رادارها از جمله تجهیزاتی هستند كه كاربردهای متنوع ومختلفی دارند. مثلا كاربران نظامی یا كاربران كنترل ترافیك هوایی از آن برای كنترلو هدایت مسیر هواپیماها روی زمین و یا در آسمان استفاده می‌كنند، ایستگاه‌هایهواشناسی از رادارها جهت پیگرد و شناسایی مسیر حركت ابرها و توفان‌ها یا گردبادهایمختلف استفاده می‌كنند.
حتی انواع ساده‌تری نیز وجود دارند كه شاید تا به حالبه آنها توجهی نكرده‌ایم، برای مثال در بازكن‌های خودكار (با نزدیك شدن انسان یااجسام به در، آنها خود به خود گشوده می‌شوند) از این جمله و نوعی از رادارها هستند،بنابراین امروزه رادارها یك فناوری بسیار كارآمد محسوب می‌شوند. این تجهیزات معمولابرای سه منظور به كار می‌روند كه عبارتند از:
- تعیین فاصله نسبت به یك جسم یااجسام: معمولا برای اجسامی كه در حركت هستند مانند هواپیماها، كشتی‌ها، قایق‌هاو... این نوع از رادارها می‌توانند ساده یا بسیار پیشرفته باشند كه انواع پیشرفتهحتی می‌توانند برای مثال، نوع و مدل هواپیما را نیز شناسایی كنند.
- تعیین سرعتیك جسم متحرك
- جهت تهیه نقشه: سفینه‌های فضایی و ماهواره‌ها معمولا از ایننوع رادارها جهت تهیه نقشه‌های سه بعدی از سطح سیارات و كرات دیگر استفاده می‌كنند.
رادارها برای انجام موارد یاد شده از فنون مربوط به انتشار و انعكاس امواجرادیویی بهره می‌برند.
پژواك یا انعكاس صدا:
این ویژگی است كه همه شما تابه حال آن را آزموده‌اید، بر این اساس اگر كسی در یك دالان و یا یك چاه فریاد بكشدطنین صدای خود را با تاخیر چند لحظه‌ای دوباره خواهد شنید. پژواك صدا هنگامی رویمی‌دهد كه امواج صوت پس از برخورد به سطوح مختلف دوباره انعكاس می‌یابند و به سمتفرستنده بازمی‌گردند. فاصله زمانی میان ارسال صدا و دریافت مجدد آن، وابسته بهمیزان مسافت بین فرستنده امواج و سطح منعكس كننده آنها است. رادارها نیز به كمكارسال امواج رادیویی و دریافت امواج بازتابیده یا منعكس شده از طرف اجسام قادرند تافاصله و سرعت حركت اجسام را برآورد و تعیین كنند.
این شیوه در زیر آب برایزیردریایی‌ها و خارج از آب و در هوا برای دیگر تجهیزات كاربرد دارد كه البتهرادارهای صوتی كه خارج از آب به كار می‌روند چند مشكل دارند كه به شرح زیر است:
- امواج صوتی، از آنجا كه قابلیت شنیده شدن رادارند، ممكن است صداهای ناشی از یك رادار صوتی، برای شما و یا همسایگان اطراف،آزاردهنده و نامطلوب باشند.
- امواج صوتی بازتابیده شده بسیار ضعیف هستند وتشخیص آنها به سختی صورت می‌گیرد .
- عدم توانایی در ارسال امواج صوتی تامسافت‌های دور.
البته بسیار یا بهتر بگوییم كه تمامی مشكل‌های یاد شده بااستفاده از رادارهای فراصوتی به جای رادارهای صوتی قابل برطرف شدن است. بر این اساسرادارها از امواج رادیویی به جای امواج صوتی استفاده می‌كنند. این امواج تامسافت‌های بیشتری ارسال می‌شوند، نامرئی بوده و حتی در صورتی كه ضعیف باشند نیز بهراحتی قابل تشخیص و دریافت خواهند بود.
با نگاهی به عملكرد یك رادار كنترلهوایی با ساختار این تجهیزات بیشتر آشنا می‌شویم. راداری كه برای كنترل هواپیماهادر هوا به كار گرفته می‌شود، قادر است تا امواج رادیویی با فركانس بالا را با توانزیاد به صورت هر یك میلیونیم ثانیه یك بار، ارسال كند. به بیان دیگر هر فرستنده وگیرنده رادار، هر ثانیه را به یك میلیون بخش تقسیم كرده و در هر بخش به طور متناوبیك قسمت ارسال و یك قسمت دریافت انجام می‌دهند. به طوری كه در زمان قطع ارسال (هنگام دریافت) منتظر شنیدن امواج برگشتی می‌ماند. با توجه به سرعت انتشار امواجرادیویی كه برابر سرعت انتشار نور است، رادارها قادرند تا براساس اختلاف زمان میانارسال و دریافت مجدد انعكاس امواج، فاصله و سرعت هواپیماها را دقیقا برآورد كنند.
جالب توجه است كه در رادارهای مخصوص كنترل زمینی، تداخل بیشتری نسبت بهرادارهای هوایی به وجود می‌آید چرا كه در مسیر امواج این نوع از رادارها اجسامبیشتری از قبیل كوه‌ها، درختان، ساختمان‌ها و پل‌ها و... وجود دارند.
رادارهایردیابی سرعت چگونه كار می‌كنند؟
فرآیند محاسبه سرعت اجسام بر این اساس انجام می‌گیرد كه اگر جسمی نسبتبه رادار ثابت باشد، امواج ارسالی از رادار پس از برخورد به آن با حفظ مشخصاتسیگنال ارسالی به رادار منعكس و منتقل می‌شوند ولی اگر جسم یا مثلا اتومبیل در حالحركت باشد، سگینال رادیویی ارسال شده از رادار، بعد از برخورد با آن دچار دگرگونی وتغییر (پراكندگی) شده و هر قسمت از آن از جهت متفاوتی به سوی رادار بازخواهد گشت نهبه صورت متمركز.
حال بر مبنای جهت حركت خودرو نسبت به موقعیت استقرار رادار،قسمت‌های مختلف سیگنال‌های بازتابیده به مرور ممكن است دیرتر و یا زودتر ازقسمت‌های قبلی به رادار برگردند. برای مثال، در صورتی كه یك خودرو در حال حركت بودهو جهت حركت آن طوری است كه هرچه پیش می‌رود از رادار دورتر می‌شود، در این حالترادار سیگنال‌ها را در هر لحظه با تاخیر بیشتری نسبت به قبل دریافت می‌كند و بالعكسدر صورتی كه خودرو به سمت رادار حركت كند و به آن نزدیك شود سگینال‌ها به مرور باتاخیر كمتری به گیرنده منعكس می‌شوند، زیرا در هر لحظه از فاصله میان خودرو و راداركاسته می‌شود. در نتیجه دستگاه‌های "اسلحه سرعت" با محاسبه و بررسی تغییراتسگینال‌های دریافتی قادرند تا میزان سرعت و جهت اجسام متحرك و خودروها را تخمین زدهو تعیین كنند.
نكته مهم آن كه اگر یك "اسلحه راداری" از درون یك خودرو كه خوددر حال حركت بوده و برای مثال سرعت آن 50 كیلومتر در ساعت است، مورد استفاده قرارگیرد، هنگامی كه بخواهیم سرعت یك خودرو را كه در جهت مخالف حركت می‌كند محاسبهكنیم، آشكار ساز رادار پس از هدف‌گیری سرعت آن را 20 كیلومتر در ساعت تعیین می‌كنداما حقیقت آن است كه در چنین شرایطی سرعت خودروی مقابل 70 كیلومتر در ساعت است.
اخیرا نوع جدیدی از این نوع رادارها توسط پلیس به كار می‌روند كه با امواج نوریكار می‌كنند، این گونه وسایل كه به نام "اسلحه سرعت لیزری" شناخته می‌شوند امروزهكاربرد وسیعی دارند.
اساس كار در رادارهای لیزری به این‌گونه است كه دستگاه باارسال پرتوی لیزری مادون قرمز هنگام عبور یك وسیله نقلیه از جاده فاصله زمانی قطع ووصل شدن مسیر پرتو كه به علت عبور خودرو انجام می‌گیرد را سنجیده و سرعت آن راتخمین می‌زند. این تجهیزات هم به صورت دستی می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند و همبه طور ثابت نصب و سرعت خودروهای عبوری را به صورت خودكار ثبت و ضبط كنند. در اینحالت دستگاه براساس برنامه‌ریزی قبلی، می‌تواند طوری تنظیم شود كه هنگام عبورخودروهایی با سرعت بیش از حد مجاز تعیین شده، دوربین تعبیه شده در سیستم از آن (شماره پلاك و چهره راننده) یك عكس تهیه كرده و آن را به مركز كنترل پلیس ارسالكند.
منبع: دنیای مخابرات وارتباطات
حتی انواع ساده‌تری نیز وجود دارند كه شاید تا به حالبه آنها توجهی نكرده‌ایم، برای مثال در بازكن‌های خودكار (با نزدیك شدن انسان یااجسام به در، آنها خود به خود گشوده می‌شوند) از این جمله و نوعی از رادارها هستند،بنابراین امروزه رادارها یك فناوری بسیار كارآمد محسوب می‌شوند. این تجهیزات معمولابرای سه منظور به كار می‌روند كه عبارتند از:
- تعیین فاصله نسبت به یك جسم یااجسام: معمولا برای اجسامی كه در حركت هستند مانند هواپیماها، كشتی‌ها، قایق‌هاو... این نوع از رادارها می‌توانند ساده یا بسیار پیشرفته باشند كه انواع پیشرفتهحتی می‌توانند برای مثال، نوع و مدل هواپیما را نیز شناسایی كنند.
- تعیین سرعتیك جسم متحرك
- جهت تهیه نقشه: سفینه‌های فضایی و ماهواره‌ها معمولا از ایننوع رادارها جهت تهیه نقشه‌های سه بعدی از سطح سیارات و كرات دیگر استفاده می‌كنند.
رادارها برای انجام موارد یاد شده از فنون مربوط به انتشار و انعكاس امواجرادیویی بهره می‌برند.
پژواك یا انعكاس صدا:
این ویژگی است كه همه شما تابه حال آن را آزموده‌اید، بر این اساس اگر كسی در یك دالان و یا یك چاه فریاد بكشدطنین صدای خود را با تاخیر چند لحظه‌ای دوباره خواهد شنید. پژواك صدا هنگامی رویمی‌دهد كه امواج صوت پس از برخورد به سطوح مختلف دوباره انعكاس می‌یابند و به سمتفرستنده بازمی‌گردند. فاصله زمانی میان ارسال صدا و دریافت مجدد آن، وابسته بهمیزان مسافت بین فرستنده امواج و سطح منعكس كننده آنها است. رادارها نیز به كمكارسال امواج رادیویی و دریافت امواج بازتابیده یا منعكس شده از طرف اجسام قادرند تافاصله و سرعت حركت اجسام را برآورد و تعیین كنند.
این شیوه در زیر آب برایزیردریایی‌ها و خارج از آب و در هوا برای دیگر تجهیزات كاربرد دارد كه البتهرادارهای صوتی كه خارج از آب به كار می‌روند چند مشكل دارند كه به شرح زیر است:
- امواج صوتی، از آنجا كه قابلیت شنیده شدن رادارند، ممكن است صداهای ناشی از یك رادار صوتی، برای شما و یا همسایگان اطراف،آزاردهنده و نامطلوب باشند.
- امواج صوتی بازتابیده شده بسیار ضعیف هستند وتشخیص آنها به سختی صورت می‌گیرد .
- عدم توانایی در ارسال امواج صوتی تامسافت‌های دور.
البته بسیار یا بهتر بگوییم كه تمامی مشكل‌های یاد شده بااستفاده از رادارهای فراصوتی به جای رادارهای صوتی قابل برطرف شدن است. بر این اساسرادارها از امواج رادیویی به جای امواج صوتی استفاده می‌كنند. این امواج تامسافت‌های بیشتری ارسال می‌شوند، نامرئی بوده و حتی در صورتی كه ضعیف باشند نیز بهراحتی قابل تشخیص و دریافت خواهند بود.
با نگاهی به عملكرد یك رادار كنترلهوایی با ساختار این تجهیزات بیشتر آشنا می‌شویم. راداری كه برای كنترل هواپیماهادر هوا به كار گرفته می‌شود، قادر است تا امواج رادیویی با فركانس بالا را با توانزیاد به صورت هر یك میلیونیم ثانیه یك بار، ارسال كند. به بیان دیگر هر فرستنده وگیرنده رادار، هر ثانیه را به یك میلیون بخش تقسیم كرده و در هر بخش به طور متناوبیك قسمت ارسال و یك قسمت دریافت انجام می‌دهند. به طوری كه در زمان قطع ارسال (هنگام دریافت) منتظر شنیدن امواج برگشتی می‌ماند. با توجه به سرعت انتشار امواجرادیویی كه برابر سرعت انتشار نور است، رادارها قادرند تا براساس اختلاف زمان میانارسال و دریافت مجدد انعكاس امواج، فاصله و سرعت هواپیماها را دقیقا برآورد كنند.
جالب توجه است كه در رادارهای مخصوص كنترل زمینی، تداخل بیشتری نسبت بهرادارهای هوایی به وجود می‌آید چرا كه در مسیر امواج این نوع از رادارها اجسامبیشتری از قبیل كوه‌ها، درختان، ساختمان‌ها و پل‌ها و... وجود دارند.
رادارهایردیابی سرعت چگونه كار می‌كنند؟
فرآیند محاسبه سرعت اجسام بر این اساس انجام می‌گیرد كه اگر جسمی نسبتبه رادار ثابت باشد، امواج ارسالی از رادار پس از برخورد به آن با حفظ مشخصاتسیگنال ارسالی به رادار منعكس و منتقل می‌شوند ولی اگر جسم یا مثلا اتومبیل در حالحركت باشد، سگینال رادیویی ارسال شده از رادار، بعد از برخورد با آن دچار دگرگونی وتغییر (پراكندگی) شده و هر قسمت از آن از جهت متفاوتی به سوی رادار بازخواهد گشت نهبه صورت متمركز.
حال بر مبنای جهت حركت خودرو نسبت به موقعیت استقرار رادار،قسمت‌های مختلف سیگنال‌های بازتابیده به مرور ممكن است دیرتر و یا زودتر ازقسمت‌های قبلی به رادار برگردند. برای مثال، در صورتی كه یك خودرو در حال حركت بودهو جهت حركت آن طوری است كه هرچه پیش می‌رود از رادار دورتر می‌شود، در این حالترادار سیگنال‌ها را در هر لحظه با تاخیر بیشتری نسبت به قبل دریافت می‌كند و بالعكسدر صورتی كه خودرو به سمت رادار حركت كند و به آن نزدیك شود سگینال‌ها به مرور باتاخیر كمتری به گیرنده منعكس می‌شوند، زیرا در هر لحظه از فاصله میان خودرو و راداركاسته می‌شود. در نتیجه دستگاه‌های "اسلحه سرعت" با محاسبه و بررسی تغییراتسگینال‌های دریافتی قادرند تا میزان سرعت و جهت اجسام متحرك و خودروها را تخمین زدهو تعیین كنند.
نكته مهم آن كه اگر یك "اسلحه راداری" از درون یك خودرو كه خوددر حال حركت بوده و برای مثال سرعت آن 50 كیلومتر در ساعت است، مورد استفاده قرارگیرد، هنگامی كه بخواهیم سرعت یك خودرو را كه در جهت مخالف حركت می‌كند محاسبهكنیم، آشكار ساز رادار پس از هدف‌گیری سرعت آن را 20 كیلومتر در ساعت تعیین می‌كنداما حقیقت آن است كه در چنین شرایطی سرعت خودروی مقابل 70 كیلومتر در ساعت است.
اخیرا نوع جدیدی از این نوع رادارها توسط پلیس به كار می‌روند كه با امواج نوریكار می‌كنند، این گونه وسایل كه به نام "اسلحه سرعت لیزری" شناخته می‌شوند امروزهكاربرد وسیعی دارند.
اساس كار در رادارهای لیزری به این‌گونه است كه دستگاه باارسال پرتوی لیزری مادون قرمز هنگام عبور یك وسیله نقلیه از جاده فاصله زمانی قطع ووصل شدن مسیر پرتو كه به علت عبور خودرو انجام می‌گیرد را سنجیده و سرعت آن راتخمین می‌زند. این تجهیزات هم به صورت دستی می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند و همبه طور ثابت نصب و سرعت خودروهای عبوری را به صورت خودكار ثبت و ضبط كنند. در اینحالت دستگاه براساس برنامه‌ریزی قبلی، می‌تواند طوری تنظیم شود كه هنگام عبورخودروهایی با سرعت بیش از حد مجاز تعیین شده، دوربین تعبیه شده در سیستم از آن (شماره پلاك و چهره راننده) یك عكس تهیه كرده و آن را به مركز كنترل پلیس ارسالكند.
منبع: دنیای مخابرات وارتباطات
