http___radartutorial.de_01.basics_Radar_20Prensibi.tr.html_2.xml
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 6.2 6.3 6.4 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 8.1 9.1 10.1 10.2 11.1 11.2 11.3 11.4 12.1 12.2 13.1 14.1 14.2 14.3 14.4 15.1 16.1 17.1 18.1 18.2 18.3 19.1 19.2 20.1 21.1 22.1 23.1 23.2 24.1 25.1 25.2 26.1 27.1 27.2 28.1 29.1 30.1 30.2 30.3 31.1 32.1
Radar Principle How does Radar work? Figure 1: radar principle Figure 1: radar principle Radar Principle The electronic principle on which radar operates is very similar to the principle of sound-wave reflection. If you shout in the direction of a sound-reflecting object (like a rocky canyon or cave), you will hear an echo. If you know the speed of sound in air, you can then estimate the distance and general direction of the object. The time required for an echo to return can be roughly converted to distance if the speed of sound is known. Radar uses electromagnetic energy pulses in much the same way, as shown in Figure 1. The radio-frequency (rf) energy is transmitted to and reflected from the reflecting object. A small portion of the reflected energy returns to the radar set. This returned energy is called an ECHO, just as it is in sound terminology. Radar sets use the echo to determine the direction and distance of the reflecting object. The term RADAR is an acronym made up of the words: RAdio (Aim)° (Aim) Detecting And Ranging The term “RADAR” was officially coined as an acronym by U.S. Navy Lieutenant Commander Samuel M. Tucker and F. R. Furth in November 1940. The acronym was by agreement adopted in 1943 by the Allied powers of World War II and thereafter received general international acceptance. It refers to electronic equipment that detects the presence of objects by using reflected electromagnetic energy. Under some conditions, radar system can measure the direction, height, distance, course, and speed of these objects. The frequency of electromagnetic energy used for radar is unaffected by darkness and also penetrates fog and clouds. This permits radar systems to determine the position of airplanes, ships, or other obstacles that are invisible to the naked eye because of distance, darkness, or weather. Modern radar can extract widely more information from a target's echo signal than its range. But the calculating of the range by measuring the delay time is one of its most important functions. Basic design of radar system The following figure shows the operating principle of a primary radar set. The radar antenna illuminates the target with a microwave signal, which is then reflected and picked up by a receiving device. The electrical signal picked up by the receiving antenna is called echo or return. The radar signal is generated by a powerful transmitter and received by a highly sensitive receiver. Figure 2: Block diagram of a primary radar Figure 2: Block diagram of a primary radar Figure 2: Block diagram of a primary radar (interactive picture) All targets produce a diffuse reflection i.e. it is reflected in a wide number of directions. The reflected signal is also-called scattering. Backscatter is the term given to reflections in the opposite direction to the incident rays. Radar signals can be displayed on the traditional plan position indicator (PPI) or other more advanced radar display systems. A PPI has a rotating vector with the radar at the origin, which indicates the pointing direction of the antenna and hence the bearing of targets. - Transmitter The radar transmitter produces the short duration high-power rf pulses of energy that are into space by the antenna. - Duplexer The duplexer alternately switches the antenna between the transmitter and receiver so that only one antenna need be used. This switching is necessary because the high-power pulses of the transmitter would destroy the receiver if energy were allowed to enter the receiver. - Receiver The receivers amplify and demodulate the received RF-signals. The receiver provides video signals on the output. - Radar Antenna The Antenna transfers the transmitter energy to signals in space with the required distribution and efficiency. This process is applied in an identical way on reception. - Indicator The indicator should present to the observer a continuous, easily understandable, graphic picture of the relative position of radar targets. The radar screen (in this case a PPI-scope) displays the produced from the echo signals bright blibs. The longer the pulses were delayed by the runtime, the further away from the center of this radar scope they are displayed. The direction of the deflection on this screen is that in which the antenna is currently pointing. )* The word “Aim” was inserted approximately during the time of World War II. Later, it was left out since RADAR doesn't concern only aims.
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 10.1 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 20.1 21.1 22.1 23.1 24.1 25.1 26.1 27.1 28.1 29.1 30.1 31.1 32.1 33.1 34.1 35.1 36.1 37.1 38.1 39.1 40.1 41.1 42.1 43.1 44.1 45.1
Radar Aygıtlarının Prensipleri Resim 1: Radar prensibi (canlandırmalı) Radar Aygıtlarının Prensipleri Radar aygıtlarının akustikte olduğu gibi, bir ses dalgasının gözlemciye dönmesine benzer bir prensiple çalışırlar. Örneğin bir kayalık vadide veya mağarada bir nesneye doğru bağırmanız halinde bir yankı işitirsiniz. Dönüş yankısının varış süresi biliniyorsa, sesin havada yayılma hızından hareket ederek sesin çarparak döndüğü nesnenin uzaklığını yani menzilini hesaplayabilirsiniz. Yankı geliş yönü ile nesnenin yeri kabaca tahmin edilebilir. Bir elektromanyetik dalgada ise (Resim. 1 e bkz.); yüksek frekanslı darbenin gönderilmesinden başlayarak dönen ilk yankı işareti arasında geçen süre ölçülür ve elektromanyetik dalgaların yayılma hızından faydalanılarak engel (yani hedef) ile dalgaların çıkış noktası arasındaki uzaklık hesap edilebilir. Eğer dalgalar belli bir yöne yoğunlaştırılırsa hedefin bulunduğu yerin yönünü de belirlemek mümkündür. Menzil ve yön değerleri ile işaretlerinin yollandığı noktaya göreceli olarak bir nesnenin bulunduğu yer kesin olarak belirlenebilir. Elektromanyetik dalgalar vasıtasıyla böyle konum tayini yapan aygıtlara RADAR-aygıtları denir. Bu ad İngilizcede yapay olarak türetilmiştir. Radar şu kelimelerin baş harflerinden oluşmaktadır: RAdio (Aim)° Detecting And Ranging Radyo (Hedef) Algılama ve Menzil Tayini Bu yapay kelime Kasım 1940 da ABD Donanması korvet kaptanları Samuel M. Tucker ve F. R. Furth tarafından türetildi. 1943 yılında 2. Dünya Savaşındaki Müttefik Kuvvetlerce benimsendi ve sonrasında uluslararası kabul gördü. [1] Bu kavram elektromanyetik dalgaları yansıtan nesnelerin varlığını algılayan ve bunların menzil, yön ve sıkça yüksekliğini, rotasını ve hızını da ölçebilen elektronik aygıtları ifade eder. Bir radar aygıtı, karanlıkta da yayılabilen ve sis ya da bulutların içinden engelsiz geçebilen elektromanyetik dalgalar sayesinde çok uzaklarda olan, kötü meteorolojik koşullar ya da karanlık nedeniyle insan gözü ile görülemeyen uçak, gemi ve engellerin konumlarını tespit edebilir. Modern radar aygıtları bir hedefin yankı işaretinden genellikle çok daha fazla bilgi elde edebilir. Ancak radar aygıtının yürütme süresinin ölçülmesini esas alan menzil tayini en önde gelen özelliğidir. Bir radar aygıtının temel yapısı Aşağıdaki Resim. 2 de bir birincil radarın çok basitleştirilmiş çalışma prensibi gösterilmektedir. Radar anteni hedefe bir yüksek frekanslı enerji yollar, hedefe çarpan işaret buradan yansır ve radar aygıtındaki alıcı aygıtı tarafından alınır. Anten tarafından alınan elektromanyetik enerjiye yankı işareti denir. Yüksek frekanslı enerji yeterli güce sahip gönderici tarafından üretilir ve tekrardan çok hassas bir alıcı tarafından alınır. Resim 2: Bir birincil radar blok şeması Resim 1: Bir birincil radar blok şeması Resim 2: Bir birincil radar blok şeması (Etkileşimli resim) Çalışma prensibi Bir güçlü gönderici çok yüksek frekanslı işaret üretir. Radar anteni gönderim işaretini darbeler halinde yollar ve gönderim darbeleri arasında kalan süre içinde yankı işaretlerinin darbelerini alır. Çok hassas bir alıcıda bu alınan işaretler video işarete dönüştürülür ve istenen yankı işaretinden arzu edilmeyen parazit işaretleri burada ayıklanır. Radar ekranı (görüntü aygıtı olarak burada bir PPI-ekran yankı işaretlerinden elde edilen videoyu görüntüler. Radar işaretleri geleneksel PPI (Plan Position Indicator) olarak adlandırılan ekranlarda görüntülenir. Bununla beraber çok daha gelişmiş radar görüntüleme sistemleri de bulunmaktadır. Ekranda merkezden kenara doğru, dönen parlak çizgi antenin yönünü ve hedefin yan açısını belirtir. Uçaklardan yansıyan işaretler serpişirler, yani çok değişik yönlere yansırlar. Radar aygıtı yönündeki yankı işaretine ise genellikle Geri Serpme (backscatter) adı verilir. Radar bilgileri geleneksel olarak PPI-ekranlarda görüntülenir. Bununla beraber çok daha modern ekranlar da vardır. Bir PPI-ekranda ekran merkezinden kenarına doğru bir parlak çizgi bulunur. Bu çizgi aynı zamanda döner ve söz konusu hedefin menzil ve azimut açısını gösterir. İşaret akışının blok şeması: - Gönderici Bir güçlü gönderici yüksek frekanslı salınımlar (oscillations) üretir. - Dubleks aygıt Dubleks aygıt (bir gönderim-alım anahtarlayıcısı) gönderim sırasında yüksek güçlü enerjiyi antene, alım sırasında ise antendeki zayıf yankı işaretlerini alıcıya aktarır. - Radar anteni Radar anteni gönderim gücünün darbelerini uzaya yayar. - Radyo dalgalarının yayılması Serbest uzayda elektromanyetik dalgalar düz bir çizgide ve sabit bir hızla yayılırlar. - Yansıtıcı nesne Elektromanyetik dalgalar daha sonra bir iletken (tercihen) yüzeye çarptığında enerjinin küçük bir bölümü tekrardan radar aygıtı yönünde geriye yansır. - Radar anteni Radar anteni gönderim darbeleri arasında kalan boşluklarda yankı işaretlerini alır. - Dubleks aygıt Dubleks aygıt alım sırasında zayıf yankı işaretlerini alıcıya aktarır. - Alıcı Çok hassas bir alıcı yüksek frekanslı yankı işaretlerini işler, yankı işaretlerinin parazitlerini ayıklar ve bunları bir video işarete dönüştürür. - Radar ekranı Radar ekranı (burada: bir PPI-ekran) yankı işaretlerinden elde edilen videoyu görüntüler. Darbeler yürütme zamanı tarafından ne kadar daha geciktirilirse, ekran merkezinden o kadar daha uzakta görüntülenirler. Bu ekrandaki sapma yönü antenin o anda baktığı yön ile aynıdır. )° 2. Dünya Savaşında radarlar sadece uçan hedefleri tespit etmek için kullanılıyordu. „Aim“ kelimesi „Hedef“ olarak bu anlamda kullanılmıştı. Günümüzde RADARLAR sadece uçan hedefler için değil, başka amaçlarla da kullanıldığından „Aim“ ifadesi artık terk edilmiştir.