رادار به زبان ساده

[Seps 6]

رادارها از جمله تجهیزاتی هستند كه كاربردهای متنوع و مختلفی دارند. مثلا كاربران نظامی یا كاربران كنترل ترافیك هوایی از آن برای كنترل و هدایت مسیر هواپیماها روی زمین و یا در آسمان استفاده می‌كنند، ایستگاه‌های هواشناسی از رادارها جهت پیگرد و شناسایی مسیر حركت ابرها و توفان‌ها یا گردبادهای مختلف استفاده می‌كنند.
حتی انواع ساده‌تری نیز وجود دارند كه شاید تا به حال به آنها توجهی نكرده‌ایم، برای مثال در بازكن‌های خودكار (با نزدیك شدن انسان یا اجسام به در، آنها خود به خود گشوده می‌شوند) از این جمله و نوعی از رادارها هستند، بنابراین امروزه رادارها یك فناوری بسیار كارآمد محسوب می‌شوند. این تجهیزات معمولا برای سه منظور به كار می‌روند كه عبارتند از:
- تعیین فاصله نسبت به یك جسم یا اجسام: معمولا برای اجسامی كه در حركت هستند مانند هواپیماها، كشتی‌ها، قایق‌ها و... این نوع از رادارها می‌توانند ساده یا بسیار پیشرفته باشند كه انواع پیشرفته حتی می‌توانند برای مثال، نوع و مدل هواپیما را نیز شناسایی كنند.
- تعیین سرعت یك جسم متحرك
- جهت تهیه نقشه: سفینه‌های فضایی و ماهواره‌ها معمولا از این نوع رادارها جهت تهیه نقشه‌های سه بعدی از سطح سیارات و كرات دیگر استفاده می‌كنند.
رادارها برای انجام موارد یاد شده از فنون مربوط به انتشار و انعكاس امواج رادیویی بهره می‌برند.
پژواك یا انعكاس صدا:
این ویژگی است كه همه شما تا به حال آن را آزموده‌اید، بر این اساس اگر كسی در یك دالان و یا یك چاه فریاد بكشد طنین‌ صدای خود را با تاخیر چند لحظه‌ای دوباره خواهد شنید. پژواك صدا هنگامی روی می‌دهد كه امواج صوت پس از برخورد به سطوح مختلف دوباره انعكاس می‌یابند و به سمت فرستنده بازمی‌گردند. فاصله زمانی میان ارسال صدا و دریافت مجدد آن، وابسته به میزان مسافت بین فرستنده امواج و سطح منعكس كننده آن‌ها است. رادارها نیز به كمك ارسال امواج رادیویی و دریافت امواج بازتابیده یا منعكس شده از طرف اجسام قادرند تا فاصله و سرعت حركت اجسام را برآورد و تعیین كنند.
این شیوه در زیر آب برای زیردریایی‌ها و خارج از آب و در هوا برای دیگر تجهیزات كاربرد دارد كه البته رادارهای صوتی كه خارج از آب به كار می‌روند چند مشكل دارند كه به شرح زیر است:




- امواج صوتی، از آنجا كه قابلیت شنیده شدن را دارند، ممكن است صداهای ناشی از یك رادار صوتی، برای شما و یا همسایگان اطراف، آزاردهنده و نامطلوب باشند.
- امواج صوتی بازتابیده شده بسیار ضعیف هستند و تشخیص آنها به سختی صورت می‌گیرد.
- عدم توانایی در ارسال امواج صوتی تا مسافت‌های دور.
البته بسیار یا بهتر بگوییم كه تمامی مشكل‌های یاد شده با استفاده از رادارهای فراصوتی به جای رادارهای صوتی قابل برطرف شدن است. بر این اساس رادارها از امواج رادیویی به جای امواج صوتی استفاده می‌كنند. این امواج تا مسافت‌های بیشتری ارسال می‌شوند، نامرئی بوده و حتی در صورتی كه ضعیف باشند نیز به راحتی قابل تشخیص و دریافت خواهند بود.
با نگاهی به عملكرد یك رادار كنترل هوایی با ساختار این تجهیزات بیشتر آشنا می‌شویم. راداری كه برای كنترل هواپیماها در هوا به كار گرفته می‌شود، قادر است تا امواج رادیویی با فركانس بالا را با توان زیاد به صورت هر یك میلیونیم ثانیه یك بار، ارسال كند. به بیان دیگر هر فرستنده و گیرنده رادار، هر ثانیه را به یك میلیون بخش تقسیم كرده و در هر بخش به طور متناوب یك قسمت ارسال و یك قسمت دریافت انجام می‌دهند. به طوری كه در زمان قطع ارسال (هنگام دریافت) منتظر شنیدن امواج برگشتی می‌ماند. با توجه به سرعت انتشار امواج رادیویی كه برابر سرعت انتشار نور است، رادارها قادرند تا براساس اختلاف زمان میان ارسال و دریافت مجدد انعكاس امواج، فاصله و سرعت هواپیماها را دقیقا برآورد كنند.
جالب توجه است كه در رادارهای مخصوص كنترل زمینی، تداخل بیشتری نسبت به رادارهای هوایی به وجود می‌آید چرا كه در مسیر امواج این نوع از رادارها اجسام بیشتری از قبیل كوه‌ها، درختان، ساختمان‌ها و پل‌ها و... وجود دارند.
رادارهای ردیابی سرعت چگونه كار می‌كنند؟
این روزها همه ما شاهد تخلفات مختلف رانندگی و از جمله سرعت غیرمجاز و بسیار زیاد در بزرگراه‌های شهر هستیم به طوری كه "سرعت غیرمجاز" دیگر به شكل یك قانون‌شكنی عادی و روزمره درآمده است. در این حال نیروهای پلیس و كنترل ترافیك در سراسر دنیا، برای مقابله و برخورد با تخلفات سرعت غیرمجاز خودروها، از نوعی از رادارها كه به آن‌ها رادارهای ردیابی گفته می‌شود استفاده می‌كنند:
برای آشنایی با چگونگی كاركرد رادارهای ردیاب، ابتدا باید بدانیم كه آنها قرار است چه چیزی را ردیابی كنند؟
این تجهیزات بیشتر جهت كشف و اندازه‌گیری مقدار سرعت وسایل نقلیه به كار می‌روند، كه به اصطلاح "اسلحه سرعت" نیز نامیده می‌شوند. این وسایل چیزی نیستند جز یك فرستنده و گیرنده رادیویی كه در قالب یك دستگاه واحد عرضه شده‌اند. فرستنده رادیویی موجود در این تجهیزات، با ایجاد نوسان، امواج الكترومغناطیسی را روی بسامدهای مشخصی منتشر می‌كند. همچنین در مدار فرستنده یك تقویت كننده امواج نیز تعبین شده است تا قدرت ارسال دستگاه بیشتر شود.
اما بخش گیرنده این دستگاه درست معكوس قسمت فرستنده عمل می‌كند، یعنی امواج الكترومغناطیسی را پس از دریافت از طریق آنتن، به جریان الكتریسیته تبدیل می‌كند. همان طور كه اشاره شد، رادارها از امواج رادیویی برای شناسایی و تغییر حالت‌های اجسام گوناگون استفاده می‌كنند به طوری كه در زمانی كه امواج رادیویی را در جهت یا جهاتی منتشر می‌كنند، گیرنده آنها منتظر دریافت امواج بازتابیده (منعكس شده) از طرف اجسامی است كه در مسیر سیگنال‌های ارسالی قرار دارند. امواج رادیویی در هوا با سرعت مشخصی حركت می‌كنند، بنابراین دستگاه‌های رادار با محاسبه فاصله زمانی میان ارسال تا دریافت امواج بازتابیده قادرند تا فاصله جسم و سرعت و حتی جهت حركت آن را آشكار سازند.
فرآیند محاسبه سرعت اجسام بر این اساس انجام می‌گیرد كه اگر جسمی نسبت به رادار ثابت باشد، امواج ارسالی از رادار پس از برخورد به آن با حفظ مشخصات سیگنال ارسالی به رادار منعكس و منتقل می‌شوند ولی اگر جسم یا مثلا اتومبیل در حال حركت باشد، سگینال رادیویی ارسال شده از رادار، بعد از برخورد با آن دچار دگرگونی و تغییر (پراكندگی) شده و هر قسمت از آن از جهت متفاوتی به سوی رادار بازخواهد گشت نه به صورت متمركز.
حال بر مبنای جهت حركت خودرو نسبت به موقعیت استقرار رادار، قسمت‌های مختلف سیگنال‌های بازتابیده به مرور ممكن است دیرتر و یا زودتر از قسمت‌های قبلی به رادار برگردند. برای مثال، در صورتی كه یك خودرو در حال حركت بوده و جهت حركت آن طوری است كه هرچه پیش می‌رود از رادار دورتر می‌شود، در این حالت رادار سیگنال‌ها را در هر لحظه با تاخیر بیشتری نسبت به قبل دریافت می‌كند و بالعكس در صورتی كه خودرو به سمت رادار حركت كند و به آن نزدیك شود سگینال‌ها به مرور با تاخیر كمتری به گیرنده منعكس می‌شوند، زیرا در هر لحظه از فاصله میان خودرو و رادار كاسته می‌شود. در نتیجه دستگاه‌های "اسلحه سرعت" با محاسبه و بررسی تغییرات سگینال‌های دریافتی قادرند تا میزان سرعت و جهت اجسام متحرك و خودروها را تخمین زده و تعیین كنند.
نكته مهم آن كه اگر یك "اسلحه راداری" از درون یك خودرو كه خود در حال حركت بوده و برای مثال سرعت آن 50 كیلومتر در ساعت است، مورد استفاده قرار گیرد، هنگامی كه بخواهیم سرعت یك خودرو را كه در جهت مخالف حركت می‌كند محاسبه كنیم، آشكار ساز رادار پس از هدف‌گیری سرعت آن را 20 كیلومتر در ساعت تعیین می‌كند اما حقیقت آن است كه در چنین شرایطی سرعت خودروی مقابل 70 كیلومتر در ساعت است.
اخیرا نوع جدیدی از این نوع رادارها توسط پلیس به كار می‌روند كه با امواج نوری كار می‌كنند، این گونه وسایل كه به نام "اسلحه سرعت لیزری" شناخته می‌شوند امروزه كاربرد وسیعی دارند.
اساس كار در رادارهای لیزری به این‌گونه است كه دستگاه با ارسال پرتوی لیزری مادون قرمز هنگام عبور یك وسیله نقلیه از جاده فاصله زمانی قطع و وصل شدن مسیر پرتو كه به علت عبور خودرو انجام می‌گیرد را سنجیده و سرعت آن را تخمین می‌زند. این تجهیزات هم به صورت دستی می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند و هم به طور ثابت نصب و سرعت خودروهای عبوری را به صورت خودكار ثبت و ضبط كنند. در این حالت دستگاه براساس برنامه‌ریزی قبلی، می‌تواند طوری تنظیم شود كه هنگام عبور خودروهایی با سرعت بیش از حد مجاز تعیین شده، دوربین تعبیه شده در سیستم از آن (شماره پلاك و چهره راننده) یك عكس تهیه كرده و آن را به مركز كنترل پلیس ارسال كند.



مجله دنیای مخابرات و ارتباطات

[Seps 6]

چندین نوع رادار امروزه مورد استفاده قرار میگیرند.از جمله مدلاسیون پیوسته یا Continuous Wave - CW مدلاسون فرکانس یا FM یا مدلاسون پالس (PM) .در بین این چند مدل مدلاسیون مدلاسون پالس بیشتر از همه در ارتباطات و عملیات های نظامی مورد استفاده قرار میگیرد.در این مقاله وقتی که صحبت از رادار میشود<منظور از نوع PM آن می باشد.اساس رادار بر این است که امواج انرژی دار پس از برخورد به هدف و موانع موجود در مسیر خود منعکس شده وبه منبع خود برگشت مینمایند.موج برگشتی را اکو یا پژواک مینامند.برگشت امواج در رادار شبیه به برگشت صداست.بدین ترتیب که امواج صوتی با داشتن مقدار انرژی از منبع حرکت کرده و پس از برخورد به سطوح اجساممنعکس و تولید اکو میکنند.این در حالیست که صدا نوعی از امواج انرژی دار است.چون سرعت حرکت صوت ثابت است و مقدار آن تقریبا برابر 335 متر در ثانیه است ,پس می توان مسافت موجود بین صدا و اکو را به طور تقریبی پیدا کرد, به این صورت کهاگر مسافت زمانی منبع صدا تا دیوار 4 ثانیه طول بکشد,چون سرعت حرکت صوت ثابت است مسافت برابر:
4*335=1340 . مسافت بین منبع صدا و سطح موجود برابر: 1340/2=675 متر می باشد.
حال ببینیم کار رادار در سیستم PM چگونه هست؟
از دستگاه فرستنده امواج انرژی دار به صورت پاس ارسال می شود,این پالس ها پس از برخورد به مانع برگشته و بصورت اکو دریافت میشوند.همانطوری که در مورد صدا گفته شد شخص صدا کننده باید برای دریافت اکوی برگشتی باید بگوش باشد در دستگاه رادار نیز برای دریافت اکو باید عمل ارسال را در فرستنده قطع نمود . بدین جهت فرستنده در رادار به جای ارسال سیگنال های ممتد پالس میفرستد!تا بین پالس ها اگر اکو وجود داشت قابل دریافت باشد.دریافت اکو به مهنی وجود مانع شیئی در میدان برد رادار تفسیر میشود.در دستگاه های رادار به جای استفادا هاز فرکانس های صوتی یا AF از فرکانس رادیویی یا RF استفاده می کنند.ولی طرز محاسبه فاصله به همان شکل محاسبه فرکانس صوتی است.


سرعت امواج رادیویی برابر 300000 کیلومتر در ثانیه است.یا 300 متر در یک میلیونم ثانیه می باشد.چون برای ما مسافت منبع تامانع مورد نظر است پس باید 300 تقسم بر 2 شود و یا 150 متر را در زمان رفو برگشت ضرب کنیم تا مسافت بدست بیایید .مثلا اگر اکوی امواج ارسالی پس از 10 میکرو ثانیه برگردد ( دریافت شود) فاصله منبع تا هدف برابر 150*10=1500 متر خواهد بود.



این فاصله را اپراتور دستگاه رادار می تواند به طور نظری روی اسکپ رادار خود مشاهده کند و موقعیت شیئی را نسبت به توقف گاه خود مشخص کند. پس میتوان گفت که رادار فاصله را محاسبه و اسکپ آن فاصله را برحسب مایل یا یارد نشان میدهد.پیدا کردن محل دقیق هدف زمانی صورت میگیرد که جهت انتن رادار برای قویترین اکو که از هدف منعکس میشود توجیه شده باشد.یعنی آنتن دقیقا در جهت هدف قرار بگیرد.مدارات موجود در رادار علاوه بر کشف وسایل پرنده می توانند ارتفاع یا زاویه اشیا را نسبت به دستگاه تعیین کنند. این مدارات را سیستم سنکرون رادار می نامند .ارتفاع هواپیما را با زاویه ایی که آنتن با سطح افق میسازد,تعیین میگردد.جهت هواپیما یا شی پرواز کنده نیز نسبت به شمال تعیین می شودزاویه بین شمال و آنتن را زاویه انحراف مینامند.
شرح مقدماتی دستگاه رادار

1-منبع تغذیه /2-اسکپ و تایمر /3-فرستنده /4-قسمت آر اف / 5-گیرنده



کلیه اعمال رادار از تایمر شروع میشوند و پس از اینکه در این قسمت تک پالس ها ساخته میشوند به مدلاتور و اسکپ ارسال میشود.مدلاتور با پالس تایمر تحریک شده و یک پالس با ولتاژ زیاد DC به نوسانساز رادار که لامپ مگنترون است اعمال مینماید.این پالس باعث میشود که مگنترون شروع به نوسان کند و مقادیری انرزی RF از طرق دوپلکسر و موجبر(ویوگاید)به انتن رسده و ارسال میگردد.
در انتهای این ارسال دوپلکسربرای دریافت تغییر وضعیت میدهد.و دستگاه برای دریافت اکو منتظر میماند!اکو های برگشتی به وسیله آنتن اخذ و از طریق موجبر به دوپلکسر و گیرنده میرسند.گیرنده نیز با دریافت اکو یک پالس به اسکپ میفرستد و اسکپ پالس اکو را با پالس اصلی که در تایمر ساخته شده بودمقایسه میکند,تاخیر بین ارسال پالس تایمر و پالس دریافت شده فاصله تا هدف را مشخص میکند.


(متاسفانه براي عكس ها نمي تونم تا اكانتمو بگيرم مي فرستم.)

[Dezchilds 1,269]

سلام دوست من خيلي كامل و جامع بود دستت درد نكنه اگه يه مقاله در مورد نحوه ي مقابله و به عبارتي به اشتباه انداختن دوربينهاي كنترل سرعت پليس هم باشه خيلي عالي ميشه

[armani 2,666]

[quote]سلام دوست من خيلي كامل و جامع بود دستت درد نكنه اگه يه مقاله در مورد نحوه ي مقابله و به عبارتي به اشتباه انداختن دوربينهاي كنترل سرعت پليس هم باشه خيلي عالي ميشه [/quote]

بهترين راه براي از كار انداختن رادارهاي پليس بزرگراه رانندگي با سرعت كم است. ( اگر هم خواستيد روش از كار انداختن رادارهاي ديگه رو هم بگم !!! )

[Haj_Rezvan 11,197]

نه کافی فقط چراغ بدی
جدا از این یه راه دیگه هم هست اونم مردم با معرفت که خواستی برات می گم