www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Çok-Yollu-Alım ile Yükseklik Tayini

Resim 1: Sinyal varış süreleri arasındaki farklardan faydalanılarak bir uçan cismin yüksekliğini hesaplama imkanı

Yer yüzeyinde ki yansımalardan faydalanılarak yükseklik tayini (yansıtma katsayısı = ρ)

Resim 1: Sinyal varış süreleri arasındaki farklardan faydalanılarak bir uçan cismin yüksekliğini hesaplama imkanı

Çok-Yollu-Alım ile Yükseklik Tayini

Şimdiye kadar bir hedefin yüksekliğini bireysel kademeli demetleri bulunan anten ışıma çizgesine sahip birden fazla sayıda alıcı kanalı olan veya bir kalem demeti olup, bu demetle farklı yükseklik açılarını tarayabilen 3-boyutlu radarlarla hesapladık. 3-boyutlu radarlar, azimut açısı ve menzili ölçebilen 2-boyutlu radarlara göre dört ila on kat daha pahalı olmasına rağmen daha yaygın kullanılmaktadır. Buna rağmen 3-boyutlu radarlarda daha küçük yükseklik açıları için yapılan yükseklik hesaplamalarının hassasiyeti yer yüzeyinde (karada veya denizde) meydana gelen yansımalarda ki zaman gecikmeleri nedeniyle daha kötü sonuçlar vermektedir.

2-boyutlu radarlarda yer yüzeyinde ki yansımaların varış süreleri arasındaki farka dayanan bir yükseklik hesabı klasik 3-boyutlu radarlara göre çok belirgin bir üstünlüğe sahiptir. Çok küçük menzil çözünürlük yeteneğine sahip radarlarda yükseklik, doğrudan gelen ve yansıyan dalganın varış süreleri farkı ile doğrudan hesaplanabilmektedir. Söz konusu yer yüzeyi bölgesinin düz bir satıh olması bu hesaplama için bir ön koşuldur. Ancak bu koşulda varış süreleri farkı ile yükseklik arasında bir orantı kurulabilinir. Bir hedefin yankısının her biri farklı yol kat eden dört bileşeni bulunur. Bunlardan ilki ve en önemlisi A ile B ve B ile A arasındaki doğrudan yoldur. Bu yankı darbesi resimde 1 ile işaretlendirilmiştir. İkinci olası yol gönderilen darbenin yer yüzeyinden yansıyarak (AMB hattı) gidiş yoludur, bu durumda dönüş yolu BA dır. Üçüncü yol bu güzergahın tersi, yani radardan AB yoluyla doğrudan hedefe varıp, buradan yansıtılan ve yer yüzeyinden de yansıyarak radara varan BMA hattıdır. Her iki yankını th gecikme zamanı aynıdır ve ortadaki darbesini meydana getirirler. Dördüncü ihtimal ise hem hedefe gidişte ve hem de hedeften dönüşte yer yüzeyinden yansıyan hattır. Bu darbe resimde ρ² ile gösterilmiştir. Varış th süre farkını aşağıda ki formülle hesaplayabiliriz:

th = 2ha · ht   ha = Radar anteninin yüksekliği
ht = Hedefin yüksekliği
c = Yayılma hızı ve
R = Yatık menzil
(1)

c · R

Uçan hedefin Θe yükseklik açısının sinüsü ht /R olup,

sin Θe = c · th   Θe = elevation angle
th = run time difference
(2)

2 ha
ht = c · R · th (3)

2 ha

Yansıma yoluyla yükseklik tayini ancak τ darbe süresinin varış süresi farkı th den daha küçük olması halinde mümkün olabilmektedir. Örneğin, ha = 100 ft, ht = 10,000 ft>, ve R = 50 deniz mili, varış süre farkı th = 6,69 ns ise alıcı bant genişliğinin en az 149,5 MHz olması gerekir. Hedefin yükseklik açısı ne kadar yüksekse gidiş-geliş yolları o kadar birbirinden ayrılacak ve süre farkı da bir o kadar daha hassas ölçülebilecektir. Darbe sıkıştırma tekniği kullanan bir radarın menzil çözünürlüğü 1 m civarında olmalıdır.