Radar Temelleri

Radarla Menzilin Ölçülmesi

Radar aygıtı çok yüksek bir darbe gücüne sahip kısa süreli radyo dalgaları yollar. Antenin yönlülüğü (directivity) sayesinde bu darbeler yalnızca bir belirli yönde yoğunlaşır. Darbeler bu yönde ışık hızıyla yayılırlar.

Eğer dalgaların yayıldığı bu yönde bir engel varsa darbe enerjisinin bir bölümü her yöne serpişir. Bunun çok küçük bir bölümü radara doğru yansır. Radar anteni bu enerjiyi alır ve içeriğindeki bilgiler radar tarafından değerlendirilir.

Bir basit osiloskopta radardaki menzil ölçümü görüntülenebilir. Osiloskopta bir ışıklı nokta gönderilen darbeye eş zamanlı olarak hareket eder ve geriye bir iz bırakır. Gönderim darbesi anteni terk eder etmez osiloskopta saptırma başlar. Osiloskoptaki ışıklı leke, uzaydaki elektromanyetik dalgalara gerçeğe uygun ölçeklendirilmiş olarak (true-to-scaled) hareket eder. Eğer bu sırada anten bir yankı darbesi alırsa, bu darbe de aynı şekilde osiloskopta görüntülenir. Artık bu iki darbe arasındaki zamansal açıklık uçağın menzilinin bir ölçütü olmuştur ve kilometre cinsinden ekranda doğrudan ölçülebilir.

Menzil, yüksek frekanslı gönderim işaretlerinin yürütme zamanından (yani gidiş-geliş süresinden) ve c₀ yayılma hızından faydalanılarak elde edilir. Burada aslında bir yatık menzil ölçülmektedir: Bir uçan hedef radar antenine göre genellikte çok daha yüksekte bulunur. Elektromanyetik dalgaların geçen süre hesabında hem gidiş ve hem de dönüş süreleri dikkate alınmalıdır, bir basit menzil formülü aşağıdaki gibidir:

(1)

• c₀ = Işık hızı = 3·10^8 m/_s
• t = ölçülen süre [s]
• R = Anten-Uçan hedef arası uzaklık [m]

Uçuş Güvenlik uygulamalarında tarihsel nedenlerle menzil birimi olarak „Deniz Mili“ (Nautical Miles), Hava Savunma uygulamalarında ise kilometre kullanılmaktadır. Dönüştürme katsayısı 1 NM = 1,852 km dir.

Menzili hesaplama formülünün türetilmesi

Hedef uzaklığı (target range) R kavramı, radar aygıtı ile hedef arasındaki uzaklığı ifade eder. Menzil radar işaretinin göndericiden hedefe varma ve hedeften yansıyarak alıcıya dönme süreleri ile hesaplanır. Yayılma hızı sabit olduğundan, „yol/zaman“ olarak bilinen genel hız hesaplama formülü burada da kullanılabilir:

(2)

Hedef uzaklığı R, burada s yol uzaklığına karşılık gelir. Elektromanyetik dalgalar atmosferde ışık hızına yakın bir hızla yayıldığından v hızı olarak c₀ ışık hızı alınabilir. İşaret radardan hedefe olan yolu gidiş ve geliş olmak üzere iki defa kat ettiğinden, ölçülen yürütme süresinin yarısı alınmalı ya da yol s için formüle 2·R değeri yerleştirilmelidir.

(3)

(4)

R ye göre düzenlenmiş denkleme yürütme zamanı t girilerek R menzil değeri hesaplanabilir. Belli bir t değeri ile bu denklem kullanılarak herhangi bir hedef ile radar arasındaki R uzaklığı hesaplanabilir.