www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Radar Aygıtlarının Prensipleri

Radar prensibi: Elektromanyetik darbe antenden bir hedef uçağa doğru ışık hzı ile hareket eder. Orada yansıtılır ve yankı aynoı hızxla antene geri döner. Hız bilindiği için, ölçülen süre (bir kronometre ile sembolize edilen) menzil hesaplanabilir.

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 sinyali 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 sinyallerin 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)° (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 sinyalinden 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 sinyal buradan yansır ve radar aygıtındaki alıcı aygıtı tarafından alınır. Anten tarafından alınan elektromanyetik enerjiye yankı sinyali 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

Radarın basit çalışma prensibi: Gönderici yüksek frekanslı sinyalleri yollar. Bu sinyaller bir dubleks cihazı (gönderici veya alıcıya yönlendirme yapan bir anahtarlama cihazı) vasıtasıyla antene aktarılır. Eğer radar ışını bir uçağa isabet ederse, yüksek frekanslı sinyaller burada bir yansımaya uğrar. Yansıyan enerjinin yankı denen küçük bir bölümü antene döner. Dubleks cihaz bu gelen sinyalleri alıcıya aktarır. Alıcı bu sinyalleri bir video sinyale dönüştürür ve bunlarda ekranda görüntülenir.

Resim 2: Bir birincil radar blok şeması (Etkileşimli resim)

Çalışma prensibi

Bir güçlü gönderici çok yüksek frekanslı sinyal üretir. Radar anteni gönderim sinyalini darbeler halinde yollar ve gönderim darbeleri arasında kalan süre içinde yankı sinyallerinin darbelerini alır. Çok hassas bir alıcıda bu alınan sinyaller video sinyale dönüştürülür ve istenen yankı sinyalinden arzu edilmeyen parazit sinyalleri burada ayıklanır. Radar ekranı (görüntü aygıtı olarak burada bir PPI-ekran yankı sinyallerinden elde edilen videoyu görüntüler.

Radar sinyalleri 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 sinyaller serpişirler, yani çok değişik yönlere yansırlar. Radar aygıtı yönündeki yankı sinyaline 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.

Sinyal akışının blok şeması:

)° 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.