Bruger:Jørgen/radar
From Wikipedia, the free encyclopedia
Her gøres klar til en omkalfatring af artiklen>
Radar er en forkortelse for RAdio Detection And Ranging.
Anvendelsen af radar spænder bredt, bl.a. overvågning af luftrummet og skibstrafik, våbenbrug, meteorologi og måleopgaver.
Grundprincippet i en radar er, at et radarsignal (kort impuls med en høj effekt og en høj frekvens, typisk 1-40 GHz) udsendes fra antennen i én retning. Hvis radarstrålen rammer en genstand (eks. et fly), reflekteres en lille del af strålen og opfanges af modtageren gennem antennen. Signalet forstærkes og ender som et 'blip' på skærmen. Retningen til target (flyet) kendes ud fra antennens retning, og afstanden findes ud fra den tid, det tog fra pulsen udsendtes, til ekkoet kom tilbage.
Den traditionelle opfattelse af en radar er den roterende radioantenne, selvom der også findes mange andre radartyper. Radarantennen er normalt meget retningsbestemt, dvs. den sender sit signal ud i en smal stråle (beam) og modtager kun signaler fra samme retning.
Rækkevidden er fastlagt i radarsignalets design. Efter hver radarpuls følger 'lyttetiden', der sammen med pulstiden udgør PRT - Pule Repetition Time. Heraf kan udregnes PRF - det antal pulser, der kommer pr. sekund. Radarpulsen fortsætter langt ud i landskabet og hver gang den rammer en genstand, et skib eller en flyvemaskine, returneres noget af energien som et ekko. Ude ved den maksimale rækkevidde kan eventuelle ekkoer lige nå at komme tilbage og blive registreret inden næste puls udsendes. Radarpulsen fortsætter sin vej og eventuelle ekkoer længere væk fra kommer stadig tilbage, men i den næste lytteperiode, og vil i ubehandlet radarvideo optræde som falske ekkoer - såkaldte second returns. Disse fjernes på forskellig måde, f. eks. ved stagger tuning, hvor hver radarpuls har en anden frekvens end den forrige og dermed ikke detekteres af modtageren, der nu er sat til en anden frekvens.
Med udgangspunkt i en traditionel søgeradar til flytrafik kan de forskellige parametre, en radar konstrueres udfra, belyses:
- Jordens krumning gør at fly ikke kan ses bag radarhorisonten. Kan delvist løses ved at sætte antennen på et højere antennetårn.
- Skal radaren kunne se langt, skal den kunne sende et tilpas kraftigt signal ud. Nyere teknik med bl.a. følsommere modtagere og digital behandling af det modtagne ekko muliggør dog en lavere effekt.
- Rækkevidden bestemmes også af at signalet skal kunne nå frem og tilbage mellem radaren og flyet inden næste puls sendes afsted. Hvis man vælger denne 'lyttetid' længere, kan antennen ikke dreje så hurtigt rundt og dermed opdatere radarbilledet så hurtigt. En af grundene hertil er at et fly skal rammes af et vist antal pulser for at man kan være sikker på at det nu er et fly og ikke tilfældige støjpulser.
- Ground clutter er støj fra reflekterende faste terrængenstande, mest i nærområdet. Det er ofte ønskeligt at kunne skelne mellem ting, der bevæger sig og ting, der ikke gør. Funktionen MTI (Moving Target Indicator) fjerner ubevægelige ting, så radarbilledet bliver mere overskuelige.
Pulsens længde ligger i størrelsesordenen en milliontedel sekund, PRF (Pulse Repetition Frequency) i størrelsesordenen 250-2000 Hz (radarpulsens gentagelse pr. sekund), og effekten varierer med radarens størrelse og formål. I mellemstore radarer tilknyttet lufttrafikkontrollen (ATC) kan pulsen sagtens være på en megawatt (en million watt). Det reflekterede signal kan godt være i størrelsesordenen en milliontedel watt eller mindre. Det stiller store krav til den del af radaren (T-R-boksen), der skifter om mellem den høje udgangseffekt og det lave modtageniveau.
De første radarer udvikledes lige før og under 2. verdenskrig, først som en stationær radar, der kun kigger i een retning. Senere, da man teknisk kunne komme så højt op i frekvens at antennen blev tilpas lille, kunne man skabe den roterende antenne.
En radar behøver ikke kun at kigge i vandret plan. I en højdefinder svinger parabolen i en kompasretning, men med vandret og lodret som yderpunkter. Således findes flyvehøjden på target. Moderne radarsystemer til flytrafikkontrol er dog 3 - dimensionelle.
En GCA-radar (Ground Controlled Approach) har 2 antenner, der 'kigger' ud langs landingsbanen mod det landende fly. Antennerne bevæger sig i en smal vinkel i h.h.v. vandret og lodret plan. Så kan flyvelederen bestemme flyets position helt nøjagtigt og dermed dirigere piloten ned i tåget vejr v.h.a. radiokommunikation. Systemet er lidt på vej ud, men benyttes stadig som back-up-system indenfor militærflyvning, da det blot kræver at flyet har en virkende radio tilbage.
På de roterende radarantenner (områderadarer) ses meget tit en mindre, ekstra antenne ovenpå. Det er IFF/SIF-antennen (Identification Friend or Foe/ Selective Identification Feature), der sender et spørgesignal ud i samme retning som radarantennen. De større fly er udstyret med en transponder, der opfanger spørgesignalet og svarer tilbage med oplysninger om identitet, Heading (retning), flyvehøjde m.m. Disse oplysninger kobles sammen med target i radarens computer og vises sammen med ekkoet på skærmen. I fredstid er det nyttige informationer til afvikling af lufttrafikken, mens det oprindeligt var udviklet til krigstid, hvor egne fly svarede tilbage med dagens kode og dermed kunne identificeres på skærmen. Denne funktion kaldes ofte for sekundær radar, og kan stå alene som 'radar'system, hvis man kun er interesseret i at se fly, der har transponder.