Back to the topics list

radar

Navigatsiya uchun radarni tushunish

Radar (radio Detection and Ranging) degan maʼnoni anglatadi, bu obʼyektlarning diapazoni, burchagi yoki tezligini aniqlash uchun radiotoʻlqinlardan foydalanadigan aniqlash tizimidir. U samolyotlar, kemalar, kosmik kemalar, boshqariladigan raketalar, motorli transport vositalari, ob-havo shakllari va erlar kabi narsalarni topishi mumkin. Radar tizimi radio signalini to'lqin shaklida yuboradi; keyin bu toʻlqin obʼyektga uriladi va orqaga qaytadi, bu esa radar tizimiga signalning qaytish vaqtiga qarab obʼyekt masofasini hisoblash imkonini beradi.

Tarix va taraqqiyot

Radar tushunchasi 19-asrdan beri mavjud bo'lib, Geynrix Gerts radioto'lqinlar metall buyumlar tomonidan aks ettirilishi mumkinligini ko'rsatgan. Biroq, bugungi kunda biz bilgan radar 1930 va 1940 yillarda, birinchi navbatda, Ikkinchi Jahon urushi paytida harbiy maqsadlarda foydalanish uchun ishlab chiqilgan. O'shandan beri u harbiy va fuqarolik sohalarida navigatsiya uchun muhim vositaga aylandi.

Radar qanday ishlaydi

Radar tizimlari qanday ishlashini tushunish uchun elektromagnit to'lqinlar asoslarini tushunish kerak. Radar signalni uzatganda, u havoda yorug'lik tezligida tarqaladigan elektromagnit to'lqinlarni chiqaradi, bu soniyada taxminan \(3.00 \times 10^8\) metr. Radar signalining qaytishi uchun zarur bo'lgan vaqt ( \(T\) \(D\) ) hisoblash tenglamasi quyidagicha berilgan:

Bu erda \(c\) - yorug'lik tezligi. 2 ga bo'linish zarur, chunki signal ob'ektga va orqaga o'tib, ikki barobar masofani bosib o'tadi.

Radar turlari

Bir necha turdagi radar tizimlari mavjud bo'lib, ularning har biri ma'lum maqsadlar uchun mo'ljallangan:

• Pulse radar: yuqori quvvatli impulsni uzatadi va keyin aks-sadoni tinglaydi. Echoni uzatish va qabul qilish o'rtasidagi kechikish maqsad diapazonini belgilaydi.
• Uzluksiz to'lqinli radar: Uzluksiz uzatadi va qabul qiladi. U birinchi navbatda Doppler effekti orqali tezlikni o'lchash uchun ishlatiladi.
• Birlamchi radar: faqat ob'ektlardan aks ettirilgan signallarga tayanadi.
• Ikkilamchi radar: kemalar yoki samolyotlarda transponderlardan foydalanadi. U transponder tomonidan qabul qilingan signalni uzatadi, u balandlik yoki identifikatsiya kabi qo'shimcha ma'lumotlarni taqdim etadigan boshqa signal bilan javob beradi.

Navigatsiyada radar

Radar kemalar va samolyotlar navigatsiyasida ajralmas hisoblanadi. Bu to'qnashuvlarning oldini olishga, yomon ob-havo sharoitida harakatlanishga va qidiruv-qutqaruv ishlarini olib borishga yordam beradi.

• Dengiz navigatsiyasi: Radar kemalarga boshqa kemalarni, ayniqsa tuman yoki tunda aniqlashga yordam beradi. Bundan tashqari, u qirg'oq chizig'i yoki navigatsiya buylarigacha bo'lgan masofani aniqlash uchun ishlatiladi.
• Havo navigatsiyasi: Havo harakatini boshqarish tizimi havo kemalarining osmondagi holatini kuzatish, xavfsiz uchish, qo'nish va samolyotlar o'rtasida to'g'ri ajratishda yordam berish uchun radardan foydalanadi.

Doppler radar va uning qo'llanilishi

Avstriyalik fizik Kristian Doppler nomi bilan atalgan Doppler effekti toʻlqin manbasiga nisbatan harakatlanuvchi kuzatuvchiga nisbatan toʻlqin chastotasi yoki toʻlqin uzunligining oʻzgarishidir. Radar texnologiyasida Doppler effekti aniqlangan ob'ektlarning tezligini o'lchash uchun ishlatiladi. Doppler radar qaytarilgan radar signalining chastotasi o'zgarishini kuzatish orqali harakatlanuvchi ob'ektning tezligini aniqlashi mumkin. Bu, ayniqsa, shamol tezligi va yo'nalishini o'lchash uchun ob-havo prognozida foydalidir.

Radar cheklovlari

Samaradorligiga qaramay, radar tizimlari cheklovlarga ega:

• Ko'zgu va diffraktsiya: Noto'g'ri shaklga ega yoki kichik o'lchamdagi ob'ektlar radar to'lqinlarini qabul qilgichdan uzoqda aks ettirishi mumkin, bu esa aniqlashni qiyinlashtiradi. Bundan tashqari, radar to'lqinlari ob'ektlar atrofida diffraktsiya qilishi yoki egilishi mumkin, bu esa noaniqliklarga olib keladi.
• Interferentsiya: Radar tizimlari tartibsizlik deb nomlanuvchi boshqa radar tizimlarining shovqinidan yoki kuchli yomg'ir yoki qor kabi tabiiy hodisalardan aziyat chekishi mumkin.
• Diapazon va ruxsat: radar ob'ektlarni aniq aniqlay oladigan masofa cheklangan. Xuddi shunday, radarning bir-biriga yaqin bo'lgan ob'ektlarni ajratish qobiliyati ham cheklangan bo'lishi mumkin.

Radar texnologiyasidagi yutuqlar

Ushbu cheklovlarni bartaraf etish uchun radar texnologiyasi sezilarli yutuqlarga erishdi:

• Fazli massivli radar: antennalarning o'zini harakatlantirmasdan, radar nurini tezda boshqarish uchun kompyuter tizimlari tomonidan boshqariladigan bir qator antennalardan foydalanadi. Bu maqsadni aniqlash va kuzatish tezligi va aniqligini oshiradi.
• Sintetik diafragma radar (SAR): an'anaviy nurli skanerlash radarlariga qaraganda nozik fazoviy o'lchamlarini ta'minlash uchun maqsadli hudud ustidagi radar antennasining harakatidan foydalanadi. SAR, ayniqsa, kosmosdan yerni kuzatish uchun foydalidir.
• Raqamli radar: signallarni boshqarishni yaxshilash va shovqinlarni kamaytirish uchun raqamli ishlov berishni o'z ichiga oladi, bu aniqroq natijalar va ishonchli ishlash imkonini beradi.

Navigatsiyadan tashqari ilovalar

Navigatsiya radar tizimlari uchun asosiy dastur bo'lib qolsa-da, ulardan foydalanish turli sohalarda qo'llaniladi:

• Ob-havo monitoringi: Doppler radar shamol tezligi va yog'ingarchilikni kuzatish orqali ob-havo sharoitlarini, jumladan bo'ronlar, bo'ronlar va tornadolarni kuzatish va bashorat qilishda juda muhimdir.
• Harbiy ilovalar: Navigatsiyaga yordam berishdan tashqari, radar kuzatuv, nishonni kuzatish, raketalarni boshqarish va razvedka uchun ishlatiladi.
• Koinotni o'rganish: Radar texnikasi sayyoralar va oylar yuzasini xaritalash, shuningdek, asteroidlar va kometalarni kuzatish va tahlil qilish uchun qo'llaniladi.

Xulosa

Radar texnologiyasi fuqarolik va harbiy maqsadlar uchun zamonaviy navigatsiya tizimlarida hal qiluvchi rol o'ynaydi. Radioto'lqinlarni chiqarish va aks-sadolarni tahlil qilish orqali radar tizimlari katta masofadagi ob'ektlarni aniqlashi va kuzatishi mumkin. Cheklovlarga qaramay, radar texnologiyasidagi davom etayotgan yutuqlar uning aniqligi, aniqligi va ishonchliligini oshirishda davom etmoqda. Ko'p qirrali vosita sifatida radar ilovalari dengiz va havoda xavfsiz sayohatni ta'minlashdan ob-havo prognozini yaxshilash va kosmik tadqiqotlarga hissa qo'shishni qamrab oladi. Radar va uning turli xil ilovalari ortidagi tamoyillarni tushunish bizga uning turli sohalardagi xavfsizlik, ilmiy tadqiqotlar va kundalik operatsiyalarga ta'sirini baholash imkonini beradi.