Meteoroloji Radarları - Parazit Yankıları

yankılar
parazit
yankılar
yayılımı
(Üstün kırılma)
b) süzülmüş
Resim 1: Çeşitli parazitlerin yer aldığı radar resmi

yankılar
parazit
yankılar
yayılımı
(Üstün kırılma)
b) süzülmüş
Resim 1: Çeşitli parazitlerin yer aldığı radar resmi

yankılar
parazit
yankılar
yayılımı
(Üstün kırılma)
b) süzülmüş
Resim 1: Çeşitli parazitlerin yer aldığı radar resmi
Meteoroloji Radarları - Parazit Yankıları
Alıcı çıkışındaki her radar yankı işareti arzu edilmez. Her birinin amacına yönelik olarak ölçümleri yapılan, ama sadece parazit etkisi bulunan birçok işarette çıkışta yer alır. Buna „parazit yankısı“ (clutter) adı verilmiştir. Bu kavram, kaynağına bağlı olarak; yerdeki sabit hedeflerden kaynaklanan „yerden parazit yankılar“ ve bulutlardan kaynaklanan uçuş güvenlik ve hava savunma radarları için bir gürültü teşkil eden „havadan parazit yankılar“ gibi sınıflara ayrılır.
Bu parazit yankılardan bazılarının nedenleri şunlar olabilir:
- Böcekler (sürü denilince insanın aklına sadece göçmen çekirgeler gelir!).
Böcekler özellikle alçak hava katmanlarında radar yankıları üretebilirler. Bu böcek sürüleri denizden esen meltem gibi bir hafif rüzgârın varlığını algılamak bakımından faydalı da olabilir. Böcek parazit yankıları genellikle yalnızca meteoroloji radarının yakınında meydana gelir. - Sınır katmanlarındaki kuru hava burgaçları
(bu olay esas olarak yalnızca böceklerden ve kuşlardan kaynaklanan parazit yankılar alındığında algılanabilir).
Çok özel koşullar altında, yükselen ılık nemli hava, atmosferdeki en alttaki bir kaç yüz metreye çıktığında „kuru ısıl kabarcıklar“ meydana getirebilir. Bunlar sıkça uzun „burgaçlar“ biçimindedirler ve algılanmaları oldukça zordur. (Böceklerden ve kuşlardan kaynaklanan yankılar da olmazsa varlıklarını algılamak zordur.) - „Denizden parazit yankılar” (Dalgalı denizdeki sabit hedeflerden gelen parazit yankıları)
Rüzgârın belirli durumlarına (ve aynı zamanda diğer atmosferik koşullara da) bağlı olarak yukarı doğru yükselen dalgalar elektromanyetik enerjiyi yansıtabilirler; bu olay „denizden parazit yankısı“ olarak adlandırılır. „Denizden parazit yansıma“ orta seviyeden kuvvetli seviyeye kadar değişen bir yansıtırlık yeteneğine sahiptir ve denizde nispeten geniş alanlarda etkili olurlar. Dalgaların ve rüzgârın Doppler frekanslarının örtüşmesi nedeniyle hızlarının Doppler frekans tekniği ile hesaplanması çok karmaşık olabilir. „Denizden parazit yansıma“ atmosferik kırılma nedeniyle meydana gelir ve kıyıya yakın yerlerdeki hava koşulları bunun için çok uygundur. - Gemiler
Ve „denizden parazit yankılara“ tur gemilerinden gelen yankılar da eklenir! - Göçmen kuş sürüleri
Mantıklı: Kuş sürülerine ait radar yankıları meteoroloji radar sisteminin ekranında gözükür (Bu olay sıklıkla „hayalet yankı“ (angel echo) olarakta adlandırılır.). Kuş sürülerinin yankıları radar meteorolojisinde sıkıntı yaratan bir konuya dönüşebilir. Böylesine hareketli ve büyük bir radar yankısının olabilmesi için beher metreküp hacim içinde bir adet kuşun bulunması yeterli olabilmektedir. Kuşların göç mevsiminde parazit etkileri oldukça ciddi olabilir. Göçmen kuş sürülerinin konumlarının tespitinde Doppler radar yöntemleri kullanarak ölçülen radyal hızları kendilerine özgü ayrı bir sınıfta yer alırlar. - Kuraldışı dalga yayılımı
Belirli atmosferik koşullar altında bireysel hava katmanlarının kırılma katsayısı öylesine değişir ki, elektromanyetik dalgalar artık düz olarak yayılamazlar. Bu olay kuraldışı dalga yayılımı olarak adlandırılır ve konu Dalgaların Yayılması adlı bölümde ayrıntılı olarak ele alınmıştır. - Saman (Chaff)
Elektronik askeri savaş sistemlerinde çok sayıda, ama çok küçük boyutlu, kuvvetli yansıtırlığa sahip parçacıklar (alüminyum yaprak şeritler veya buharlaştırılmış metalik fiberglas) havaya saçılırlar. Bunlar yüksek yansıtırlığa sahip bulutlar gibi yayılırlar ve yeryüzüne doğru süzülürler. Bu tür parazit biçimleri savaş uçaklarının yerlerinin belirlenmesini zorlaştırır. - Uçaklar
Nasıl, buğday tarlasındaki bir gül, bir yabani ot gibi addedilirse, uçaklardan gelen parazit yankılar da bir meteoroloji radarı için aynen bir „yabani ot“ gibidir. - Radom paraziti:
Genel olarak bir radomdan geçen işaretlerinin gürültüleri artar. Kullanılabilir yankı genellikle zayıflar ve radom mahfazası içinde girişimlere yol açan ilave yansımalar meydana gelir. - vb...
Parazit Yankılarının Bastırılması
Bu bölümde arzu edilmeyen parazit yankıların bastırılmasında ve belirgin „temiz“ işaretlerin ekranda görüntülenmesinde kullanılan bazı yaygın yöntemlerden bahsedeceğiz.
- „Parazit yankı haritası“ (sabit hedef yankılarının istatistiksel işlenmesi)
Her bir radar istasyonu karakteristik bir sabit hedef dağılımının kayıtlı olduğu „parazit yankı haritası“ (clutter map) adı verilen bir dosyaya sahiptir. Alınan yankının azimut açısı ve menzili dosyada kayıtlı karşılık gelen değerden çıkartılır ve aradaki fark yükseltilerek ekranda görüntülenir. - Doppler frekans işlenmesi
esas olarak hareket eden ve etmeyen nesneleri birbirinden ayırt etmek için kullanılır. Bu yöntemin zayıf noktası sadece radyal hızı ölçebilmesidir. - Polarimetrik yöntemler
Antenin polarizasyonu ile elektrik alanının „yönü“ elektromanyetik alan tarafından algılanır. Polarizasyon yöntemleri doğrusal ve dairesel olabilir. Bir polarimetrik meteoroloji radarı meteorolojik yankıları eşzamanlı olarak hem yatay, hem de dikey olarak alır ve bu sayede ilave meteorolojik bilgiler de elde edilebilir.- Doğrusal polarizasyon güzel hava, dairesel polarizasyon ise elverişsiz hava koşullarında kullanılmaya uygundur. Bir uçuş güvenlik radarı ya da hava savunma radarı tarafından kullanılan bu polarizasyon türleri arasında seçim yapılarak „meteorolojik parazit yankılarının“ bozucu etkileri azaltılabilir.
- Çiftli polarizasyon (yatay ve dikey) yağmur damlacıklarının biçimleri ve boyutları hakkında daha ayrıntılı bilgilerin elde edilmesine imkân sağlar. Bu yöntem muhtemelen daha modern radarlarda uygulanmaya başlandı.
- Diğer sabit hedef parazit yansımalarının bastırılması
Sabit hedeflerden gelen parazit yankıların bastırılması konusu Radar Temelleri bölümünde daha ayrıntılı olarak işlenmiştir. Bununla beraber, hepsinin teknik işleyişinin burada tanıtılması mümkün olmayan, çok sayıda Hareketli Hedef Belirteç (Moving Target Indication, MTI) devreleri bulunmaktadır.