رادارها چگونه کار میکنند؟

شما می توانید ایده ها، مشکلات و نظرات خود را حول مدار های مخابراتی مثل ساخت و عیب یابی فرستنده ها، گیرنده ها، اسیلاتور ها، Tuners, Synthesizers و ... در این قسمت مطرح کنید.
موضوع جدید ارسال پست
نمایه کاربر
sara
اعضای انجمن
اعضای انجمن
پست: 196
تاریخ عضویت: یک شنبه 30 آبان 1389, 12:00 am
محل اقامت: خرم آباد

رادارها چگونه کار میکنند؟

پست توسط sara » چهار شنبه 28 اردیبهشت 1390, 5:55 pm

رادارها از جمله تجهيزاتي هستند كه كاربردهاي متنوع و مختلفي دارند. مثلا كاربران نظامي يا كاربران كنترل ترافيك هوايي از آن براي كنترل و هدايت مسير هواپيماها روي زمين و يا در آسمان استفاده مي‌كنند، ايستگاه‌هاي هواشناسي از رادارها جهت پيگرد و شناسايي مسير حركت ابرها و توفان‌ها يا گردبادهاي مختلف استفاده مي‌كنند. حتي انواع ساده‌تري نيز وجود دارند كه شايد تا به حال به آنها توجهي نكرده‌ايم، براي مثال در بازكن‌هاي خودكار (با نزديك شدن انسان يا اجسام به در، آنها خود به خود گشوده مي‌شوند) از اين جمله و نوعي از رادارها هستند، بنابراين امروزه رادارها يك فناوري بسيار كارآمد محسوب مي‌شوند. اين تجهيزات معمولا براي سه منظور به كار مي‌روند كه عبارتند از:

- تعيين فاصله نسبت به يك جسم يا اجسام: معمولا براي اجسامي كه در حركت هستند مانند هواپيماها، كشتي‌ها، قايق‌ها و... اين نوع از رادارها مي‌توانند ساده يا بسيار پيشرفته باشند كه انواع پيشرفته حتي مي‌توانند براي مثال، نوع و مدل هواپيما را نيز شناسايي كنند.

*
*

- تعيين سرعت يك جسم متحرك

*
*

- جهت تهيه نقشه: سفينه‌هاي فضايي و ماهواره‌ها معمولا از اين نوع رادارها جهت تهيه نقشه‌هاي سه بعدي از سطح سيارات و كرات ديگر استفاده مي‌كنند.


رادارها براي انجام موارد ياد شده از فنون مربوط به انتشار و انعكاس امواج راديويي بهره مي‌برند.

پژواك يا انعكاس صدا:
اين ويژگي است كه همه شما تا به حال آن را آزموده‌ايد، بر اين اساس اگر كسي در يك دالان و يا يك چاه فرياد بكشد طنين‌ صداي خود را با تاخير چند لحظه‌اي دوباره خواهد شنيد. پژواك صدا هنگامي روي مي‌دهد كه امواج صوت پس از برخورد به سطوح مختلف دوباره انعكاس مي‌يابند و به سمت فرستنده بازمي‌گردند. فاصله زماني ميان ارسال صدا و دريافت مجدد آن، وابسته به ميزان مسافت بين فرستنده امواج و سطح منعكس كننده آن‌ها است. رادارها نيز به كمك ارسال امواج راديويي و دريافت امواج بازتابيده يا منعكس شده از طرف اجسام قادرند تا فاصله و سرعت حركت اجسام را برآورد و تعيين كنند.
اين شيوه در زير آب براي زيردريايي‌ها و خارج از آب و در هوا براي ديگر تجهيزات كاربرد دارد كه البته رادارهاي صوتي كه خارج از آب به كار مي‌روند چند مشكل دارند كه به شرح زير است:

*
* - امواج صوتي، از آنجا كه قابليت شنيده شدن را دارند، ممكن است صداهاي ناشي از يك رادار صوتي، براي شما و يا همسايگان اطراف، آزاردهنده و نامطلوب باشند.
* - امواج صوتي بازتابيده شده بسيار ضعيف هستند و تشخيص آنها به سختي صورت مي‌گيرد.
* - عدم توانايي در ارسال امواج صوتي تا مسافت‌هاي دور.

البته بسيار يا بهتر بگوييم كه تمامي مشكل‌هاي ياد شده با استفاده از رادارهاي فراصوتي به جاي رادارهاي صوتي قابل برطرف شدن است. بر اين اساس رادارها از امواج راديويي به جاي امواج صوتي استفاده مي‌كنند. اين امواج تا مسافت‌هاي بيشتري ارسال مي‌شوند، نامرئي بوده و حتي در صورتي كه ضعيف باشند نيز به راحتي قابل تشخيص و دريافت خواهند بود.
با نگاهي به عملكرد يك رادار كنترل هوايي با ساختار اين تجهيزات بيشتر آشنا مي‌شويم. راداري كه براي كنترل هواپيماها در هوا به كار گرفته مي‌شود، قادر است تا امواج راديويي با فركانس بالا را با توان زياد به صورت هر يك ميليونيم ثانيه يك بار، ارسال كند. به بيان ديگر هر فرستنده و گيرنده رادار، هر ثانيه را به يك ميليون بخش تقسيم كرده و در هر بخش به طور متناوب يك قسمت ارسال و يك قسمت دريافت انجام مي‌دهند. به طوري كه در زمان قطع ارسال (هنگام دريافت) منتظر شنيدن امواج برگشتي مي‌ماند. با توجه به سرعت انتشار امواج راديويي كه برابر سرعت انتشار نور است، رادارها قادرند تا براساس اختلاف زمان ميان ارسال و دريافت مجدد انعكاس امواج، فاصله و سرعت هواپيماها را دقيقا برآورد كنند. جالب توجه است كه در رادارهاي مخصوص كنترل زميني، تداخل بيشتري نسبت به رادارهاي هوايي به وجود مي‌آيد چرا كه در مسير امواج اين نوع از رادارها اجسام بيشتري از قبيل كوه‌ها، درختان، ساختمان‌ها و پل‌ها و... وجود دارند.
رادارهاي رديابي سرعت چگونه كار مي‌كنند؟
اين روزها همه ما شاهد تخلفات مختلف رانندگي و از جمله سرعت غيرمجاز و بسيار زياد در بزرگراه‌هاي شهر هستيم به طوري كه "سرعت غيرمجاز" ديگر به شكل يك قانون‌شكني عادي و روزمره درآمده است. در اين حال نيروهاي پليس و كنترل ترافيك در سراسر دنيا، براي مقابله و برخورد با تخلفات سرعت غيرمجاز خودروها، از نوعي از رادارها كه به آن‌ها رادارهاي رديابي گفته مي‌شود استفاده مي‌كنند:‌
براي آشنايي با چگونگي كاركرد رادارهاي ردياب، ابتدا بايد بدانيم كه آنها قرار است چه چيزي را رديابي كنند؟
اين تجهيزات بيشتر جهت كشف و اندازه‌گيري مقدار سرعت وسايل نقليه به كار مي‌روند، كه به اصطلاح "اسلحه سرعت" نيز ناميده مي‌شوند. اين وسايل چيزي نيستند جز يك فرستنده و گيرنده راديويي كه در قالب يك دستگاه واحد عرضه شده‌اند. فرستنده راديويي موجود در اين تجهيزات، با ايجاد نوسان، امواج الكترومغناطيسي را روي بسامدهاي مشخصي منتشر مي‌كند. همچنين در مدار فرستنده يك تقويت كننده امواج نيز تعبين شده است تا قدرت ارسال دستگاه بيشتر شود. اما بخش گيرنده اين دستگاه درست معكوس قسمت فرستنده عمل مي‌كند، يعني امواج الكترومغناطيسي را پس از دريافت از طريق آنتن، به جريان الكتريسيته تبديل مي‌كند. همان طور كه اشاره شد، رادارها از امواج راديويي براي شناسايي و تغيير حالت‌هاي اجسام گوناگون استفاده مي‌كنند به طوري كه در زماني كه امواج راديويي را در جهت يا جهاتي منتشر مي‌كنند، گيرنده آنها منتظر دريافت امواج بازتابيده (منعكس شده) از طرف اجسامي است كه در مسير سيگنال‌هاي ارسالي قرار دارند. امواج راديويي در هوا با سرعت مشخصي حركت مي‌كنند، بنابراين دستگاه‌هاي رادار با محاسبه فاصله زماني ميان ارسال تا دريافت امواج بازتابيده قادرند تا فاصله جسم و سرعت و حتي جهت حركت آن را آشكار سازند. فرآيند محاسبه سرعت اجسام بر اين اساس انجام مي‌گيرد كه اگر جسمي نسبت به رادار ثابت باشد، امواج ارسالي از رادار پس از برخورد به آن با حفظ مشخصات سيگنال ارسالي به رادار منعكس و منتقل مي‌شوند ولي اگر جسم يا مثلا اتومبيل در حال حركت باشد، سگينال راديويي ارسال شده از رادار، بعد از برخورد با آن دچار دگرگوني و تغيير (پراكندگي) شده و هر قسمت از آن از جهت متفاوتي به سوي رادار بازخواهد گشت نه به صورت متمركز. حال بر مبناي جهت حركت خودرو نسبت به موقعيت استقرار رادار، قسمت‌هاي مختلف سيگنال‌هاي بازتابيده به مرور ممكن است ديرتر و يا زودتر از قسمت‌هاي قبلي به رادار برگردند. براي مثال، در صورتي كه يك خودرو در حال حركت بوده و جهت حركت آن طوري است كه هرچه پيش مي‌رود از رادار دورتر مي‌شود، در اين حالت رادار سيگنال‌ها را در هر لحظه با تاخير بيشتري نسبت به قبل دريافت مي‌كند و بالعكس در صورتي كه خودرو به سمت رادار حركت كند و به آن نزديك شود سگينال‌ها به مرور با تاخير كمتري به گيرنده منعكس مي‌شوند، زيرا در هر لحظه از فاصله ميان خودرو و رادار كاسته مي‌شود. در نتيجه دستگاه‌هاي "اسلحه سرعت" با محاسبه و بررسي تغييرات سگينال‌هاي دريافتي قادرند تا ميزان سرعت و جهت اجسام متحرك و خودروها را تخمين زده و تعيين كنند. نكته مهم آن كه اگر يك "اسلحه راداري" از درون يك خودرو كه خود در حال حركت بوده و براي مثال سرعت آن 50 كيلومتر در ساعت است، مورد استفاده قرار گيرد، هنگامي كه بخواهيم سرعت يك خودرو را كه در جهت مخالف حركت مي‌كند محاسبه كنيم، آشكار ساز رادار پس از هدف‌گيري سرعت آن را 20 كيلومتر در ساعت تعيين مي‌كند اما حقيقت آن است كه در چنين شرايطي سرعت خودروي مقابل 70 كيلومتر در ساعت است. اخيرا نوع جديدي از اين نوع رادارها توسط پليس به كار مي‌روند كه با امواج نوري كار مي‌كنند، اين گونه وسايل كه به نام "اسلحه سرعت ليزري" شناخته مي‌شوند امروزه كاربرد وسيعي دارند.
اساس كار در رادارهاي ليزري به اين‌گونه است كه دستگاه با ارسال پرتوي ليزري مادون قرمز هنگام عبور يك وسيله نقليه از جاده فاصله زماني قطع و وصل شدن مسير پرتو كه به علت عبور خودرو انجام مي‌گيرد را سنجيده و سرعت آن را تخمين مي‌زند. اين تجهيزات هم به صورت دستي مي‌توانند مورد استفاده قرار گيرند و هم به طور ثابت نصب و سرعت خودروهاي عبوري را به صورت خودكار ثبت و ضبط كنند. در اين حالت دستگاه براساس برنامه‌ريزي قبلي، مي‌تواند طوري تنظيم شود كه هنگام عبور خودروهايي با سرعت بيش از حد مجاز تعيين شده، دوربين تعبيه شده در سيستم از آن (شماره پلاك و چهره راننده) يك عكس تهيه كرده و آن را به مركز كنترل پليس ارسال كند.


موضوع جدید ارسال پست

بازگشت به “مدارهاي مخابراتي”

چه کسی حاضر است؟

کاربران حاضر در این انجمن: کاربر جدیدی وجود ندارد. و 1 مهمان