دانستنی هایی درباره رادارها

          امیر 
            بازدید : 130
          شنبه 15 اسفند 1394
           نظرات (0)
        

رادار ها در گذشته و در زمان جنگ جهانی دوم فقط برای شناسایی هواپیماهای دشمن مورد استفاده قرار می گرفت. اما امروزه استفاده از آن بسیار متداول شده است، به طوریکه در دوربین های کنترل سرعت پلیس گرفته تا پیش بینی وضع هوا از آن استفاده می شود. حتی در سیستم های دفاع موشکی به عنوان یک سیستم هشدار دهنده از رادار استفاده می شود. اجازه دهید نگاهی دقیق تر به اساس کار رادار بیندازیم...

فرض کنید در حال خلبانی یک جمبو جت (جت مسافربری غول پیکر) هستید که قرار است در فرودگاهی در وسط شهر فرود آید، ممکن است مه غلیظی همه جا را فراگرفته باشد یا شب باشد. اگر نتوانید ببینید چگونه به سلامت فرود خواهید آمد؟ خلبانان هواپیماها به کمک رادار از عهده این مشکل می آیند. رادار روشی برای دیدن است اما به کمک امواج فرکانس بالا! رادار ها در گذشته و در زمان جنگ جهانی دوم فقط برای شناسایی هواپیماهای دشمن مورد استفاده قرار می گرفت. اما امروزه استفاده از آن بسیار متداول شده است، به طوریکه در دوربین های کنترل سرعت پلیس گرفته تا پیش بینی وضع هوا از آن استفاده می شود. حتی در سیستم های دفاع موشکی به عنوان یک سیستم هشدار دهنده از رادار استفاده می شود. اجازه دهید نگاهی دقیق تر به اساس کار رادار بیندازیم.

رادار چیست؟

ما می توانیم دنیای اطراف خود را ببنیم به این دلیل که بازتابش نور خورشید (البته می تواند منبع نور چیزی غیر از خورشید باشد) از آنها به چشم ما می رسد. و اگر شب بخواهید در تاریکی قدم بزنید می توانید از یک چراغ قوه استفاده کنید تا جلوی پای خود را ببینید. نور چراغ قوه به اجسامی که در مقابل شما قرار دارد برخورد می کند و بازتابش آن به چشم شما می رسد. به این ترتیب می توانید آن اجسام را ببینید. و آنگاه مغز شما بلافاصله شروع به تجزیه تحلیل آن می کند و متوجه می شوید چه چیزی در مقابل شماست، چقدر باشما فاصله دارد، چه جنس و ابعادی دارد به این ترتیب بدون اینکه با جسمی برخورد داشته باشید می توانید به راه خود ادامه دهید.

اساس کار رادار هم بسیار شبیه به این روش است. رادار یا radar مخفف radio detect and rangingاست که خود تا حد زیادی پاسخگوی پرسش ماست. فرض کنید که هواپیما شب هنگام در میان مه غلیظ در حال پرواز است. خلبان نمی تواند ببیند که کجا می رود، بنابراین از رادار استفاده می کند.

رادار یک هواپیما کمی شبیه به چراغ قوه عمل می کند با این تفاوت که به جای استفاده از نور از امواج رادیوییاستفاده می کند. در هواپیما یک منبع سیگنال موجی را در یک دوره زمانی مشخص ارسال می کند و یک گیرنده یا حسگر امواج در انتظار انعکاس آن می ماند و زمانی که بازتابش را دریافت می کند به این معنی است که مانعی وجود دارد و برای محاسبه فاصله از زمان بازگشت استفاده می کند هر چه زمان بین ارسال موج و بازگشت انعکاس آن بیشتر باشد به این معنی است که فاصله بیشتر است. شبیه به همان روشی که خفاش ها بدون اینکه سیستم بینایی مانند ما داشته باشند برای پرواز از میان موانع استفاده می کنند و به راحتی شب ها و در تاریکی می توانند پرواز کنند.

رادار ها چگونه کار می کنند؟

فرقی نمی کند که رادار بر روی هواپیما، کشتی یا هر وسیله دیگری نصب شده باشد همه از یک سری تجهیزات مشترک تشکیل شده اند: قسمتی که امواج رادیویی را تولید می کند، بخشی که آنرا به فضای پیرامون ارسال می کند، بخشی که انعکاس آنرا دریافت می کند و تجهیزی که سیگنال دریافت شده را تبدیل به تصویری می کند تا اپراتور بتواند از آن اطلاعات لازم را دریافت کند و برایش قابل فهم باشد.

امواج رادیویی که رادار تولید می کند توسط دستگاهی تولید می شود که به آن ماگنتورم می گویند. امواج رادیویی مشابه امواج نوری هستند: آنها با یک سرعت منتشر می شوند اما طول موج بیشتری از نور دارند و فرکانس آنها بیشتر است. امواج نوری و رادیویی هر دو بخشی از طیف امواج الکترومغناطیسی است. امواج رادیویی که توسط ماگنتورم تولید می شوند در حقیقت از نوع میکرو ویو است مشابه امواجی که یک فر میکرو ویو تولید می کند. تنها فرق آنها در این است که رادار امواج را باید به کیلومتر ها دورتر ارسال کند در حالیکه در یک اجاق این فاصله فقط در حدود چند سانتی متر است به همین دلیل امواجی که ماگنتورم تولید می کنند بسیار قوی تر هستند.

همینکه امواج رادیویی تولید شوند یک آنتن به عنوان فرستنده وظیفه ارسال آنها را به عهده می گیرد. امواج در نزدیکی آنتن فرستنده قویترین سیگنال را دارند. آنتن ها معمولا به گونه ای ساخته می شوند که امواج را به صورتی دقیق و به صورت یک اشعه نازک متمرکز کنند اما امواج آنتن های رادار باید فضای بیشتری را پوشش دهند و به همین دلیل اغلب آنتن های رادار قابلیت چرخش دارند تا بتوانند فضای بیشتری را پوشش دهند. امواج رادیویی با سرعت نور در فضا منتشر می شوند یعنی سرعتی معادل 300 هزار کیلومتر در ثانیه و همچنان به راه خود ادامه می دهند تا اینکه به مانعی برخورد کنند و قسمتی از این موج با سرعت نور به سمت آنتن بازتابش می کند سرعت امواج بسیار مهم است اگر یک جنگنده جت دشمن با سرعت سه هزار کیلومتر در ساعت به سمت ما بیاید اشعه رادار باید بسیار سریعتر از آن باشد تا به جنگنده برسد، به سمت گیرنده رادار بازگردد و رادار فرصت کافی داشته باشد تا اعلام خطر کند. و خوشبختانه امواج رادیویی به اندازه کافی سریع هستند به عنوان مثال اگر هواپیمایی در فاصله 160 کیلومتری ما باشد یک اشعه رادار می تواند در زمانی کمتر از یک هزارم ثانیه این فاصله را طی کند و بازگردد.

یک آنتن رادار هم فرستنده امواج است و هم گیرنده آن. در حقیقت این کار را به صورت نوبتی انجام می دهد. ابتدا سیگنال را در چند هزارم ثانیه ارسال می کند سپس چند ثانیه ای به بازتابش آن گوش فرا می دهد! آنگاه هر سیگنالی که دریافت می شود به یک تجهیز الکترونیکی ارسال می شود که وظیفه آنالیز این امواج را دارد و همچنین می تواند آنها را به شکلی قابل فهم برای اپراتور در آورد که معمولاً یک صفحه مانیتور است. همچنین در این مرحله بازتابش های بی مصرفی که در اثر برخورد با زمین، ساختمان ها و… بوجود آمده اند فیلتر می شوند و فقط بازتابش های مهم در صفحه نمایش باقی می مانند. و اپراتور مربوطه می تواند به راحتی هر کشتی یا هواپیمایی را که در اطرافش وجود دارد مشاهده کند، بفهمد کجا هستند، با چه سرعتی در حال حرکت هستند و جهت حرکت آنها به کدام طرف است. کار کردن با صفحه رادار بسیار شبیه به بازی های کامپیوتری است ولی یک تفاوت عمده وجود دارد اگر اپراتور کوتاهی یا اشتباه کند ممکن است جان عده زیادی به خطر بیفتد یا خسارت های مالی هنگفتی تحمیل شود.

منبع یادبگیر دات کام

ارسال نظر برای این مطلب