http___radartutorial.de_01.basics_Radar_20Kapsama_20Alan_C4_B1.tr.html_2.xml
1.1 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 6.1 7.1 7.2 7.3 7.4 8.1 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 10.1 11.1 12.1 13.1 13.2 14.1 15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 15.9 15.10 16.1 17.1 18.1 18.2 18.3 18.4 19.1 19.2 19.3 19.4 19.5 20.1 20.2 20.3 20.4
Radar Coverage Figure 1: Radar coverage of a single radar. The cone of silence is located in the center, just above the radar antenna. Figure 1: Radar coverage of a single radar. The cone of silence is located in the center, just above the radar antenna. Figure 1: Radar coverage of a single radar. The cone of silence is located in the center, just above the radar antenna. Radar Coverage The radar coverage describes controlled by a radar or a radar network airspace. In a two-dimensional radar is often used an antenna with a cosecant square pattern. Its main beam direction forms a vertical rectangle with rounded corners, which rotates about a vertical axis. Thus arises on the radar site a room with the geometry of a flat cylinder within which the radar can locate a aerial target. At an Air Surveillance Radar (ASR) (or referred to Terminal Area Radar), this cylinder (shown in green in Figure 1) has a diameter of about 120 NM (220 km) and a height of about 10,000 feet (or 3,000 m) Cone of Silence A radar is not designed to detect aircraft directly above the radar antenna. This gap is known as the cone of silence. This gap or cone of silence is the inverted cone mapped out by the rotating antenna as a result of the antenna back angle being less than 90 degrees. Hence, the back angle is an important antenna parameter. If the back angle is shallow then aircraft will fall outside radar cover as they over-fly the radar site. By most radars the actual radius of the cone of silence is the double of the targets height. This means, a target in a height of 10,000 feet (or 3,000 m) enters the cone of silence in a range of 3¼ NM (6,000 m). Aircraft flying in a radar's cone of silence may, however, be detected by another, or several other radar sites a hundred or so miles away due to their overlapping coverage. Figure 2: Vertical overlap of the radar coverage areas, above: a typical case of air defense, below a typical case of air traffic control Figure 2: Vertical overlap of the radar coverage areas, above: a typical case of air defense, below a typical case of air traffic control Figure 2: Vertical overlap of the radar coverage areas, above: a typical case of air defense, below a typical case of air traffic control This term is applied accordingly in side-looking airborne radars. Here, however, the cone of silence is an area in the advance flight direction, or in the opposite direction. Low-altitude Coverage The flat cylinder shown in Figure 1 has a relatively smooth lower surface in flat terrain. A curvature of the outer edges upwards is in the order of half a degree. The low-altitude coverage is limited by the shadow formed by the earth's curvature. Uneven terrain such as hills or even mountains and valleys by shading also have an impact on the size of the dead zone. Also this dead zone can be covered by another radar. Despite a large number of organized in a radar network radar, a space will always remain in extremely low altitude at which an aircraft can fly below the radar. In practice, however, this is for the pilot not as easy as it must know exactly where to fly for to remain as far away from each radar. In order to keep this lower limit as low as possible, but a very dense network of radars must already be deployed. As you can imagine, countries in mountainous regions (e.g. Switzerland and Austria) have problems to establish a complete area with full radar coverage. For the requirements of national defense, a number of smaller mobile radar sets (as so-called Gap-filler) are established exactly in such gaps when needed. Figure 3: horizontal radar coverage of a network of weather radars in Germany Figure 3: horizontal radar coverage of a network of weather radars in Germany (Source: Deutscher Wetterdienst) Depending on the task, such overlap is done according to different principles. For the air surveillance on behalf of the national defense a complete radar coverage must be organized down to a height, for example, of 100 m. In crisis or defense case that needs to be lowered even further. However, an overlap to the cones of silence is not necessary. In air traffic control, the cone of silence has a much higher importance. In contrast, flight movements in a flight level lower than 300 feet (100 m) are completely irrelevant far away from any airport, e.g. from a distance of 30 NM (55 km). For very large airfields, such as the Munich airport for reasons of redundancy two Terminal Area Radars are used. One ASR is located north, and one ASR is located south of the airfield at a mutual distance of just 8 km away. So they cover their cone of silence each other. The Deutscher Wetterdienst (German Weather Service) can cover Germany with 17 radars, each with a range of 150 km as shown in Figure 3. The radars used (for example type Meteor 1500C) are able to pivot their parabolic antennas also vertically upwards. Therefore they don't have a cone of silence compared to a 2D radar. A radar low-altitude coverage of less than 200 m is also not really matter for a weather radar.
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1
Radar Kapsama Alanı Resim 1: Tek bir radarın kapsama alanının ortasında bir sükûnet konisi yer alır Resim 2: Radarların algılama bölgelerinin dikey örtüşmesinin tipik örnekleri, üstte: hava savunma; altta uçuş güvenlik radarı Resim 3: Almanya’daki meteoroloji radar ağının yatay örtüşmesi (Kaynak: Alman Meteoroloji İdaresi) Radar Kapsama Alanı Radar Kapsama Alanı (Radar Coverage) bir radar ya da bir radar ağı tarafından kontrol edilen hava sahası bölgesidir. Bir 2-boyutlu radar, yayın deseni genellikle kosekant-kare çizge olan bir anten kullanır. Bu antenin ana demeti bir dikey aks etrafında dönen, köşeleri kavisli bir dikey dikdörtgen gibidir. Böylece bu desenin 360° dönmesi sonucu meydana gelen yatay silindir içinde kalan hava hedefleri algılanabilir. Terminal Alan Radarı olarakta anılan bir Hava Gözetim Radarında, bu silindirin çapı (Resim 1 de yeşil renkli) yaklaşık 200 km, yüksekliği de yaklaşık 3 ila 4 km kadardır. Sükûnet Konisi Ancak radar anteninin tam üzerinde bu silindirin sükûnet konisi adı verilen bir konik boşluğu bulunmaktadır. Bu sükûnet konisinin yarıçapı antenin tipine bağlı olarak uçuş yüksekliğinin 2 ila 3 katı kadardır. 3 km lik bir uçuş yüksekliğinde bu 6 ila 9 km ye karşılık gelir. Radar bu boşluk konisinde yer alan hedefleri algılayamaz. Eğer bu ölü bölgede bir tarama yapmak gerekirse çok daha uzakta bulunan ve bu ölü bölgeyi kendi kapsama alanına katan başka bir radardan faydalanılır. Bu durumda bu ikinci radarın verileri her iki radarın ekranında da görüntülenir. Resim 2: Radarların algılama bölgelerinin dikey örtüşmesinin tipik örnekleri, üstte: hava savunma; altta uçuş güvenlik radarı Resim 2: Radarların algılama bölgelerinin dikey örtüşmesinin tipik örnekleri, üstte: hava savunma; altta uçuş güvenlik radarı Bu ölü bölge kavramı Uçaklara takılı Yana-bakan Radarlarda da (Side Looking Airborne Radar, SLAR) kullanılır. Ancak buradaki ölü bölge uçuş rotasının ya önünde, ya da tam aksine uçağın arkasında kalan bölgedir. Düşük yükseklik kapsama alanı Resim.1 deki düz silindirin alt alanı düz bir arazide nispeten düzdür. Dış alt kısımdaki yukarı olan bükümün açısı yarım derece civarındadır. Bununla beraber gönderim gücü sözde–görüş kurallarına göre yayılan bir radarın 40 ila 50 km bir mesafeden sonra yer yüzeyinin bükümü dolayısıyla nesneleri yerlerini konumlandırmasında sıkıntılar başlar. Bunun sonucu olarak radar-ufkunun gerisinde bir ölü bölge ortaya çıkar. Tepelerin ya da hatta dağların ve vadilerin gölgelemesi bu ölü bölgenin büyüklüğünü arttırır. Bu ölü bölge başka bir radar tarafından da kapsanmış da olabilir. Çok kapsamlı düzenlenmiş bir radar ağı olsa bile radara görünmeden uçakların uçabileceği oldukça düşük yüksekliğe sahip bir bölge her zaman olacaktır. Pratikte pilotlar için hiç bir radara yakalanmadan ne kadar uzakta uçabileceğini bilmek hiç de kolay olmamaktadır. Bu kapsama alanının alt sınırını yer yüzeyine doğru olabildiğince yaklaştırmak ancak çok yoğun bir radar ağı ile başarılabilir. Dağlık ülkelerde (Avusturya ve İsviçre gibi) boşluksuz bir radar ağını tesis etmek hiçte kolay değildir. Ulusal savunma gereksinimleri çerçevesinde çok sayıda taşınabilir küçük radarlar kalan bu ölü bölgelerde bir boşluk-doldurucu olarak kurulurlar. Resim 3: Almanya’daki meteoroloji radar ağının yatay örtüşmesi (Kaynak: Alman Meteoroloji İdaresi) Göreve bağlı olarak, bu tür kapsama alanı örtüşmesi değişik prensiplere göre gerçekleştirilir. Ulusal savunma için hava sahası arama görevinde boşluksuz bir radar algılaması 100 m yüksekliğe kadar inebilmelidir. Kriz ve ulusal savunma koşullarında bu rakam daha da az olmalıdır. Ancak sükûnet konisine kadar bir alan örtüşmesi gerekli değildir. Havaalanı trafik kontrolörlerini 50 km ötede ve 100 m yükseklikte neler olduğu çok ilgilendirmese de, sükûnet konisi bir havaalanı trafik kontrolü için çok önemlidir. Münih Havaalanı gibi çok büyük havaalanlarında yedekleme amacıyla iki adet Terminal Alan Radarı kullanılır. İki adet ASR-2000 radarı aralarında 8 km olmak üzere, biri havaalanının kuzeyinde diğeri ise güneyinde kurulmuştur. Böylece biri diğerinin sükûnet konisini kapsar. Alman Meteoroloji Dairesi her biri 150 km menzile sahip 17 adet radarla (Resim.3) tüm Almanya hava sahasını kapsamıştır. Kullanılan, örneğin Meteor 1500C tip radarların parabolik antenleri hem düşeyde hem de yatayda hareket edebildiğinden bir 2-boyutlu radarda olduğu gibi sükûnet konileri bulunmaz. 200 m lik alt kapsama sınırının da bir meteoroloji radarı için hiç önemi yoktur.