• ارسال کننده: علی یزدی مقدم
  • تاریخ انتشار: ۱۳۹۴ / ۱۱ / ۲۲

درباره رادار ها بیشتر بدانید

فرض کنید در حال خلبانی یک جمبو جت (جت مسافربری غول پیکر) هستید که قرار است در فرودگاهی در وسط شهر فرود آید، ممکن است مه غلیظی همه جا را فراگرفته باشد یا شب باشد. اگر نتوانید ببینید چگونه به سلامت فرود خواهید آمد؟ خلبانان هواپیماها به کمک رادار از عهده این مشکل می آیند. رادار روشی برای دیدن است اما به کمک امواج فرکانس بالا! رادار ها در گذشته و در زمان جنگ جهانی دوم فقط برای شناسایی هواپیماهای دشمن مورد استفاده قرار می گرفت. اما امروزه استفاده از آن بسیار متداول شده است، به طوریکه در دوربین های کنترل سرعت پلیس گرفته تا پیش بینی وضع هوا از آن استفاده می شود. حتی در سیستم های دفاع موشکی به عنوان یک سیستم هشدار دهنده از رادار استفاده می شود. اجازه دهید نگاهی دقیق تر به اساس کار رادار بیندازیم.

رادار چیست؟

ما می توانیم دنیای اطراف خود را ببنیم به این دلیل که بازتابش نور خورشید (البته می تواند منبع نور چیزی غیر از خورشید باشد) از آنها به چشم ما می رسد. و اگر شب بخواهید در تاریکی قدم بزنید می توانید از یک چراغ قوه استفاده کنید تا جلوی پای خود را ببینید. نور چراغ قوه به اجسامی که در مقابل شما قرار دارد برخورد می کند و بازتابش آن به چشم شما می رسد. به این ترتیب می توانید آن اجسام را ببینید. و آنگاه مغز شما بلافاصله شروع به تجزیه تحلیل آن می کند و متوجه می شوید چه چیزی در مقابل شماست، چقدر باشما فاصله دارد، چه جنس و ابعادی دارد به این ترتیب بدون اینکه با جسمی برخورد داشته باشید می توانید به راه خود ادامه دهید.

اساس کار رادار هم بسیار شبیه به این روش است. رادار یا radar مخفف radio detect and ranging است که خود تا حد زیادی پاسخگوی پرسش ماست. فرض کنید که هواپیما شب هنگام در میان مه غلیظ در حال پرواز است. خلبان نمی تواند ببیند که کجا می رود، بنابراین از رادار استفاده می کند.

 رادار

رادار یک هواپیما کمی شبیه به چراغ قوه عمل می کند با این تفاوت که به جای استفاده از نور از امواج رادیویی استفاده می کند. در هواپیما یک منبع سیگنال موجی را در یک دوره زمانی مشخص ارسال می کند و یک گیرنده یا حسگر امواج در انتظار انعکاس آن می ماند و زمانی که بازتابش را دریافت می کند به این معنی است که مانعی وجود دارد و برای محاسبه فاصله از زمان بازگشت استفاده می کند هر چه زمان بین ارسال موج و بازگشت انعکاس آن بیشتر باشد به این معنی است که فاصله بیشتر است. شبیه به همان روشی که خفاش ها بدون اینکه سیستم بینایی مانند ما داشته باشند برای پرواز از میان موانع استفاده می کنند و به راحتی شب ها و در تاریکی می توانند پرواز کنند.

رادار ها چگونه کار می کنند؟

فرقی نمی کند که رادار بر روی هواپیما، کشتی یا هر وسیله دیگری نصب شده باشد همه از یک سری تجهیزات مشترک تشکیل شده اند: قسمتی که امواج رادیویی را تولید می کند، بخشی که آنرا به فضای پیرامون ارسال می کند، بخشی که انعکاس آنرا دریافت می کند و تجهیزی که سیگنال دریافت شده را تبدیل به تصویری می کند تا اپراتور بتواند از آن اطلاعات لازم را دریافت کند و برایش قابل فهم باشد.

امواج رادیویی که رادار تولید می کند توسط دستگاهی تولید می شود که به آن ماگنتورم می گویند. امواج رادیویی مشابه امواج نوری هستند: آنها با یک سرعت منتشر می شوند اما طول موج بیشتری از نور دارند و فرکانس آنها بیشتر است. امواج نوری و رادیویی هر دو بخشی از طیف امواج الکترومغناطیسی است. امواج رادیویی که توسط ماگنتورم تولید می شوند در حقیقت از نوع میکرو ویو است مشابه امواجی که یک فر میکرو ویو تولید می کند. تنها فرق آنها در این است که رادار امواج را باید به کیلومتر ها دورتر ارسال کند در حالیکه در یک اجاق این فاصله فقط در حدود چند سانتی متر است به همین دلیل امواجی که ماگنتورم تولید می کنند بسیار قوی تر هستند.

صفحه نمایش رادار

همینکه امواج رادیویی تولید شوند یک آنتن به عنوان فرستنده وظیفه ارسال آنها را به عهده می گیرد. امواج در نزدیکی آنتن فرستنده قویترین سیگنال را دارند. آنتن ها معمولا به گونه ای ساخته می شوند که امواج را به صورتی دقیق و به صورت یک اشعه نازک متمرکز کنند اما امواج آنتن های رادار باید فضای بیشتری را پوشش دهند و به همین دلیل اغلب آنتن های رادار قابلیت چرخش دارند تا بتوانند فضای بیشتری را پوشش دهند. امواج رادیویی با سرعت نور در فضا منتشر می شوند یعنی سرعتی معادل 300 هزار کیلومتر در ثانیه و همچنان به راه خود ادامه می دهند تا اینکه به مانعی برخورد کنند و قسمتی از این موج با سرعت نور به سمت آنتن بازتابش می کند سرعت امواج بسیار مهم است اگر یک جنگنده جت دشمن با سرعت سه هزار کیلومتر در ساعت به سمت ما بیاید اشعه رادار باید بسیار سریعتر از آن باشد تا به جنگنده برسد، به سمت گیرنده رادار بازگردد و رادار فرصت کافی داشته باشد تا اعلام خطر کند. و خوشبختانه امواج رادیویی به اندازه کافی سریع هستند به عنوان مثال اگر هواپیمایی در فاصله 160 کیلومتری ما باشد یک اشعه رادار می تواند در زمانی کمتر از یک هزارم ثانیه این فاصله را طی کند و بازگردد.

یک آنتن رادار هم فرستنده امواج است و هم گیرنده آن. در حقیقت این کار را به صورت نوبتی انجام می دهد. ابتدا سیگنال را در چند هزارم ثانیه ارسال می کند سپس چند ثانیه ای به بازتابش آن گوش فرا می دهد! آنگاه هر سیگنالی که دریافت می شود به یک تجهیز الکترونیکی ارسال می شود که وظیفه آنالیز این امواج را دارد و همچنین می تواند آنها را به شکلی قابل فهم برای اپراتور در آورد که معمولاً یک صفحه مانیتور است. همچنین در این مرحله بازتابش های بی مصرفی که در اثر برخورد با زمین، ساختمان ها و… بوجود آمده اند فیلتر می شوند و فقط بازتابش های مهم در صفحه نمایش باقی می مانند. و اپراتور مربوطه می تواند به راحتی هر کشتی یا هواپیمایی را که در اطرافش وجود دارد مشاهده کند، بفهمد کجا هستند، با چه سرعتی در حال حرکت هستند و جهت حرکت آنها به کدام طرف است. کار کردن با صفحه رادار بسیار شبیه به بازی های کامپیوتری است ولی یک تفاوت عمده وجود دارد اگر اپراتور کوتاهی یا اشتباه کند ممکن است جان عده زیادی به خطر بیفتد یا خسارت های مالی هنگفتی تحمیل شود.

یک تجهیز دیگر هم در رادار ها به نام داپلکسر وجود دارد داپلکسر آنتن را در فواصل زمانی مشخص تبدیل به فرستنده و گیرنده می کند چون وقتی آنتن به عنوان فرستنده کار می کند نمی تواند به عنوان گیرنده کار کند و عکس آن هم صادق است. در تصویر زیر می توانید مشاهده کنید که چگونه همه این اجزا در کنار هم کار می کنند و یک رادار را تشکیل می دهند.

اساس کار رادار

اگر کار رادار را بخواهیم به صورت خلاصه توصیف کنیم:

1- ماگنترون امواج رادیویی فرکانس بالا تولید می کند.

2- داپلکسر  ماگنترون را به سمت آنتن در فواصل زمانی مشخص متصل می کند یا به اصطلاح سوییچ می کند.

3- آنتن به عنوان فرستنده عمل می کند و امواجی رادیویی را به صورت اشعه ای نازک و ممتمرکز در فضا منتشر می کند.

4- امواج رادیویی به هواپیما برخورد می کند و بازتابش می کند.

5- در فاصله ای که عمل ارسال قطع می شود آنتن امواج برگشتی یا بازتایش شده را دریافت می کند. توجه داشته باشید که آنتن هم به عنوان فرستنده و هم به عنوان گیرنده عمل می کند و این کار را به صورت نوبتی و پریودیک انجام می دهد.

6- داپلکسر آنتن را به گیرنده تبدیل می کند.

7- کامپیوتری که در بخش گیرنده رادار وجود دارد امواج بازتابش شده را بازتابش می کند و آنرا در مانیتور نمایش می دهد.

8- و هواپیما در مانیتور رویت می شود.

چه استفاده هایی از رادار می شود؟

هنوز بیشترین مصرف رادار در فناوری های نظامی است. و رادارهایی که در پایگاهای مختلف نصب می شوند می توانند هواپیماها و موشک های دشمن را تشخیص دهند. یکی از پیشرفته ترین انواع رادار را در دنیا ایالات متحده آمریکا دارد که در سه نقطه نصب شده است و قادر است خیلی زود موشک ها و هواپیماهای مهاجم را تشخیص دهد. از رادار فقط برای مصارف نظامی استفاده نمی شود بلکه هواپیماهای مسافربری و بیشتر کشتی های بزرگ امروزه دارای رادار هایی هستند که به کمک آنها می توانند مسیریابی وناوبری کنند. هر فرودگاه اصلی یک رادار غول پیکر همراه با یک دیش اسکن کننده دارد که به کمک آن می تواند ترافیک هوایی را کنترل نماید می توانید دیش گردان این فرودگاهها را در نزدیکی برج کنترل ببینید.

همه شما پلیس هایی را که با دوربین کنترل سرعت در کنار جاده منتظر هستند تا خودروهایی را که خیلی سریع حرکت می کنند متوقف کنند را دیده اید. این دوربین ها بر اساس یک فناوری به نام داپلر یا دوپلر کار می کنند. زمانیکه دوربین پلیس به سمت خودروی شما متمرکز شده است امواج رادیویی ارسال می کند که پس از برخورد با بدنه فلزی در شکل موج تغییری حاصل می شود که این تغییر شکل با سرعت خودرو متناسب است و امروزه به کمک پیشرفت علم الکترونیک به راحتی می توان سرعت خودرو را با توجه به شکل موج سیگنال دریافت شده محاسبه کرد.

از رادار می توان برای تحقیقات و فعالیت های علمی استفاده کرد که از آن جمله می توان به پیش بینی وضع هوا، اندازه گیری سرعت و مسیر طوفان ها به کمک رادار داپلر اشاره کرد. متخصصین پیش بینی شرایط جوی، اشعه رادار را به سمت ابرها هدایت می کنند تا متوجه شوند ابرهای باران زا با چه سرعتی حرکت می کنند و باران چه موقع به زمین می رسد. متخصصین هواشناسی از یک نوع رادار مرئی به نام لیدار استفاده می کنند لیدار مخفف Light Detection And Ranging است. که به کمک آن می توانند میزان آلودگی هوا را به کمک لیزر اندازه گیری کنند. باستان شناسان و زمین شناسان هم از رادار استفاده می کنند و امواج آنرا به اعماق زمین ارسال می کنند تا شهر های مدفون شده قدیمی یا لایه های مورد نظرشان را شناسایی کنند.

اما سیستم های راداری که با امواج رادیویی کار می کنند نمی توانند در زیر دریایی ها مورد استفاده قرار گیرند. به خاطر چگالی بالای آب دریا این امواج خیلی زود مستهلک می شوند و نمی توانند مسافت زیادی را طی کنند، بنابراین از سیستم سونار استفاده می کنند که امواج صوتی را جایگزین امواج رادیویی کرده است، که به خوبی می توانند در آب دریا مسافت های طولانی را طی کنند.

مخفی شدن از امواج رادار

همچنان که رادار وسیله ای مفید برای ردیابی هواپیماها و کشتی های دشمن است از سوی دیگر دانشمندانی که در زمینه علوم نظامی فعالیت می کنند تلاش هایی برای مخفی شدن از امواج رادار انجام داده اند تا هواپیماهای خود را از دید رادار پنهان کنند برای این منظور هواپیماها را به شکل مثلث و با سطح خارجی که از خطوط تیز تشکیل شده است می سازند و بدنه آنها را از ماده مخصوصی می پوشانند تا امواج رادیویی را جذب کنند یا منحرف کنند و بدین ترتیب بازگشتی به سمت رادار ندارند و امواج بازتابش شده که به سمت رادار می رسد آنقدر کوچک است که در حد یک پرنده کوچک است! هواپیماهایی که با چنین شکل بدنه ای ساخته می شوند بسیار ناپایدار هستند و باید توسط کامپیوترها در ناحیه پایدار هدایت شوند و خلبان به تنهایی نمی تواند چنین هواپیمایی را کنترل کند.

یکی از این هواپیماها بمب افکن رادارگریز B2 است که می توانید آنرا در شکل زیر مشاهده کنید.

هواپیماهای رادار گریز

چه کسی رادار را اختراع کرد؟

دانشمندان زیادی در ساخت و تکمیل فناوری رادار نقش داشته اند اما برجسته ترین آنها فیزیکدان اسکاتلندی رابرت واتسون وات است. در زمان جنگ جهانی اول واتسون وات برای اداره هواشناسی بریتانیا کار می کرد و به کمک امواج رادیوی توانستند طوفان های پیش رو را پیش بینی کنند.

و زمان جنگ جهانی دوم واتسون و دستیارش آرنولد ویلکینز متوجه شدند می توانند از این فناوری برای تشخیص هواپیماهای دشمن استفاده کنند. و پس از اینکه توانستند تئوری خود را ثابت کنند شبکه ای از آنتن های رادار در نوار ساحلی شرق و جنوب بریتانیا نصب کردند. در طول جنگ جهانی دوم رادارهای بریتانیا نقش مهمی برای شناسایی هواپیماهای هیتلر نازی ایفا کردند و سبب برتری هوایی بریتانیا شدند که خود منجر به برتری های نظامی دیگری هم شد. همچنین سیستم مشابهی هم در ایالات متحده آمریکا ساخته شده بود که رسیدن هواپیماهای ژاپنی را در پرل هاربل هاوایی تشخیص دهد.

نوشته: کریس وودفورد

ترجمه: علی یزدی مقدم

مطالب مرتبط:

درباره رادار ها بیشتر بدانید
امتیاز 2 از 1 رای



 

به اشتراک بگذارید :       فیس بوک کلوب

 

برچسب ها: ، ، ،
این مقاله اختصاصاً برای یاد بگیر دات کام تهیه شده است استفاده از آن با ذکر منبع همراه با لینک آن و نام نویسنده یا مترجم مجاز است

 

در یاد بگیر دات کام مشترک شوید و آخرین مطالب و مقالات را در ایمیل خود دریافت نمایید
برای عضویت، ایمیل خود را وارد کرده و بروی اشتراک کلیک کنید

  1. با درود
    ضمن قدردانی ازمدیریت محترم و همه دست اندرکاران عزیزسایت “یادبگیردات کام”مطالب رادارهابسیارآموزنده ومفیدبودوکمال تشکررا از شما
    بزرگوران دارم.
    شاد باشید ــ شاهرخ

نظر شما چیست؟

پرسش های خود را در بخش پرسش و پاسخ مطرح کنید

*

code



تبلیغات اینترنتی در یاد بگیر دات کام

بسته های تبلیغاتی ارزان قیمت

 
بستن تبلیغات

Useful Websites Directory

طراحی سایت
تور کوش آداسی
وقت سفارت انگلیس
ویزای تحصیلی کانادا



صفحه ما را در فیس بوک دنبال کنید صفحه ما را در توییتر دنبال کنید صفحه ما را در گوگل پلاس دنبال کنید صفحه ما را در  تلگرام دنبال کنید صفحه ما را در  اینستاگرام دنبال کنید صفحه ما را در لینکداین دنبال کنید