رادار (RADAR) یک سیستم الکترومغناطیسی است که برای سنجش از دور، کشف و مکان یابی اشیاء موجود در محیط از آن استفاده می شود.
RADAR مخفف Radio Detection and Ranging می باشد.
برای اولین بار ، در سال ۱۹۴۰ نیروی دریایی ایالات متحده اصطلاح رادار را معرفی کرد.
این سیستم با انتقال یک موج الکترومغناطیسی و ردیابی سیگنال بازتابی کار می کند.
پیش از این ، رادار به طور عمده برای تشخیص وجود یک هدف برای اندازه گیری دامنه آن ایجاد شده بود ، به همین دلیل به عنوان رادار مورد خطاب قرار گرفت.
اولین بار در طول جنگ جهانی دوم ، برای آگاهی از رویکرد هواپیماهای دشمن و مسیریابی تسلیحات ضد هواپیما از این سیستم استفاده شد. از سیستم های مدرن رادار می توان برای استخراج اطلاعات بیشتر از سیگنال بازتاب شده استفاده کرد.
این سیستم کاربردهای وسیع تری دارد اما تشخیص دامنه یکی از کاربرد های مهم آن است.
تاکنون هیچ سیستم الکترونیکی وجود ندارد که بتواند رادار را بخاطر دقت و کارآیی آن در سنجش و تشخیص جایگزین کند.
رادار با رعایت شرایط جوی توانایی تشخیص حواس را گسترش می دهد. با این کار دید انسان توانایی تشخیص شرایط محیطی که غیرقابل نفوذ هستند را خواهد داشت.
این کار به چشم انسان توانایی داشتن یک ارگان حسی اضافی جهت دیدن اشیا دور از دسترس چشم انسان و مکان یابی آن را خواهد داد.
مروری بر Radar:
از جمله ویژگی های رادار می توان به جمع‌آوری داده ها در باران ، برف ، تاریکی ، مه ، دود و غیره اشاره کرد. همچنین از این سیستم برای اندازه گیری سرعت لحظه ای هر شیء که به ناظر نزدیک یا دور می شود استفاده می کنند.
رادار امواج رادیویی یا سیگنال های مایکروویو را تابش می کند و سیگنال منعکس شده را پس می گیرد.
متداول ترین نوع شکل موج تابش شده توسط رادار سلسله پالس های باریک و مستطیل شکل است.
امروزه ، فناوری پیشرفته رادار دارای کاربردهای وسیع تری است.
از جمله این کاربردها می توان به سامانه های ضد برخورد هواپیما ، کنترل جابجایی هوایی و زمینی ، سیستم های نظارتی ، سیستم های پدافند هوایی ، پایش هواشناسی ، سیستم های ضد انفجاری ، نجوم ، رادار های دریایی برای کشتی ها ، سیستم مکان یابی هدفمند موشکی ، سنجش از دور ، مشاهدات زمین شناسی ، اندازه گیری ارتفاع و عمق و … اشاره کرد.
رادار به یک سیستم امنیتی پیشرفته تبدیل شده است که امروزه نظارت بر کل جهان به آن بستگی دارد و روز به روز محبوبیت بیشتری پیدا می کند.
سیستم های راداری در زمین ، دریا ، هوا ، و فضا جهت کشف و مکان یابی اشیاء مستقر شده اند.
همه چیز درباره علم فتوگرامتری
اصول و عملکرد رادار:
اساس اصلی که رادار در آن عمل می کند ، شبیه به بازتاب موج صدا است.
رادار از پالس های انرژی الکترومغناطیسی برای ردیابی و مکان یابی اشیاء استفاده می کند. به طور خلاصه ، عملکرد آن را می تواند به شرح زیر خلاصه شود:
رادار در تمام جهات امواج الکترومغناطیسی را از طریق آنتن منتقل می کند.
بازتاب اجسام (اهداف) این امواج تابش شده را رهگیری می کند و در همه جهات بازتاب می یابد.
برخی از سیگنال های منعکس شده توسط گیرنده در سیستم رادار دریافت می شوند.
سیگنال دریافتی بیشتر از طریق پردازش سیگنال دیجیتال پردازش می شود و تقویت تصمیم گیری در خروجی دریافت برای تعیین حضور سیگنال منعکس شده از هدف انجام می شود.
اگر هدف موجود باشد ، مکان آن و سایر اطلاعات به دست می آید.
فرکانس های رادار (RADAR) و طیف الکترومغناطیسی:
طبقه‌بندی رادار:
روش های زیادی برای طبقه‌بندی رادار وجود دارد.
بر اساس عملکرد و ویژگی های اصلی ، را می توان به شرح زیر طبقه‌بندی کرد:
General Pulse RADAR:
این نوع رادار سری های تکراری از پالس های مستطیلی کوتاه مدت را می تاباند.
دو نوع پالس رادار وجود دارد.
رادار با نشانگر هدف متحرک (MTI) و رادار با پالس داپلر.
هر دو از تغییر فرکانس داپلر استفاده می کنند که به سیگنال دریافت شده می پردازد تا هدف در حال حرکت را با حرکت پیدا کند.
مثل: رادار نظارت هوایی با برد دور ، رادار آب و هوایی ، رادار برد آزمایشی و غیره.
Moving Target Indication (MRI)RADAR:
این نوع با مشاهده تغییر داپلر در فرکانس ها می تواند سیگنال های منعکس شده از هدف در حال حرکت و هدف ثابت را از هم متمایز کند.
از فرکانس پایین تکرار پالس (PRF) برای شناسایی هدف در حال حرکت استفاده می کند.
مثال: سیستم های جستجو و نظارت بر هواپیما های زمینی مبتنی بر رادار.
Pulse Doppler RADAR :
این نوع رادار شبیه MRI RADAR می باشد.
تنها تفاوت این است که از PRF بالا یا متوسط برای تشخیص هدف در حال حرکت استفاده می شود.
از این سیستم در نیروی هوایی ، نیروی دریایی و ارتش استفاده می شود.
حداکثر محدوده رزولوشن رادار (Maximum Range Resolution RADAR) :
این نوع از پالس های کوتاه استفاده می کند تا وضوح بالایی در محدوده ، زاویه و سرعت داپلر ایجاد کند.
مزاحم ثابت با استفاده از حداکثر رزولوشن دامنه قابل شناسایی است.
این نوع بیشتر توسط نیروی هوایی ، نیروی دریایی و نظامی استفاده می شود.
فشرده سازی پالس رادار (Pulse Compression RADAR) :
این نوع از رادار شبیه رادار با وضوح بالا است که از پالس طولانی برای گرفتن وضوح یک پالس کوتاه با انرژی همراه پالس استفاده می کند.
از فرکانس یا مدولاسیون فاز پالس طولانی انرژی بالا برای بدست آوردن وضوح مورد نیاز استفاده می کند.
CWRADAR :
این انتقال و پذیرش موج سینوسی مداوم را همزمان انجام می دهد. این کار از تغییر فرکانس داپلر برای شناسایی اهداف در حال حرکت استفاده می کند. این سیستم بیشتر در تشخیص سرعت خودرو استفاده می شود.
FM-CWRADAR: FM-CW :
مخفف موج فرکانس مدوله شده با فرکانس است.
این نوع ویژه ای از CW RADAR است که از مدولاسیون فرکانس برای تعیین دامنه هدف استفاده می کند.
متداول ترین نوع FM-CW RADAR ، ارتفاع سنج رادار است که در هواپیما ها و ماهواره ها برای اندازه گیری ارتفاع بالاتر از سطح زمین مورد استفاده قرار می گیرد.
(Synthetic Aperture RADAR (SAR :
این یک تصویربرداری منسجم راداری است که در هواپیماها و ماهواره ها مستقر می شود تا یک عکس با رزولوشن بالا از یک صحنه بدست آورد.
از فشرده سازی پالس استفاده می کند و در درجه اول توسط نیروی هوایی ، نیروی دریایی ، ارتش و ناسا مورد استفاده قرار می گیرد.
(Inverse Synthetic Aperture RADAR (ISAR:
ISAR مشابه SAR است که از رزولوشن بالا در دامنه و تغییر فرکانس داپلر برای بدست آوردن وضوح برد متقابل استفاده می کند.
از این سیستم برای تشخیص اهداف در حال حرکت یا ثابت استفاده می کنند.
در درجه اول توسط نیروی هوایی و ناسا مورد استفاده قرار گرفته است.
Tracking RADAR :
ردیابی رادار مسیر هدف را دنبال می کند و موقعیت های آینده آن را پیش بینی می کند.
این سیستم پیوسته به دنبال زاویه و اطلاعات دامنه آن ، موقعیت هدف را ردیابی می کند. انواع رادارهای ردیابی عبارتند از:
Single Target Tracker(STT) ، Automatic Detection and Tracking (ADT) ، Track while scan (TWS) ، Phased array Tracker (PAT).
Weather (meteorological) Observation RADAR :
این نوع از رادار میزان بارش ، سرعت باد و سایر شرایط آب و هوایی را اندازه گیری می کند و در مطالعات هواشناسی نقش بسیار مهمی ایفا می کند.
Imaging RADAR :
این رادار تصویر دو بعدی هدف را ایجاد می کند.این سیستم معمولاً در ماهواره ها مستقر می شود. RISAT (ماهواره تصویربرداری رادار) مجموعه ای از ماهواره های تشخیص تصویربرداری هندی است که توسط ISRO ساخته شده است. آنها با استفاده از دیافراگم مصنوعی رادار (SAR) نظارت بر همه هوا را فراهم می کنند.
Military RADAR :
سیستم نظامی رادار را می توان به این ترتیب طبقه‌بندی کرد: مستقر در زمین ، هوایی و کشتی حامل رادار:
Land-Based Air Defense RADAR پدافند هوایی رادار مبتنی بر زمین: این نوع از رادار شامل کلیه سیستم های رادار ثابت و سیار است که در پدافند هوایی مورد استفاده قرار می گیرد.
Missile Control RADAR :
این سیستم شامل ردیابی ، کنترل آتش و سلاح های مستقر در سیستم های رادار است.
Naval and Coastal Surveillance and Navigation RADAR :
کشتی حامل رادار است که برای ردیابی و نظارت سطح و هوا مورد استفاده قرار می گیرد.
RADAR Surveyillance Airborne:
این سیستم برای هشدار زودهنگام و ردیابی وسایل نقلیه از راه دور (RPV) طراحی شده است.
RADAR Fire-Control Airborne:
این سیستم رادار برای سیستم کنترل آتش سلاح و سیستم هدایت اسلحه استفاده می شود.
قدرت تفکیک تصاویر (رزولوشن)، انواع قدرت تفکیک
کاربردهای رادار Radar:
کاربرد رادار کنترل ترافیک هوایی (ATC):
برای کنترل ایمنی ترافیک هوایی استفاده می شود.
در مجاورت فرودگاه ها برای هدایت هواپیماها برای فرود مناسب در شرایط نامساعد آب و هوایی استفاده می شود.
معمولاً از رادارها با وضوح بالا برای این منظور استفاده می شود.
برای فرود هواپیماهای ایمن از رادار ها با سیستم کنترل زمینی (GCA) استفاده می شود.
کاربرد رادار پیمایش هواپیما:
رادار های مانع از آب و هوا و رادار نقشه برداری زمینی در هواپیماهای هوایی به کار می روند تا در هر شرایطی به درستی حرکت کنند.
رادیو ارتفاع سنج و ناوبری داپلر نیز نوعی از این رادارها هستند.
این رادار ها از برخورد احتمالی هواپیما ها و اشیاء دیگر به هواپیما ایمنی می دهند.
ناوبری و ایمنی کشتی:
رادار های مستقر در ساحل با وضوح بالا برای راهنمایی و به عنوان کمک ناوبری استفاده می شوند.
جدا از آن در هنگام دید ضعیف به دلیل شرایط بد آب و هوایی ، رادار با هشدار تهدیدات احتمالی سفر ایمن را فراهم می کند.
همچنین از آنها برای یافتن عمق دریا استفاده می شود.
کاربرد در فضا:
از کاربرد ها برای اسکله و فرود ایمن فضاپیما ها استفاده می شود.
رادارهای ماهواره ای نیز جهت سنجش از دور استفاده می شوند.
رادار های مبتنی بر زمین برای ردیابی و کشف ماهواره ها و فضاپیماها استفاده می شوند.
کاربرد Radar سنجش از دور و محیط:
آنها در تشخیص از راه دور برای تشخیص شرایط آب و هوایی (هواشناسی) جو و ردیابی شرایط سیاره ای به کار می روند.
کاربرد اجرای قانون:
نیروی پلیس بزرگراه به طور گسترده ای از رادارها برای اندازه گیری سرعت خودرو برای مقررات ایمنی استفاده می کند.
کاربرد منطقه نظامی:
در عملیات نظامی کاربردهای گسترده ای دارند.
آنها در مقاصد دفاعی در هوا ، دریایی و زمین مورد استفاده قرار می گیرند.
آنها همچنین برای ردیابی ، نظارت و کشف هدف مورد استفاده قرار می گیرند.
کنترل سلاح ، کنترل آتش و هدایت موشک معمولاً با انواع مختلفی از رادارها استفاده می شود.
برد بلند رادار برای بسیاری از اهداف بسیار مفید است. معمولاً برای ردیابی اشیاء فضایی استفاده می شود.
علاوه بر این ، در موشک های بالستیک نیز استفاده می شود.
کاربرد رادار برنامه های کاربردی آزمایشی نظارت بر ازن جهانی (GOME):
پس از اختراع محصولات GOME (ژوئیه ۱۹۹۶) ، ازن موجود در هوا و نظارت جهانی No2 در حال انجام است.
محصولات GOME می توانند برای بازیابی سایر گازهای ردیابی مربوط به شیمی ازن و سایر ترکیبات جوی مورد استفاده قرار گیرند.
علاوه بر این ، می توان از آن برای ابرهای متغیر آب و هوایی ، شاخص خورشیدی و ذرات معلق در هوا استفاده کرد.
همه اینها برای ارزیابی تغییرات آب و هوایی بسیار مهم هستند.
کاربرد رادار برنامه های کاربردی مایکروویو (MWR) :
به منظور نظارت بر چرخه یخ قطب جنوب ERS-2 از صدای ماکروویو ER استفاده می شود.
نقشه برداری خصوصیات رادیومتری یخ ، ورودی مهمی را برای درک پویایی ، پوسیدگی و رشد ورق های یخ فراهم می کند.
این موضوع برای درک تغییرات محیطی و اقلیمی مهم می باشد.
