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

Çok-Yollu-Alım ile Yükseklik Tayini

Resim 1: Çok-Yollu-Alım tekniği ile bir uçan nesnenin yüksekliğini hesaplama

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

Resim 1: Çok-Yollu-Alım tekniği ile bir uçan nesnenin yüksekliğini hesaplama

Çok-Yollu-Alım ile Yükseklik Tayini

Şimdiye kadar bir hedefin yüksekliği 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 hesaplandı. 3-boyutlu radarlar, azimut açısı ve menzili ölçebilen 2-boyutlu radarlara göre dört- ila on kat pahalı olmasına rağmen daha yaygın kullanılmaktadır. Bununla beraber 3-boyutlu radarlarda daha küçük yükseklik açılarındaki yükseklik hesaplamalarının doğruluğu yer yüzeyinden (kara veya deniz) gelen yankılardaki zaman gecikmeleri nedeniyle kötüleşir.

2-boyutlu radarlar yer yüzeyindeki yankıların varış süreleri arasındaki farka dayanan 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 sürelerinin farkı ile doğrudan hesaplanabilmektedir. Söz konusu bölgedeki yer yüzeyinin düzgün olması koşuluyla varış süreleri farkı ile hedef yüksekliği arasında bir orantı kurulabilir. Bir hedefin yankısı aşağıdaki olası dört farklı yoldan birini takip eder:

Birinci yol: En önemlisi olan A-B ve B-A hattıdır. Bu yankı darbesi resimde „1” olarak işaretlenmiştir.

İkinci yol: Gönderilen darbenin yer yüzeyinden yansıyarak hedefe gittiği A-M-B hattıdır, bu durumda dönüş yolu B-A dır.

Üçüncü yol: Radardan A-B hattı ile doğrudan hedefe varan, burada yer yüzeyine doğru yansıtılan ve yer yüzeyinde tekrar radara yansıtılan tam ters bir yol olan B-M-A hattıdır. Her iki yankını th gecikme süresi aynıdır ve resimde görülen ortadaki „2ρ” darbesini meydana getirirler.

Dördüncü yol: Hem hedefe gidişte ve hem de hedeften dönüşte yer yüzeyinden yansıyan hattır. Bu darbe resimde „ρ²” ile gösterilmiştir. Varış süre farkı th aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

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

Uçan hedefin Θe yükseklik açısının sinüsü ht /R olup,

sin Θe = c · th   Θe = Yükseklik açısı
th = Gidiş-geliş zaman farkı
(2)
2 ha
ht = c · R · th (3)
2 ha

Yansıma yoluyla yükseklik tayini ancak τ darbe süresinin gidiş-geliş süresi farkı th den daha küçük olması halinde mümkün olabilmektedir.

Örneğin, eğer 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 doğru ölçülebilecektir. Pratikte Darbe Sıkıştırma Yöntemi kullanan bir radarın Menzil Çözünürlük Yeteneği 1 m civarında olmalıdır.