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

Hava Gözetim Radarı

Resim 1: ASR-NG Hava Gözetim Radarı, Almanya, Ulm kenti yakınındaki üretici firmanın test alanında.
(© 2016 Hensoldt GmbH)

Resim 1: ASR-NG Hava Gözetim Radarı, Almanya, Ulm kenti yakınındaki üretici firmanın test alanında.
(© 2016 Hensoldt GmbH)

Hava Gözetim Radarları nedir?

Hava Gözetim Radarı

Uçuş güvenliğinde kullanılan Hava Gözetim Radarı için İngilizce de sıkça Air Surveillance Radar, ASR veya seyrek olarak Terminal Area Radar, TAR adları kullanılır. Bu radar havaalanlarında konuşlandırılan bir orta menzilli özel radardır ve uçuş kulesi operatörlerine sorumlu oldukları hava sahası bölgesi içinde seyreden uçakların tamamının hareketleri hakkında bilgi sağlar. Frekans çalışma bölgesi 2 700 ila 2 900 MHz (E-bandı) arasındadır. Bu frekans bandı radar işaretlerinin kuvvetli yağış bölgelerinde daha az soğrulması (absorption) nedeniyle tercih edilmektedir. İlaveten bu frekans bölgesi, iyi bir yönlülüğe (directivity) sahip nispeten hafif ve daha küçük boyutlu antenleri kullanabilmek için yeterince yüksektir.

Yedekleme (Redundancy)

Uçuş güvenliğinin hayati önemi nedeniyle sistem arıza olasılığının olabildiğince düşük olması gerekir. Bu nedenle tüm modüller çok yüksek seviyede yedeklenmiştir. Ayrıca sıkça, modüllerin göreve hazır olma durumunun sürekli sınandığı bir otomatik yeniden yapılandırma işlevi eklenir. Arıza durumunda, kullanılmakta olan modüllere ilaveten, yedekte bekleyen modüller işaret işleme hattına otomatik aktarılır. Göndericide aynı özelliğe sahip çok sayıda modül kullanmak da bir ayrı çözümdür, böylece bir modülün arızalanması durumunda, gönderici diğer sağlam modüllerle çalışmasına devam edebilir (Soft Error Management). Böyle bir gönderici „hata kaldırabilir“ (fault-tolerant) olarak nitelenir ve modüllerinde birden daha fazla sayıda çökme olsa bile, radar menzilinde ciddi bir kayıp olmaksızın çalışmasına devam edebilir (Radar Denkleminin Uygulanması konusuna bakınız).

Bu modüller çalışma sırasında besleme gerilimi kesilmeden de değiştirilebilir. Dönen bir aktif antende, anteni durdurmadan parça değiştirmek mümkün olmadığından Hava Gözetim Radarlarında genellikle pasif anten kullanılır. Bir pasif antende bu modüllerin tümüne erişmek her zaman mümkündür, değişme sırasında radar gücünde çok hafif bir kayıp olsa da radar çalışmasını sürdürebilir. Bununla beraber, pasif antenlerin şöyle bir sakıncası vardır: Çok zayıf yankı işaretlerinde anten ile alıcı/gönderici arasındaki uzun dalga kılavuzu hatlarında ciddi güç kayıpları meydana gelir.

Münih „Franz Josef Strauß“ Havaalanı gibi (ICAO-kodu: EDDM) hava trafiğinin çok yoğun olduğu havaalanlarında iki bağımsız Hava Gözetim Radarı kullanılır. Bunun birinci nedeni yedekleme kaygısı iken, diğer nedeni Sükûnet Konisi (Cone of Silence) dediğimiz, bir radarın anten topuzlarının arasında kalan ve algılanamayan boşluğun iki radar kullanılarak kapatılmasıdır.

Teknik Veriler

Bir Hava Gözetim Radarının teknik verilerinin Uluslararası Sivil Havacılık Kurumunun (International Civil Aviation Organization, IACO) ve Avrupa Hava Trafiği Güvenliği Kurumunun (European Organization for the Safety of Air Navigation, EUROCONTROL) önerilerine uygun olması gerekir ve bu öneriler bağlayıcıdır. Bir Hava Gözetim Radarının radar kapsama alanı, hava alanının Avrupa Sivil Havacılık Konferansı (European Civil Aviation Conference, ECAC) tarafından tanımlanan sınırlara uygun olmalıdır. 1 000 m yükseklikte seyreden bir uçak için etken menzilin yaklaşık 75 km ila 110 km arasında olması gerekir, yükseklik için 3 000 m lik bir menzil gerekir. 150 km yi bulan bir menzil iyidir, ancak gerekli değildir. Tam tersine: bir darbe radarının zaman cetveli, antenin dönme hızı değiştirilerek yeniden ayarlanmalıdır. Antenin daha yavaş dönmesi veri yenileme hızını kötüleştirir. Böyle bir zaman cetveli, kullanılan darbe tekrarlama frekansının büyüklüğünü de etkiler ve sonuçta isabet oranı azalır. Algılama olasılığındaki bu kayıplar, örneğin gönderim gücündeki oldukça büyük yedeklemeler gibi, diğer önlemlerle dengelenmelidir. Birincil radarın menzilinin 150 km olmasını gerektirecek durum söz konusu değilken, bu kadar büyük bir harcamanın yapılması da anlamsızdır.

Antenin dönüş sayısı dakikada 12 ila 15 arasında değişir. Böylece 4 ila 5 saniyelik bir veri yenileme hızına ulaşılır. Havaalanı uçuş kontrol operatörlerinin, radar tarafından yönlendirilen bir yaklaşım sırasında en az her 5 saniyede bir iniş rotasını pilota bildirmek zorunda olduğundan, bu zaman aralığı anten dönüş sayısı ile garantiye alınmalıdır. Bir Hava Gözetim Radarı genellikle bir kosekant-kare çizgeli parabolik yansıtıcı kullanır. Birçok radar aygıtında iki adet boynuz ışıyıcı kullanılarak yüksek demet ile alçak demet ayrı ayrı yayınlanabilir, bu sayede yerden sabit yansıma parazitleri daha iyi bastırılır ve hareketli hedefler (Moving Target Indication, MTI) daha iyi algılanır.

Uçuş yüksekliği verileri

Bir Hava Gözetim Radarı ekonomik nedenlerle genellikle sadece 2-boyutlu radar olarak tasarlanır. Bu radara daima, algılanan hedeflerin kimliklerinin Hava Gözetim Radarının ekranlarında görüntülenmesini sağlayan bir ikincil radar eşlik eder. İkincil radar ayrıca uçağın yükseklik göstergesindeki barometrik yolla elde edilmiş yükseklik bilgisi de sağlar. Her iki bilgi radar verilerinin işlenmesi sırasında çizit birleştiricide bir araya getirilir ve bu bilgiler ekrandaki hedef işaretinin hemen yanındaki bir veri bloğunda alfa-sayısal görüntülenir. Bir ikincil radar, aynı zamanda bir birincil radarla temelde eşzamanlı çalışan bir İkincil Gözetim Radarıdır (Secondary Surveillance Radar, SSR). Hava Gözetim Radarlarında kullanılan ekranların çoğu radarın menzilinin iki katına ölçeklidir ve bu sayede ikincil radarların çok büyük menzil bilgilerini de (örneğin 120 km yi bulan) ekranda görüntüleyebilir.

Örneğin, Resim.1 de gösterilen radarda olduğu gibi, birincil radar ile bir yükseklik açısı ölçümü ve buna dayanan bir hesaplamayla uçuş yüksekliğini tayin etmek de mümkündür. Bu radar her birisi bir bağımsız alıcı kanala sahip üç boynuz ışıyıcıdan meydana gelen bir sistem kullanır. Her bir yükseklik açısı, bu kanallarda, yüksekliğin kabaca hesaplanabilmesine imkân veren bir karakteristik güç dağılımı meydana getirir

Elektronik haritalama

Hava Gözetim Radarları çoğu durumlarda radar ekranında elektronik haritalama bilgilerini görüntüleyebilir. Bunlar; taktik hatları ve sorumluluk bölge sınırlarını, engellerin konumlarını, uçuşa yasak bölgeleri, fenerleri ya da karakteristik arazi noktalarını kapsar. Modern radar aygıtlarında ise bu bilgiler bilgisayarda bir dosyaya kaydedilir. Eski analog radar aygıtlarında ise bu haritalama bilgileri karmaşık bir yöntemle bir harici video harita aygıtında bir radyoskopik yolla üretilmiş, ekranın sapmasına eşzamanlı bir ışık demeti ile taranan diyalara kaydediliyordu.