RADAR, uzaktaki cisimlerin yerlerini
belirlemeye yarayan bir elektronik sistemdir. Bu sistem, çok kısa süreli radyo
dalgası darbelerinin (vuru) ince bir demet halinde bir antenden gönderilmesi
ve bu dalgaların bir engele çarpıp antene geri dönmesinin (yankı) izlenmesi
temeline dayanır. (Radyo dalgaları RADYO maddesinde anlatılmıştır.) Tek bir
enerji darbesinin gönderilmesi ile antene geri dönmesi arasında geçen süre
ölçülerek, bu darbenin gidip geldiği uzaklık
bulunabilir. (Radyo dalgalan saniyede 300.000 km hızla yol alır.) Eğer darbenin doğrultumu biliniyorsa, uzaklık ile doğrultu
arasındaki ilişkiden darbenin yansımasına neden olan cismin (hedefin) konumu
çıkartılabilir.
Gece karanlığında ya da sis ve bulut içinde de
kullanılabilen bu sistem, uçak ve gemilerin izlenmesinde çok işe yarar. Uçağa
takılan radar yerdeki yüksek noktaları saptayabilir. Gemilerde ise radar,
karanın ve başka gemilerin yerlerini belirlemek için kullanılır. Bunlar
radarın en yaygın kullanım biçimleridir, ama bu sistemden çok başka alanlarda
da yararlanılır.
Radarın Ortaya Çıkışı
Bilim adamları daha
radyonun bulunmadığı dönemde çok kısa radyo dalgalarının katı cisimlerden
yansıtabileceğini saptamışlardı. Heinrich Hertz radyo dalgası üretmeyi başardı.
Radyonun öncüsü olan Guglielmo Marconi 1922'de, modern radara benzeyen
bir sistem tasarladı, ama bu tasarıyı uygulamaya koymadı. 1925'te
ABD'li bilim adamları Gregory Breit ve Merle Tuve, atmosferin, radyo
dalgalarını yansıtma özelliğine sahip iyonosfer katmanının yüksekliğini
belirlemek için bir dizi deney yapmaya giriştiler; bu çalışmaları sırasında,
daha sonraları radarda yaygın biçimde kullanılacak olan bir teknikten
yararlandılar. Ama radarın geliştirilmesine yönelik çalışmalara hız kazandıran
asıl olay 1930'lardaki savaş tehlikesi oldu.
1935'te İngiliz hükümeti, bilim adamı Robert
Watson-Watt'tan, radyo dalgalarından yararlanarak "ölüm ışını"
üretilip üretilemeyeceğini araştırmasını istedi. Watson-Watt hükümete bunun
olanaksız olduğunu, ama radyo dalgalarından yararlanılarak uçakların daha
görülmeden ya da sesi duyulmadan çok önce saptanabileceğini söyledi.
Watson-Watt bu iddiasını kanıtlamak için 26 Şubat 1935'te bir gösteri düzenledi
ve radyo dalgaları kullanarak görülemeyecek ve sesi duyulamayacak kadar uzakta
olan bir bombardıman uçağının varlığını saptamayı başardı.
Düşmanın hava saldırısını önceden haber verebilmek, bu
konuda erken uyarıda bulunabilmek o kadar önemliydi ki, Watson-Watt'ın
düşüncesi hemen benimsendi. 1939'da II. Dünya Savaşı başladığında, İngiltere'nin
güney ve doğu kıyılarında 40 kadar gizli radar istasyonu kurulmuş durumdaydı.
Bunlara "RDF" istasyonları deniyordu (RDF,
"radyoyla yön bulma" anlamındaki İngilizce
Radio Direction Finding sözcüklerinin ilk harflerinden geliyordu). Bu
alanda İngiltere başı çekiyordu, ama kısa bir süre sonra ABD ve Almanya da
kendi radar sistemlerini geliştirdiler. ABD'de bu sisteme Bir gemideki (sağda)
radar ekranı (solda), kıyının, adanın ve başka bir geminin konum ve uzaklığını
gösterir. İz, radar anteni döndükçe ekranı tarar.
"radar"
deniyordu; bu sözcük, "radyoyla algılama ve uzaklık ölçme"
anlamındaki İngilizce Radio Detection and Ranging
sözcüklerinden türetilmişti. Bir süre sonra dünyanın her yerinde bu sözcük
kabul edildi.
Daha sonraları radar ilkelerinden, uçak ve gemilerin
saptanmasının dışında, pek çok başka alanda da yararlanılmaya başlandı. Ateşli
silahlar radarla donatıldı; ayrıca düşman bombardıman uçaklarını kolayca
saptayabilmeleri için gece avcı uçaklarına da radar takıldı. Bugün, üzerindeki
radar yardımıyla hedefini bulan füzeler de vardır.
Radar başlangıçta savaş sırasında kullanılmak üzere
geliştirilmişti, ama 1940'lardan bu yana radar hem deniz, hem de hava ulaşımında
büyük bir rol oynamaktadır.
Basit Bir Radar Nasıl Çalışır
Pek çok ticaret gemisinde
görülebilecek olan basit bir radar sisteminin üç ana parçası vardır. Bunlar,
anten birimi (buna "tarayıcı" denir), verici-alıcı birimi ve
gösterici birimidir.
Anten
yaklaşık 2 ya da 3 metre genişliğindedir ve çok yüksek frekanslı radyo enerjisi
darbelerini ince bir demet halinde odaklamaya yarar. Radyo dalgalarının
frekansı genellikle 10.000 MHz dolayındadır (ya da bir başka deyişle, bunların
saniyedeki çevrim sayısı 10 milyar kadardır); bu da, dalga boylarının 3 cm
olduğu anlamına gelir. Anten belirli bir eksenin çevresinde, dakikada 10 ile
25 devir arasında değişen bir hızla döner ve böylece radar demeti geminin çevresinde,
yarıçapı yaklaşık 90 kilometreye ulaşan bir dairenin içindeki bütün noktaları
sürekli olarak tarar.
Bütün
radarlarda, verici-alıcı biriminde gönderilen ve alınan radyo dalgalarının tam
bir uyum içinde olmasının büyük bir önemi vardır. Her şey, darbenin
yayımlanması ile yankı halinde geri dönmesi arasında geçen zamanın doğru
biçimde ölçülmesine bağlıdır. Saniyede yaklaşık 1.000 darbe gönderilir, bu sayı
kullanım amacına uygun olarak değişir. Kısa menzilli uygulamalarda, kısa süreli
darbeler gönderilir; uzun menzilli uygulamalarda ise uzun süreli darbelerin
kullanılması daha iyi sonuç verir.
Verici-alıcı
biriminin en önemli parçalarından biri modülatör devresidir. Bu devre,
vericinin hep aynı uzunlukta radyo dalgası darbeleri yayımlamasını sağlar. Bu
çok kısa darbeli radyo dalgaları, yani çok yüksek frekanslı mikrodalga
salınımları magnetron denen bir aygıtta üretilir.
Yayımlanan
iki darbe arasında verici devreden çıkar. Hedeften yansıyıp gelen çok zayıf
dalgalar anten tarafından toplanır, alıcıya aktarılır, güçlendirilir ve sonra
da gösterici birimine iletilir.
Radarı
işletmek için gerekli bütün denetim düzenekleri genellikle gösterici biriminin
(kısaca gösterici) üzerinde bulunur. Göstericide, televizyondakine benzer bir
katot ışınlı lamba vardır; bu lamba özel olarak radarda kullanılacak biçimde
uyarlanmıştır.
Lambanın arkasındaki boyun bölümünde yer alan "elektron tabancası",
ön taraftaki,üzeri kimyasal bir maddeyle kaplanmış ekrana bir elektron demeti
düşürür. Elektronlar çarpınca ekranın üzerindeki kimyasal madde ışıldar ve
oluşan ışıklı nokta lambanın dış cam yüzeyinden görülebilir. Radarlardaki bu,
lambaların ekranı daire biçimindedir ve ekranın çevresi derecelendirilmiştir.
Elektron demeti merkezden çevreye doğru yol alır. Elektron demetinin
"iz" denen bu radyal (yarıçap doğrultusundaki) hareketi, antenin
dönüşüyle uyumludur. Örneğin iz, lambanın üzerindeki derecelendirmeye göre
0°'nin üzerindeyse, anten ileri doğru yönelik demektir. Her izin başlangıcı,
bir radar enerji darbesinin gönderildiği ana karşılık gelir. Bir yansıma
alındığında, iz bir an için aydınlanır. Bu noktanın ekranın merkezine olan
uzaklığı, radar darbesinin hedefe gidip geri dönmesi için geçen zamanla
doğrudan bağıntılıdır. Dolayısıyla radar ekranı üzerinde saptanan herhangi bir
ışıldama noktası, hedefin menzilini (uzaklığını) ve doğrultusunu gösterir.
Radarın saptadığı cisimlerin ekranın üzerinde oluşturduğu noktaların
ışıldaması bir süre devam eder ve böylece, iz ekranın yüzeyini taradıkça, ekranda
çevrenin tam bir görüntüsü oluşur. "Plan Konum Göstergesi" denen bu
sistem en yaygın kullanılan gösterici türüdür.
Bilgisayar ve Radar
Bu
basit açıklamalardan, radarın çalışma biçiminde
zamanlama'nın büyük bir önemi olduğu anlaşılabilir. Bilgisayarlardan
yararlanılarak radar ekranını daha kolay okuyabilmenin ve istenmeyen
yansımaları ortadan kaldırmanın çeşitli yolları bulunabilir.
Örneğin, sivil ve askeri uçakların hareketlerini
denetleyen bir hava trafiği denetim radarında, yalnızca uçakları görebilmek
önemlidir. Yağmur ya da herhangi bir yükseltiden kaynaklanan yansımalar ya da
buna benzer başka yansımalar karışıklığa neden olur. Bir bilgisayar, yalnızca
uçakların erişebileceği hızlarda hareket eden hedefleri gösterecek biçimde
programlanabilir. Ayrıca bilgisayar bir radar resmi de "çizebilir"
ve hedefleri ışıldayan noktalardan çok daha kolay okunabilen çarpı işaretleri,
kareler ya da üçgenler biçiminde gösterebilir.
Hava trafiği denetim görevlisi, ister ışıldayan
noktalar, ister bilgisayarca üretilen simgeler biçiminde olsun, gördüğü
hedefin kimliğini belirler. Ayrıca bu görevlinin uçağın bulunduğu yüksekliği
de bilmesi gerekir; böylece aynı rotayı izleyen, ama farklı yüksekliklerde
uçan uçaklar birbirinden ayrı tutulabilir.
Görevli bu tür bilgileri edinmek için, "ikincil
gözetleme radarı" denen ikinci bir radar kullanır. Farklı bir biçimde
çalışan bu radarın uçaktan "yardım" görmesi gerekir. Bu "yardım"!
sağlayabilmek için, ikincil gözetleme radarı, uçakta bulunan bir elektronik
"kara kutu"ya bir dizi darbe gönderir. Uçağın altimetresine (uçağın
bulunduğu yüksekliği ölçen aygıt) bağlı olan kara kutu da, radara uçağın
kimliğini ve bulunduğu yüksekliği bildiren kodlanmış bir mesaj gönderir. Askeri
uçaklar "dost"u "düşman"dan ayırt etmek için buna benzer
bir radar sisteminden yararlanırlar ve gizli bir kod kullanırlar. "Düşman"
uçağı bu gizli kodu bilemez.
Kimliği belirsiz uçakların uçuş yüksekliğini bulmak
için özel yükseklik bulma radarları kullanılır. Yükseklik bulmada iki yöntem
uygulanır; bunlardan biri "baş sallayan radar", öbürü ise
"üçboyutlu radar" yöntemidir. "Baş sallayan" yükseklik
bulucu, ekranı yana yatmış sıradan bir radara benzer. Trafik denetim görevlisi
ekranın üzerinde beliren bir hedefin yüksekliğini bulmak istediğinde, yükseklik
bulucuyu uçağın bulunduğu doğrultuya çevirir ve radar bu konumdayken radarın
anteni aşağı yukarı sallanır. Darbe demetinin hedefe çarptığı andaki anten
açısı ölçülerek uçağın yüksekliği hesaplanabilir. Ayrıca "3-D"
radarları denen üç boyutlu radarlarda ise, iki radarın gördüğü işleri tek bir
anten sistemi yerine getirir. Buradaki "baş sallama"da, antenin mekanik
hareketinin yerini bir elektronik sinyal almıştır.
Bu radarlardan pek çok alanda yararlanılır. Füzelerin
çoğu radarla yönlendirilir. Radar çoğunlukla füzenin burnuna yerleştirilir.
Bazı uçaklar, pilotun hava çalkantılarından ve kasırgalardan zamanında
haberdar olabilmesi için de radarlarla donatılır. Radarlar günümüzde hava
tahminlerinde önemli bir rol oynar; ayrıca uzay araçlarınca Dünya'nın yüzey
haritalarının çıkarılmasında radarlardan yararlanılır. Silah ya da mermilerin
hedefin yakınında patlamasını sağlayan fünyelerde, darbeler yerine sürekli
dalgalar
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder