www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Bir Radarın Yer Yüzeyinde Oluşturduğu Güç Yoğunluğu

Geçmişte radarlar yaydıkları elektromanyetik dalgaların neden olduğu hayati tehlikelerle bilinirdi. Bulvar gazeteleri buna isim bulmakta gecikmedi: Radar ışınları; oldukça etkileyici, ancak teknik ve mantıksal açıdan yanlış bir tanımlama. Kansere yol açan bu ışıma aslında radarın kendisinden değil, televizyonlarda ve eski bilgisayar ekranlarında da kullanılan çok yüksek gerilimle çalışan özel tüplerden kaynaklanmaktadır. Ancak televizyonların kullanım ömrü kısadır, eskisini atıp „düşük ışımalı“ yenisi almak için fazla beklemek gerekmemektedir. Radarların ömrü ise 30 ila 40 yılı bulabilmektedir.

Röntgen ışınları

Geçmişte sıkça bu ışıma kaynakları yakınında çalışmak zorunda kalan radar personelinin bilgisizlik ve muhtemelen dikkatsizlik sonucu maruz kaldığı bu tehlikeli ışıma bir röntgen ışımasıydı. Radarlardaki bu ışımaya röntgen parazit ışıması denilmektedir. Basitçe bu tüplerin etrafına yaklaşık 2 mm kalınlığında bir demir tabaka sararak bu tehlikeli ışımadan korunmak mümkündür. Televizyon resim tüplerinde izleyicilerin baktığı taraftaki camı kalınlaştırarak koruma sağlanabilmektedir. İzleyiciler televizyonu birkaç metre öteden seyrettiklerinden bir koruma zaten sağlanmaktadır. Ekranın hemen yakınında çalışmak zorunda kalan bilgisayar kullanıcıları ise yüksek seviyede ışımaya maruz kalmaktadır. Bilgisayar ekranlarının televizyon ekranları kadar büyük olmamaları ve kullanılan anot geriliminin daha düşük olması nedeniyle tehlike daha azdır. Radar personeli sadece bu röntgen ışınları nedeniyle zarar görmüşlerdir. Zamanla röntgen ışınları yayan radar aygıtları ya tamamen devre dışı bırakılmış ya da söz konusu parçalar daha düşük ışıma yapanlarıyla yenilenmiştir.

Yüksek frekanslı ışıma

Radar ışını kavramı sıkça yüksek frekanslı ışıma ile karıştırılır. Göndericiden ve radar anteninden yayılan bu ışıma tehlikeli değildir. Ancak bu tür ışınım genellikle radar tesisi yakınında ikamet edenleri ürkütmektedir. İnsanlar ne yazık ki bu tür evhamlar, tümüyle hatalı hesaplamalar ve çoğu kez kurgusal varsayımlar sonucu bir abartılı tehlikenin olduğunu düşünürler.

Dalga boyu
Frekans
Güç yoğunluğu (W/m²)
Ufuk-ötesi radarlar
Yöngüdüm radarı
Muhtelif sivil ve
askeri radarlar

Resim 1: 2004/40/EG nolu yönergeye göre YF-güç yoğunlukları

Dalga boyu
Frekans
Güç yoğunluğu (W/m²)
Ufuk-ötesi radarlar
Hava savunma radarı
Uçuş güvenlik radarı
Meteoroloji radarı
Yöngüdüm radarı
Muhtelif sivil ve
askeri radarlar

Resim 1: 2004/40/EG nolu yönergeye göre YF-güç yoğunlukları

Dalga boyu
Frekans
Güç yoğunluğu (W/m²)
Ufuk-ötesi radarlar
Yöngüdüm radarı
Muhtelif sivil ve
askeri radarlar

Resim 1: 2004/40/EG nolu yönergeye göre YF-güç yoğunlukları

Genellikle güç yoğunluğu etken değer olarak ölçülür (darbe gücü değil!) ve Alman Hukukunca kabul edilen 2004/40/EG yönergede belirlenen sınır değerlerini referans alır. Bu sınır değerleri sadece kısa süreli yükleme içindir, yani yıl boyunca süren uzunca bir yükleme için söz konusu değildir. Konu hakkında tıbbi araştırmalar henüz bulunmamaktadır. Çünkü karşılaştırma için gerekli çok sayıda hayatında yüksek frekanslı kaynaklardan gelen bu tür bir ışımaya hiç maruz kalmamış denekler bulmak mümkün olamamaktadır.

Bir yükleme ölçümünün yapılması

Dalgalı elektromanyetik alanlarda güç ölçümü özel güç-ölçer aygıtlarla yapılır. Ölçümler ya beher metrekareye düşen Watt (W/m²) ya da santimetrekareye düşen miliwatt (10 W/m² = 1 mW/cm²) cinsinden verilir. Çok iyi kalibre edilmiş bir alıcı anten vasıtasıyla ışımanın ölçülecek frekans bölgesinin olabilecek en geniş izgesi ölçü cihazına yönlendirilir. Bu hattaki kayıplar ve antenin kazancı hesaplamalara katılmalıdır.

Yüksek frekanslı enerji bir özel parçaya (bir termistör) aktarılır. Bu ışıma enerjisi bu parçayı ısıtır ve bir belirli süre sonunda parçanın direnci değişir ve bu değişen direnç değeri bir direnç köprüsü vasıtasıyla ölçülebilir. Bu direncin değişim miktarı ışıma gücünün bir ölçüsüdür. Termistörün ısınması zaman aldığından sadece sürekli dalga gücüne eşdeğer etken (efektif) direnç değeri ölçülebilir, yani darbe gücü değeri ölçülemez.

Radarların yüksek frekanslı özel alan ölçümleri radardan uzaklaştıkça yayın gücünün azalması ve ölçü cihazlarının kayıt yapamaması nedeniyle yalnızca radara 100 m ye kadar olan yakın bölgede yapılabilmektedir.

Bir yüklemenin ölçülmesi

Darbe gücü (etken sürekli dalga gücü yerine) ve bir radar anteninin tam kazancı (aslında tamamen farklı bir yöne yayın yapan) gibi kavramlar bazı komplo teorisyenlerinin bir önemli sayıyla oynayarak Işıma Yüklemesine (nasıl adlandırıyorlarsa) gelmek için kullanmaktan çok hoşlandıkları temalardır.

Bir ışıma yüklemesinde yüksek frekanslı ışımanın güç yoğunluğu belirleyicidir. Aşağıdaki parametrelerin bir radarın bir ölçme noktasındaki güç yoğunluğu ölçümü üzerinde farklı etkileri vardır:

Resim 2: Bir kürenin yüzeyindeki güç yoğunluğu

Resim 2: Bir kürenin yüzeyindeki güç yoğunluğu

Bild 2: Leistungsdichte auf einer Kugeloberfläche

Bir yan topuz bölgesindeki bir ölçme noktasında bu etkinin değerini aşağıdaki formülle hesaplayabiliriz:

Güç yoğunluğu = Ortalama güç  ·  Anten kazancı  ·  Işınma zamanı
Işıma ıraksayı Yan topuz zayıflaması Anten dönme süresi

 

SA = PAve · G · TD mit: SA = Güç yoğunluğu
PAve = Ortalama güç (Average Power)
R = Ölçme noktası- radar arası uzaklık [m]
G = Anten kazancı (Gain)
ASL = Yan topuz zayıflaması (Side Lobe Attenuation)
TD = Işınma zamanı (Dwell Time) [s]
tu = Anten dönme süresi [s]
(2)

4 · π · R2 · ASL · tu
 

Bu tüm etmenler hesaba katıldığında radardan 2000 m uzakta ve yükseklik açısı 0,5° dereceden daha olan az bir noktada beher santimetre kare için olabilecek güç yoğunluğunun mikrowatt ila nanowatt seviyesi arasında bulunduğu görülebilir. Bu tür küçük güç yoğunluklarının ölçülmesi mümkün değildir ve müsaade edilen güvenlik sınır değerlerini de aşmaz. Bir insan kirli kolektör fırçaları bulunan bir elektrikli süpürgeden yayılan yüksek frekanslı parazit elektromanyetik dalgalarla uzaktaki radara göre daha fazla ışımaya maruz kalmaktadır!

Yukarda bahsedilen „eşdeğer yönbağımsız yayılan güç (EIRP)“ kurgusal güç ifadesi bu formülde yeri bulunmamaktadır: yani bir gerçek güç yoğunluğu ve takiben bir ışıma yüklemesi için EIRP girdisi yoktur.

Işıma yüklemesi

Bir ışıma yüklemesi hatalı olarak sıkça bu güç yoğunluğu ile karıştırılır. Işıma yüklemesi bu güç yoğunluğundan insan vücudu tarafından ne kadarının kapıldığına bağlıdır. İnsan vücudu bir belirli bir açıklığa ya da bir etken anten yüzeyine sahip bir anten gibi çalışır. Kapılan enerji hem güç yoğunluğuna ve ilaveten kullanılan dalga boyuna, maruz kalma süresine hem de vücut kütlesine bağlıdır.

Günümüzde kullanılan çok yüksek frekanslarda çalışan (meteoroloji radarları genellikle yaklaşık 5 GHz, füze güdüm radarları ve deniz yöngüdüm radarları genellikle 10 GHz, hatta otomotiv radarları 75 GHz) radarların ışıması vücuda derinlemesine giremez dahi. Çoğu birkaç santimetreden, sıkça birkaç milimetreden sonra deri tarafından soğrulur.

Daha fazla bilgi için başvurabileceğiniz uzman kuruluş: Team Strahlenschutz. (Almanca veya İngilizce)