بررسی تخصصی رادار و اصول کلی و عملکرد آن

مقدمه:
1-1-اصول کلي رادار و عملکرد آن
رادار يک سيستم الکترومغناطيسي است که براي تشخيص و تعيين موقعيت هدفها به کار مي رود. اين دستگاه بر اساس يک شکل موج خاص به طرف هدف براي مثال يک موج سينوسي با مدولاسيون پالسي(Pulse- Modulated) و تجزيه وتحليل بازتاب (Echo) آن عمل مي کند. رادار به منظور توسعه توانايي حسي‏هاي چندگانه انساني براي مشاهده محيط اطراف مخصوصاً حس بصري به کار گرفته شده است. ارزش رادار در اين نيست که جايگزين چشم شود بلکه ارزش آن در عملياتي است که با چشم نمي توان انجام داد. رادار نمي تواند جزئيات را مثل چشم مورد بررسي قرار دهد و يا رنگ اجسام را با دقتي که چشم دارد تشخيص داد بلکه با رادار مي توان درون محيطي را که براي چشم غير قابل نفوذ است ديد مثل تاريکي، باران، مه، برف و غبار و غيره. مهمترين مزيت رادار، توانايي آن در تعيين فاصله يا حدود هدف مي باشد. يک رادار ساده شامل آنتن فرستنده، آنتن گيرنده و عنصر آشکارساز انرژي يا گيرنده مي‏باشد. آنتن فرستنده پرتوهاي الکترومغناطيسي توليد شده توسط نوسانگر (Oscillator) را منتشر مي کند. بخشي از سيگنال ارسالي (رفت) به هدف خورده و در جهات مختلف منعکس مي گردد. براي رادار انرژي برگشتي در خلاف جهت ارسال مهم است. آنتن  گيرنده انرژي برگشتي را دريافت و به گيرنده مي دهد. در گيرنده بر روي انرژي برگشتي عملياتي، براي تشخيص وجود هدف و تعيين فاصله و سرعت نسبي آن، انجام مي‌شود. فاصله آنتن تا هدف با اندازه گيري زمان رفت و برگشت سيگنال رادار معين مي‌شود. تشخيص جهت، يا موقعيت زاويه اي هدف توسط جهت دريافت موج برگتشي از هدف امکان پذير است. روش معمول بري مشخص کردن جهت هدف، به کار بردن آنتن با شعاع تشعشعي باريک مي باشد. اگر هدف نسبت به رادار داراي سرعت نسبي باشد، تغيير فرکانس حامل موج برگشتي (اثر دوپلر) (Doppler) معياري از اين سرعت نسبي (شعاعي) ميباشد که ممکن است براي تشخيص اهداف متحرک از اهداف ساکن به کار برود.در رادارهايي که بطور پيوسته هدف را رديابي مي کنند، سرعت تغيير محل هدف نيز بطور پيوسته آشکار مي‌شود.
نام رادار براي تاکيد روي آزمايشهاي اوليه دستگاهي که آشکارسازي وجود هدف و تعيين فاصله آن را انجام مي داده بکار رفته است. کلمه رادار (RADAR) اختصاري از کلمات: Radio Detection And Ranging است، چرا که رادار در ابتدا به عنوان وسيله اي براي هشدار نزديک شدن هواپيماي دشمن به کار مي رفت و ضدهوائي را در جهت مورد نظر مي گرداند. اگر چه امروزه توسط رادارهاي جديد و با طراحي خوب اطلاعات بيشتري از هدف، علاوه بر فاصله آن بدست مي آيد، ولي تعيين فاصله هدف (تا فرستنده) هنوز يکي از مهمترين وظايف رادار مي باشد. به نظر مي رسد که هيچ تکنيک ديگري به خوبي و به سرعت رادار قادر به اندازه گيري اين فاصله نيست.
معمولترين شکل موج در رادارها يک قطار از پالسهاي باريک مستطيلي است که موج حامل سينوسي را مدوله مي کند. فاصله هدف با اندازه گيري زمان رفت و برگشت يک پالس، TR به دست مي آيد. از آنجا که امواج الکترومغناطيسي با سرعت نور در فضا منتشر مي شوند.  پس اين فاصله، R، برابر است با:
(1-1)
به محض ارسال يک پالس توسط رادار، بايستي قبل از ارسال پالس بعدي يک مدت زمان کافي بگذرد تا همه سيگنالهاي انعکاسي دريافت  و تشخيص داده شوند.
بنابراين سرعت ارسال پالسها توسط دورترين فاصله‏اي که انتظار مي رود هدف در آن فاصله باشد تعيين مي گردد. اگر تواتر تکرار پالسها (Pulse Repetiton Frequency) خيلي بالا باشد، ممکن است سيگنالهاي برگشتي از بعضي اهداف پس از ارسال پالس بعدي به گيرنده برسند و ابهام در اندازه گيري فاصله ايجاد گردد. انعکاسهايي که پس از ارسال پالس بعدي دريافت مي شوند را اصطلاحاً انعکاسهاي مربوط به پريود دوم (Second-Time-Around) گويند چنين انعکاسي در صورتي که به عنوان انعکاس مربوط به دومين پريود شناخته نشود ممکن است فاصله راداري خيلي کمتري را نسبت به مقدار واقعي نشان بدهد.
حداکثر فاصله اي که پس از آن اهداف به صورت انعکاسهاي مربوط به پريود دوم ظاهر مي گردند را حداکثر فاصله بدون ابهام (Maximum Unambiguous Range) گويند و برابر است با:
(2-1)
که در آن =تواتر تکرار پالس بر حسب هرتز مي باشد….
  • فهرست
  • فصل اول : اصول کلی رادار 3
  • مقدمه: 4
  • 1-1-اصول کلي رادار و عملکرد آن 4
  • 2-1-فرم ساده معادله رادار 8
  • 3-1-شماي بلوکي رادارو عملکرد آن 11
  • شکل1 – شماي بلوکي يک رادار پالسي 12
  • فصل دوم : رادارهاي ردياب و انواع آنها 18
  • 1-2-رديابي با رادار 19
  • 2-2-سوئيچ کردن شعاع آنتن  (Sequential lobing) 23
  • 3-2-مرور مخروطي (Conical Scan) 25
  • 4-2-مولد باکسار (Boxcar Generator) 29
  • شکل 2- AGC يک گيرنده رادار ردياب 32
  • 6-2-زاويه چپ شدگي Squint angle)) 33
  • فصل سوم : رادار ردياب تک پالس 36
  • 1-3-اصول عملکرد رادار ردياب تک پالس 37
  • 2-3-مقايسه گر دامنه تک پالسي 38
  • 3-3-سيستم رديابي هايبريد 45
  • 4-3-رديابي تک پالس با مقايسه گر فاز 47
  • فصل چهارم : شبيه سازي رادار مونوپالس 51
  • 1-4-بلوک دياگرام شبيه سازي رادار مونوپالس 52
  • شکل 3-رادار مونو پلاس 52
  • 4-شبيه‌سازي مسير هدف 53
  • 3-4- شبيه سازي سيگنال دريافتي 54
  • 4-4-شبيه سازي آنتن منو پالس : 63
  • 5-4-شبيه سازي گيرنده مجموع و تفاضل 67
  • تصاویری از عملکرد رادار 68
  • منابع 70

71 صفحه

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

آیا می خواهید به گفتگو بپیوندید؟
احساس رایگان برای کمک!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *