www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Birincil Gözetim Radarı ve Meteoroloji Radarı

Aşağıda, meteoroloji radarı ile bir birincil gözetim radarı (BGR) yada hava savunma radarının karşılaştırması yer almaktadır.

Karakteristik Birincil Gözetim Radarı BGR Meteoroloji Radarı
Gönderim frekansı L, S-bandı S, C & X- bandı (+L- bandı)
Doppler Yöntemi Her iki sistemde kullanılıyor.
Tarama azimut veya yükseklik zimut ve yükseklik
İşleme karmaşık ve gerçek zamanlı çok karmaşık, ama zaman kritik değil
Polarizasyon doğrusal ve/veya dairesel Ççiftli (dikey ve yatay)
Gönderim Darbe Gücü değişken (kW - MW) değişken (kW - MW)
Veri İşleme I (aynı fazlı) & Q (kuadratik)
Radar „Resminin” Güncellenmesi 6 - 12 Saniye 5 - 15 Dakika
Parazit Bastırma var (fakat hava bozma yapıyor) var (uçak yansımaları bozma yapıyor)
Anten Boyutu daha büyük (daha uzun dalga boyları) daha küçük (daha kısa dalga boyları)

Çizelge 1: Meteoroloji radarı ile birincil gözetim radarının karşılaştırması

Frekans bölgesi

Uçuş güvenlik- ve savunma radarları L-, S-bantlarında (en çok L-bandında) çalışırlar. Meteoroloji radarları S-, C-, X- bandında çalışırlar (eğer birincil gözetim radarında bir meteoroloji kanalı bulunuyorsa L bandında). L- bandı meteorolojik bozucu etkilerin en az hissedildiği bir birincil gözetim radarı için çok uygundur. Yine S-, C-, X- bantları daha küçük dalga boylarına sahip olmaları nedeniyle meteoroloji radarları için uygundur.

Doppler frekans tekniği

Doppler frekans tekniği meteoroloji radarlarında ki uygulaması çok yeni olmasına rağmen, yeni üretilen ticari meteoroloji radarlarına artık Doppler frekans işlemcisi takılmaya başlandı. Doppler sistemi bulunmayan bazı meteoroloji radarları da kullanım sürelerinin bitiminde Doppler sistemi bulunanlarla değiştirilmektedir.

Anten diyagramı

Bir gözetim radarı normal olarak bir „kosekant-kare anteni” ile çalışır ve bunun sonucu olarak hassas bir yükseklik açısı ölçümü yapamaz. (Bu amaca yönelik özel yükseklik bulucu radarlar vardır.)

Meteoroloji radarları azimut ve yükseklik açılarında dönerek tarama yapan „Kalem Biçimi Demetli Anten” ile çalışırlar (en çok sabit bir yükseklik açısında dönerek tarama yapar).

İlave meteoroloji kanalı ile donatılmış bir birincil radarının çalışmasında ki başlıca kısıtlama, anten demetinin dikey kalınlığının dar olması (15° … 30°) ve her anten dönüşünde bütün yüksekliklerdeki hava hedeflerini algılayamamasıdır. Bu yüzden bu tür bir konfigürasyon ile elde edilen meteorolojik radar resimleri kesin olmayan ve yetersiz kalitede olmak üzere ikiye ayrılır.

Meteoroloji radarı dar açılı keskin demetli anteninin dönüşlerinde dikey yönde tarama yapar ve bu bireysel taramalardan gelen bilgilerle 3 boyutlu radar resmini üretir. Bu, bir normal gözetim radarı ile ancak birkaç defada ve daha uzun sürede yapılabilir ve bir meteoroloji resmi ancak 5 dakikada bir güncellenebilir. Hava durumunun bu 5 dakikalık süre içinde kalıcı olduğu açıktır ve daha da kısa bir güncelleme aralığına gerek yoktur.

Sinyal işleme

Bir gözetim radarında hedefe ait sinyaller antenden ekrana kadar olan evresinde bir çok işlevden ve süzgeçten geçerek işlenir. Bu işlenme biçimi kolayca „karmaşık” diye nitelenebilir. Bu işlevler ve süzgeçler aynı zamanda meteoroloji radarında da kullanılır. İlaveten alınan sinyallerin çizelgelerde kayıtlı karşılık gelen değerlerle ile karşılaştırıldığı ve her bir yükseklik açısı taramaları yardımı ile bir 3-boyutlu resim yaratıldığı bir özel veri işleme tekniği vardır. Bu nedenle bir meteoroloji radarında ki verilerin işlenmesi „çok karmaşık” olarak nitelenir.

Polarizasyon

Bir gözetim radarı ya doğrusal yada dairesel polarizasyonla çalışır. Parazitlerden arınmış meteorolojik resim elde edilebilmesi için hedef seçilmiştir. Bulutlardan kaynaklanan kuvvetli hedef işaretleri olması durumunda bu bozucu sinyallerin etkisini azaltmak için dairesel polarizasyona geçilir.

Meteoroloji radarı doğrusal dikey polarizasyonla alınan yansımayı doğrusal yatay polarizasyonla alınanla karşılaştırır ve böylece farklı meteorolojik oluşumlar hakkında ilave bilgiler elde eder.

Darbe gücü

Bu değer radarın tipi ve kullanılan frekans bandı ile çok ilgilidir. Kurulu gönderim gücü 200 kW ile 1500 MW arasında değişebilir.

Veri işleme

Her iki sistemde prensip olarak I & Q veri işleme tekniğini kullanır.

Radar resminin güncellenmesi

Uçuş güvenlikte Birincil Gözetim Radarı anteninin her dönüşünde (yani 6 ila 12 saniye arasında) uçuş durumu bilgilerinin güncellenmesi istenir. Bu ihtiyaç uçuş trafik dinamiğinden kaynaklanır. Meteoroloji radarı, antenin birkaç dönüşünü takiben bir karmaşık meteorolojik radar resmini oluşturur. Ardından bir kaç dakikada bir bu resim güncellenir.

Parazit yansımaların işlenmesi

Her iki sistem kapsamlı parazit bastırma yöntemleri kullanır. Seçilecek yöntem yine hangi radarın kullanılacağına çok bağlıdır. Fakat prensip olarak daima Doppler frekans yöntemine başvurulmaktadır. Seçilen yönteme bağlı olarak farklı yansıma sinyalleri karışımından değişik faydalı yansımalar elde edilir.

Antenin boyutları

Antenin boyutunun ne kadar olması gerektiği kullanılan çalışma frekansına ve ışın demetinin hassasiyetine bağlıdır. Uzun dalga boylarına sahip L frekans bandında çalışan uçuş güvenlik- ve hava savunma radar antenlerinin oldukça büyük olması istenir. Aynı çözünürlüğe sahip X-bandı meteoroloji radar antenleri ise uçakların burun kısmına takılması için uygundur.