ابداع ، چگونگي عملکرد و کاربرد رادارها

[00Amin 2,389]

[size=9]از انجا که توسط دوستان چند مقاله در خصوص نوعي از رادارها ايجاد شد ، بران شدم که مقاله بر مبناي چگونگي عملکرد و کاربرد رادارها ايجاد کنم.[/size]

با پیش بینی وجود امواج الکترومغناطیس توسط ماکسول و تلاش دانشمندان دیگر همچون هرتز و مارکونی جهت تحقق عملی آن پیش بینی ها، مخابرات جدید پا به عرصه وجود نهاد و به مرور ضمن پیشرفت فنی و بهره برداری های معقول از اثرات اعجاب انگیز امواج الکترومغناطیسی ، متاسفانه از این امواج در جهت استعمار و تقویت کاربردهای سلاح های کشتار جمعی استفاده گردید و اولین بهره برداری نادرست از آن در جنگ جهانی دوم با ساخت و بکارگیری رادار نظامی صورت گرفت.
هر چند رادار به تنهایی ابزار سودمندی است لیکن به کاربردهای نظامی آن بیش از سایر موارد توجه می شود.
اگر چه رادار منفجر نمی شود و کشنده نیست ولی می تواند برد و دقت شلیک سلاح های قوی را تا چند برابر افزایش دهد. لذا از ابتدای بکارگیری رادار، به منطور کاهش تهدیدات راداری و در خفا نگهداشتن اهداف حیاتی از دید آن اقدامات زیادی صورت گرفته و از سیستم ها و مواد جاذب الکترومغناطیس در این رابطه بهره برداری شده است.

ناگفته نماند کاربردهای غیر نظامی رادار همچون کنترل ترافیک فرودگاه ها و جاده ها ، ناوبری هوایی و دریایی، شناسایی کرات و اجرام آسمانی ، نقشه برداری ، شناسایل معادن زیرزمینی و کاربردهای زمین شناسی و پزشکی در جهت رفاه زندگی بشر بسیار موثر بوده است.

[color=green][size=18]رادار چگونه ابداع شد ؟[/size][/color]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/radar-RL-2000-03.jpg[/img]
شواهد حاکی است که سیستمی مثل رادار احتمالا در یکی از روزهای سال ۱۸۷۳‏ باید کشف شده باشد و این در شرایطی بود که جیمز کلارک ماکسول نظریه ای ارائه کرد که بر طبق آن امواج نورانی و امواج دریایی (که او در ابتدا آنها را تشعشع نامیده بود) در بسیاری از مشخصه ها مشابه هم هستند. او در یکی از قسمتهای نظریه اش پیش بینی کرده بود که تشعشع یا امواج رادیویی احتمالا با همان سرعت نور جابجا می شوند و ضمنا امواج رادیویی درست مانند امواج نورانی پس از برخورد به مانع، منعکس می شوند.

۱۹ ‏سال بعد هرتز گفته های ماکسول را تایید کرده و ثابت کرد که این امواج قابل تولید هستند. وی با کوشش های فراوانی که کرد و با تجهیزات ابتدایی که داشت توانست امواج رادیویی را فقط در حدود چند فوت جابجا کند ولی در هر صورت ثابت کرد که امواج رادیویی با فرکانس بالا قابل انعکاس هستند. تحقیقات او همچنین ثابت کرد که سرعت سیر امواج رادیویی و نورانی با هم برابرند.

چند سال بعد ، مارکونی آزمایش های زیادی انجام داد تا توانست امواج رادیویی را به فواصل دور انتقال دهد . کمی بعد خود وی اعلام کرد که امواج منعکس شده رادیویی را که ناشی از برخورد آنها با اجسامی که در فاصله چندین مایل دورتر قرار دارند آشکار ساخته است و نظریاتی را اعلام کرد که بعدا منجر به ابداع سیستم جدیدی به نام رادار گردید. به این ترتیب ثابت شد که با استفاده از امواج رادیویی بشر قادر است حضور اجسام را در فواصل دور شناسایی کرده و فواصل و موقعیت آ نها را نسبت به یک فرستنده مشخص ارزیابی کند.

از سال ۱۹۳۰ ‏به بعد که آلمان شروع به تسلیح مجدد خود نمود کشورهای اروپایی که خود را در معرض حمله مجدد آلمان می دیدند به فکر ساختن سیستمی شدند که هواپیماهای آنان را از گزند بمب افکن های آلمان در امان بدارد.

در ۱۹۳۹ رابرت واتسون وات با نصب پنج ایستگاه رادیویی مختلف در پنج منطقه مختلف امکان محافظت کشورش را در برابر حملات دشمن فراهم نمود. عملکرد این سیستم آنقدر جالب بود که چند سال بعد فرانسه هم لزوم نصب چنین سیستمی را احساس کرده و اقدام به ساخت و نصب آن نمود.

‏به تدریج این وسیله ساده جای خود را به سیستم های کامل تری داد. به این ترتیب که سیستمی که ابتدا در بریتانیا بعنوان Radio Detection Finding ‏نام گذاری شده بود بعدها در امریکا با نام رادیوی جهت دار یا رادار که ترکیبی از حروف اول کلمات عبارت آشکار سازی و اعلام رادیویی است خوانده شد.

[color=green][size=18]چگونگی عملکرد رادارها[/size][/color]
اصول کار کلیه سیستم های رادار از جهت فرستنده و گیرنده یکسان است و تنها نوع موج ارسالی آنهاست که رادارها را از هم متمایز می کند. فرستنده رادار امواج خود را به سمت آنتن ارسال می کند که در بین مسیر از یک سری کولاتور عبور می کند.سیگنال فرستنده که با توان بالایی ارسال شده است، توسط هدف منعکس و یا دوباره از راه همان آنتن و یا آنتن گیرنده دیگر دریافت می شود.

در اولین مرحله سیگنال منعکس شده آشکار شده با سیگنال ارسالی فرستنده مقایسه می شود و پس از فی*لتر شدن (جهت کاهش نویز)، تقویت و پردازش سیگنال ، اطلاعات خروجی و وضعیت هدف توسط نمایشگر نمایش داده می شود.

محدوده ی فرکانسی رادار می تواند در باندهای مختلف فرکانسی باشد. نوع کاربرد رادار در انتخاب باند فرکانسی آن موثر است. بعنوان مثال می توان برای دیده بانی و مراقبت برد زیاد از UHF , VHF‏ (به دلیل خواص انتشاری مناسب) استفاده نمود.

[color=green][size=18]کاربرد های غیرنظامی[/size][/color]
به برخی از کاربردهای غیر نظامی رادار که در جهت صلح و آرامش و راحتی زندگی انسان استفاده می شود بطور اختصار اشاره می شود:
[color=blue]کنترل ترافیک هوایی [/color]
کنترل ترافیک و اعلام وضعیت هوایی در اطراف فرودگاهها و در برخی از هواپیما های پیشرفته در یاری رساندن به خلبان هنگام فرود و در وضعیت بد آب و هوایی که دید کافی وجود ندارد.

[color=blue]ناوبری هوایی و دریایی [/color]
جهت نشان دادن موقعیت ، سرعت ، مسافت طی شده و مسیر یابی در هر لحظه.

[color=blue]جلوگیری از تصادف کشتی ها[/color]
استفاده از یک رادار کوچک با برد محدود در جلوی کشتی جهت شناسایی موانع مقابل کشتی.

[color=blue]فضایی [/color]
سنجش از دور و شناسایی اجرام و کرات آسمانی.‏

[color=blue]کنترل سرعت[/color]
کنترل سرعت خودروها در بزرگراه ها توسط پلیس.

[color=blue]کنترل خط تولید[/color]
کنترل خط تولید و سرعت بهره برداری از خطوط

[color=blue]هواشناسی [/color]
پیش بینی وضعیت آب و هوای مناطق مختلف با استفاده از جهت وزش باد و سایر عوامل موثر

[color=blue]زمین شناسی [/color]
بررسی و شناسایی وضعیت اقیانوس ها ، دریاها ، منابع زیرزمینی ، معادن و آتشفشانها

[color=blue]کشاورزی [/color]
محاسبه میزان اراضی زیر کشت و برآورد محصولات مختلف کشاورزی. با توجه به آنکه محصولات مختلف کشاورزی دارای خواص الکترومغناطیسی (انعکاس امواج) متفاوتی است.

[color=green][size=18]کاربرد های نظامی[/size][/color]
کاربردهای نظامی رادار دارای طیف و انواع گسترده ای است که در این جا به چهار نمونه از این کاربردها اشاره می شود.
[color=blue]دیده بانی Early Warning مراقبت و تعیین مشخصات هدف[/color]
با توجه به نوع کاربرد ، باند فرکانسی این رادارها و مشخصات آنها متفاوت است.

[color=blue] ناوبری نظامی Navigation [/color]
‏هدایت هواپیما در حین پرواز و هنگام فرود و صعود و تعیین ارتفاع و سرعت هواپیمای نظامی.

[color=blue]کنترل و هدایت آتش Fire Control System [/color]
‏کنترل و هدایت آتش که بنا به چگونگی بهره برداری هوا به هوا - زمین به هوا - زمین به دریا و هوا به زیر دریا متفاوت می باشد. (در این مورد از رادارهای تک پالسی استفاده می شود)

[color=blue]ردیاب Track [/color]
مشخص کردن مسیر و مقصد اهداف متحرک مانند هواپیما یا موشک های بالستیک. برد رادارهای فوق بسیار بیشتر از رادارهای کنترل و هدایت آتش است ولی از نظر اصول کار شبیه یکدیگرند.

برگرفته از هشتمین کنفرانس مهندسین برق ایران محمد مهدی قائمی
منبع میلیتاری

[Babakim1 46]

[color=brown]به بخش الکترونیک هوایی انتقال یافت.[/color]

[SAEID 2,832]

ممنون امین جان در بخش الکترونیک هوایی جای چنین مطلبی که به ریشه رادار بپردازه خالی بود که با کمک شما این خلاء پر شد.