www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Örnekleri - Araştırma radarı

Radara bir kısa bakış

Radar birimi, taktik-teknik özellikleri açıklaması

Resim 1: Dielektrik lense donatılmış geniş bantlı 3-kanallı anteni ile birlikte bir W-bandı radarı © 2013 Fraunhofer IAF

Resim 1: Dielektrik lense donatılmış geniş bantlı 3-kanallı anteni ile birlikte bir W-bandı radarı © 2013 Fraunhofer IAF

Teknik veriler
Frekans çalışma aralığı: 70…100 GHz (W-bandı)
Ortalama güç: 10 mW
Görüntülenebilir menzil: 3 km
Menzil çözünürlüğü:  
Işın demet açısı:  

Radara bir kısa bakış

İnsan gözü tahta, karton ya da plastik malzemenin ardındakileri göremez. Bir kompakt, modüler yapıya sahip bu radarın göremediğimizi gösteren sırrı nedir: Milimetre dalga boyu sensör saydam olmayan malzemeden geçer. Radar 75 ila 100 GHz frekans bölgesinde çalışır ve aralarında uçuş güvenlikten, lojistik ve endüstri sensörlerinden, tıbbi teknolojiye kadar değişik alanlarda kullanılır. Fraunhofer firması radarın ilk örneğini 8. ila 12. Nisan. 2013 tarihleri arasında Hannover Fuarı 2. Salon, D18 standında sergiledi.

Kaza mahalline kurtarma helikopteri yavaş, çok yavaş yaklaşır. Kısa bir süre önce dağdaki bir kampta bulunan iki kayakçıdan imdat çağrısı gelmiştir. İki kişiden biri yaralıdır ve aşağıya inmesi mümkün değildir. Pilot dikkatlice inişe geçer. Bu bir riskli manevradır, yeni yağmış kar inişi zorlaştırmaktadır. Helikopter pervane kanatlarının rüzgârı yumuşak, gevşek karı savurur ve helikopterin üzeri birkaç saniyede karla kaplanır. Bu sıfır görüşle pilot referans noktasını kaybeder ve pilot artık tepenin yukarısına mı yoksa aşağısına mı doğru yaklaştığını bilememektedir. Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik - IAF, Produktionstechnik und Automatisierung- IPA, hem de Zuverlässigkeit und Mikrointegration- IZM mühendisleri kar bulutunda, toz ya da siste inişleri sorunsuzca başarmak için yerden yüksekliği kesin olarak veren bir radar geliştirdiler. Bu radar 75 ila 110 GHz arasında milimetre dalga boyunda çalışan zor görüş koşullarında küçük nesneleri bile uzaktan algılayan W-bandı radarıdır. Menzili 3 km ye kadardır. Optik sensörlerin aksine milimetre dalga boylu sensörler dielektrik, zayıf elektriksel özellikli ya da iletken olmayan, metalik olmayan ve elbise, plastik tabakalar, kâğıt tahta hatta kar ve sis gibi saydam olmayan her türlü malzemeden geçebilir.

Bu W-bant radarını kullanılması aralarında trafik kontrol, tıp tekniği, lojistik ve endüstriyel sensör teknolojileri, konteyner limanının gözlenmesi veya üretim süreci gibi değişik alanlara nasip oldu. Üretim sürecinde yüksek sıcaklıklar ya da kısıtlı görüş koşulları nedeniyle kullanılması zor sensörlerin yerini W-bant radarları almaya başladı. IAF mühendisi Dr. Axel Hülsmann bu radarın bir kütle dolum yapıldığı sırada kuvvetli un bulutlarının meydana geldiği un siloları için çok uygun olduğunu belirtmektedir. Bu radarın bir diğer üstünlüğü ise: Milimetre dalga boyu bölgesinde çalışması nedeniyle röntgen ışınları gibi sağlığa zararlı olmayışıdır. Gönderim enerjisi 10 mW kadardır, bir cep telefonunki ise 1000 mW.

Bir sigara kutusundan daha büyük değil

Bugüne kadarki -seramik katman esaslı- radar sistemleri pahalıydı ve ağırlıkları beş kiloyu bulabiliyordu. Uygulama alanları kısıtlıydı, daha ziyade askeri amaçlıydı. Fraunhofer mühendisleri tarafından geliştirileni ise modüler yapılı, fiyatı hesaplı, enerji harcaması düşük, yüksek çözünürlüklü ve kullanım alanı geniştir. Yeni geliştirilen teknoloji ile 100 GHz ve üstü frekans bölgesinde radar sorunsuz çalışmaktadır.

W-bandı radarı 3 mm den daha kısa dalga boyunda çalıştığından yapısı kompakttır. Galyum-arsenit yarıiletken tekniği ile yapılmış tüm sistemin boyutu bir sigara kutusu kadardır. Sayısal sinyal işleme yanında bu radar bir yüksek frekanslı modül, bir sinyal işlemcisi, hem de dielektrik lensli bir alıcı- ve göndericiye sahiptir. Hülsman »Bir dielektrik anten kullandığımızdan açıklık açısını istediğimiz gibi seçebiliyoruz. Keza hem yakın bölgede büyük yüzeyleri, hem de uzaktaki küçük nesneleri algılayabiliyoruz.« demektedir. Bu radarla Hamburg konteyner limanında 300 m mesafedeki bir çiti gözlemek pekâlâ mümkündür. Elbe limanında sıkça yoğun sis olur ve gözetleme kameraları bu yoğun siste yüksek çözünürlüklü bir resim veremezler. Bu yüzden koruma görevlileri köpeklerle devriyeye çıkmak zorunda kalırlar.

Yarasaları model almak

Bu milimetre dalga sensörü nasıl çalışır? Hülsmann »Prensip olarak sistemimiz bir yarasa ile karşılaştırılabilir. Yarasanın yaydığı ses ötesi dalgalar duvarlar, dallar, teller, güveler ve tatarcıklara çarparak farklı farklı yankılarla döner. Bu yankıları duyan yarasalar önündeki engelleri avdan ayırt eder. Eğer önünde hiçbir şey yoksa yankı olmaz. Bir diğer ifade ile yarasalar kulaklarıyla görürler. Radarımızın gönderdiği sinyaller nesnelere çarparak yansırlar. Sayısal yordamlar yardımıyla bu gönderilen ve alınan sinyaller birbirleriyle karşılaştırılır ve nesnelerin menzili, büyüklüğü, kalınlığı ve hızı hesaplanabilir. Eğer nesne hareket etmiyorsa sinyal değişmeyecektir.« demektedir. Elde edilen veriler bir USB-arayüzü ile bilgisayara aktarılabilir. Keza bu veriler CAN-BUS gibi bir ağ üzerinden başka mevcut sisteme de aktarılabilir.

W-bandı radarının ilk örneği 8. ila 12. Nisan. 2013 tarihleri arasında Hannover Fuarı 2. Salon, D18 standında sergilendi. Radarın seviye algılama yeteneğini göstermek için sis ortamında iki su sütunu kuruldu: Optik sensör sis tarafından “aldatıldı” ve sadece sisin yüksekliğini ölçebildi. Buna karşılık radar sisten geçerek diğer su sütunundaki seviyeyi güvenilir bir şekilde ölçtü. Sistemin iki yıl içinde piyasaya sunulabileceği tahmin ediliyor. Bundan sonra uzmanlar çok kanallı radarla nesnelerin sadece uzaklığını ve hızını değil, aynı zamanda tam konumunu tespitte de kullanmak isteyecektirler.

Kaynak: Basın bülteni 20. Mart. 2013 www.fraunhofer.de