www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Podstawy radiolokacji

Zasada działania radaru

Przykład 1: Zasada działania radaru

Zasada działania radaru

Przykład 1: Zasada działania radaru

Zasada działania radaru

Elektroniczna zasada działania radaru jest bardzo podobna do zasady odbicia fali dźwiękowej. Jeśli krzykniesz w kierunku obiektu odbijającego dźwięk (np. kanion lub jaskinia) w odpowiedzi usłyszysz echo. Jeśli wiesz, ile wynosi prędkość dźwięku w powietrzu, będziesz w stanie oszacować jego odległość oraz przybliżony kierunek. Czas potrzebny do powrotu echa można ogólnie przekształcić na odległość jeśli znana jest prędkość rozprzestrzeniania się fali dźwiękowej.

Radar używa impulsów energii elektromagnetycznej w sposób przedstawiony na przykładzie. Energia fali elektromagnetycznej jest transmitowana w kierunku obiektu i odbijana z powrotem od niego. Ta powracająca energia nazywana jest ECHEM podobnie do terminologii akustyki. Radar używa echa w celu określenia kierunku i odległości odpowiadającego obiektu.

RAdio (Aim)° (Aim) Detecting And Ranging
(Wykrywanie i określanie odległości za pomocą fal radiowych)

Jako pierwsi określenia RADAR użyli w listopadzie 1940 roku komandor porucznik Samuel M. Tucker U.S. Navy (Marynarka Wojenna USA) oraz F. R. Furth. Skrót został przyjęty przez aliantów w 1943, a następnie uzyskał powszechną międzynarodową akceptację. [1]

Określenie to odnosi się on do urządzenia elektronicznego mającego możliwość wykrycia obecności obiektów za pomocą odbitego promieniowania elektromagnetycznego. W określonych warunkach radar może określić azymut, wysokość i odległość, a także kurs i prędkość obiektów powietrznych. Takie czynniki jak mgła, chmury czy ciemność pozostają bez wpływu na częstotliwość energii elektromagnetycznej używanej w radarach. Pozwala to im na określanie pozycji samolotu, statku czy innej przeszkody niewidocznej gołym okiem ze względu na odległość, ciemność czy warunki atmosferyczne.

Nowoczesny radar jest w stanie określić znacznie więcej informacji pochodzących sygnału odpowiedzi (echa) niż jego odległość. Ale obliczanie odległości poprzez pomiar opóźnienia echa jest jednym z jego najważniejszych funkcji.

Podstawowa budowa radaru

Poniższy przykład przedstawia podstawową zasadę funkcjonowania radaru. Antena radaru oświetla cel za pomocą wąskiej wiązki sygnału mikrofalowego, który w następstwie odbicia zostaje odebrany w odbiorniku. Sygnał elektryczny odebrany przez antenę odbiorczą nazywamy sygnałem echa. Sygnał radiolokacyjny generowany jest w nadajniku dużej mocy, a odbierany przez bardzo czuły odbiornik.

Przykład 2: Schemat blokowy przedstawiający zasadę działania radaru pierwotnego

Przykład 2: Schemat blokowy przedstawiający zasadę działania radaru pierwotnego

The Primary Radar Basic Principle
(click on the components to get a describing of the block and for skipping the basics) Co to jest nadajnik? Co to jest przełącznik N-O? Co to jest czuły odbiornik?? Co to jest antena? Co to jest wskaźnik typu P?

Przykład 2: Schemat blokowy przedstawiający zasadę działania radaru pierwotnego
(Obraz interaktywny)

  • Nadajnik
    Nadajnik radiolokacyjny generuje impulsy o bardzo krótkim czasie trwania i bardzo dużej mocy, które emitowane są w przestrzeń za pomocą anteny.
  • Przełącznik N-O
    Przełącznik N-O (nadawanie-odbiór) przełącza naprzemiennie pomiędzy nadajnikiem, a odbiornikiem dzięki czemu w radarze można zastosować tylko jedną antenę. Przełącznik N-O jest niezbędny ponieważ zabezpiecza on odbiornik przed przedostaniem się do niego impulsów dużej mocy z nadajnika.
  • Antenna
    Antenna emituje w przestrzeń energię z nadajnika i odbiera sygnały odbite od obiektu.
  • Propagacja fal radiowych
    W wolnej przestrzeni fale radiowe rozprzestrzeniają się prostoliniowo ze stała prędkością.
  • Obiekt odbijający
    Fale radiowe uderzają w przewodzącą konstrukcję obiektu, co spowoduje rozproszenie energii i odbicie jej części w kierunku anteny radaru.
  • Odbiornik
    Odbiornik wzmacnia i demoduluje odebrane sygnały radiowe i w efekcie dostarcza sygnały wizyjne na wyjściu.
  • Wskaźnik
    Wskaźnik powinien zapewnić operatorowi ciągłe, łatwe do zdefiniowania, graficzne zobrazowanie sytuacji powietrznej. Wskaźnik radaru (w tym przypadku typu P) przedstawia otrzymane na podstawie sygnałów echa jasne znaczniki. Im dłuższy czas opóźnienia tym obiekt „wyświetlony” zostanie dalej od środka zobrazowania wskaźnika. Synchronicznie z obrotem anteny następuje obrót kierunku odchylenia.

Wszystkie obiekty wytwarzają rozproszone promieniowanie odbite, czyli odbijają energię w wielu kierunkach. Sygnał odbity nazywany jest również rozproszonym. Rozproszeniem wstecznym nazywamy zjawisko odbicia sygnału od obiektu w kierunku przeciwnym od pierwotnego.

Sygnały echa mogą być zobrazowane na tradycyjnych wskaźnikach panoramicznych – Typu „P”, bądź innych, nowoczesnych i bardziej zaawansowanych wskaźników rastrowych. Wskaźniki Typu „P” posiada obracająca się podstawę czasu wskazującą azymut (kierunek anteny).

)* Określenie „Cel“ zostało wprowadzone w czasie II wojny światowej, później zostało pominięte, ponieważ RADARY nie skupiały się tylko na „Celach“ w znaczeniu militarnym. Radiolokacja wchodziła do użycia także w środowisku (lotnictwie) cywilnym.