Radar

RADAR (ing. radar, qısaca olaraq radio detection and ranging sözlərindən – məsafəni müəyyən edən və radioaşkarlayıcı) – radarlayıcı stansiya – radaralama üsulu ilə müxtəlif obyektləri müşahidə etmək üçün qurğudur. İlk dəfə 1936 −1938-ci illərdə Böyük Britaniyada, ABŞ — da və keçmiş SSRİ — də istifadə olunmuşdur.

Radarlamanın əsasları

Obyektlərin yerinin təyin edilməsi, koordinatlarının və hərəkət göstəricilərinin ölçülməsi üçün elektromaqnit dalğalarının əks olunması və özünə məxsus şüalanması kimi xassələrindən istifadə olunur. Radiotexnikanın fəzada şüalandırılan elektromaqnit dalğalarının birbaşa əks olunması, sınaraq əks olunması və özünəməxsus şüalandırılması nəticəsində müxtəlif obyektlərin yerinin və koordinatlarının, habelə hərəkət göstəricilərinin təyin edilməsi ilə məşğul olan bölməsi radarlama adlanır. Obyektlərin yerinin aşkarlanması, koordinatlarının və hərəkət göstəricilərinin ölçülməsi kimi funksiyaları yerinə yetirən qurğu və ya sistemə müvafiq olaraq radar stansiyası və ya radar sistemi deyilir. Fəzanın müəyyən edilmiş ərazisində obyektin mövcudluğuna, koordinatlarına və hərəkət göstəricilərinə dair məlumat mənbəyi obyektdən gələn radarlama siqnallarıdır. Radarlama siqnallarının yaranma xüsusiyyətlərinə görə radar müşahidəsini üç yerə bölürlər. Elə bu qədər də radar stansiyası və radar sistemi var.

Müşahidə növləri

• Radar müşahidəsinin I növündə radar tərəfindən şüalandırılan radarlama siqnallarının obyektdən əks olunması xassəsindən istifadə edilir. Müşahidənin aparılması üçün obyektin əksetdirici qabiliyyətə malik olması zəruridir. Fəzanın elektromaqnit xüsusiyyətlərindən (elektrik və maqnit nüfuzluluğu) fərqli olaraq istənilən obyekt az və ya çox dərəcədə bu cur xassələrə malikdir. Obyektdən əks olunan elektromaqnit enerjisinin bir hissəsi radar stansiyası istiqamətində yayılır, antena tərəfindən qəbul edildikdən sonra obyektin yerinin aşkarlanması və koordinatların ölçülməsi həyata keçirilir. Bu növ müşahidənin üstünlüyü ondan ibarətdir ki, onun köməyi ilə istənilən obyekt haqqında məlumat almaq mümkündür. Elə buna görə də radarlama texnikasında bu müşahidə növündən geniş istifadə edilir.

• Radar müşahidəsinin II növündə müşahidə olunan obyektdə qurulmuş xüsusi retranslyator avadanlığı tərəfindən qəbul olunmuş siqnalın yenidən (paket şəklində) şüalandırılması xassəsindən istifadə edilir. Bu cür avadanlığa cavablayıcı deyilir. Yenidən şüalandırılan siqnal cavab siqnalı adlandırılır. Bu növ radar müşahidəsinin üstünlüyü ondan ibarətdir ki, cavab siqnalının intensivliyi nisbətən daha çoxdur. Bu isə müşahidənin səmərəliliyini artırır. Cavab siqnalının tərkibində obyektin koordinatlarına və radar müşahidəsi ilə birbaşa əlaqəsi olmayan bir sıra digər növ əlavə məlumatlar yerləşdirilə bilər. Məsələn: mövcud sistemlərdə təyyarədən yerə onun cavablayıcısının verdiyi nömrə və uçuş hündürlüyü barədə məlumat verilir. Bu növ radar müşahidəsinin çatışmazlığı ondan ibarətdir ki, bizi maraqlandıran obyektlərdə həmişə xüsusi cavablayıcı avadanlığın quraşdırılması mümkün olmur.

Radar müşahidəsinin birinci və ikinci növü aktiv radarlama üsuluna aid edilir. Belə ki, bu növlərdə radar stansiyasının şüalandırdığı siqnal aktiv formada obyektə təsir edir. İkinci növ müşahidədə birinci növ müşahidədən fərqli olaraq obyektə radar stansiyasının cavab siqnalını şüalandıraraq aktiv formada təsir edir. İkinci növ müşahidəyə uyğun olan radar sistemlərinə aktiv cavablı radar sistemləri və ya ikincili radar sistemləri deyilir. Birinci növ müşahidəyə uyğun olan radar sistemlərini isə birincili radar sistemləri adlandırırlar. İkinci növ müşahidəni yerinə yetirən radar stansiyalarına adətən ikincili radar (İR) stansiyaları, birinci növ müşahidəni yerinə yetirən radar stansiyalarına isə birincili radar (BR) stansiyaları deyilir.

• Radar müşahidəsinin III növü obyektlərin özlərinə məxsus radioşüalandırmalarına əsaslanıb və elə bu səbəbdən də passiv radarlama adlanır.

Müşahidənin bu növündə radar stansiyası radiodalğa şüalandırmır, yalnız özünə məxsus radiodalğalar şüalandıran obyektlərin bu siqnallarını qəbul edir. Başqa sözlə yalnız qəbul rejimində işləyir. Obyektlərin özlərinə məxsus radioşüalandırmalarına radiodiapazonda olan istilik şüalandırmaları (meteorit və s.), mühərriklərin işi zamanı yarana bilən şüalanmalar və ya obyektdə yerləşən müxtəlif radiotexniki vasitələrin şüalandırmaları aiddir.

Proses

Radar stansiyaları yuxarıda adları çəkilən növlərdə siqnalı qəbul edir və müəyyən emal prosesindən sonra obyektlərin koordinatlarını (məsafəni (maili uzaqlığı), istiqaməti (azimutu)) və hərəkət göstəricilərini (məsələn: sürəti) təyin edir. Obyektin koordinatları müxtəlif üsullar ilə təyin edilə bilər. Obyektdən radar stansiyasına gələn radarlama siqnalı elektromaqnit sahəsinin istənilən bir göstəricisi ilə – amplitudu, tezliyi, faza və yayılma zamanına görə təyin edilir. Radar stansiyasında bu göstəricilərin ölçülməsi və xeyirli məlumatın seçilməsi prosesi həyata keçirilir. Radarlama üsulları əsas məlumatın daşıyıcısı olan radiodalğanın müvafiq göstəricisinin adı ilə adlandırılır.

Üsullar

Koordinatın ölçülməsi üçün aşağıdakı üsullar var:

• amplitud;
• tezlik;
• faza;
• zaman.

Radarlamanın bütün üsulları radiodalğanın iki əsas xassəsi üzərində qurulur: radiodalğanın yayılma sürətinin sabitliyinə və radiodalğanın trayektoriyasının düzxətli olmasına əsaslanır.

Bucaq koordinatının — azimutun və məsafənin — maili uzaqlığın ölçülməsi məqsədilə ən çox zaman və tezlik üsullarından istifadə edilir. Bu üsulların ən əlverişlisi isə zaman üsuludur. Zaman üsulu ilə maili uzaqlığı təyin etmək üçün riyazi olaraq birincili radarlamada t = 2  r / c

Burada, t — radiodalğanın radardan obyektə gedib-qayıtmasını göstərən zamandır, saniyə ilə. r — radardan obyektə qədər olan məsafədir, km ilə, c — radiodalğanın mühitdə yayılma sürətidir (c = 300 000 km/san.) və həmişə sabitdir.

Bu düsturun köməyi ilə birincili radarlamada radardan obyektə qədər olan məsafəni təyin edə bilərik: r = c  t / 2.

İkincili radarlamada isə t = (2  r / c) + tay. Burada, tay – radiodalğanın cavablayıcıda yubandığı zamandır Buna başqa sözlə aparat yubatması da deyilir.

Birincili radarlamada daşıyıcı tezliyin seçilməsi:

Radarlamada UQD diapazondan aşağıdakı amillərə görə istifadə edilir:

• Əks olunan dalğanın sıxlığı düşən dalğanın sıxlığından asılıdır. Əks olunan dalğa əmsalı metal səthlər üçün vahidə bərabərdir

Əm.əod = 1,

Əks olunan dalğa əmsalı dielektriklər üçün vahiddən kiçikdir və obyektin dielektrik nüfuzluluğundan asılıdır: Əd.əod < 1.

• Zondlayıcı impulsun dalğa uzunluğu —  obyektin həndəsi ölçülərinə bərabər və ondan kiçik olduqda əks olunan dalğanın intensivliyi kifayət qədər olur.

• Əks təqdirdə difraksiya hadisəsi radiodalğanın obyektdən əyilib keçməsinə səbəb ola bilər.

• Dalğa uzunluğunun azalması ilə şüalanmanın intensivliyi, radiodalğanın qəbulu və antenanın ölçüləri artır.

• Antena nə qədər dar istiqamətləndirilərsə koordinatlar da bir o qədər dəqiq təyin olunar və radar stansiyasının seçicilik qabiliyyəti artar.

• UQD diapazonda daşıyıcı tezliyin seçilməsi qısa müddətli impulslarla işləməyə imkan yaradır. Həmçinin bu zaman ilin və sutkanın müxtəlif vaxtlarında müxtəlif atmosfer təsirlərinin və elektromaqnit şüalanmalarının təsiri azalır.

Radarlama vasitələrinin təsnifatı:

Havadakı hərəkətin idarə edilməsi üçün radarlama vasitələri öz təyinatlarına görə aşağıdakılara bölünürlər:

• Hava məkanının aerodrom müşahidə radarlarına (AMR);

• Hava məkanının trass müşahidə radarlarına (TMR);

• Aktiv cavablı (ikincili) müşahidə radarlarına;

• Enmənin radar sistemlərinə;

• Uçuş sahəsinin müşahidə radarına və

• Meteoroloji radar stansiyalarına.

Hava məkanının müşahidə radarları tras boyu, aerodroma yaxınlaşma zamanı və aeordrom ərazisində havadakı vəziyyətə dair məlumatların toplanılması və təyyarələrin dəqiq koordinatlarının ölçülməsi üçün istifadə edilir.

Aktiv cavablı (ikincili) müşahidə radarları havadakı hərəkətin idarə edilməsində çox vacib amillərdən biri sayılır. Bu vaxt təyyarədəki cavablayıcıdan istifadə edilməklə təyyarənin hər üç koordinatı (maili uzaqlıq, azimut və uçuş hündürlüyü) haqqında və HHİE üçün digər vacib olan dəqiq məlumatlar əldə edilir. Bu sistemlərdə məlumatlar rəqəmli formada verildiyindən onların HHİE avtomatlaşdırılmış sistemləri ilə uzlaşdırılması heç bir çətinlik yaratmır.

Enmənin radar sistemləri təyyarənin verilmiş qlissada bucağına nəzərən vəziyyətini ölçür. Bu radar sistemlərindən enmənin radiomayak sistemləri ilə təmin edilməyən aeroportlarda və yaxud da təyyarənin enməyə daxil olduğu zaman prosesə nəzarət etmək üçün istifadə edilir. Enmənin radar sistemlərindən istifadə edərkən təyyarənin bortunda hər hansı bir xüsusi avadanlıq quraşdırlımasına ehtiyac yoxdur.

Uçuş sahəsinin müşahidə radarlarından aerodromun yerüstü ərazisini nəzarətdə saxlmaq üçün istifadə edilir.

Meteoroloji radar stansiyalarından isə sırf meteoroloji məqsədlər üçün (buludların qalınlığının, dərinliyinin, ildırım yaradan və ya ildırımlı ocaqların yerinin və s. təyin olunması üçün) istifadə olunur. Bu zaman radarlama üsulu birncili radarlama üsuluna aid edilir.

Sorğu iki impuls ilə — P1 və P3 impulsları ilə ötürülür. P1 və P3 impulsları arasındakı məsafə sorğunun açarı rolunu oynayır. A və C kodları mülki aviasiyada istifadə olunur:

Kod "A" – hava gəmisinin tanınmasına dair sorğu kodudur.

Kod "C" – uçuş hündürlüyünə dair sorğu kodudur. HG bortundakı cavablayıcı sorğu siqnalını qəbul etdikdən sonra hava gəmisinin barometrik hündürlüyünə dair göstəriciləri yerüstü radar stansiyasına göndərir.

Təyyarə cavablayıcısı qəbul etdiyi sorğuları emal edərək cavab göndərir. Cavab rəqəmlər formasında olan impulslar ardıcıllığından ibarətdir. Bu ardıcıllığa kod adı verilib.

İmR cavabı uzunluğu 0,45 mikrosaniyə olan impulslardan təşkil edilir. Impulslar arasındakı məsafə 1,45 mikrosaniyədir. Kod bütövlükdə isə 20,3 mikrosaniyədən ibarətdir. Kodda A, B, C, D impulslar ardıcıllığı təsvir edilib. Hər söz 3 bit ölçüsündədir. İmpuls mövcud olduqda bit=1, impuls olmadıqda isə bit=0 kimi ifadə olunur.

MODE S rejimini sorğuları

Sorğu 2 kodla ifadə olunur:

• ALL CALL – bütöv sorğunun kodu (AC kimi işarələnir);

• ROLL CALL – adbaad çağırış kodu (RC kimi işarələnir).

Təyyarənin sorğulanması prosesində AC ilə təyyarəyə dair tam informasiya soruşulur. RC zamanı isə radar və təyyarə arasında məlumatlar mübadiləsi aparılır. AC zamanı kod kimi aralarındakı məsafə 8 və ya 21 mikrosan P1 və P3 impulslarından istifadə edilir. P3 impulsundan 2 ms sonra isə uzunluğu 0,8 ms (qısa impuls) və ya uzunluğu 1,6 ms (uzun impuls) olan P4 impulsu şüalandırılır. İndi uzun impulslardan istifadə edilmir. P4 qısa impulsu İmR cavablayıcı tərəfindən istifadə olunur.