www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Ufuk-Ötesi Radarı (OTH)

deniz mili
kilo feet

Resim 1: Bir Ufuk-ötesi yüzey dalga radarının (yeşil), bir En-Route radarla (kırmızı) kapsama alanlarının karşılaştırılması

deniz mili
kilo feet

Resim 1: Bir Ufuk-ötesi yüzey dalga radarının (yeşil), bir En-Route radarla (kırmızı) kapsama alanlarının karşılaştırılması

Yer yüzeyinin düz değil kavisli olması radarlar için bir sıkıntıdır. Azami mümkün radar ufku gözle görülen ufuk ötesinin ancak bir miktar daha ötesine geçebilmektedir. Ufuk-ötesi radarların kullandıkları çok uzun dalga boyuna sahip taşıma frekanslarının bazı özel yayılma özelikleri vardır. Bu radarlar ufuk ötesinin çok daha gerisinde bulunan nesneleri de algılayabilirler. Çok uzun dalga boyları nedeniyle bu radarların anten alanları çok geniş olur ve hatta birkaç kilometreyi bile bulabilir. Bu radarların bazıları çok daha uzun menzillere ulaşabilmek için enerji tasarrufu sağlayan Frekans Modülasyonlu Sürekli-Dalga (FMCW) tekniğini kullanırlar. Ancak bu teknik gönderici- ve alıcı antenlerin ayrı yerlerde kurulmasını gerektirmektedir.

1950 ila 1960 yılları arasında çok sayıda ufuk-ötesi radar kuruldu ve küresel erken uyarı sisteminin bir parçası olarak kullanıldı. Askeri amaçlı olan bu sistemler radyo amatörlerinin haberleşmesini bozuyordu ve bu nedenle „ağaçkakan“ lakabı takılmıştı. Günümüzde bu sistemlerin çoğu devre dışıdır. Soğuk Savaş yıllarının sonunda bu sistemlerin bir anlamı kalmadı, çünkü uydu tarafından yapılan taramalar hem çok daha geniş bir bölgeyi kapsıyor hem de çok daha hassas sonuçlar verebiliyordu. Ancak bu ufuk-ötesi radarlar nispeten daha ucuz oluşları nedeniyle uyuşturucu kaçakçılarını bulma gibi amaçlarla kıyı koruma güvenlik hizmetlerinde kullanılmaktadır.

Ufuk-ötesi radarlar 2000 km gibi çok daha uzun menzillere menzil belirsizlikleri olmaksızın ulaşabilmek için birkaç on Hertz gibi çok düşük darbe tekrarlama frekanslarını kullanırlar.

Ufuk-Ötesi Yüzey Dalgası (OTH–SW)

Ufuk-ötesi yüzey dalgası radarları 2…3 MHz ten başlayarak en fazla 20 MHz lik taşıyıcı frekansları kullanırlar. Bu bölgede bulunan frekanslardan uygun olanı kullanılabilir, ancak bunlar çok kuvvetli yüzey dalgası oluşturmaz ve bu nedenle azami menzilde kayba uğrarlar. Bu tür elektromanyetik dalgalar kenar veya kavislerde yayılma yönünde herhangi bir değişiklik olmaksızın bükülme gibi bir özelliğe sahiptir. Bunlar çok uzun dalga boylarıyla denizin oldukça iyi iletken olan yüzeyinde yeryüzünün kavisi boyunca ufuk ötesini aşarlar. Resim. 1 de Gigahertz bölgesinde direk dalga kullanan bir En-Route uçuş güvenlik radarının kırmızı renkli radar kapsama alanı, bir ufuk-ötesi radarın yeşil renkli kapsama alanı ile karşılaştırmaktadır.

Rytheon firması Kanada Ordusu için „HF-SWR-503“ adlı bu tür bir radar geliştirdi. Bu radar bir deniz arama radarıdır. Uyuşturucu kaçakçılığı, kaçakçılık, korsanlık, yasal olmayan balık avcılığı ve insan kaçakçılığını önlemek gibi amaçlarla kullanılmaktadır. Bu radar ayrıca rüzgâr, dalga ve buzdağı hareketlerinin gözlemlenmesinde, çevre kirliliğinin ve bu kirliliğe sebep olanların takibinde de kullanılmaktadır.

Ara açıklıkları yaklaşık 50 m olan, yarı dalga boyu 3 MHz civarındaki çeyrek dalga dipollerden oluşan bu anten alanının boyu yaklaşık 660 m civarındadır. Bu anten tesisi 370 km menzil 120° lik bir sektör içindeki hedefleri 100 m hata payıyla belirleyebilir. İmalatçı Rytheon firması bu sistemin 15 ila 20 MHz arasında bir frekansta çalıştırılması durumunda alçaktan uçan füzeleri de bile algılamakta kullanılabileceğini söylemektedir.

Deniz akıntıları, rüzgâr yönü ve dalga yükseklikleri gibi denizbilimsel ölçümleri yapmakta kullanılan Almanya’daki WERA radarı bu tür radarların sivil amaçlı bir örneğidir. Bu radar tipik 0,3 saniye gibi frekans süpürme periyoduna sahip frekans modülasyonlu sürekli dalga (FMCW) prensibiyle çalışır ve 200 km ye kadar menzilden Bragg Saçılma etkisiyle dönen yankı sinyallerini algılayabilir.

Arama-
sahası
Alma-yeri
Gönderme-yeri

Resim 2: Bir Ufuk-ötesi geri saçılmalı radarın çalışma prensibi

Ufuk-ötesi geri saçılma (OTH–B)

Ufuk-ötesinde aramada kullanılan elektromanyetik dalgaların bir başka yayılma türü daha bulunmaktadır. Burada gök dalgaları denilen dalgalar iyonosferdeki bir iyonize katmana çarparak yeryüzüne yansırlar. Kullanılan frekanslar 50 MHz e kadarki kısa dalga bandındadır. Bu radarın yapısı ufuk-ötesi yüzey dalgası radarı gibidir ve yine büyük bir anten alanı gerekir.

İyonosferdeki yansıtıcı katmanların bir sabit yükseklikte olmaması ve günün saatlerine bağlı olarak kuvvetlice değişmesi nedeniyle radar sinyallerin işlenmesi çok zordur. Bu yansıma öylesine çok basit bir aynalama değil, daha ziyade karmaşık bir süreçtir. Yankı sinyalleri tekrarlanan yansımalar sonucu oldukça zayıflar, bu da çok kaliteli ve hassas bir alıcı kullanılmasını gerektirir.