника се упоређује са прагом за откривање присуства било ког објекта. Ако је излаз испод било ког прага, претпоставља се присуство буке.

Како Радар користи радио?

Једном када се радар постави на брод или авион, потребан му је сличан основни скуп компонената за производњу радио сигнала, њихово преношење у свемир и примање нечим и на крају приказ информација како би их разумео. Магнетрон је једна врста уређаја који се користи за генерисање радио сигнала који се користе путем радија. Ови сигнали су слични светлосним сигналима јер путују истом брзином, али су њихови сигнали много дужи са мање фреквенција.

Таласна дужина светлосних сигнала је 500 нанометара, док се радио-сигнали које користи радар обично крећу од центиметара до метара. У електромагнетном спектру, и сигнали попут радија и светлости израђују се са променљивим дизајном магнетне и електричне енергије у ваздуху. Магнетрон у радару ствара микроталасе исте као и микроталасна пећница. Главна разлика је у томе што магнетрон унутар радара мора преносити сигнале неколико миља, а не само мале удаљености, па је тако снажнији, као и много већи.

Кад год се преносе радио сигнали, тада антена функционише као предајник који их преноси у ваздух. Генерално, облик антене је савијен, тако да углавном фокусира сигнале у тачан и узак сигнал, међутим радарске антене се такође обично окрећу, тако да могу приметити радње на огромном подручју.

Радио сигнали путују напоље из антене брзином од 300.000 км у секунди све док не ударију у нешто и неки од њих се врате назад у антену. У радарском систему постоји основни уређај, наиме дуплексер. Овај уређај се користи за промену антене са једне на другу страну између предајника и пријемника.

Врсте радара

Постоје различите врсте радара који укључују следеће.

Бистатиц Радар

Ова врста радарског система укључује Тк одашиљач и Рк пријемник који је подељен на растојање које је еквивалентно растојању процењеног објекта. Одашиљач и пријемник налазе се на сличном положају и назива се монашки радар, док војни хардвер површине великог ваздуха и ваздуха у ваздух користи бистатички радар.

Доплер радар

То је посебна врста радара који користи Допплер-ов ефекат за генерисање брзине података о циљу на одређеној удаљености. То се може добити преношењем електромагнетних сигнала у смеру објекта тако да се анализира како је деловање објекта утицало на фреквенцију враћеног сигнала.

Ова промена ће дати врло прецизна мерења радијалне компоненте брзине објекта у односу на радар. Примена ових радара укључује различите индустрије попут метеорологије, ваздухопловства, здравства итд.

Монопулсни радар

Ова врста радарског система упоређује добијени сигнал користећи одређени радарски импулс поред њега контрастујући сигнал као што је примећено у бројним смеровима, иначе поларизацијама. Најчешћи тип монопулсног радара је конусни радар за скенирање. Ова врста радара процењује поврат са два начина за директно мерење положаја објекта. Значајно је приметити да су радари који су развијени 1960. године монопулсни радари.

Пасивни радар

Ова врста радара је углавном дизајнирана за уочавање и праћење циљева кроз обраду индикација од осветљења у околини. Ови извори садрже комуникационе сигнале, као и комерцијалне емисије. Категоризација овог радара може се извршити у истој категорији бистатичких радара.

Радар са инструментацијом

Ови радари су дизајнирани за испитивање авиона, пројектила, ракета итд. Дају различите информације, укључујући простор, положај и време, како у анализи накнадне обраде тако и у стварном времену.

Временски радари

Користе се за откривање смера и времена коришћењем радио сигнала кроз кружну или хоризонталну поларизацију. Избор фреквенције метеоролошког радара углавном зависи од компромиса перформанси међу слабљењем, као и од референтних падавина као резултата атмосферске водене паре. Неке врсте радара су углавном дизајниране да користе доплеровске помаке за израчунавање брзине ветра, као и двоструку поларизацију за препознавање врста кише.

Мапирање радара

Ови радари се углавном користе за испитивање великог географског подручја за примену даљинског истраживања и географије. Као резултат радара са синтетичким отвором, ови су ограничени на прилично стационарне циљеве. Постоје неки посебни радарски системи који се користе за откривање људи након зидова који се разликују од оних који се налазе у грађевинском материјалу.

Навигацијски радари

Генерално, ово је исто за претраживање радара, али доступно је са малим таласним дужинама које се могу реплицирати са земље и са камења. Они се обично користе на комерцијалним бродовима, као и на авионима на велике даљине. Постоје различити навигацијски радари попут поморских радара који се обично постављају на бродове како би се избјегао судар као и навигацијске сврхе.

Пулсед РАДАР

Импулсни РАДАР шаље импулсе велике снаге и високе фреквенције ка циљном објекту. Затим чека ехо сигнал од објекта пре него што се пошаље други импулс. Опсег и резолуција РАДАРА зависе од фреквенције понављања импулса. Користи Доплеров метод померања.

Принцип РАДАР-овог откривања покретних објеката помоћу доплеровог помака делује на чињеницу да су ехо сигнали непокретних објеката у истој фази и да се стога поништавају док ће ехо сигнали из покретних објеката имати неке промене у фази. Ови радари су класификовани у две врсте.

Пулс-Доплер

Преноси високу фреквенцију понављања импулса како би се избегле доплеровске нејасноће. Пренети сигнал и примљени ехо сигнал се мешају у детектору да би се добио доплеров помак, а сигнал разлике филтрира се помоћу доплеровог филтера где се одбијају нежељени сигнали шума.

Блок дијаграм импулсног доплера РАДАР

Покретни индикатор циља

Преноси ниску фреквенцију понављања импулса како би се избегле двосмислености опсега. У МТИ РАДАР систему, примљени ехо сигнали од објекта усмерени су према миксеру, где се мешају са сигналом стабилног локалног осцилатора (СТАЛО) да би се добио ИФ сигнал.

Овај ИФ сигнал се појачава и затим предаје фазном детектору где се његова фаза упоређује са фазом сигнала из кохерентног осцилатора (ЦОХО) и производи се сигнал разлике. Кохерентни сигнал има исту фазу као и сигнал предајника. Кохерентни сигнал и СТАЛО сигнал се мешају и дају појачивачу снаге који се укључује и искључује помоћу импулсног модулатора.

МТИ Радар

Континуирани талас

Континуирани талас РАДАР не мери домет циља већ брзину промене опсега мерењем Доплеровог помака повратног сигнала. У ЦВ РАДАРУ уместо импулса емитује се електромагнетно зрачење. У основи се користи за мерење брзине .

РФ сигнал и ИФ сигнал се мешају у фази миксера да би се генерисала фреквенција локалног осцилатора. РФ сигнал се затим преноси, а примљени сигнал од стране РАДАР антене састоји се од РФ фреквенције плус доплеровске фреквенције померања. Примљени сигнал се меша са фреквенцијом локалног осцилатора у другом степену смеше да би се створио сигнал фреквенције ИФ.

Овај сигнал се појачава и даје у трећу фазу смеше где се меша са ИФ сигналом да би се добио сигнал са доплеровом фреквенцијом. Ова Допплер-ова фреквенција или Доплеров помак даје брзину промене опсега циља и тиме се мери брзина циља.

Блок дијаграм приказује ЦВ РАДАР

Једначина опсега радара

Доступне су различите врсте верзија за једначине опсега радара. Овде је следећа једначина један од основних типова за једини антенски систем. Када се претпоставља да се објекат налази у средини антенског сигнала, тада се највећи домет детекције радара може записати као

Рмак = 4√Пт λ2Г2σ / (4π) 3Пмин

= 4√Пт Ц2Г2σ / фо2 (4π) 3Пмин

‘Пт’ = Пренос снаге

‘Пмин’ = Минимални детектабилни сигнал

‘Λ’ = таласна дужина преноса

“како функционишу сензори куцања ”

‘Σ’ = попречни пресек циљног радара

‘Фо’ = фреквенција у Хз

‘Г’ = појачање антене

‘Ц’ = Брзина светлости

У горњој једначини, променљиве су стабилне и ослањају се на радар осим циља као што је РЦС. Редослед преносне снаге биће 1 мВ (0 дБм), а појачање антене приближно 100 (20 дБ) за ЕРП (ефикасна зрачена снага) од 20 дБм (100 мВ). Ред најмање приметних сигнала су пиковати, а РЦС за возило може бити 100 квадратних метара.

Дакле, тачност једначине радарског домета биће улазни подаци. Пмин (минимални уочљиви сигнал) углавном зависи од пропусног опсега пријемника (Б), Ф (слика шума), Т (температура) и потребног односа С / Н (однос сигнал-шум).

Пријемник са уским пропусним опсегом ће више реаговати у поређењу са широким БВ пријемником. Цифра буке се може дефинисати јер је то прорачун колики ниво шума пријемник може да допринесе сигналу. Када је број буке мањи, тада ће бука бити мања од уређаја који донира. Када се температура повећа, то ће утицати на осетљивост пријемника порастом улазног шума.

Пмин = к Т Б Ф (С / Н) мин

Из горње једначине,

„Пмин“ је најмање уочљив сигнал

„К“ је Болтзманнова константа попут 1,38 к 10-23 (Ватт * сец / ° Келвина)

„Т“ је температура (° Келвина)

„Б“ је пропусни опсег пријемника (Хз)

„Ф“ је слика буке (дБ), фактор буке (однос)

(С / Н) мин = Најмањи однос С / Н

Доступна снага топлотног шума и / п може бити пропорционална кТБ где год је „к“ Болцманова константа, „Т“ је температура, а „Б“ је ширина опсега шума пријемника у херцима.

Т = 62,33 ° Ф или 290 ° К

Б = 1 Хз

кТБ = -174 дБм / Хз

Горња једначина опсега радара може се написати за примљену снагу попут опсега функција за обезбеђену снагу преноса, појачање антене, РЦС и таласну дужину.

Прец = Пт λ2Г2σ / (4π) 3Р4мак = Пт Ц2Г2σ / (4π) 3Р4фо2

Прец = ПтГ2 (λ / 4π) 2 σ / 4πР2

Из горње једначине,

„Прец“ је примљена снага

‘Пт’ је преносна снага

„Фо“ је преносна фреквенција

„Λ“ је таласна дужина преноса

„Г“ је појачање антене

‘Σ’ је пресек радара

„Р“ је опсег

„Ц“ је брзина светлости

Апликације

Тхе примене радара укључи следеће.

Војне примене

Има 3 главне примене у војсци:

У противваздушној одбрани користи се за откривање циљева, препознавање циљева и контролу наоружања (усмјеравање оружја на праћене циљеве).
У ракетном систему за вођење оружја.
Идентификовање непријатељских локација на мапи.

Контрола ваздушног саобраћаја

Има 3 главне примене у контроли ваздушног саобраћаја:

За контролу ваздушног саобраћаја у близини аеродрома. РАДАР за ваздушни надзор користи се за откривање и приказивање положаја ваздухоплова у аеродромским терминалима.
Да бисте усмерили авион да слети по лошем времену помоћу радара Прецисион Аппроацх РАДАР.
Да скенира површину аеродрома у потрази за положајима ваздухоплова и копна

Даљинско очитавање

Може се користити за посматрање да ли или за посматрање положаја планета и надгледање морског леда како би се осигурао несметан пут бродова.

“шема предајника и пријемника на даљинско управљање ”

Контрола земаљског саобраћаја

Такође га саобраћајна полиција може користити за одређивање брзине возила, контролу кретања возила упозоравањем на присуство других возила или било које друге препреке иза њих.

Свемир

Има 3 главне примене