الرادار ، الذي يرمز إلى RAdio Detection And Ranging ، هو نظام كشف يستخدم موجات الراديو لتحديد نطاق أو زاوية أو سرعة الأجسام. يمكنه العثور على أشياء مثل الطائرات والسفن والمركبات الفضائية والصواريخ الموجهة والمركبات الآلية وتكوينات الطقس والتضاريس. يرسل نظام الرادار إشارة راديوية على شكل موجة؛ ثم تضرب هذه الموجة جسمًا وترتد مرة أخرى، مما يسمح لنظام الرادار بحساب مسافة الجسم بناءً على الوقت الذي تستغرقه الإشارة في العودة.
كان مفهوم الرادار موجودًا منذ القرن التاسع عشر عندما أثبت هاينريش هيرتز أن موجات الراديو يمكن أن تنعكس عن طريق الأجسام المعدنية. ومع ذلك، تم تطوير الرادار كما نعرفه اليوم في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين، للاستخدام العسكري في المقام الأول خلال الحرب العالمية الثانية. وقد تطورت منذ ذلك الحين لتصبح أداة حاسمة للملاحة في المجالين العسكري والمدني.
لفهم كيفية عمل أنظمة الرادار، من الضروري فهم أساسيات الموجات الكهرومغناطيسية. عندما يرسل الرادار إشارة، فإنه يصدر موجات كهرومغناطيسية تنتقل عبر الهواء بسرعة الضوء، والتي تبلغ حوالي \(3.00 \times 10^8\) متر في الثانية. معادلة حساب المسافة ( \(D\) ) إلى جسم ما عندما يكون الوقت ( \(T\) ) الذي تستغرقه إشارة الرادار للعودة معروفًا، يُعطى بواسطة:
\(D = \frac{c \times T}{2}\)حيث \(c\) هي سرعة الضوء. والقسمة على 2 ضرورية لأن الإشارة تنتقل إلى الجسم وتعود، وتغطي ضعف المسافة.
هناك عدة أنواع من أنظمة الرادار، كل منها مصمم لأغراض محددة:
الرادار لا غنى عنه في ملاحة السفن والطائرات. فهو يساعد في تجنب الاصطدامات والتنقل خلال الأحوال الجوية السيئة وإجراء عمليات البحث والإنقاذ.
تأثير دوبلر، الذي سمي على اسم الفيزيائي النمساوي كريستيان دوبلر، هو تغيير في التردد أو الطول الموجي للموجة بالنسبة لمراقب يتحرك بالنسبة لمصدر الموجة. في تكنولوجيا الرادار، يتم استخدام تأثير دوبلر لقياس سرعة الأجسام المكتشفة. يمكن لرادار دوبلر تحديد سرعة جسم متحرك من خلال ملاحظة التغير في تردد إشارة الرادار المرتجعة. وهذا مفيد بشكل خاص في التنبؤ بالطقس لقياس سرعة الرياح واتجاهها.
على الرغم من فعاليته، فإن أنظمة الرادار لها حدود:
للتغلب على هذه القيود، شهدت تكنولوجيا الرادار تطورات كبيرة:
في حين أن الملاحة تظل التطبيق الأساسي لأنظمة الرادار، فإن استخدامها يمتد إلى مجالات مختلفة:
تلعب تكنولوجيا الرادار دورًا حاسمًا في أنظمة الملاحة الحديثة للأغراض المدنية والعسكرية. ومن خلال إصدار موجات الراديو وتحليل أصداءها، يمكن لأنظمة الرادار اكتشاف الأجسام وتتبعها على مسافات كبيرة. على الرغم من القيود المفروضة عليه، فإن التقدم المستمر في تكنولوجيا الرادار يستمر في تحسين دقته ودقة وضوحه وموثوقيته. وباعتباره أداة متعددة الاستخدامات، تمتد تطبيقات الرادار من ضمان السفر البحري والجوي الآمن إلى تعزيز التنبؤ بالطقس والمساهمة في استكشاف الفضاء. يتيح لنا فهم المبادئ الكامنة وراء الرادار وتطبيقاته المتنوعة تقدير تأثيره على السلامة والبحث العلمي والعمليات اليومية عبر مختلف القطاعات.
