رادارها چگونه کار می کنند؟

زمانی که خلبان با هواپیما به آسمان پرواز می کند ، سیستمی که اطلاعات لازم از قبیل ارتفاع ، فاصله ، سرعت اجسام دور ، آنچه که پیش رو یا پشت سر بوده ، آگاهی از خطر برخورد و غیره را  در اختیارش قرار می دهد ، دستگاهی رادیویی به نام رادار است .

در واقع رادار برای مشاهده اجسام و اندازه ‌گیری برخی ویژگی‌ های آن ها به وسیله امواج الکترومغناطیسی به کار می ‌رود . کاربرد اصلی رادار و محل پیدایش و رشد آن در صنایع نظامی و هوانوردی بوده و نقش اصلی یک سیستم راداری ، نظارت بر یک محدوده بزرگ و تشخیص اجسام متحرک ، ردیابی اهداف و استخراج مشخصاتی مانند سرعت ، ارتفاع و … است .

رمزی فاراگر (Ramsey Faragher) عضو ارشد محققان آزمایشگاه دانشگاه کمبریج انگلستان در گفتگویی که با کریس اسمیت (Chris Smith) از بخش مصاحبه های علمی (Science Interviews) وب سایت The Naked Scientists داشته به توضیح و تفسیر نحوه عملکرد رادارها پرداخته است .

رادار چه نوع سیستمی است و عملکرد آن  چگونه است؟

سیستم رادار پالس امواج الکترومغناطیس بسیار دقیقی که بسیار قوی و کوتاه مدت است ، را ایجاد می کند . این سیستم پالس های فوق  را پخش کرده  و برای دوباره شنیدن آن باید منتظر بود تا چیزی را در دورتر تشخیص دهد . دلیل این کار سرعت نور بوده که بسیار بسیار سریع است . بنابراین شما می توانید به راحتی تخمین بزنید  که چه مدت زمانی طول می کشد تا چیزی که در دور دست قرار دارد، نزدیک شود یا فاصله آن شیئ با منبع چقدر است . 

در واقع رادار ابتدا امواج خود را انتشار داده  و در صورتی که مانعی مانند یک شیئ پرنده در آسمان مقابل امواج قرار داشته ‌باشد ، امواج ضعیف ‌تری را بازتاب خواهد داد . حال اگر رادار مقداری از این امواج را دریافت کند ، می ‌تواند با ضرب سرعت موج در مدت زمان دریافت موج ، فاصله شیئ را محاسبه کند  .اما رادارها از یک چالش  بزرگ برخوردار هستند . آنها امواج را به همه جهات پخش می کنند و بر روی درختان ، ساختمان ها ، توربین های بادی و هر شیئ دیگری می تابانند . یک رادار با بازتاب امواج از این اشیاء سرکار داشته و آنچه را که جلب توجه می کند را برای نشان دادن انتخاب می کند .

من کمی نگران قرار گیری بدن انسان در معرض امواج رادارها هستم . در صورتی که فرد در برابر امواج رادار قرار گیرد ، آسیب می بیند؟

 نه نگران نباشید . میزان شدت امواج رادارها به حدی نیستند که برای سلامت انسان مضر باشند .

پرسشی که در اینجا مطرح می شود این است که برای تشخیص اشیاء ، فاصله و زاویه قرارگیری آنها نسبت به امواج رادیویی نقشی دارند یا خیر ؟

رادار در اندازه گیری سرعت بسیار بسیار خوب عمل می کند . این سیستم برای اندازه گیری محدوده خوب است اما نسبت به انداگیری زاویه خیلی قدرتمند عمل نمی کند . بنابراین در این سیستم هیچگونه اندازه گیری واقعی وجود ندارد تا زاویه رو به بالا یا پایین شیئ را  نسبت به رادار اندازه گیری کرده و مشخص سازد .

لازم به ذکر است که فرستنده رادار در رادارهای پالسی مدت زمانی را به انتشار امواج اختصاص می ‌دهد . اگر جسم مقابل رادار آنقدر نزدیک باشد که در همین مدت امواج بازتاب شده به آنتن رادار برخورد کند ، رادار متوجه نخواهد شد . اگر جسم آنقدر دور باشد که دیگر امواج بازتابی آن، بعد از مدت زمان دریافت به رادار برسد ، نیز رادار ها قادر به تشخیص آن نخواهند بود .

عملکرد رادارها در ترافیک های هوایی چگونه است ؟

 کارکرد رادارها در کنترل ترافیک هوایی به این صورت  است که به طور معمول در سطح افقی می چرخد  بنابراین گونه ای از امواج را خارج از تابش ، همراه جهت حوزه پخش می کند . زمانی که یک شیئ در ارتفاع قرار دارد برای تعیین و تمایز آن ، رادار دچار مشکل می شود . برای حل این مشکل سیستمی به نام ترانسپوندر  transponder ( دستگاه گیرنده ای که به محض دریافت مخابره به طور خودکار پاسخ آن را می دهد ) در هواپیما قرار داده شده که در واقع یک گیرنده رادیویی بوده و خیلی زود اطلاعات منتشر شده را با ضربه رادیویی ، پالس ، پاسخ می دهد . افراد فرستنده ، حضور هواپیمای شناسایی شده را منتشر کرده و در این انتشار آنها، اطلاعاتی چون ارتفاع و دیگر داده ها نیز منتشر می شود .

رادارها چه اطلاعاتی را از طریق پالس به هواپیماها ارائه می دهند ؟

به محض اینکه پالس رادار باز می گردد اطلاعات بیشتری را به همراه دارد چرا که فرستنده در فرکانس های مختلف هواپیما از جمله هویت ، ارتفاع و دیگر اطلاعات دیگر را منتقل می کند .

 

No tags for this post.