Radarul
Termenul „radar” derivă din sintagma englezească „radio detection and ranging” şi a fost folosit de Statele Unite şi de aliaţi în timpul celui de-al doilea război mondial, lucrându-se cu o varietate de dispozitive privind detecţia radio şi găsirea poziţiei. Aceste dispozitive posedă nu numai facilitatea de a indica prezenţa şi distanţa unui obiect îndepărtat, numit ţintă, dar pot să determine şi poziţia obiectului respectiv în spaţiu, forma şi mărimea sa, precum şi viteza şi direcţia mişcării sale. Deşi a fost in- ventat la început ca un instrument pentru război, astăzi radarul este fo losit pe scară largă în multe scopuri pe timp de pace, cum ar fi contro- lul traficului aerian, urmărirea di- recţiei navetelor spaţiale, etc.
Vezi și
Romania traiește , încă , din inertia bogățiilor create in Epoca Comunistă
Europa privită din viitor
Hrana vie
Planurile in derulare sunt o munca in progres, veche de sute de ani
Duda a pus mâna pe Casa Regală
Nu poti multiplica bogatia divizand-o !
Evolutia Laptop - Cântărea 5,44 kg
În vremea monarhiei, taranii romani reprezentau 90% din populatie si nu aveau drept de vot.
Miracolul din Noua Zeelandă - LYPRINOL
Locul unde Cerul se uneste cu Pamantul
Fii propriul tău nutriționist
Maya ramane o civilizatie misterioasa
Slăbești daca esti motivat
Serbet de ciocolata
Medicament retras - folosit în diabet
Brexit-ul - Spaima Europei
Virusul Misterios
Sistemele solare - apă caldă
Aparitia starii de insolventa
TRUMP ESTE PRESEDINTE
Despre islamizarea Europei. O publicăm integral. Și fără comentarii.
Tavalugul Marelui Razboi - Globaliyarea - Asasinii Economici
Primul experiment încheiat cu succes în căutarea distanţei radio s-a realizat în 1924, când fizicianul britanic Sir Edward Victor Appleton a folosit ecouri radio pentru a determina înălţimea ionosferei, un strat ionizat a atmosferei superioare care reflectă mai departe unde le radio. În anul următor fizicienii americani Gregory Breit (1899-1981) şi Merle Antony Tuve (1901-1982) au obţinut independent aceleaşi măsurători ale ionosferei, folosind teh- nica radio-puls care a fost apoi adoptată de marea majoritate a sistemelor radar. Dezvolta- rea acestuia din urmă a fost imposibilă până când tehnica şi echipamentele electronice au fost îmbunătăţite în anii 1930.
Primul sistem radar a fost realizat în anul 1935 de fizicianul britanic Sir Robert Watson Watt. Munca sa a oferit britanicilor un punct de pornire în ceea ce priveşte această tehnolo- gie, iar în 1939 ei (britanicii) au construit un lanţ de staţii radar de-a lungul coastelor de sud şi est ale Angliei pentru a detecta agresorii aerieni sau maritimi. În acelaşi an (1939), 2 oameni de ştiinţă britanici au făcut cel mai important pas în crearea tehnologiei radarului în timpul celui de-al doilea război mondial. Fizicianul Henry Boot (1917-1983) şi biofizicia- nul John T. Randall (1905-1984) au inventat un tub electron numit magnetron cu cavitate rezonantă. Acest tub este capabil de a genera vibraţii radio de înaltă frecvenţă cu mare can- titate de energie, permiţând astfel dezvoltarea radarului de microunde care operează în ban- da de lungime de undă scurtă de mai puţin de 1 centimetru, utilizând laserul. Radarul de microundă, numit şi LIDAR (din sintagma englezească „light detection and ranging”, adică „detectare şi calcularea distanţei luminii”) este folosit în zilele noastre în comunicaţii şi la măsurarea poluării atmosferice. Sistemele radio avansate dezvoltate în anii 1930 au ju- cat un rol important în 1930 în Bătălia Marii Britanii, o bătălie aeriană din august până în octombrie 1940, în care Luftwaffe al lui Adolf Hitler a pierdut câştigarea controlului aerian asupra Angliei. Deşi germanii aveau sistemele lor de radar proprii, pe parcursul războiului britanicii şi englezii au reuşit să menţină superioritatea tehnică.
Procedeul: Undele radio circulă cu aproximativ 300.000 km/secundă, adică cu viteza luminii. Echipamentul radar constă dintr-un transmiţător, o antenă, un receptor şi un indica tor. Spre deosebire de emisia radio, în care un transmiţător trimite unde radio iar recep- toarele le interceptează, transmiţătoarele şi receptoarele radar sunt de obicei localizate în acelaşi loc. Transmiţătorul emite o rază de unde electromagnetice cu ajutorul unei antene, care concentrează undele într-o rază punctând(indicând) direcţia dorită. Când aceste unde se lovesc de un obiect aflat în calea razei, câteva sunt reflectate de obiect, formând un semnal ecou. Antena colectează energia conţinută în semnalul ecou şi o trimite recepto-rului. Printr-un proces de amplificare şi prin procesare computerizată, receptorul radar produce un semnal vizual pe ecranul indicatorului, în esenţă un monitor de afişare computerizat.
Transmiţătorii: Pentru ca radarul să lucreze cu succes, transmiţătorul trebuie să emită o explozie de energie şi să recepţioneze, să detecteze şi să măsoare o foarte mică fracţiune (aproximativ un milioana parte dintr-un milion) din energia radio totală, revenită în forma unui ecou. O soluţie privind rezolvarea problemei detectării ecoului minuscul în prezenţa unui semnal de căutare foarte puternic este folosirea sistemului de vibraţie (pulsaţie). Un puls de energie este transmis pentru 0,1 până la 5 microsecunde; apoi transmiţătorul este mut (inactiv) timp de sute sau mii de microsecunde. În timpul fazei de pulsaţie, sau de emi-sie, receptorul este izolat de antenă prin intermediul unui comutator TR (transmite-recep-ţionează); în perioada dintre pulsaţii transmiţătorul este deconectat de la antenă prin inter- mediul unui comutator ATR (anti-TR).
Radarul de undă-continuă emite un semnal continuu şi nu pulsaţii. Radarul Doppler, fo- losit adesea pentru a măsura viteza unui obiect, cum ar fi un automobil sau o minge de baseball, transmite la o frecvenţă constantă. Semnalele reflectate de obiecte aflate în miş- care, în apropiere de antenă, vor fi de frecvenţe diferite din cauza efectului Doppler. Diferenţa în frecvenţă produce acelaşi raport circulând cu frecvenţa transmisă cu al vitezei ţintei care circulă cu viteza luminii. Astfel, o ţintă care se mişcă faţă de radar la 111 mph (179 km/oră) schimbă frecvenţa de 10 cm (3000 Mhz) radar la exact 1 Khz. Dacă un transmiţător radar este deci aranjat astfel încât să respingă ecourile care au aceeaşi frecvenţă cu a transmiţătorului şi amplifică doar acele ecouri care au frecvenţe diferite, el va arăta numai ţintele aflate în mişcare. Un astfel de receptor poate detecta vehicule aflate în mişcare pe teren în întuneric. În acest fel poliţia măsoară viteza maşinilor.
Radarul de frecvenţă modulată (FM) emite un semnal continuu de frecvenţă shimbată neu- niform. În timp ce radarul preia un semnal pentru a fi transmis, reflectat şi recepţionat, frec venţa de transmisie se schimbă. Diferenţa dintre frecvenţa ecoului şi frecvenţa transmiţăto- rului la momentul recepţiei ecoului este apoi măsurată şi tradusă în distanţa dintre transmi- ţător şi obiect. Aceste sisteme sunt mult mai precise decât cele cu puls.
Radarele antenă: Radarele antenă trebuie să fie înalt direcţionale; adică, ele trebuie să producă o rază limitată (mică). Deoarece lărgimea razei produse de antenă este direct proporţională cu lungimea de undă a radiaţiei şi invers proporţională cu lărgimea antenei, şi pentru că antenele mari ale unităţilor radar mobile sunt impracticabile, a devenit necesară realizarea radarului microundă. Printre alte avantaje ale radarului microundă se nu mără susceptibilatea mai scăzută pentru contramăsurile inamicului, cum ar fi îmbulzeala (aglomerarea de obiecte) şi o mai mare rezoluţie a ţintelor. Mişcarea necesară razei radar este obţinută prin mişcarea antenei; această mişcare este numită scanare. Cea mai simplă formă de scanare este rotaţia continuă şi încetinită a antenei. Radarele de teren(sol) folosite pentru detectarea forţelor aeriene au adesea 2 seturi de radare, unul care este scanat orizontal pentru a detecta avionul şi pentru a determina azimutul său, adică distanţa un- ghiulară pe orizontală, iar celălalt este scanat pe verticală după ce avionul a fost reperat şi determină înălţimea la care se află avionul sau elicopterul.
Receptorii: Un receptor ideal trebuie să amplifice şi să măsoare un semnal extrem de slab la frecvenţă foarte înaltă. Pentru că un amplificator mobil nu a fost inventat pentru a putea realiza direct în mod satisfăcător această funcţie, semnalul este convertit la o frecvenţă intermediară de aproximativ 30 Mhz printr-un circuit superheterodin şi amplificat la a- ceastă frecvenţă. Frecvenţa foarte înaltă a semnalului radarului necesită un oscilator şi un mixer cu o precizie cu mult peste aceea necesară receptoarelor radio normale, însă circuite potrivite au fost inventate şi astfel ele sunt folosite ca oscilatoare de tuburi de microunde de înaltă putere numite klystroni. Frecvenţa intermediară este amplificată în mod convenţional Semnalul este apoi alimentat la un calculator.
Procesarea computerizată: Multe dintre radarele moderne convertesc semnalele analoage primite într-un şir de numere cu ajutorului unui convertor din analog în digital. Numerele sunt procesate de un calculator de mare viteză pentru a extrage informaţii despre ţintă. Mai întâi, semnalul se întoarce de la sol, unde obiecte nedorite sunt şterse (înlocuite, înlăturate, îndepărtate) printr-un filtru de indicare a mişcării ţintei (MTI). Apoi, semnalul este transformat în componente de frecvenţă separate prin intermediul unui transformator rapid de frecvenţă (FFT). În final, după ce sunt combinate semnale din pulsaţii multiple, detectarea ţintei este determinată printr-un procesor de rată constantă de alarmă falsă (CFAR).
Sistemele radar ale căror funcţie primară este de a detecta ţinte trebuie să indice fie prezen ţa, fie absenţa unei ţinte. Dacă ţinta este actual prezentă, radarul fie o va detecta corect, fie o va pierde (în mod incorect). Dacă ţinta nu este actual prezentă, radarul poate să indice co- rect că nu este prezentă nici o ţintă, fie poate da o alarmă falsă. Computerul CFAR trebuie să balanseze detecţiile împotriva unor alarme false într-o manieră optimă.
Afişajul radarului: Afişajele radarelor moderne seamănă cu terminalele jocurilor video. Unele radare concepute pentru bazele aeriene şi spaţiale afişează o hartă de teren la o rezo- luţie ridicată. Obiecte mici cum ar fi un vagon sau camion pot fi văzute la o distanţă de câ- teva mile depărtare, chiar şi noaptea în condiţii de averse de ploaie. Printre cele mai recente avantaje ale afişajelor radar şi a procesării sunt rezultatul noii tehnologii a computerelor şi a echipamentelor electronice de mare viteză.
Modulatorul de pulsaţie: Un set convenţional de radar conţine şi o altă componentă importantă: modulatorul de pulsaţie sau pulsatorul. Acest echipament obţine curent în permanenţă de la o sursă de alimentare cum ar fi un generator şi distribuie pulsaţii la voltajul, puterea, durata şi pauza necesare magnetronului în transmiţător. Pulsul trebuie să înceapă şi să sfârşească în mod brusc, iar puterea şi voltajul nu trebuie să varieze mult în timpul pulsului.
Sisteme radar secundare:
Sistemele de radar discutate mai sus sunt cunoscute ca sisteme primare, operând pe princi- piul unui ecou pasiv de la ţintă. Un alt grup de dispozitive radar, cunoscute colectiv sub nu-mele de sisteme secundare, depind de un răspuns al ţintei; multe dintre aceste dispozitive sunt folosite în navigaţie şi în comunicaţii.
Transpondorul: Un radar cu sistem luminos, numit şi un racon sau un transpondor (din englezescul „transponder”) este un sistem radar secundar care trimite un puls de fiecare dată când primeşte un puls. Astfel de radare au extins registrul de sisteme radar, pentru că un puls transmis, chiar de la un transmiţător de tensiune slabă, este mult mai puternic decât un ecou. Transmiţătorul radarul trimite pulsul iniţial numit interogator. Cea mai simplă formă de radar cu semnal luminos trimite un singur puls la aceeaşi frecvenţă la care îl primeşte, aproape instantaneu, acţionând astfel ca un ecou puternic. Semnalele luminoase, totuşi, pot fi modificate pe diverse căi; radarele cu semnalele luminoase pot fi construite pentru a trimite înapoi un răspuns codat, asigurând astfel că navigatorul nu do greş. Rada- rele cu semnal luminos mai simple sunt folosite pe timp de pace în navigaţie, în special îm- preună cu echipamente radar de mică putere.
Radar de identificare (IFF): Acesta este un tip de radar codat de sisteme luminoase folosit în bazele aeriene în scopuri de identificare pe timp de război, IFF fiind o abreviere din limba engleză pentru I („identification”=identificare), F („friend”=prieten) sau F („foe”=duşman). Toate forţele aeriene şi navale americane şi britanice au purtat echipamen te IFF în timpul celui de-al doilea război mondial, şi în ciuda faptului că multe echipamen- te IFF au fost capturate de duşmani, ele nu au putut niciodată să fie folosite efectiv pentru a încurca forţele aliate pentru că codarea interogaţiei şi a răspunsului se schimba din timp în timp. Cea mai mare dificultate a IFF-rilor o reprezenta confuzia de semnale în traficul aeri- an dens. Echipamentele IFF conţin un comutator în caz de urgenţă, care când e activat de unul din membrii echipajului unui avion aflat în situaţie critică alertează imediat radarul de interogare şi indică poziţia avionului.
Contramăsuri: În timpul primului război mondial ruperea comunicaţilor radio inamice era practicată ocazional. Interferenţa cu comunicaţiile radar era de importanţă strategică în cel de-al doilea război mondial pentru că ambele părţi depindeau foarte mult de radar. Există 2 metode primare „blocare” a radarului inamic: blocare electronică-prin transmite- rea pe frecvenţe care interferează cu receptoarele inamicului; şi blocare mecanică, împrăş- tiind mici benzi de foi de aluminiu care produc ecouri şi interferă cu detectarea ţintelor ade vărate. Astăzi, prin existenţa atâtor transmisii de televiziune, telefoane celulare şi alte rada- re, interferenţa are loc în mod neintenţionat.
Radare pentru bazele spaţiale: Radarele localizate pe sateliţii de pe orbita Pământului sunt folosite acum pentru a monitoriza resursele globale de uscat şi apă, o activitate ce devine din ce în ce mai importantă într-o eră de încălzire globală şi insuficienţă a re- surselor naturale. Printre alte aplicaţii importante în acest domeniu se numără monitoriza- rea recoltelor şi previziunea vremii. Radarele bazelor aeriene reprezintă o componentă che- ie în Iniţiativa Strategică de Apărare sau SDI.
Aplicaţii pe timp de pace: Pe lângă navigaţie maritimă şi aeriană, radarul şi-a găsit folosin- ţă universală în previziunea vremii, nu numai în localizarea turbulenţelor serioase cum ar fi tornade şi uragane, dar şi în urmărirea condiţiilor locale ale vremii. Dispozitivele radar ofe- ră de asemenea informaţii despre rata precipitaţiilor, permiţând atenţionarea în avans a inundaţiilor. O descoperire recentă şi importantă este folosirea LIDARULUI pentru monito rizarea poluării atmosferice şi a altor particule atmosferice. Adesea, diferite tipuri de chimi cale pot fi identificate şi se pot măsura concentraţiile lor.
Alte dispozitive radar sunt folosite de poliţie, pentru a monitoriza viteza vehiculelor, şi de inginerii de trafic la măsurarea volumului traficului pe străzile principale şi pentru a contro la intersecţia luminilor străzii care poate avea un impact major asupra traficului. Una dintre principalele utilizări ale radarului reprezintă controlul traficului aerian pentru a ghida avioa nele către locuri de aterizare şi pentru a nu se ciocni cu alte avioane. De asemenea, odată cu progresul tehnicii, radarele au început să fie folosite în observarea rachetelor spaţiale şi a sateliţilor artificiali precum şi în cercetarea astronomică.
Încheiere: Dacă la început au fost construite în scopuri de război, acum radarele au devenit de nelipsit mai ales pe timp de pace. Radarul are diverse utilizări în zeci de domenii de activitate. Dacă n-ar exista radarul, în fiecare zi ar fi accidente de avioane peste tot în lume şi chiar de nave maritime. Specialiştii NASA nu ar mai putea monitoriza rachetele şi sateliţii artificiali trimişi de ei în spaţiu în diverse misiuni. Şi încă un lucru interesant: unii angajaţi ai bazelor aeriene din Statele Unite afirmă că au putut vedea pe radarele lor OZN-uri (Obiecte Zburătoare Neindentificate) care se mişcau foarte rapid (cu mult peste viteza maximă a unui avion de maximă viteză). Tot prin echipamente speciale, ce conţin şi radare, cercetătorii NASA aşteaptă non-stop primirea unui semnal din spaţiu care să ateste existenţa unei alte civilizaţii în Univers.
Dacă pe timp de pace radarul a devenit din ce în ce mai des utilizat, pe timp de război radarul începe să cunoască o perioadă de decădere. Din ce în ce mai mult auzim anunţându-se că Statele Unite şi chiar Rusia au construit avioane „invizibile” care nu pot fi detectate de nici un radar. Aşadar, în viitorul apropiat radarele nu vor mai putea fi utilizate în război pentru a detecta avioanele inamice. Şi totuşi… în timp ce unii caută soluţii pentru construcţia unor avioane invizibile pentru radar, alţii caută soluţii pentru construcţia radarelor puternice care să detecteze avioanele invizibile…
Ionut Marcu
Traducerea
şi adaptarea din limba engleză: Marcu Ionuţ.
