تبلیغات
"رهـــــــــگـــــــذ ر" - رادارها چگونه کار میکنند؟
 
"رهـــــــــگـــــــذ ر"
درباره وبلاگ




وإِن یَکادُ الّذینَ کَفَروا لَیُزلِقونَکَ

بِأَبصارِهِم لَمّا سَمِعُوا الذِّکرَ و

یَقولونَ إِنَّهُ لَمَجنونٌ و مَا هُوَ

إِلاّ ذِکرٌ لِلعَلَمین




&سلام به وبلاگ من خوش امدید&

مدیر وبلاگ : &§ مجید §&
نویسندگان
جمعه بیست و پنجم بهمن 1392

رادار یک سیستم الکترومغناطیسی است که برای تشخیص و تعیین موقعیت هدف بکار می رود. با رادار می توان درون محیطی را که برای چشم، غیر قابل نفوذ است دید مانند تاریکی، باران، مه، برف، غبار و غیره .

اما مهمترین مزیت رادار توانایی آن درتعیین فاصله یا حدود هدف می باشد. کاربرد رادارها در اهداف زمینی، هوایی، دریایی، فضایی و هواشناسی می باشد.



ادامه مطلب




نمونه یک تصویر دریافت شده از رادار هواشناسی

 

نمونه یک رادار فضایی و تصویر دریافت شده از ماه توسط این رادار

 

نخستین بار در سال 1901  هوگو ژرنسبارک  که او را «ژول ورن» آمریکایی می‌نامند، در یک داستان علمی تخیلی، آن را طرح ریزی کرد. در سال 1906، یک دانشجوی 23 ساله آلمانی، به نام  هولفس یر  دستگاهی ساخت که با اصول رادارهای امروزی می‌توانست امواجی را بسوی موانع بفرستد و بازتاب آنها را دریافت دارد. آزمایش اساسی ارسال امواج الکترومغناطیسی بسوی هواپیماهای در حال پرواز، بوسیله یک دانشمند فرانسوی به نام  پیر دیوید  انجام یافت. در آغاز جنگ دوم جهانی بود که تکنسینهای انگلیسی موفق شدند، نخستین مدلهای راداری امروزی را بسازند. اما کار آنها یک مشکل اساسی داشت. امواج تا نقطه‌ای که  می‌خواستند نمی‌رسید و تنها تا پنج هزار متر برد داشت.

به همین دلیل یک فرانسوی دیگر به نام موریس پونت در سال 1930 موفق به اختراع دستگاهی جالب به نام مانیترون شد که امواج بسیار کوتاه رادیویی را بوجود می‌آورد و به همین دلیل رادارهایی که به کمک این وسیله تکمیل شدند توانستند تا دهها کیلومتر بیش از رادار قبلی امواج را ارسال کنند. دستگاه اختراعی پونت در سال 1935 ابتدا در کشتی معروفی به نام نرماندی نصب شد و توانست آن را از خطر برخورد با کوههای عظیم یخی شناور در اقیانوس محافظت کند و بدین ترتیب رادار علاوه بر استفاده وسیع در هوا ، سطح دریاها را هم به تسخیر خود در آورد.

 

اما این دستگاها چگونه کار می کنند؟

واژه رادار امروزه در سرتاسر دنیا کاربرد دارد، RADAR مخفف (Radio Detection And Ranging) و به معنای آشکارسازی به کمک امواج مایکرویو است. در واقع اختراع رادار از یک پدیده فیزیکی و بسیار طبیعی به نام انعکاس گرفته شده است، همه ما بارها و بارها بازگشت صدا را در مقابل صخره‌های عظیم تجربه کرده‌ایم. نور خورشید هم با استفاده از همین پدیده است که از سوی ماه و در هنگام شب به ما می‌رسد.

اساس کار رادارها را با یک مثال ساده توضیح می دهیم.

فرض کنید شما در لبه چاهی ایستاده اید اگر شما در داخل چاه فریاد بزنید برگشت صدای خود را پس از چند لحظه خواهید شنید و دلیل این پدیده اینست که برخی از امواج صوتی فریاد شما به سطحی ( مثلا بدنه چاه یا سطح آب در ته چاه) برخورد کرده و مجددا به سوی شما منعکس شده و به گوش شما می رسد و شما مجددا آنها را می شنوید. به این پدیده به اصطلاح پژواک و یا اکو می گویند.

فاصله زمانی بین لحظه ای که شما فریاد زده اید و لحظه ای که اکوی صدای خود را می شنوید بستگی به فاصله بین شما و سطح منعکس کننده امواج دارد. به راحتی قابل مشاهده است که با یک محاسبه کوچک می توان این فاصله را محاسبه کرد.

 

پدیده رایج دیگر در رادارها با نام داپلر شناخته می شود. برای درک بهتر پدیده داپلر مثالی ساده بیان می کنیم.

فرض کنید اتومبیلی که با سرعت 60 مایل در ساعت (تقریبا 97 کیلومتر در ساعت) بسوی شما در حال حرکت است بوق خود را به صدا در میاورد. هنگامی که اتومبیل در حال نزدیک شدن است صدای بوق آن هم بطور یکنواخت با نزدیک شدن اتومبیل بلندتر می شود اما هنگاهی که اتومبیل از مقابل شما عبور کرد صدای بوق بطور ناگهانی کم می شود . در حالی که این صدای یک بوق است که آن بوق همیشه یه صوت را تولید می کند اما پدیده داپلر باعث می شود که شما صدا را این گونه بشنوید.

 

 

چرا این اتفاق می افتد؟

سرعت صوت به شرط اینکه هوا ساکن باشد تقریبا در همه جا ثابت و حدود 600 مایل بر ساعت است. (سرعت دقیق آن به فشار، دما و رطوبت هوا بستگی دارد) تصور کنید اتومبیل متوقف است و دقیقا یک مایل با شما فاصله دارد و به مدت یک دقیقه بطور مداوم بوق می زند. امواج صوتی منتشر شده توسط بوق با سرعت 600 مایل بر ساعت به سمت شما حرکت می کنند و شما صدای بوق را با 6 ثانیه تاخیر خواهید شنید. (زیرا 6 ثانیه طول می کشد تا امواج با سرعت 600 مایل برساعت مسافت یک مایلی بین بوق و شما را طی کند)

 

حالا اجازه دهید تصور کنیم که اتومبیل با سرعت 60 مایل بر ساعت به سمت شما حرکت می کند . مبدا حرکت اتومبیل مسافت یک مایلی شماست و به مدت یک دقیقه تمام هم بطور مداوم بوق می زند. شما باز هم صدا را با 6 ثانیه تاخیر خواهید شنید اما اینبار به نظر شما اتومبیل فقط 54 ثانیه بوق می زند. این بدین خاطر است که اتومبیل پس از یک دقیقه دقیقا مقابل شما خواهد بود و صدا در این لحظه بلا فاصله و بدون هیچ تاخیری به شما می رسد. اتومبیل (از دیدگاه راننده آن ) یک دقیقه کامل بطور مداوم بوق زده است زیرا او نیز همراه با اتومبیل در حال حرکت بوده و صدا بدون تاخیر به گوش او رسیده است . اما در جایگاه شما امواج صوتی که در طول یک دقیقه تولید شده است در 54 ثانیه فشرده می شود. در واقع تعداد یکسانی از امواج صوتی در مقدار کمتری از زمان بسته بندی شده اند. بنابراین فرکانس آنها افزایش یافته و شما با صدایی بلندتر از صدای واقعی آن را خواهید شنید. اما هنگامی که اتومبیل از مقابل شما عبور کرد همه این وقایع بصورت برعکس تکرار می شوند و مقدار یکسان صوت در مدت زمان بیشتری انتشار می یابد در نتیجه فرکانس کاهش می یابد و شما صدای آهسته تری از حد واقعی را خواهید شنید.

حال به کمک پدیده اکو و داپلر می توان فاصله و سرعت اجسام را نسبت به فرستنده صوت محاسبه کنیم. مثلا در مثالهای فوق می توان سرعت و فاصله خودرو را نسبت به خودمان، با توجه به زمان سپری شده از لحظه بوق زدن تا شنیده شدن صدای بوق، محاسبه کرد.

این فرایند همان فرایندی است که در رادارهای صوتی استفاده می شود. رادارهای صوتی را می توان در طبیعت نیز یافت مثلا خفاش، دارای حس بینایی ضعیفی است و به کمک طبیعت راداری که دارد، می‌تواند موانع دور و برخود را تشخیص دهد. خفاش هنگام پرواز فریادهای ابر صوتی خاصی ایجاد می‌کند که پس از برخورد با اجسام مختلف، منعکس می‌شود و به گوش خفاش می‌رسد. بوسیله همین پژواک صداهای ابر صوتی است که نوع مانع و فاصله آن را تشخیص می‌دهد و طوری پرواز می‌کند که از تصادم با آنها در امان باشد.

 

اما رادارهای صوتی مشکلاتی دارند که عباتند از:

1.امواج صوتی برد کمی دارند و حداکثر پس از یک مایل نابود می شوند.

2.امواج صوتی را تقریبا همه می توانند بشوند و بنابراین یک رادار صوتی می تواند برای افرادی که در اطراف آن هستند مزاحمت زیادی ایجاد کند.( که البته می توان این مشکل را با استفاده از امواج فراصوتی بجای امواج قابل شنیدن تا حد زیادی مرتفع کرد).

3.امواج صوتی پس از اکو ضعیف می شوند و این مشکل، کشف و دریافت آنها را مشکل می کند.

حال برای بهبود کار رادارها چه باید کرد؟

این سوالی بود که باعث استفاده از امواج رادیویی بجای امواج صوتی شد. اما چرا امواج رادیویی:

1.امواج رادیویی برد زیادی دارند.

2.توسط انسانها قابل حس نیستند.

3.کشف و دریافت آنها حتی هنگامی که ضعیف هم شده اند براحتی امکان پذیر است.

 

حال طرز کار یک رادار رادیویی که وظیفه کشف و شناسایی هواپیماها را دارد توضیح می دهیم.

 ابتدا مکانیزم ارسال در رادار فعال می شود و امواج رادیویی را با قدرت زیاد و فرکانس بالا به طرف هواپیما ارسال می کند. مدت ارسال این امواج در حد یک میکروثانیه است.

سپس مکانیزم ارسال در رادار غیر فعال شده و مکانیزم دریافت فعال می گردد و منتظر دریافت اکوی امواج ارسال شده می ماند. سیستم رادار مدت زمان بین ارسال امواج و دریافت اکوی آنها را به دقت اندازه گیری می کند. سرعت امواج رادیویی برابر با سرعت نور است . بنابراین اگر سیستم رادار از یک ساعت بسیار دقیق برخوردار باشد می تواند مسافت هواپیما با رادار را بسیار دقیق اندازه گیری کند و اگر مجهز به یک سیستم ویژه پردازشگر امواج نیز باشد می تواند امواج داپلر را به دقت بررسی کرده و سرعت هواپیما را به طور کاملا دقیق مشخص کند.

 

حال که با طرز کار رادارها آشنا شدیم بد نیست بدانید که کاربرد رادرها امروزه بسیار وسیع بوده و ما در زیر فقط چند مورد آن را نام می بریم:

1.نظارت و رهگیری هواپیماها و موشکها

2.نظارت و رهگیری اهداف دریایی یا زمینی

3.نظارت و رهگیری اجرام فضایی

4.هواشناسی

5.اندازه گیری سرعت وسایل نقلیه

رادار دهانه ترکیبی برای تصویر دو-بعدی و سه-بعدی

6.پیداکردن مین در زمین

7.فرود(برای نمونه برای هواپیما) دقیق

8.عکسبرادری از کره‌های دیگر با رادار تصویری

9.پرهیز تصادم

10.پیدا کردن آب در مناطق شنزار و خشک

11.نظارت بر اهداف جنبنده در زمین

12.نظارت بر اهداف جنبنده در مناطق پردرخت

 





نوع مطلب :
برچسب ها : رادارها چگونه کار میکنند؟، رادارها چگونه کار میکنند،
لینک های مرتبط :
جمعه دوم تیر 1396 08:05 ب.ظ
بسیار قلب از خود نوشتن در حالی که ظاهر شدن مناسب در آغاز آیا نه کار خوب با من پس از
برخی از زمان. جایی درون جملات شما موفق به من
مؤمن اما تنها برای بسیار
در حالی که کوتاه. من این مشکل خود را با جهش در منطق
و یک ممکن است را خوب به کمک پر کسانی که معافیت.

در این رویداد شما در واقع که می توانید انجام من
می قطعا تا پایان در گم.
چهارشنبه سی ام فروردین 1396 06:04 ق.ظ
Asking questions are actually nice thing if you are not understanding anything totally, however this
piece of writing provides good understanding yet.
پنجشنبه بیست و چهارم فروردین 1396 01:40 ق.ظ
Howdy! This post could not be written much better! Looking at this
post reminds me of my previous roommate! He constantly kept preaching
about this. I will forward this article to him. Fairly
certain he will have a very good read. Many thanks for
sharing!
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر





پیوندها
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
امکانات جانبی
کد حرفه ای قفل کردن کامل راست کلیک
 
 
بالای صفحه