السلام عليكم و رحمة الله تعالى و بركاته :
أعتذر لكم عن التقصير في كتابة هذا الموضوع و هذا يرجع إلى انشغالي الدائم , و لكني على وعدي لكم بإكماله بنهاية هذا الأسبوع .
هنا سأعرض لكم أنواع الرادارت التي يكثر استخدامها و انتشارها .
************ نظام الرادار ذو الموجة المستمرة ************
******** Continuous Wave Radar *****************
يستخدم هذا الرادار موجة معدلة أو غير معدلة , و هو رادار مهم لما له من تطبيقات عديدة و مهمة في الحياة العملية , و من الملاحظ أن الشكل العام لهذا الرادار يتشابه مع الرادار النبضي , حيث يتكون من هوائي واحد للإرسال و الاستقبال معا و احتوائه على دائرة إرسال و استقبال .
و من الأمثلة على رادارات الموجة المستمرة رادار Proximity ( VT ) Faze و رادار FM-CW Altimeter .
و وظيفة مكونات رادار الموجة المستمرة التي تشكل مبدأ عمله يمكن تلخصها بما يلي :
1. المرسلة Transmitter :
تقوم بتوليد موجة اهتزاز مستمرة بتردد F0 , و يتم إرسال هذه الموجة عبر الهوائي نحو الهدف الذي يمتص جزء من طاقتها و يعكس الباقي في جميع الاتجاهات فيعود جزء منها مرة أخرى إلى الرادار .
إن تردد الموجة المرتدة إلى الرادار لا يساوي التردد المرسل تماما , فالجسم المتحرك الذي يصطدم بالموجة و يعكسها يتسبب بإزاحة لتردد الموجة يعتمد على اتجاه حركة الجسم " إذا كان الجسم يتحرك باتجاه الرادار أو عكس اتجاه الرادار " , فيكون تردد الموجة المستقبلة من قبل الرادار مساويا :
1. F0 + Fd : أي زيادة في قيمة التردد المستقبل عن التردد المرسل بفارق Fd , و يحدث ذلك إذا كان الجسم يتحرك نحو الرادار و بالتالي تقليل المسافة بينه و بين الرادار .
2. F0 – Fd : : أي نقصان في قيمة التردد المستقبل عن التردد المرسل بفارق Fd , و يحدث ذلك إذا كان الجسم يتحرك بعيدا عن الرادار و بالتالي تزداد: أي زيادة في قيمة التردد المستقبل عن التردد المرسل بفارق Fd , و يحدث ذلك إذا كان الجسم يتحرك نحو الرادار و بالتالي تقليل المسافة بينه و بين الرادار المسافة بينه و بين الرادار.
2. الكاشف المازج Detector Mixer :
الحصول على موجة تردد متوسط حيث يقوم بمزج الإشارة المستقبلة ( ذات التردد F0 + Fd OR F0 – Fd ) بجزء من اشارة المرسلة ( ذات التردد F0 ) , فتنتج نغمة تسمى Doppler Beat Note و التي هي نغمة دقة دوبلر .
3. مكبر دوبلر Doppler Amplifier :
للمكبر وظيفتين أساسيتين :
الأولى تكبير إشارة مدى دوبلر إلى المستوى القياسي المطلوب الذي يسمح بتحليل الإشارة و تمييزها عن التشويش , و من جهة أخرى يعمل المكبر عمل مصفى تمرير حزمة حسب خصائص انتقالية محددة .
4. المؤشر Pointer :
بالرغم من اختلاف أنواع المؤشرات إلا أن طبيعة عملها يبقى واحد , و هو عرض تردد الإشارة الناتجة من المكبر , فإذا لم يكن من حاجة للمعرفة الدقيقة بقيمة تردد دوبلر الناتج فيمكن استخدام السماعات Speakers لسماع النغمة " حيث تقع ترددات دوبلر ضمن الترددات المسموعة من قبل الإنسان Audio Signals " , أما إذا كان المطلوب عرض تردد دوبلر فيمكن استخدام مؤشر ترددي Frequency Meter في هذه الحالة .
إن الخاصية في رادار دوبلر ذو الموجة المستمرة التي تميزه عن الوسائل الأخرى المستخدمة في قياس السرعة هي عدم الحاجة إلى اتصال فيزيائي بين جهاز القياس و بين الجسم المراد قياس سرعته .
إن للرادار ذو الموجة المستمرة تطبيقات عملية كثيرة متعددة تعتمد على مبدأ عمله في قياس السرعة النسبية لجسم متحرك منها :
1.الرادار المراقب للسرعة المستخدم من قبل شرطة السير .
2.جهاز قياس Meter لقياس معدل الصعود للطائرات عند إقلاعها نحو الأعلى .
3.التحكم في الإشارات الضوئية لتنظيم حركة السير .
4.يستعمل كبديل لمقياس السرعة Fifth – Wheel لقياس و تنظيم الدقات في الحجرات على العربات , حيث يستفاد منه في فحص العربات في أنظمة الفرامل و تجنب الاصطدام .
5.يستعمل كمقياس للسرعة لاستبدال محور العجلة في جهاز قياس سرعة الدوران التقليدية في مجال السكك الحديدية , و في حالة التسارع أو ضبط الفرامل يحدث انزلاق للعجلات التي تسبب أخطاء قد تؤثر في القياس .
6.قياس سرعة عربات الشحن لسكك الحديد في عمليات الحمل الزائد .
7.للرادار تطبيقات في مجال الصناعة , حيث يستخدم كجهاز قياس اهتزازات التوربينات و سرعة عجلات المطحنة , كما يستخدم في مراقبة الاهتزازات في كوابل الجسور المتعلقة .
8.استخدام الرادار في أنظمة متطورة مثل أنظمة صواريخ هوك , فيتم استخدامه للكشف عن الطائرات و الصواريخ و الذخائر الحربية و غيرها من الأجسام الطائرة و المتحركة .
ان التطبيقات السبعة الأولى تستخدم فيها موجة لها طاقة قليلة تقاس بوحدة mwatt , أما التطبيق الأخير فتستخدم فيه موجة ذات قدرة عالية .
لقد حددت تطبيقات كثيرة لرادار الموجة المستمرة CW على المسافات البعيدة نتيجة الصعوبة في فصل الإشارة المرسلة عن الإشارة المستقبلة .
*********** نظام رادار دوبلر النبضي *************
********** Pulsed Doppler Radar************
يعمل رادار دوبلر النبضي على كشف الأهداف المتحركة في وسط ذو درجة عالية من الضوضاء من خلال استخلاص تردد دوبلر , فما يحدث في الرادار النبضي عدم الوضوح " الغموض " في قياس تردد دوبلر و المدى , و يمكن معالجة ذلك كما يلي :
1.الغموض في قياس تردد دوبلر " السرعة النسبية " : و يتم تجنب حدوث هذا باستخدام معدل تجزئة عالي " معدل نبضة تكراري قليل " .
2.الغموض في قياس المدى " تأخير الوقت " : و يتم تجنب حدوث هذا باستخدام معدل تجزئة قليل .
و يتضح من ذلك أن معالجة أحد الأمرين يرجع سلبا على الآخر. و لكن من الممكن عمل نوع من التوافق بينهما , و بناء على نوع التوافق المستخدم فإن الرادار يكون :
أ.رادار MTI : حيث يكون لهذا الرادار معدل نبضة تكراري قليل يسمح بمعالجة الالتباس في قياس المدى , فلا يتم ملاحظة أكثر من مدى لا يحدث Multiple Time Around Echo , و لكن كما ذكر سابقا فان هذا التوافق يرجع سلبا على قياس السرعة , فبالرغم من عدم قراءة مديات متعددة إلا أنه يحدث قراءة لسرعات متعددة مضللة .
ب. رادار دوبلر النبضي Pulse Doppler Radar : على العكس من النوع الأول فان لهذا الرادار معدل نبضة تكراري عالي يسمح بمعالجة الالتباس في قياس السرعة و تجنب قراءة القياسات المضللة لها , و لكن فان هذا التوافق يرجع سلبا على قياس المدى حيث يتم ملاحظة أكثر من مدى أي حدوث ظاهرة Multiple Time Around Echo .
و بالإضافة لتميز رادار دوبلر النبضي بالعمل في محيط ضوضائي فهو أيضا أكثر استعمالا لمصفوفات مصفيات دوبلر ذات البوابات المنتظمة و مكبرات قدرة مثل Klystron أكثر من استعمال مهتزات قدرة مثل Magnetron , و لذلك فان لرادار دوبلر النبضي معدل نبضة تكراري عالي " أو يمكن القول أن له Duty Cycle أعلى من رادار MTI " .
و بالمقارنة بين رادار دوبلر النبضي و رادار الموجة المستمرة CW , فيمكن تمييز نقطتين للمفاضلة :
1. أداء الكاشف في رادار دوبلر النبضي غير محدود بالإشارات المنعكسة من الضوضاء القريبة أو جزء الإشارة المنعكس عن الهدف و الراجع إلى المستقبلة حيث يوقف عملها أثناء الإرسال .
2. قابلية الكشف عن الأهداف في رادار دوبلر النبضي تقل بسبب البقع المضللة في المدى الناتج من الترددات الراديوية ذات القدرة العالية .
