www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Radar Kesiti

Resim: Bir B 26 bombardıman uçağının azimut açısına göre 3 GHz lik bir frekansta deneysel olarak çıkartılmış göreli yansıtma yüzeyi σ /σ0 (kaynak Skolnik)

Grafikte bir uçağa ait ikincil radarın ışıma diyagramının kutupsal koordinat sistemi ile gösterimi bulunmaktadır. Söz konusu uçağı stilize eden diyagram, ikincil ışımanın  kutupsal koordinat sistemi merkezi etrafını kuşatan kaotik gibi görünen bir yoğun maksimum ve minimum diziden meydana gelmektedir.

Resim: Bir B 26 bombardıman uçağının azimut açısına göre 3 GHz lik bir frekansta deneysel olarak çıkartılmış göreli yansıtma yüzeyi σ /σ0 (kaynak Skolnik)

Radar Kesiti

Bazı yayınlarda keza etkin yansıtma yüzeyi olarak adlandırılan yansıtma yüzeyi, bir uçan cisme özgün birçok etmenlere bağlı olan bir büyüklüktür. σ-değerinin matematiksel hesabı sadece basit yüzeylerde yapılabilir, şöyle ki yansıtma yüzeyi cismin biçimine ve dalga boyuna bağlıdır, diğer bir deyişle cismin yapısal boyutlarının dalga boyuna olan oranına bağlıdır.

Etkin yansıtma yüzeyi pratik olarak şunlara bağlıdır:

Bir yolcu uçağının tasarımında etkenlik ve güvenlik öne çıkarken, buna karşılık askeri amaçlı bir uçakta yansıtma yüzeyinin olabildiğince küçük tutulmasına dikkat edilir. Stealth- teknolojisi adını verdiğimiz bu teknoloji körfez savaşında başarıyla kullanıldı, fakat Kosova savaşında Sırp radarlarının (P-12 ve P-18) çok alçak frekansları kullanması nedeniyle Stealth bombardıman uçaklarının pilotları bilindiği üzere büyük sorunlarla karşılaştı.

Yansıtma yüzeyinin hesaplanması

Aşağıda ki formül gelen dalganın kapıldığı ve uzaya her yönde eşit olarak tekrardan yansıtıldığı varsayımıyla, yansıtma yüzeyini etkin yüzey olarak vermektedir. Radar alıcısı anteninin yüzeyine, sadece yansıtılan gücün r menzilindeki güç yoğunluğu isabet eder. Radar kesiti σ şöyle tanımlanır:

σ = 4·π·r2·Sr
 
σ: görünen yüzey [m²], geri yansıtma yeteneği için ölçü
St: Radar hedefi üzerindeki gönderici gücü yoğunluğu [W/m²]
Sr: r menzilindeki yansıtılmış güç yoğunluğu in [W/m²]
(1)

St

Etkin yansıtma yüzeyini hesaplanmasında kullanılan formüller optik kurallara, keza frekansa bağımlı yansımaların, radar cihazının dalga boyundan çok çok uzaklarda bulunan nesnelerden kaynaklandığı koşulu altında geçerlidir.

Bir küreden yansıma
Bir küreden yansıma
 
σmax = π ·R2 (2)
Bir silindirden yansıma
Bir silindirden yansıma
 
σmax = 2·π·r·h2 (3)

λ
Düz bir plakadan yansıma
Düz bir plakadan yansıma
 
σmax = 4·π·b2·h2 (4)

λ2
Eğimli bir düz plakadan yansıma
Eğimli bir düz plakadan yansıma

...gerçekten şimdi ki örnekte olduğu gibi, sadece: yansıtılmış enerji bir başka yöne yansımaktadır. Gönderici radar keza bu enerjiyi alamaz. Bu yüzden göndericisi ve alıcısı farklı yerlerde bulunan bistatik radarlar kullanılır.

Çizelge 1: Bazı geometrik nesnelerden yansımalar

Nokta biçimli hedeflerin yansıtma yüzeyi
Hedeflerσ [m2]σ [dB]
Kuş0,01-20
İnsan10
Yelkenli1010
Otomobil10020
Kamyon20023
Köşe yansıtıcı2037943,1

Çizelge 2: Nokta hedefler için geri yansıtma yüzeyi

Nokta biçimli hedefler, boyutları bir menzil hücresinin (bakınız Menzil Çözünürlüğü) boyutlarından daha küçük olan hedeflerdir.

Bazı örnek olarak verebileceğimiz hedefler geometrik boyutlarına göre çok yüksek değerlerde bir yansıtma yüzeylerine sahiptir ve gönderilen enerjinin hayli büyük miktarını yansıtırlar. Yanda ki çizelgede X-bandında ki bazı yansıtma yüzeylerine ait örnekler bulunmaktadır.

Çizelge değerleri: M. Skolnik, „Introduction to Radar Systems”, 2nd Edition, McGraw-Hill, Inc 1980, Sayfa 44.
Köşe yansıtıcı, kenar uzunlukları 1,5 m olan bir üçgen yansıtıcının yansıtma yüzeyine bir örnektir.