رادار که مخفف عبارت RAdio Detection And Ranging است، یک سیستم تشخیص است که از امواج رادیویی برای تعیین برد، زاویه یا سرعت اجسام استفاده می کند. می تواند اشیایی مانند هواپیما، کشتی، فضاپیما، موشک های هدایت شونده، وسایل نقلیه موتوری، سازندهای آب و هوا و زمین را پیدا کند. سیستم رادار یک سیگنال رادیویی را به شکل موج ارسال می کند. سپس این موج به یک جسم برخورد می کند و به عقب باز می گردد و به سیستم رادار اجازه می دهد فاصله شی را بر اساس مدت زمانی که طول کشید تا سیگنال برگردد محاسبه کند.
مفهوم رادار از قرن نوزدهم زمانی که هاینریش هرتز نشان داد که امواج رادیویی می توانند توسط اجسام فلزی منعکس شوند وجود داشته است. با این حال، راداری که امروزه می شناسیم، در دهه های 1930 و 1940، عمدتاً برای استفاده نظامی در طول جنگ جهانی دوم توسعه یافت. از آن زمان به یک ابزار حیاتی برای ناوبری در هر دو حوزه نظامی و غیرنظامی تبدیل شده است.
برای درک نحوه عملکرد سیستم های رادار، درک اصول اولیه امواج الکترومغناطیسی ضروری است. هنگامی که رادار سیگنالی را مخابره می کند، امواج الکترومغناطیسی ساطع می کند که با سرعت نور در هوا حرکت می کند که تقریباً \(3.00 \times 10^8\) متر در ثانیه است. معادله محاسبه فاصله ( \(D\) ) تا یک جسم زمانی که زمان ( \(T\) ) که طول می کشد تا سیگنال رادار برگردد به صورت زیر داده می شود:
\(D = \frac{c \times T}{2}\)که در آن \(c\) سرعت نور است. تقسیم بر 2 ضروری است زیرا سیگنال به جسم و عقب می رود و دو برابر مسافت را پوشش می دهد.
انواع مختلفی از سیستم های راداری وجود دارد که هر کدام برای اهداف خاصی طراحی شده اند:
رادار در ناوبری کشتی ها و هواپیماها ضروری است. به جلوگیری از برخورد، پیمایش در آب و هوای بد و انجام عملیات جستجو و نجات کمک می کند.
اثر داپلر که به نام فیزیکدان اتریشی کریستین داپلر نامگذاری شده است، تغییر در فرکانس یا طول موج موج در رابطه با حرکت ناظری نسبت به منبع موج است. در فناوری رادار، از اثر داپلر برای اندازه گیری سرعت اجسام شناسایی شده استفاده می شود. رادار داپلر می تواند سرعت یک جسم متحرک را با مشاهده تغییر فرکانس سیگنال رادار برگشتی تعیین کند. این به ویژه در پیش بینی آب و هوا برای اندازه گیری سرعت و جهت باد مفید است.
علیرغم اثربخشی، سیستم های رادار دارای محدودیت هایی هستند:
برای غلبه بر این محدودیت ها، فناوری رادار پیشرفت های قابل توجهی داشته است:
در حالی که ناوبری به عنوان یک برنامه اصلی برای سیستم های راداری باقی می ماند، استفاده از آنها در زمینه های مختلف گسترش می یابد:
فناوری رادار نقش مهمی در سیستم های ناوبری مدرن برای اهداف غیرنظامی و نظامی ایفا می کند. با انتشار امواج رادیویی و تجزیه و تحلیل پژواک، سیستم های رادار می توانند اشیاء را در فواصل زیاد شناسایی و ردیابی کنند. با وجود محدودیت‌های آن، پیشرفت‌های مداوم در فناوری رادار به بهبود دقت، وضوح و قابلیت اطمینان آن ادامه می‌دهد. به عنوان یک ابزار همه کاره، کاربردهای رادار از تضمین سفرهای دریایی و هوایی ایمن تا افزایش پیش بینی آب و هوا و کمک به اکتشافات فضایی را شامل می شود. درک اصول پشت رادار و کاربردهای متنوع آن به ما این امکان را می دهد که از تأثیر آن بر ایمنی، تحقیقات علمی و عملیات روزانه در بخش های مختلف قدردانی کنیم.
