www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Elektromanyetik Dalgaların Yayılması

Kırılma yok
kırılma
etkisi
Üstün kırılma
Görsel ufuk
Radyo ufku

Resim 1: Kırılmanın radyo ufku uzaklığı üzerindeki etkisi

Kırılma yok
Kırılma
etkisi
Üstün kırılma
Görsel ufuk
Radyo ufku

Resim 1: Kırılmanın radyo ufku uzaklığı üzerindeki etkisi

Kırılma yok
Kırılma
etkisi
Üstün kırılma
Görsel ufuk
Radyo ufku

Resim 1: Kırılmanın radyo ufku uzaklığı üzerindeki etkisi

Elektromanyetik Dalgaların Yayılması

Elektromanyetik dalgaların uzamsal ve zamansal olarak sabit bir düzgün ortamda yayılması yarı-optik (quasi-optical) yasalara göre gerçekleşir. Bu koşullar dünyanın atmosferinde nispeten seyrektir, ancak „normal” koşullar olarak adlandırılır.

Anormal dalga yayılması

Bununla birlikte, yayılma ortamı olan hava tekdüze değildir. Dünya atmosferinin dielektrik geçirgenliğindeki değişiklik, bireysel hava katmanlarının kırılma katsayılarını etkiler. Bu, yayılma yönünde bir değişikliğe, kırılmaya yol açar. Kırılma katsayısı burada hava sıcaklığının, hava basıncının ve nemin bir işlevidir.

Üstün kırılma (Super refraction)
Evirici katman

Resim 2: Yer evirmesi (floor inversion)

Evirici katman

Resim 2: Yer evirmesi (floor inversion)

Bazı özel koşullar altında, bilhassa denizdeki daha soğuk su, daha sıcak kara havasının basıncı altında kalırsa üstün kırılma meydana gelir. Resimdeki örnekte görüldüğü gibi, kuramsal menzil büyüklüğünün % 600 kadar fazlasına ulaşıldığı örnekler vardır.

Menzil aşımları

Üstün kırılma menzili oldukça arttırır. Gönderilen bir darbenin yankısı bir ya da iki darbe süresi kadar daha geç görüntülenir ve bunun sonucunda hedef, ekranda hiç de ilgisi olmadığı bir yerde görüntülenir.

Oluklaşma (Ducting)
Evirici katmanlar
Ölü bölge

Resim 3: Troposferik oluklaşma (ducting)

Evirici katmanlar
Ölü bölge

Resim 3: Troposferik oluklaşma (ducting)

Uygulamada, metre-dalga boyu bölgesinin daha üstündeki dalgaların yayılmasında, kuramsal menzil değerlerinin hayli aşıldığını görüyoruz. Bu olaya menzil aşımları da (overreaches) denilir. Bu, daha ziyade alçakta bulunan ve oldukça geniş alana sahip bir yer evirici katman (floor inversion layer) oluşmuşsa meydana gelmektedir. Daha sonra yer yüzeyindeki yer evirici katmanı arasında bir yayılma meydana gelir. Bu olay aynı zamanda „troposferik hortum iletimi“ (tropospheric hose transmission) olarakta adlandırılır. Dahası, hortum iletimi yayın birbiri üstünde yer alan evirici katmanlar arasında da meydana gelir.

Bu yayılma türü hiçbir hedefin algılanması mümkün olmayan ölü bölgeler oluşturur. Böyle evirici katmanlar arasında yansıyarak ilerleyen bu dalgalar 1000 km gibi yol alarak, normal koşullardaki menzili yaklaşık 100 km olan bir alıcıya (transpondere) ulaşmayı başarırlar

Alt kırılma (Subrefraction)

Etkinin tersine çevrilmesi de mümkündür. Ancak gönderilen dalgaların yukarıya sapması, menzil aşımlarında olduğu gibi, parazit oluşumuna pek yol açmaz. Bir menzil kaybı seyrektir ve daha ziyade daha düşük yükseklik açılarında görülür.

Kırılma Kırılma katsayısının
eğimi (gradyanı)
Şematik
görünüm
Oluşma koşulları
Negatif
(Alt kırılma)
>0 Kar yağışı,

Eğer, normal atmosfere göre yükseklikle sıcaklık hayli daha hızlı, nem hayli daha yavaş azalıyorsa.
Yok 0 Eğer kırılma katsayısı N bazı yükseklik aralıklarında değişmiyorsa
Pozitif,
az
0 ila
-4·10-8 arası
Yağmurlu, kapalı hava; eğer sıcaklık normal atmosfere göre yükseklikle hayli daha hızlı, nem hayli daha yavaş azalıyorsa
Pozitif,
normal
-4·10-8 Kapalı hava; eğer hava katmanları iyice karışmışsa. Normal atmosferin, hava sıcaklığının her bir kilometre için 6,5°C azaldığı ve su buharı basıncının her bir kilometre için 3,5 mbar azaldığı duruma karşılık gelir.
Pozitif,
yükselmiş
-4·10-8
ila-17,5·10-8 arası
Gün batımı sonrası açık hava; eğer hava sıcaklığı yükseklikle daha az azalıyorsa, yani bir sıcaklık evirici başlangıç durumu
Pozitif,
kritik
-17,5·10-8 Sıcaklık evirmesi ile birlikte gün batımı sonrası açık hava
Üstün kırılma -17,5·10-8 üstü Yüksek barometrik basınç ve önemli sıcaklık evirmesi beraberinde azalan nem. Karada gece- ve sabah saatlerinde hayli önemli, denizde ise açık havada sıkça gün boyunca, eğer deniz yüzeyi üzerindeki hava daha yüksekteki katmanlara göre daha az sıcak ve daha az nemli ise.

Çizelge 1: Atmosferik kırılmaların sınıflandırılması