Vi kan observere forskjellige objekter rundt om i verden. Tilsvarende brukes radarlignende radiodeteksjon og rekkevidde for å hjelpe pilotene mens de flyr gjennom tåke fordi piloten ikke kan legge merke til det der de reiser. Radaren som brukes i flyene, ligner på en fakkellampe som fungerer med radiobølger i stedet for lys. Flyet sender et blinkende radarsignal og lytter etter indikasjoner på signalet fra objekter i nærheten. Når indikasjonene er lagt merke til, identifiserer flyet at noe er i nærheten, og det bruker tiden det tar for indikasjonene å nå for å oppdage hvor fjernt det er. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over Radar og dens arbeid.

Hvem oppfant radaren?

I likhet med flere oppfinnelser er radarsystemet ikke lett å gi kreditt til et individ fordi det var resultatet av tidligere arbeid med egenskapene til elektromagnetisk stråling for tilgjengeligheten til mange elektroniske enheter. Spørsmålet med største bekymring er mer komplisert av skjulet av militært privatliv der radiolokeringsteknikker ble undersøkt i forskjellige land i de tidlige dagene av andre verdenskrig.

Denne vurderingsforfatteren konkluderte til slutt at når radarsystem er et klart tilfelle av direkte opprettelse, ble Robert Watson-Watts notat om Aircraft's Detection & Location of by Radio Methods publisert umiddelbart for 50 år siden. Så det var den viktigste ensomme publikasjonen på dette feltet. Britisk prestasjon i kampen mot Storbritannia tildelte mye til utvidelse av et radarsystem som inkluderte teknisk vekst med operativ gjennomførbarhet.

Hva er et radarsystem?

RADAR står for Radiooppdagelse og Ranging System. Det er i utgangspunktet et elektromagnetisk system som brukes til å oppdage plasseringen og avstanden til et objekt fra punktet der RADAR er plassert. Det fungerer ved å utstråle energi ut i rommet og overvåke ekkoet eller reflektert signal fra gjenstandene. Den opererer i UHF og mikrobølgeovn.

En radar er en elektromagnetisk sensor som brukes til å legge merke til, spore, lokalisere og identifisere forskjellige objekter som er på bestemte avstander. Arbeidet med radar er at den overfører elektromagnetisk energi i retning av mål for å observere ekkoene og komme tilbake fra dem. Her er målene ikke annet enn skip, fly, astronomiske kropper, biler, romfartøy, regn, fugler, insekter, etc. I stedet for å legge merke til målets beliggenhet og hastighet, oppnår det også form og størrelse noen ganger.

Hovedmålet med radar sammenlignet med infrarøde og optiske sensing enheter er å oppdage fjerne mål under vanskelige klimaforhold og bestemmer deres avstand, rekkevidde, gjennom presisjon. Radar har sin egen sender som er kjent som en belysningskilde for plassering av mål. Generelt fungerer det i mikrobølgeovnområdet i det elektromagnetiske spekteret som beregnes i hertz når frekvensene strekker seg fra 400 MHz til 40 GHz. De viktigste komponentene som brukes i radaren

Radar gjennomgår rask utvikling i årene 1930-40-årene for å oppfylle militærets krav. Det brukes fortsatt bredt gjennom væpnede styrker, uansett hvor flere teknologiske fremskritt har skapt. Samtidig brukes radar også i sivile applikasjoner, særlig i kontroll av flytrafikk, observasjon av vær, navigering av skip, miljø, sensing fra avsidesliggende områder, observasjon av planetarisk, måling av hastighet i industrielle applikasjoner, romovervåking, rettshåndhevelse, etc.

Arbeidsprinsipp

De prinsipp for radararbeid er veldig enkelt fordi den overfører elektromagnetisk kraft så vel som undersøker energien som returneres tilbake til målet. Hvis de returnerte signalene mottas igjen ved kildens posisjon, er det et hinder i overføringsveien. Dette er arbeidsprinsippet til radar.

Grunnleggende om Radar

RADAR-systemet består vanligvis av en sender som produserer et elektromagnetisk signal som utstråles i rommet av en antenne. Når dette signalet treffer et objekt, reflekteres det eller stråles i mange retninger. Dette reflekterte eller ekkosignalet mottas av radarantennen som leverer den til mottakeren, hvor den blir behandlet for å bestemme den geografiske statistikken til objektet.

Rekkevidden bestemmes ved å beregne tiden det tar for signalet å reise fra RADAR til målet og tilbake. Målets beliggenhet måles i vinkel, fra retningen til det maksimale ekko-signalet, antennen peker på. Doppler-effekten brukes til å måle rekkevidden og plasseringen til objekter i bevegelse.

De viktigste delene av dette systemet inkluderer følgende.

En sender: Det kan være en effektforsterker som en Klystron, Travelling Wave Tube, eller en kraftoscillator som en Magnetron. Signalet genereres først ved hjelp av en bølgeformgenerator og forsterkes deretter i effektforsterkeren.
Bølgeledere: Bølgelederne er overføringslinjer for overføring av RADAR-signalene.
Antenne: Antennen som brukes, kan være en parabolreflektor, plane matriser eller elektronisk styrte trinnvise matriser.
Tosidig: En tosidig utskrift lar antennen brukes som sender eller mottaker. Det kan være en gassformet enhet som vil gi kortslutning ved inngangen til mottakeren når senderen fungerer.
Mottaker: Det kan være en superheterodynmottaker eller en hvilken som helst annen mottaker som består av en prosessor for å behandle signalet og oppdage det.
Terskelvedtak: Utgangen fra mottakeren sammenlignes med en terskel for å oppdage tilstedeværelsen av et hvilket som helst objekt. Hvis utgangen er under en terskel, antas tilstedeværelsen av støy.

Hvordan bruker Radar radio?

Når radaren er plassert på et skip eller fly, krever den et lignende essensielt sett med komponenter for å produsere radiosignaler, overføre dem til verdensrommet og motta dem av noe, og til slutt vise informasjonen for å forstå den. En magnetron er en type enhet som brukes til å generere radiosignaler som brukes via radio. Disse signalene ligner på lyssignaler fordi de beveger seg i samme hastighet, men signalene deres er mye lengre med færre frekvenser.

Bølgelengden for lyssignaler er 500 nanometer, mens radiosignalene som brukes av radar normalt spenner fra centimeter til meter. I et elektromagnetisk spektrum er både signalene som radio og lys laget med variabel design av magnetisk og elektrisk energi gjennom luften. Magnetronen i radaren genererer mikrobølger det samme som en mikrobølgeovn. Hovedforskjellen er at magnetronen i radaren må overføre signalene flere miles, i stedet for bare små avstander, så den er kraftigere og mye større.

Hver gang radiosignalene har blitt overført, fungerer en antenne som en sender for å overføre dem til lufta. Generelt er antenneformen bøyd slik at den hovedsakelig fokuserer signalene til et eksakt og smalt signal, men radarantenner dreier seg også normalt slik at de kan legge merke til handlinger over et stort område.

Radiosignalene beveger seg utenfor antennen med 300.000 km per sekund hastighet til de treffer noe, og noen av dem kommer tilbake til antennen. I et radarsystem er det en viktig enhet, nemlig en tosidig utskrift. Denne enheten brukes til å gjøre antennen skiftende fra side til side mellom en sender og en mottaker.

Typer av radar

Det finnes forskjellige typer radarer som inkluderer følgende.

Bistatic Radar

Denne typen radarsystem inkluderer en Tx-sender og en Rx-mottaker som er delt gjennom en avstand som tilsvarer avstanden til det estimerte objektet. Senderen og mottakeren er plassert i en lignende posisjon kalles en klosterradar, mens den meget langdistanse overflaten til luft og luft til luft militær maskinvare bruker den bistatiske radaren.

Doppler Radar

Det er en spesiell type radar som bruker Doppler-effekten for å generere datahastighet angående et mål på en bestemt avstand. Dette kan oppnås ved å overføre elektromagnetiske signaler i retning av et objekt, slik at det analyserer hvordan objektets handling har påvirket det returnerte signalets frekvens.

Denne endringen vil gi veldig nøyaktige målinger for den radiale komponenten av et objekts hastighet i forhold til radaren. Anvendelsene av disse radarene involverer forskjellige bransjer som meteorologi, luftfart, helsetjenester, etc.

Monopulse Radar

Denne typen radarsystem sammenligner det oppnådde signalet ved hjelp av en bestemt radarpuls ved siden av det ved å kontrastere signalet som observert i flere retninger, ellers polarisasjoner. Den hyppigste typen monopulsradar er den koniske skanneradaren. Denne typen radar evaluerer returen fra to måter for å måle objektets posisjon direkte. Det er viktig å merke seg at radarene som er utviklet i 1960 er monopolseradarer.

Passiv radar

Denne typen radar er hovedsakelig designet for å legge merke til og følge målene gjennom bearbeidingsindikasjoner fra belysning i omgivelsene. Disse kildene omfatter kommunikasjonssignaler samt kommersielle sendinger. Kategoriseringen av denne radaren kan gjøres i samme kategori bistatisk radar.

Instrumentasjonsradar

Disse radarene er designet for å teste fly, raketter, raketter, etc. De gir forskjellig informasjon, inkludert plass, posisjon og tid både i analysen av etterbehandling og sanntid.

Værradarer

Disse brukes til å oppdage retning og vær ved å bruke radiosignaler gjennom sirkulær eller horisontal polarisering. Frekvensvalget på værradar avhenger hovedsakelig av et kompromiss mellom ytelse blant dempning samt nedbørsrefeksjon som et resultat av atmosfærisk vanndamp. Noen typer radarer er hovedsakelig designet for å benytte Doppler-skift for å beregne vindhastigheten, samt dobbelpolarisering for å gjenkjenne typer nedbør.

Kartleggingsradar

Disse radarene brukes hovedsakelig til å undersøke et stort geografisk område for bruk av fjernmåling og geografi. Som et resultat av syntetisk blenderadar er disse begrenset til ganske stasjonære mål. Det er noen spesielle radarsystemer som brukes til å oppdage mennesker etter vegger som er mer forskjellige sammenlignet med de som finnes i byggematerialer.

Navigasjonsradarer

Generelt er disse de samme for å søke i radarer, men de er tilgjengelige med små bølgelengder som er i stand til å replikere fra bakken og fra steiner. Disse brukes ofte på kommersielle skip så vel som langdistansefly. Det er forskjellige navigasjonsradarer som marine radarer som ofte plasseres på skip for å unngå kollisjon og navigasjonsformål.

Pulserende RADAR

Pulsed RADAR sender høy effekt og høyfrekvente pulser mot målobjektet. Deretter venter det på ekkosignalet fra objektet før en annen puls sendes. Området og oppløsningen til RADAR avhenger av pulsrepetisjonsfrekvensen. Den bruker Doppler shift-metoden.

Prinsippet om RADAR å oppdage bevegelige objekter ved bruk av Doppler-skift fungerer på det faktum at ekkosignaler fra stasjonære objekter er i samme fase og dermed blir kansellert mens ekkosignaler fra bevegelige objekter vil ha noen endringer i fasen. Disse radarene er klassifisert i to typer.

Pulse-doppler

Den overfører høy pulsrepetisjonsfrekvens for å unngå doppler-tvetydigheter. Det overførte signalet og det mottatte ekkosignalet blandes i en detektor for å få dopplerforskyvningen og differansesignalet blir filtrert ved hjelp av et dopplerfilter der de uønskede støysignalene blir avvist.

Blokkdiagram over Pulsed Doppler RADAR

Flytte målindikator

Den overfører lav pulsrepetisjonsfrekvens for å unngå uklarheter i området. I et MTI RADAR-system blir de mottatte ekkosignalene fra objektet rettet mot mikseren, der de blandes med signalet fra en stabil lokaloscillator (STALO) for å produsere IF-signalet.

Dette IF-signalet blir forsterket og deretter gitt til fasedetektoren der fasen sammenlignes med fasen til signalet fra Coherent Oscillator (COHO) og differensialet produseres. Det sammenhengende signalet har samme fase som sendersignalet. Det sammenhengende signalet og STALO-signalet blir blandet og gitt til forsterkeren som slås på og av ved hjelp av pulsmodulatoren.

MTI Radar

Kontinuerlig bølge

Den kontinuerlige bølgen RADAR måler ikke rekkevidden til målet, men snarere endringshastigheten for rekkevidden ved å måle dopplerforskyvningen til retursignalet. I en CW RADAR sendes elektromagnetisk stråling ut i stedet for pulser. Det brukes i utgangspunktet til hastighetsmåling .

RF-signalet og IF-signalet blandes i mikserstrinnet for å generere den lokale oscillatorfrekvensen. RF-signalet blir deretter overført signal og det mottatte signalet fra RADAR-antennen består av RF-frekvensen pluss Doppler-skiftfrekvensen. Det mottatte signalet blandes med den lokale oscillatorfrekvensen i det andre blandingstrinnet for å generere IF-frekvenssignalet.

Dette signalet forsterkes og gis til det tredje blandingstrinnet hvor det blandes med IF-signalet for å få signalet med dopplerfrekvens. Denne dopplerfrekvensen eller dopplerforskyvningen gir endringshastigheten for målområdet og dermed måles hastigheten til målet.

Blokkdiagram som viser CW RADAR

Radar Range ligning

Det finnes forskjellige typer versjoner tilgjengelig for ligningene i radarområdet. Her er følgende ligning en av de grunnleggende typene for et eneste antennesystem. Når objektet antas å være midt i antennesignalet, kan det høyeste radardeteksjonsområdet skrives som

Rmax = 4√Pt λ2G2σ / (4π) 3Pmin

= 4√Pt C2G2σ / fo2 (4π) 3Pmin

‘Pt’ = Overfør kraft

‘Pmin’ = Minimum detekterbart signal

‘Λ’ = Send bølgelengde

“elektriske releer prinsipper og applikasjoner pdf ”

‘Σ’ = Tverrsnitt av målradaren

‘Fo’ = Frekvens i Hz

‘G’ = Forsterkning av en antenne

‘C’ = Lyshastighet

I ovenstående ligning er variablene stabile, i tillegg til at de er avhengige av radar bortsett fra målet som RCS. Rekkefølgen for sendeeffekt vil være 1 mW (0 dBm) og forsterkningen av antennen omtrent 100 (20 dB) for en ERP (effektiv utstrålt effekt) på 20 dBm (100 mW). Rekkefølgen av de minst merkbare signalene er picowatt, og RCS for et kjøretøy kan være 100 kvadratmeter.

Så nøyaktigheten til radarområdet ligningen vil være inngangsdataene. Pmin (minimum merkbart signal) avhenger hovedsakelig av båndbredden til mottakeren (B), F (støytall), T (temperatur) og nødvendig S / N-forhold (signal / støy-forhold).

En mottaker med smal båndbredde vil være mer responsiv sammenlignet med en bred BW-mottaker. Støytall kan defineres da det er en beregning av hvor mye støy mottakeren kan bidra med et signal. Når støystallet er mindre, vil støyen være mindre enheten donerer. Når temperaturen øker, vil det påvirke mottakerens følsomhet gjennom stigende inngangsstøy.

Pmin = k T B F (S / N) min

Fra ovenstående ligning,

‘Pmin’ er det signalet som er minst påviselig

‘K’ er Boltzmanns konstant som 1,38 x 10-23 (Watt * sek / ° Kelvin)

‘T’ er en temperatur (° Kelvin)

‘B’ er båndbredden til en mottaker (Hz)

‘F’ er støyfiguren (dB), støyfaktor (forhold)

(S / N) min = Minste S / N-forhold

Den i / p termiske støyeffekten som er tilgjengelig kan være proporsjonal mot kTB uansett hvor ‘k’ er Boltzmanns konstant, ‘T’ er temperatur og ‘B’ er båndbredden til mottakerstøy i hertz.

T = 290 ° K eller 62,33 ° F

B = 1 Hz

kTB = -174 dBm / Hz

Ovennevnte radarområdeligning kan skrives for mottatt effekt som et funksjonsområde for en gitt sendekraft, antenneforsterkning, RCS og bølgelengde.

Prec = Pt λ2G2σ / (4π) 3R4max = Pt C2G2σ / (4π) 3R4fo2

Prec = PtG2 (λ / 4π) 2 σ / 4πR2

Fra ovenstående ligning,

‘Prec’ er den mottatte kraften

‘Pt’ er sendekraften

‘Fo’ er sendefrekvensen

‘Λ’ er sendebølgelengden

‘G’ er gevinsten til en antenne

‘Σ’ er tverrsnittet av radar

‘R’ er området

‘C’ er lysets hastighet

applikasjoner

De applikasjoner av radar Inkluder følgende.

Militære applikasjoner

Den har 3 store applikasjoner i militæret:

I luftvern brukes den til måldeteksjon, målgjenkjenning og våpenkontroll (dirigere våpenet til de målte målene).
I et missilsystem for å lede våpenet.
Identifisere fiendens steder på kartet.

Luft trafikk kontroll

Den har 3 store applikasjoner innen lufttrafikkontroll:

Å kontrollere lufttrafikk nær flyplasser. Air Surveillance RADAR brukes til å oppdage og vise flyets posisjon i flyplassterminalene.
For å lede flyet til å lande i dårlig vær ved hjelp av Precision Approach RADAR.
Å skanne flyplassens overflate etter fly og posisjoner på bakken

Fjernmåling

Den kan brukes til å observere om eller observere planetariske posisjoner og overvåke havis for å sikre en jevn rute for skip.

“hvordan lage dine egne sekvensielle baklys ”

Bakketrafikkontroll

Den kan også brukes av trafikkpolitiet til å bestemme hastigheten på kjøretøyet, kontrollere kjøretøyets bevegelse ved å advare om tilstedeværelsen av andre kjøretøyer eller andre hindringer bak dem.

Rom

Den har 3 store applikasjoner