Měření vzdálenosti pomocí radaru
Obrázek 1: Měření vzdálenosti pomocí radaru: Osvětlený bod na osciloskopu se pohybuje podle měřítka elektromagnetické vlny v prostoru.
Obrázek 1: Měření vzdálenosti pomocí radaru: Osvětlený bod na osciloskopu se pohybuje podle měřítka elektromagnetické vlny v prostoru.
Obrázek 1: Měření vzdálenosti pomocí radaru: Osvětlený bod na osciloskopu se pohybuje podle měřítka elektromagnetické vlny v prostoru.
Měření vzdálenosti pomocí radaru
Radar vysílá krátké rádiové impulsy s velmi vysokým výkonem. Vzhledem ke směrovosti antény je tento impuls zaměřen pouze jedním konkrétním směrem. Tento impuls se nyní šíří tímto směrem rychlostí světla.
Pokud se v tomto směru nachází překážka, část energie impulzu se rozptýlí do všech směrů. Velmi malá část se také odráží zpět do radaru. Radarová anténa tuto energii přijímá a radar vyhodnocuje informace, které obsahuje.
Měření vzdálenosti pomocí radaru lze zobrazit na jednoduchém osciloskopu. Na osciloskopu se svítící bod pohybuje synchronně s vysílacím impulsem a zanechává stopu. Vychýlení se spustí, když vysílací impuls opustí anténu. Na osciloskopu se svítící bod pohybuje podle měřítka elektromagnetické vlny v prostoru. V tomto okamžiku, kdy anténa přijme echový impuls, se tento impuls zobrazí i na osciloskopu. Vzdálenost mezi těmito dvěma impulsy je nyní mírou vzdálenosti letadla a lze ji měřit přímo na osciloskopu v kilometrech.
Vzdálenost se určuje z doby zpoždění vysokofrekvenčního vysílaného signálu a rychlosti šíření c0. Ve skutečnosti se měří šikmá vzdálenost: vzdálenost mezi radarovou jednotkou a letovým cílem, jehož výška letu je obvykle vysoko nad výškou radarové antény. Protože při měření doby letu je třeba vzít v úvahu dráhu šíření elektromagnetické vlny směrem ven a zpět, získáme pro jednoduchou vzdálenost následující rovnici:
.print.png)
.png)
(1)
- c0 = rychlost světla = 3·108 m/s
- t = naměřená doba průjezdu [s]
- R = vzdálenost anténa - cíl [m]
Předpokládejme, že radar má detekovat letadlo v maximální vzdálenosti 100 km. K tomu by sondážní signál musel urazit těchto 100 km jednou na trase ven a jednou na trase zpět, tj. 200 km. Rychlost šíření je 3·108 m/s, takže sondážní signál by na tuto vzdálenost potřeboval celkem t= 2R/c0 = 666 µs.
Vychylující paprsek na osciloskopu se proto musí během těchto 666 µs pohybovat co nejlineárněji od levého k pravému okraji obrazovky. K tomu potřebuje pilovitý puls s minimálně touto dobou trvání a následně s opakovací frekvencí pulsu 1/(666 µs) = 1,5 kHz.
Při řízení letového provozu se vzdálenost z historických důvodů udává v „námořních mílích“, při protivzdušné obraně v kilometrech. Přepočítávací koeficient je 1 NM = 1,852 km.