www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Radar Sinyal Dönüştürme

Saptırma ışını

Resim 1: Bir bilgisayar ekranının piksel ızgarası (oklar ekran belleğine kayıt sırasını gösteriyor).

Saptırma ışını

Resim 1: Bir bilgisayar ekranının piksel ızgarası (oklar ekran belleğine kayıt sırasını gösteriyor).

Çözünürlük
Hücresi
Piksel

Resim 2: Dik açılı üçgenin kısa kenarları X ve Y, hipotenüs r menzil ve azimut açısı β

Çözünürlük
Hücresi
Piksel

Resim 2: Dik açılı üçgenin kısa kenarları X ve Y, hipotenüs r menzil ve azimut açısı β

Radar Sinyal Dönüştürme

Bir gözetim radarı hedefin kutupsal koordinat sisteminde menzilini (r) ve azimut açısını (β) verir. Bu ham radar verileri satır taramalı ekranda işlenebilmesi için Radar Sinyal Dönüştürme yöntemiyle Kartezyen koordinat sistemine dönüştürülür.

Radar ham verileri bir çizelgede tutulur. Bu çizelge kutupsal depo (polar store) ya da piksel- harita (pixmap) olarak adlandırılır. Çizelgenin sütunları mümkün olabilen tüm menzil kademelerini ihtiva eder. Çizelgedeki her satır ise bir belirli azimut açısındaki bir tam darbe periyodu içindir. İlk satırın azimut açı değeri 0° dir, yani kuzey yönü. Çizelgenin her bir hücresinde tutulan sayı ekranda bu hücrenin parlaklık değerini verir. Eğer bu çizelge biteşlemli (bitmap) olarak herhangi bir sinyal dönüştürme olmaksızın bir satır taramalı ekranda görüntülenirse bu görüntü 90° döndürülmüş B-ekran görüntüsüdür. Bir satır taramalı ekranda satır-satır giderek bir PPI- resmine benzeyen bir resim elde etmek için ham radar verilerinin önce Kartezyen formata dönüştürülmesi gerekir. Keza hangi satırda (Y ) kaçıncı pikselin (X ) aydınlatılması gerektiği hesaplanmalıdır.

Bu dönüştürme basit bir trigonometrik işlemdir:

X = r sin β + XC (1)
Y = r cos β + YC

(XC , YC) değerleri radar anteninin konumunu temsil eder. Bu genellikle ekranın merkezidir.

Bununla beraber ham radar verilerinin tutulduğu çizelgedeki tekli hücreler radara olan uzaklığına bağlı olarak farklı büyüklüklere sahip olabilirler. Bir PPI-ekranda radara yakın menzilde bulunan hedef işaretleri ekranın dış kenarı yakınında yer alan hedef işaretlerinden daha küçüktür. Trigonometrik fonksiyonlarda bükülme noktalarında (inflection points) fonksiyonlar oldukça hatalı değerler alabilmektedirler. Bu bölgelerde farklı bir yol izlenebilir, aynı açı değerinin sin β = cos (90°- β) ilişkisine uygun olarak tümleyeni alınabilir. Ancak kutupsal koordinat sisteminde iki komşu pikselde olan bu hücreler Kartezyen koordinat sisteminde yine komşu piksellerde olamayacaklardır. Aynı hedeften gelen ve bir bütün oluşturan her iki sinyal arasında görüntüde bazı boşluklar ortaya çıkar.

Bu nedenle pratikte ters bir yol izlenir: Bir sonraki çizelgede ekranın her bir satırındaki her bir piksel için daha sonra kutupsal koordinat sisteminden gelecek azimut açısı ve menzil değerleri belleğe kaydedilir. Bu optimize edilmiş değerlerle (satır numarası azimut açısına, sütun numarası ise menzile karşılık gelir) ham veri çizelgesindeki hücrelerin değerleri belirlenir ve Kartezyen formatındaki resimde de bu değerler kullanılır.

Ancak bu radar sinyal dönüştürme işlemi radarın koordinat belirlemesinde ilave bazı hassasiyet kayıplarına yol açar. Ham veri çizelgesinin merkezindeki hücre çok nadiren resimdeki piksellerin merkezine denk düşer. Bir diğer hata ise pikselin büyüklüğüdür. Keza ham veri çizelgesindeki hedef işaretlerinin değerlerine göre pikseller küçüldükçe ilaveten gelen bu hassasiyet kayıpları daha azalır.

Ancak bu pikseller küçüldükçe daha büyük bir hedefi aydınlatmak için daha fazla sayıda piksel gerekir. O zaman her piksel hedef işaretini tam parlaklıkla aydınlatmamalıdır. Bir yandan boşluklardan diğer yandan kalıntılardan kaçınmak için iyi bir radar sinyal dönüştürme yazılımı ile her bir piksele bu değerlerin ağırlık ortalaması atanır.