www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Bir Meteoroloji Radarı Alıcısının Blok Şeması

Resim 1: Yüksek dinamikli doğrusal alıcıya sahip bir meteoroloji radarının blok şeması

Bir Meteoroloji Radarı Alıcısının Blok Şeması

Yüksek dinamikli bir doğrusal alıcı

Meteoroloji radarları ile yalnızca yer belirlenmez, aynı zamanda ölçümde yapılır. Bu temel prensip aynı zamanda bir meteoroloji radarındaki alıcı aygıtının blok şemasına da yansır.

Bu alıcı kuvvetli yerden yansıma parazitleri altında bile çalışabilmeli, dinamikliği, duyarlılığı (sensitivity) ve en önemlisi doğruluğu (accuracy) çok yüksek olmalıdır. Yükseltme işlemi sırasında doğrusallıktan (linearity) sapma değerleri radar sinyal işlemcisine girilir ve bu girilen değerlere göre, alıcıya özgün sinyal genliğini yeniden üretilebilmesi için gerekli dinamik sıkıştırma yaptırılır. Bu nedenle hava gözetim radar aygıtlarında kullanılan basit STC-devreleri (Sensitivity Time Control ) ve logaritmik IF-yükselteçleri (Intermediate Frequency) genellikle bu işe uygun değildirler.

Bununla birlikte böyle bir logaritmik yükseltici daha sonraki analog/sayısal dönüştürücülerin (ADC Analog/Digital Converter) zayıflatma (attenuator) devresinde kontrol sinyali üretmek için kullanıldı. Aynı zamanda bu sinyal radar sinyal işlemcisine zayıflatma devresinin o anki durumunu genlik hesaplarına katması için aktarılır.

Bu analog/sayısal dönüştürücünün o anki yankı sinyalinin zayıflatılmasında etkili olabilmesi için oldukça hızlı olması gerekir. Nano saniye gibi bir gecikmenin sağlanabilmesi için bu analog/sayısal dönüştürücü paralel (flash) tür olmalıdır. Buna rağmen anahtarlamadan kaynaklanan tepeleri (peaks) önleyebilmek için doğrusal alıcılarda sinyallerin bu süreler kadar geciktirilmesi gerekir. Bu seviyelerdeki gecikme süreleri ancak sadece koaksiyel kablolarla birkaç metrelik dolambaçlı yollar yaratılarak sağlanabilir.

Resim 1: Yüksek dinamikli doğrusal alıcıya sahip bir meteoroloji radarının blok şeması

Burada sözü edilen radar evreuyumlu bir radardır. Tüm frekanslar ve saat darbeleri (clock pulses) bir ana osilatörün çok kararlı frekansından türetilir ve bunun bir sonucu olarak bunların aralarında sağlam bir faz referansı bulunur. Frekansın birden fazla sayıda katlanması ve ara değerlerin karıştırılması sonucunda kararlı yerel osilatör (STALO-) frekansı elde edilir. Bu frekansın değeri gönderim frekansından ara frekans (IF) kadar yukarıdadır.

Keza ara frekansta ana osilatörün frekansından türetilir. Bu üreteç sıkça alıcı hattında (receiver path) faz referansının (evreuyumun) güvenilir olarak sağlanmasından ötürü COHO olarak adlandırılır. STALO- ve COHO- frekanslarıyla gönderim frekansı karıştırılır. Gönderim darbesi modülatörde bu sürekli dalga frekansının kısa bir bölümü olarak, ancak daha düşük güçte üretilir. Bu darbe yükselticide çok büyük bir seviyede yükseltilir ve antene yollanır. Yükseltici kademesi çok yüksek bir darbeyi kısa süreli olarak sağlayabilen çok kovuklu bir klistrondur.

Darbe Tekrarlama Frekansının değiştirilmesi mümkündür. Ancak radarın aynı doluluk-boşluk oranı (duty cycle) ile çalışması için gönderim darbesinin de birlikte değiştirilmesi gerekir. Bununla birlikte bu, alıcı bant genişliği için bir kontrol imkânının bulunmasını gerektirir. İyonosferden bulutlara kadarki bir bölgede tam saha bir taramada çok dik yükseklik açıları gerekmediğinden farklı uzunluklarda darbe süreleri kullanılır. 15…20° arasındaki yükseklik açıları kısa menziller için tamamıyla yeterlidir. Böylece alım zamanının, daha küçük yükseklik açılarında uzun menzillerde olduğunun aksine çok fazla uzun olması gerekmez. Böylece tüm bölge çok daha kısa bir sürede taranabilir.