http___radartutorial.de_01.basics_Menzilin_20Tayini.tr.html_2.xml
1.1 2.1 3.1 4.1 4.2 5.1 5.2 5.3 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 13.1
Distance-determination Figure 1: Runtime measurement by radar Figure 1: Runtime measurement by radar The radar transmits a short radio pulse with very high pulse power. This pulse is focused in one direction only by the directivity of the antenna, and propagates in this given direction with the speed of light. If in this direction is an obstacle, for example an airplane, then a part of the energy of the pulse is scattered in all directions. A very small portion is also reflected back to the radar. The radar antenna receives this energy and the radar evaluates the contained information. The distance we can measure with a simple oscilloscope. On the oscilloscope moves synchronously with the transmitted pulse a luminous point and leaves a trail. The deflection starts with the transmitter pulse. The luminescent spot moves to scale on the oscilloscope with the radio wave. At this moment, in which the antenna receives the echo pulse, this pulse is also shown on the oscilloscope. The distance between the two shown pulses on the oscilloscope is a measure of the distance of the aircraft. Since the propagation of radio waves happens at constant speed (the speed of light c0) this distance is determined from the runtime of the high-frequency transmitted signal. The actual range of a target from the radar is known as slant range. Slant range is the line of sight distance between the radar and the object illuminated. While ground range is the horizontal distance between the emitter and its target and its calculation requires knowledge of the target's elevation. Since the waves travel to a target and back, the round trip time is dividing by two in order to obtain the time the wave took to reach the target. Therefore the following formula arises for the slant range: The distances are expressed in kilometers or nautical miles (1 NM = 1.852 km). Derivation of the equation Range is the distance from the radar site to the target measured along the line of sight. The factor of two in the equation comes from the observation that the radar pulse must travel to the target and back before detection, or twice the range. Where c0= 3·108 m/s, is the speed of light at which all electromagnetic waves propagate. If the respective running time t is known, then the distance R between a target and the radar set can be calculated by using this equation.
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 18.1 21.1
Radarla Menzilin Ölçülmesi Resim 1: Radarıyla yürütme zamanının (runtime) ölçümü: Osiloskoptaki ışıklı lekenin elektromanyetik dalgaların uzayda yayılmasına ölçekli olarak hareket ettiğine dikkat ediniz. Resim 1: Radarıyla yürütme zamanının (runtime) ölçümü: Osiloskoptaki ışıklı lekenin elektromanyetik dalgaların uzayda yayılmasına ölçekli olarak hareket ettiğine dikkat ediniz. Resim 1: Radarıyla yürütme zamanının (runtime) ölçümü: Osiloskoptaki ışıklı lekenin elektromanyetik dalgaların uzayda yayılmasına ölçekli olarak hareket ettiğine dikkat ediniz. Radarla Menzilin Ölçülmesi Radar aygıtı çok yüksek bir darbe gücüne sahip kısa süreli radyo dalgaları yollar. Antenin yönlülüğü (directivity) sayesinde bu darbeler yalnızca bir belirli yönde yoğunlaşır. Darbeler bu yönde ışık hızıyla yayılırlar. Eğer dalgaların yayıldığı bu yönde bir engel varsa darbe enerjisinin bir bölümü her yöne serpişir. Bunun çok küçük bir bölümü radara doğru yansır. Radar anteni bu enerjiyi alır ve içeriğindeki bilgiler radar tarafından değerlendirilir. Bir basit osiloskopta radardaki menzil ölçümü görüntülenebilir. Osiloskopta bir ışıklı nokta gönderilen darbeye eş zamanlı olarak hareket eder ve geriye bir iz bırakır. Gönderim darbesi anteni terk eder etmez osiloskopta saptırma başlar. Osiloskoptaki ışıklı leke, uzaydaki elektromanyetik dalgalara gerçeğe uygun ölçeklendirilmiş olarak (true-to-scaled) hareket eder. Eğer bu sırada anten bir yankı darbesi alırsa, bu darbe de aynı şekilde osiloskopta görüntülenir. Artık bu iki darbe arasındaki zamansal açıklık uçağın menzilinin bir ölçütü olmuştur ve kilometre cinsinden ekranda doğrudan ölçülebilir. Menzil, yüksek frekanslı gönderim işaretlerinin yürütme zamanından (yani gidiş-geliş süresinden) ve c0 yayılma hızından faydalanılarak elde edilir. Burada aslında bir yatık menzil ölçülmektedir: Bir uçan hedef radar antenine göre genellikte çok daha yüksekte bulunur. Elektromanyetik dalgaların geçen süre hesabında hem gidiş ve hem de dönüş süreleri dikkate alınmalıdır, bir basit menzil formülü aşağıdaki gibidir: - c0 = Işık hızı = 3·108 m/s - t = ölçülen süre [s] - R = Anten-Uçan hedef arası uzaklık [m] Uçuş Güvenlik uygulamalarında tarihsel nedenlerle menzil birimi olarak „Deniz Mili” (Nautical Miles), Hava Savunma uygulamalarında ise kilometre kullanılmaktadır. Dönüştürme katsayısı 1 NM = 1,852 km dir. Menzili hesaplama formülünün türetilmesi Hedef uzaklığı (target range) R kavramı, radar aygıtı ile hedef arasındaki uzaklığı ifade eder. Menzil radar işaretinin göndericiden hedefe varma ve hedeften yansıyarak alıcıya dönme süreleri ile hesaplanır. Yayılma hızı sabit olduğundan, „yol/zaman” olarak bilinen genel hız hesaplama formülü burada da kullanılabilir: Hedef uzaklığı R, burada s yol uzaklığına karşılık gelir. Elektromanyetik dalgalar atmosferde ışık hızına yakın bir hızla yayıldığından v hızı olarak c0 ışık hızı alınabilir. İşaret radardan hedefe olan yolu gidiş ve geliş olmak üzere iki defa kat ettiğinden, ölçülen yürütme süresinin yarısı alınmalı ya da yol s için formüle 2·R değeri yerleştirilmelidir. R ye göre düzenlenmiş denkleme yürütme zamanı t girilerek R menzil değeri hesaplanabilir. Belli bir t değeri ile bu denklem kullanılarak herhangi bir hedef ile radar arasındaki R uzaklığı hesaplanabilir.