رادار چيست؟ قسمت ششم

[MKE 23]

[b]بسمه تعالی

سلام بر عزيزان

[size=18]پلاریزاسیون[/size]
امواج راداری پلاریزه شده معادل امواج نوری پلاریزه شده هستند.و گیرنده ی رادار تک پلاریزه با شیشه های نوری پلاریزه قابل مقایسه است. بنا به تعریف پلاریزاسیون توسط گردش برادر میدان الکتریکی یک موج الکترومغناطیسی بیان می شود. پلاریزاسیون افقی به معنای یک میدان الکتریکی افقی است. پلاریزاسییون دایروی یک بردار چرخنده را توصیف می کند. (یک چرخش کامل در هر نوسان فرکانس رادیویی) چون معمولا آنتن بوق تغذیه انرژی با پلاریزه ی خطی منتشر می نماید( بردار الکتریکی بر بعد بزرگتر بوق عمود است.) تولید پلاریزاسیون دایروی با داشتن بوق های همود براهم که از نظر فاز به اندازه 90درجه اختلاف داشته باشند، آسان است. اثرات پلاریزاسوین روی سطح مقطع راداری می تواند زیاد باشد. اهداف صاف پلاریزاسیون امواجی که به آنها برخورد می کنند را نمی توانند تغییر بدهند بنابراین موج برگشتی هنوز بطور خطی ولی در جهت مخالف پلاریزه است. (یعنی بردار الکتریکی جهتش عوض شده است.) یک طرح رادار هواشناسی که می خواهد قطرات کوچک و ابرهای را ببیند درباره پلاریزاسیون خیلی نگران نیست. ولی یک رادار به منظور دیدن اهداف پیچیده ( وتغییر دهنده ی پلاریزاسیون.) در هوا ممکن است پلاریزاسیون افقی فرستاده و عمودی دریافت کند یا (همچنانکه مرسوم است.) پلاریزاسیون دایروی راستگرد فرستاده و چپ گرد دریافت نماید. بنتبراین برگشت های ناشی از قطرات باران فیلتر خواهند شد. رادار های کنترل هواپیما این تکنیک را به کار می برند. عموما می توان اثرات پلاریزاسیون را با دانستن زوایای بین بردار الکتریکی برخورد کننده با لبه ها قسمت ها ی دراز و باریک تخمین زد. بنابراین:

Ơ=ơ cos2 θ

ومقدار متوسط RCS برابر است با:

=(2ơ/π) ∫cos2 θ dθ=ơ/2; (0<θ<π/2)Ơ

که در آن ơ RCS هدفی است که پلاریزاسیون را تغییر نمی دهد و θ زاویه ی پلاریزاسیون است. این نتیجه بیان می کند که در متوسط گیری یک هدف تغییر دهنده ی پلاریزاسیون تصادفی فقط نصف توان یک هدف که پلاریزاسیون را تغییر نمی دهد را برمی کرداند. البته ممکن است هدف زوایای پلاریزاسیون بزرگی داشته باشد که انعکاس را به مقدار زیادی کاهش می دهند. وقتی مشخصات هدف ناشناخته باشد می توان از برگشت حداقل ơ/2 توسط پلاریزاسیون دایروی اطمینان داشت. بعلاوه سیگنال برگشتی توسط مشخصات گیرنده تغییر می یابد. ممکن است همان پلاریزاسیون ارسالی و یا دو پلاریزاسیون عمود بر هم دریافت شوند. بحث کمی(کمیت) نیز در مورد انواع گوناگون آسان است.
اگر در محیطی که در آن انتشار صورت می گیرد زاویه ی پلاریزاسیون را بطور اتفاقی بچرخاند یک فرستنده ی پلاریزه ی افقی یک هدف تغییر دهنده ی پلاریزاسیون به صورت اتفاقی و یک گیرنده ی پلاریزاسیون افقی سطح مقطع راداری متوسطی برابر با مقدار زیر ایجاد خواهند کرد.:

hh=(2ơ/π) ∫cos2 θ dθ . (2/π)∫cos2 ϕdϕ; (0<ϕ,θ<π/2)Ơ

Ơhh=ơ/4
که در آن ϕ زاویه ی چرخش اتفاقی پلاریزاسیون می باشد. اگر محیط زاویه ی پلاتریزاسیون را تغییر ندهد یا نچرخاند در آن صورت:

hh=(2ơ/π) ∫cos4 θ dθ=3ơ/8; (0<θ<π/2)Ơ

اگر یک بوق گیرنده ی موج پلاریزه ی عمودی به این مجموعه اضافه شود:
hv=(2ơ/π) ∫cos2 θ . sin2 θdθ=ơ/8; (0<θ<π/2)Ơ

مجموع توان در دوکانال برابر ơ/2 است که برابر کل توانی است که از هدف حاصل شده است. بنابراین راداری که با اهداف و محیط هایی با مشخصات پلاریزاسیون نامعین کار می کند اثرات پلاریزاسیون ممکنه را با ارسال پلاریزاسیون دایروی و دریافت دو پلاریزاسیون خطی عمود برهم حداقل می نماید. به این ترتیب تضمین می شود که اگر کانال های دریافت با هم جمع شوند:

Ơ= ơ/2

[size=18]مشخصات چف[/size]
یک دسته از اهدافی که مشخصه ی برجسته ی آنها حساسیت زیاد نسبت به پلاریزاسیون است چف می باشد. RCS یک دو قطبی تشدید نیم موج را می توان به روش های متعددی بصورت تحلیلی محاسبه کرد. ولی نتایج تجربی با جزئیات تحلیل کاملا سازگار نیست. بنابراین بسیار مناسب است که برای بدست آوردن سطح مقطع از تئوری ساده استفاده شود. بویژه به دلیل آنکه اندازه گیری های تجربی با تئوری ساده بالنسبه سازگار هستند.
با روجوع به ایده های مطرح شده در فصل 2 می توانیم حداکثر بهره ی یک دو قطبی نیم موج در فضای آزاد را بیابیم. بیاد آورید که وقتی میدان ناحیه ی دور یک آرایه شامل هیچ یک از گلبرگ ها نباشد میدان ناحیه ی نزدیک آن کاملا پرشده است. این اتفاق زمانی رخ می دهد که تفکیک عناصر از λ/2 تجاوز ننماید و نشان می دهد که ناحیه ی قطع یک عنصر در یک آرایه ی کاملا پرشده نمی تواند از (λ4)/2 بیشتر شود. با اعمال معادله ی G=(4πA/λ2) به یک عنصر دو قطبی نتیجه می شود که G=π. ولی این یک دوقطبی است که یک صفحه ی هادی در پشت آن قرار گرفته است. و بهره را دو برابر کرده است. تشعشع به داخل یک فضای آزاد G را به π/2 کاهش می دهد. با توجه به شکل پرتو دو قطبی نتایج یکسانی را می توان بدست آورد. بهر حول محور دوقطبی برابر 1 اشت. در عرض محور آن ( مثل استوانه) برای دو قطبی نیم موج l=λ/2 است که نتیجه می دهد: G=π/2
حاکثر پقزسپ یک دوقطبی 0.88λ2 داده شده است. ولی مقدار مزبور حداکقر را می دهد نه مقدار متوسط در داخل پهنای شعاع تعریف شده ی دوقطبی را. اگر فرض شود که ابعاد موثر ناحیه ی قطع یک دوقطبی در فضای آزاد , در طول محور دوقطبی به مقدار λ/2 افزایش یابد نتیجه می شود A=λ2/2 و می توان رابطه ی ϭ=GA را بکار برد و رابطه ی زیر را بدست آورد:
Ϭ=πλ2/4 =0.8λ2 که قابل قبول است.
حال می توان RCS متوسط یک دو قطبی نیم موج را با فرض یک توزیع اتفاقی کروی و با استفاده از دو اثر دامنه sinθ (توان sin2θ) و پلاریزاسیون cos2ϕ بدست آورد. مقدار متوسط RCS برابر است با:
Ϭ=ϭ 4/π2 ʃʃ(sin4θ).(cos2ϕ)dθdϕ ; (0<θ<π/2)
انتگرال فوق را می توان از جداول انتگرال پیدا کرد. نتیجه برابر است با:
Ϭ=((3ϭ)/16)=0.15λ2
مقادیر دیگری بین 0.13λ2 تا .2λ2 به جای این مقدار مورد استفاده قرار گرفته اند.
حال محاسبه ی مقادیر حداکثر و متوسط RCS یک توده از دوقطبی های بطور اتفاقی چرخیده کاملا هادی یک موضوع ساده ایست.مقادیر مزبور برابرند با:
Ϭ=0.15Nλ2 ϭ=0.8Nλ2
N تعداد دوقطبی ها در توده است. وقتی با نتایج راداری کار می شود. باید برخی دقت ها صورت پذیرد تا بین قدرت تفکیک پذیری حجمی رادار و حجم توده تفاوت قائل گردد. اگر اولی در هر بعدی از دومی کوچکتر باشد RCS همه ی سلول ها باید باهم جمع شوند تا RCS توده بدست آید.
RCS خرده چف های متعدد در یک سلول تفکیک راداری رفتاری شبیه نویز دارد و می توان برای آشکار سازی و تئوری پردازش سیگنال مثل تنویز با آن رفتار کرد.

[size=18]اهداف نفوذپذیر و کلاتر [/size]
RCS چف پراکنده سازی یک هدف پراکنده را نشان می دهد. پراکندگی موج از انواع مختلف اهداف نفوذپذیر یک موضوع مهم برای بحث است. به عنوان مثال ارتفاع سنج های راداری و رادارهای پالس دوپلری بطور گسترده ای از پراکنده سازهای نفوذپذیر نظیر اجسام متعدد روی زمین و یا خود زمین استفاده می کنند. تمام ملاحظات درباره ی پراکنده سازی که تاکنون بحث شد برای مدل های پراکنده سازی برای انواع مختلف اهداف زمینی قابل تعمیم می باشند. وابستگی به طول موج قوی است.
برای مثال برگ درختان ممکن است RCS های بزرگ نویزی در باند X (λ=3cm) داشته باشند ولی در واقع در VHF که λ=1m می باشد غیر قابل رویت هستند. خود زمین خاصیت نفوذپذیری دارد به جز نواحسی که زمین صخره ای است که در آن اجسامی وجود دارد که نسبت به طول مئوج بزرگ هستند و در نواحی شن زارکه اندازه شان از یک طول موج بسیار کوچک تر است و میزان نا همواری زیاد است. آب آرام یک منعکس کننده ی آینه مانند است که سطح مقطع آن به زاویه ی برخورد بسیار حساس است. آب متلاطم بسته به میزان اندازه و ترکیب ممکن است نفوذپذیر یا آینه ای و بطورمتناوب باشد. اجسام ساخته ی انسان بیشتر آینه ای هستند.
نعدادی از محققان اطلاعات زیادی در مورد کلاتر جمع آوری کرده اند. چنین مطالعاتی که برای طراحی یک رادار خاص برای ماموریت ویژه قطعا ضروری هستند اصول عمومی مهم را مورد تهدید قرار می دهند. با کلاتر دریا و زمین معمولا بطور جداگانه برخورد می شود. گرچه اثرات کلاتر ها تشابهات زیادی دارند تغییرات کلاتر دریا بسیار زیاد است.
از مدلهای سطح مقطع راداری تعمیم یافته برای اجسام ساده ی گوناگون در بخش های قبل می توان دید که بعضی به λ2 و برخی به λ وابسته اند و بعضی دیگر مستقل از طول موج هستند. با استفاده از ترکیبت مختلف صفحات کرات استوانه ها و سیم ها با هادی و عایق فرض کردن آنها (به اقتضا) می توان زمین را مدل سازی کرد. دور از انتظار نیست که چنین مدلی به λ وابسته باشد. که داده ها این مسئله را تایید می کنند.
در راداری های زمینی با هدف آشکار سازی و ردیابی اهداف هوایی اهداف زمینی و خود زمین بعنوان کلاتر دسته بندی می شوند. این کلاتر باید به روش هایی از بین برود. برای انجام این کار حصار های کلاتر در اطراف محل رادار روش مهمی برای حل برخی مسائل کلاتر می باشد. حصار های کلاتر صرفا رادار ررا از اجسام نسبتا دور روشن شده توسط رادار(نظیر کوه ها) مصون می دارند که rcs موثر آنها در فاصله ای است که اهداف باید دیده شوند. در عوض انرژی از حصارهای کلاتر در فاصله ای موتاه منعکس می شود که با این کار انعکاس های ناخواسته بآسانی حذف می شوند. از آنجائیکه کلاتنر زمین در گلبرگ فرعی شعاع قرار دارد و سطح گلبرگ فرعی با توان دوم فرکانس نسبت عکس دارد(برای اندازه ی یک روزنه ی ثابت.) حصارهای کلاتر معمولا فقط در نواحی پائین میکروویو بکار می روند. برای کلاتر های نزدیک گیرنده های رادار تا زمانی که پالس ارسالی توسط رادار از کلاتر برنگشته باشد روشن نمی شوند. در جاهائیکه نقاطی از برگشت های کلاتر خیلی بزرگ وجود داشته باشند. مثل دیواره های ساختمانی یا جاده ها (در محدوده ای که رادار پوشش می دهد.)اینها ممکن است در گیرنده ی رادار در نظر گرفته نشوند ولی به بهای از دست دادن اهداف در آن فواصل و زوایا.


کلمات کلیدی:
Feedhorn
Chaff characteristics
Half wave- resonant dipole
Simple theory
Pattern
Cload
Radar resolation cell
Signal- processin theory
Diffuse targets
Clutter
Altimetter radars
Pulse doppler radars
Incidence angle
Grazing angle
Bartton
Airborne targets
Clutter fence
Sidelobe
Aperture

[/b]]

عزيزان از آنجا كه وقت نداشتم با عرض پوزش از برخي توضيحات و البته پي نوشت صرف نظر كردم. واما براي رادار چيست 7 فعلا مبحث مشخص نمي كنم البته شايد ديگه ادامه ندم هرچند مطلب زياده اما چون داره بيش از حد تخصصي ميشه صلاح نمي دونم مطرح كنم و البته اگر هم بخوام فقط توضيحات رو بيان كنم در حق مطالب جفا كردم.مثل همين اهداف نفوذپذير و كلاتر!


اين هم لينك فايل وردش:
http://gallery.military.ir/albums/userpics/%D8%B1%D8%A7%D8%AF%D8%A7%D8%B1_%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D8%9F6.doc


عزيزاني كه مايل به خواندن مطالب پيشين هستند به لينك هاي زير مراجعه نمايند.
http://www.military.ir/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=3005
http://www.military.ir/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=3094
http://www.military.ir/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=4365
http://www.military.ir/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=11418
http://www.military.ir/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=15231

[color=green]تقديم به استاد خوبم دكتر امير مهدي رضايي[/color]

[color=red]كپي از مطالب به هر نحو تنها با ذكر نام سايت ميليتاري مجاز مي باشد.[/color]

موفق و شاد باشید.
یاعلی

[LAST-WAR 1,202]

[color=darkblue]با تاخیر،
منتقل شد به الکترونیک هوایی
LAST-WAR[/color]

[AimSparrow 2]

بسیار عالی بود.خیلی استفاده کردم.تشکر

[komandow 2]

خيلي تخصصي بود زير ديپلم مطرح بفرماييد