From Wikipedia, the free encyclopedia
Radarra (ingelesezko radio detection and ranging-en akronimoa, euskaraz "irrati bidezko detektatze eta distantzia neurketa") objektuak detektatu eta kokatzeko sistema bat da, seinale elektromagnetikoak transmitituz eta objektu horiek islatutako uhinek eragindako oihartzunak jasoz.
Radarrak energia elektromagnetikoko pultsuak transmititzen ditu eta objektuetan islatutako energiaren frakzioa jasotzen du. Radar-ekipoek “oihartzun” horiek aztertzen dituzte radar-seinalea islatu duen objektu bakoitzaren presentzia zehazteko eta haren kokapenari eta abiadurari buruzko informazioa lortzeko.
Radar gehienek transmisiorako eta hargailurako antena komun bat dute. Eskuarki, transmisio-potentzia oso handiak erabiltzen dituzte eta sentikortasun handiko hartzaileak behar dituzte.
Garrantzitsua da bi termino bereiztea: clutter eta target. Clutter: radarrak jasotako oihartzun guztietatik radarrarentzat interesgarri ez direnak. Target edo "Zuria": radarrarak aztertu nahi duen objektua da.
Uhin elektromagnetikoak konstante dielektriko edo diamagnetikoetan aldaketa esanguratsuak daudenean sakabanatzen dira. Horrek esan nahi du airean edo hutsean dagoen objektu solido batek (hau da, objektuaren eta haren ingurunearen arteko atomo-dentsitatearen aldaketa batek) irrati-uhinak sakabanatuko dituela, radarrekoak bezala. Hori bereziki gertatzen da material eroaleen kasuan; hala nola, metalaren eta karbono-zuntzaren kasuan eta, horregatik, radarra bereziki aproposa da aireontziak detektatzeko. Batzuetan, hegazkin militarrek radar-uhinak xurgatzen dituzten substantzia erresistibo eta magnetikoak dituzten materialak erabiltzen dituzte, islapen-maila murrizteko. Radarraren uhinen eta espektro ikusgaiaren artean analogia bat ezarriz, material horiek kolore iluneko zerbait margotzearen pareko lirateke.
Radarraren uhinen islapena aldatu egiten da uhin-luzeraren eta zuriaren formaren arabera. Uhin-luzera zuriaren tamaina baino askoz txikiagoa bada, uhinak ispilu baten kontrako argia bezala errebotatuko du. Aldiz, zuriaren tamaina baino askoz handiagoa bada, hori polarizatu egiten da (karga positiboen eta negatiboen bereizketa fisikoa), dipolo batean bezala (ikus: Rayleighen sakabanaketa).[2] Bi eskalak antzekoak direnean erresonantzia-efektuak gerta daitezke. Lehen radarrek uhin-luzera oso altuak erabiltzen zituzten, objektiboak baino handiagoak; jasotzen zituzten seinaleak ahulak ziren. Egungo radarrek uhin-luzera txikiagoak (zentimetro gutxikoak edo txikiagoak) erabiltzen dituzte, ogi-barra baten tamainako objektuak detektatzeko.
Uhin motzeko irrati-seinaleak (3 kHz-30 MHz) kurbetan eta ertzetan islatzen dira, argiak kristal kurbatuko zati batean distirak sortzen dituen bezalaxe. Uhin-luzera horietarako, gainazal islatzaileen artean 90º-ko angeluak dituztenak dira islapen handiena duten objektuak. Izkina batean elkartzen diren hiru gainazal (kaxa batena bezalakoa) dituen egiturak beti islatuko ditu igorlearengana bere irekiduratik sartzen diren uhinak.
Mota horretako islagailuak, izkinako islatzaileak deritzenak (corner reflectors)[3], beste egoera batzuetan hala izango ez liratekeen objektuak radarrean "ikusteko" erabiltzen dira (ontzietan instalatzen dira, detektagarritasuna hobetzeko eta talkak saihesteko). Arrazoibide berari jarraituz, nabe bat ez detektatzea nahi bada, haren diseinuan barneko izkinak eta atzemateko norabideekiko perpendikularrak diren gainazal eta ertzak kentzen saiatuko da. Horregatik dira bitxiak "stealth" hegazkinak (ezkutuko hegazkina). Neurri horiek guztiek ez dute guztiz ezabatzen difrakzioaren ondoriozko islapena, bereziki uhin-luzera handietarako.
Transmititutako seinalea aldizkako pultsu-tren bat da, irrati-maiztasuneko eramailea anplitudean modulatzen duena. [4]
Hodi elektronikoen barruan hainbat teknologia daude: Magnetroia, Klystron anplifikadorea, uhin-hodi progresiboa (ingelesez, Traveling_Wave edo TWT) eta eremu gurutzatuen anplifikadorea (ingelesez, Crossed-Field Amplifier edo CFA).
Egoera solidoko teknologia transistore bipolarretan (3 GHz arte) eta MESFETetan (goi-maiztasunak) oinarritzen da. MMIC teknologiak (AsGa gaineko mikrouhin zirkuitu monolitikoak) egoera solidoko teknologia radar berrietan inplementatzeko aukera ematen du.
Egoera solidoko teknologiaren barruan daude: BJT egoera solidoa eta GaAs FET.
Hiru mota bereiz daitezke:
Sistema modernoenek islagailu paraboliko bideragarriak erabiltzen dituzte broadcast bidez igortzen den pultsu sorta estutzeko. Oro har, islatzaile bera erabiltzen da hargailu gisa. Sistema horietan, askotan bi radar maiztasun erabiltzen dira antena berean kontrol automatikoa ahalbidetzeko.
Artekatutako uhin-gida mekanikoki mugitzen da ekortzeko, eta egokia da bilaketa-sistemetarako (ez jarraipen-sistemetarako). Uhin-gida artekatuen zuzenkortasuna oso handia da antenaren planoan. Halabaina, parabolikoak ez bezala, ez dira gai plano bertikalean bereizteko. Parabolikoen kalterako, uhin-gida artekatuak itsasontzien estalkietan eta aireportuetako eta portuetako kanpoaldeetan erabiltzen dira, hauen kostua txikiagoa eta haizearekiko duten erresistentzia handiagoa direlako.
Radarretarako erabiltzen diren beste antena mota batzuk phased arrayak dira. Phased array bat elementu erradiatzaileen matrize (array) bat da. Hauetako bakoitza elikatzen duen seinalearen fasea kontrolatuta dago, multzoaren erradiazioa oso direktiboa izan dadin. Hau da, seinaleen faseekin jolasten da, nahi ez diren norabideetan deuseztatu eta intereseko norabideetan interferentzia eraikitzaileak lortzeko (konstruktiboki interferitzeko).
Irrati-astronomian ere phased arrayak erabiltzen dira, irekidura sintetikoko tekniken bidez erradiazio-sorta oso estuak lortzeko. Irekiera sintetikoa hegazkinen radarretan ere erabiltzen da. [5]
Helburuaren arabera, detekzio gaitasunak edo bereizmenak hobetu daitezke.
Bi talde bereiz daitezke:
Bi teknika:
Radarren sailkapen orokorra oinarrizko alderdi batzuen arabera egin daiteke:
Bandaren izena | Izenaren jatorria | Maiztasunak | Uhin-luzerak | Oharrak |
---|---|---|---|---|
HF | High Frecuency | 3-30 MHz | 10-100 m | Kostaldea zaintzeko radarrak, OTH zaintza (over-the-horizon) |
VHF | Very High Frecuency | 50-330 MHz | 0,9-6 m | Oso helmen luzeko zaintza, lurra zeharkatzen du |
UHF | Ultra High Frecuency | 300-1000 MHz | 0,3-1 m | Oso helmen luzeko zaintza (adib. misilak detektatzea), lurra eta landaredia zeharkatzen ditu |
L | Long wave | 1-2 GHz | 15-30 cm | Distantzia handiak. Bide-trafikoaren kontrola. |
S | (SHF Band) Short wave | 2-4 GHz | 7,5-15 cm | Tarteko distantzietako zaintza. Terminaletako trafikoa kontrolatzea. Distantzia luzeetako baldintza meteorologikoak |
C | (SHF Band) Compromise between S- and X-bands | 4-8 GHz | 3,75-7,5 cm | Distantzia handiko jarraipena. Meteorologia |
X | (SHF Band) Described fire control radars in World War II, X stands for "cross", as in "crosshairs" | 8-12 GHz | 2,5-3,75 cm | Misilen gida, meteorologia, bereizmen ertaineko kartografia, aireportuetako azaleko radarrak. Distantzia laburren jarraipena |
Ku | (SHF Band) Kurz-under | 12-18 GHz | 1,67-2,5 cm | Bereizmen handiko kartografia. Sateliteentzako altimetroak |
K | (SHF Band) Kurz-German for "short wave" | 18-27 GHz | 1,11-1,67 cm | Ur-lurruna xurgatzea. Meteorologiarako erabiltzen da, hodeiak detektatzeko. Baita motorzaleen abiadura kontrolatzeko ere. Gutxi erabiltzen da |
Ka | (EHF Band) Kurz-above | 27-40 GHz | 0,75-1,11 cm | Bereizmen handiko kartografia, aireportuen zaintza |
V | (EHF Band) Very short | 40-75 GHz | 6,0-4 mm | Atmosferak xurgatzen du |
W | (EHF Band) W follows V in the alphabet | 75-110 GHz | 2,7 - 4,0 mm | Sentsore gisa erabiltzen da ibilgailu autonomo esperimentaletarako, bereizmen handiko meteorologiarako eta irudien tratamendurako |
mm | (EHF Band) millimetter | 110-300 GHz | 7,5 mm - 1 mm | Esperimentala |
Harrera-antenan islatutako potentzia Pr radar-ekuazioaren bidez ematen da:[9]
non
Transmisorea eta hargailua leku berean dauden kasu arruntean, Rt = Rr. Hau da:
Horrek dio antena hartzailearen potentzia distantziaren laugarren potentziara murrizten dela proportzionalki, eta horrek esan nahi du urruneko helburutik islatutako potentzia oso txikia dela.
Pultsuen integrazioa esplorazio berean target batetik datozen oihartzunen batura da.
Zarataren ohiartzuna aldatzean den bitartean, targetaren ohiartzuna elkarren segidako pultsuen artean berdin mantentzen da.
Bi mota bereiz daitezke: integrazio koherentea (aurredetekzioa) eta integrazio inkoherentea (postdetekzioa).
RCSk edo radar sekzioak objektuak norabide guztietan sakabanatzen duen radarretik datorren energia kantitatea ezaugarritzen du.
Targetak islatutako potentziaren eta objektu horretan eragiten duen potentzia-dentsitatearen arteko erlazioa:
Beraz, radar sekzioak esfera eroale perfektu baten sekzioa adierazten du, eta esfera horrek, norabide guztietan erradiatuz, radarrean objektu errealak sortutako potentzia bereko oihartzuna sortzen du. Esan daiteke oihartzuna sortzen duen objektuaren eremu eraginkorra dela.
Garrantzitsua da ikustea objektu gehienetan radar sekzioak ez duela eremu fisikoa irudikatzen.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.