RADARLAR

RADAR (Radio Detecting And Ranging)

Elektro manyetik dalgaların yansıma özelliğinden faydalanarak Uzaktaki cisimlerin yerini yönünü yüksekliğini hızını vb tespit eden cihazlara radar  denir.
RADAR,Radio Detecting And Ranging (radyo dalgaları ile tespit ve menzil tayini) anlamına gelir.
Radarın keşfinde, gözü görmediği halde karanlıkta büyük ustalıklarla uçup, avını yakalayan yarasanın çok rolü olmuştur. Yarasa insan kulağının duyamayacağı ultrasonik ses frekansı yayınlayarak, yansıyan sesten hedefini görmektedir.

Savaşın getirdiği bir silah olarak ortaya çıkan radar, barış zamanında da birçok uygulama alanları bulmaktadır. Bunlara örnek olarak gemilerin sis içinde yönlendirilmesi,uçaklarda hedef bulma, kör uçuş ve kör inişin gerçekleştirilmesi ve fırtınayı takip sayılabilir.

RADARIN TARİHÇESİ

RADARIN GELİŞİMİ

Radarın icadı ve geliştirilmesi herhangi bir ülkeye ya da kişiye mâl edilemez. Radarın gelişmesine değişik ülkelerden çok sayıda bilim insanının katkısı oldu. Radarın tarihçesinde ki önemli temel bilgilere ve buluşlara ait bazı kilometre taşları şöyle sıralanabilir:
1865 İngiliz fizikçi James Clerk Maxwell elektromanyetik dalgaları ve bunların yayılmasını açıklayan elektromanyetik ışık kuramını ortaya attı.
1886 Alman fizikçi Heinrich Rudolf Hertz elektromanyetik dalgaları keşfetti ve Maxwell'in kuramını kanıtladı.
1904 Alman yüksek frekans teknisyeni Christian Hülsmeyer su üzerinde ki trafiği denetlemek için „telemobiloskopu” icat etti. Bu alet metal bir nesneden çarparak dönen elektromanyetik dalgaların süresini ölçüyor ve böylece menzil hesaplanabiliyordu. Bu ilk pratik radar denemesi için Hülsmeyer patent başvurusunda bulundu..
1921 Albert Wallace Hull tarafından güçlü gönderici tüpü magnetron icat edildi.
1922 ABD Donanma Araştırma Laboratuarından A. H. Taylor ve L.C.Young ilk kez bir tahtadan gemiyi algılamayı başardılar.
1930 Yine ABD Donanma Laboratuarından L. A. Hyland bir uçağı algıladı.
1931 Bir gemiye radar takıldı. Alıcı ve verici anteni olarak boynuz ışın yayıcı bulunan parabolik anten kullanıldı.
1936 Metcalf ve Hahn tarafından yükselteç veya osilatör olarak kullanılan klistron bulundu.
1939 İngiltere Birmingham Üniversitesinden John Randall ve Henry Boot adlı iki fizikçi hafif fakat güçlü mikrodalga radarını geliştirdiler ve bu radar B-17 bombardıman uçaklarına takıldı. Bu denizaltı savaşlarında bir dönüm noktası oldu.
1940 ABD, Rusya, Almanya ve Japonya'da muhtelif radar tesisleri geliştirildi.
2. Dünya Savaşı sırasında silah sistemlerinin gelişmesi radar teknolojisinde olağanüstü gelişmelere yol açtı ve özellikle buna bağlı olarak hava savunma sistemleri kurulmaya başlandı. Savaş sonrasında NATO ve Varşova Paktı üyesi ülkelerin ortak sınırlarında birçok radar sistemi yerleştirildi.

İkinci Dünya Savaşından sonra radar yöntemi „barışçıl kullanım” olarak adlandırılan bir yönde kullanılmaya başlandı. Günümüzde radar günlük hayatta çok sık kullanılmaktadır.

Alman mühendisi Christian Hülsmeyer elektromanyetik dalgalar ile gemilerin yerini belirlemekte kullanılabilen icadını tescil ettirmek için 1904 yılında Almanya ve İngiltere'de patent başvurusunda bulundu.

30. Nisan.1904 tarihinde Kraliyet Patent Dairesi, Christian Hülsmeyer tarafından geliştirilen, „uzaktaki metal nesnelerin yerini bir gözlemciye bildiren” cihazı 165 546 Nolu belge ile tescil etti.

Patent belgesinde bir yansıma sayesinde, gelmekte olan bir gemiyi tespit eden bir buharlı geminin resmi yer almaktadır. Ren nehrinde yapılan bu deneme ile cihazın kullanılabilirliği kanıtlandı.

Hülsmeyer' e bu „Telemobiloskop” („uzak hareket görür” anlamında) dışında birde menzil ölçme tekniği patenti verildi.

RADARI OLUŞTURAN PARÇALAR

GÖNDERİCİ

Güçlü bir gönderici yüksek frekanslı elektromanyetik sinyal üretir.Ürettiği bu sinyali Dupleks cihaza iletir.

DUPLEKS CİHAZ

Dupleks cihaz(gönderici-alıcı anahtarlama cihazı) gönderme evresinde yüksek frekanslı enerjiyi antene, alma evresinde ise zayıf yankı sinyallerini
alıcıya yönlendirir.

Gönderme Evresi Blok Şeması:

Alma Evresi Blok Şeması:

RADAR ANTENİ

Anten bir radar tesisinin en hassas parçalarından biridir ve aşağıda ki işlevleri yerine getirir:
Göndericiden gelen yüksek frekanslı enerjiyi elektromanyetik alana çevirir ve gücü belirli bir yöne yönlendirir. Bu işlemi aynı zamanda yansıma sinyalleri alarak ters yönde yerine getirir.
Anten gerekli anten diyagramının korunmasını ve uzayda istenen güç dağılımının sağlanmasını üstlenir. Yeterli hassasiyet ve çözünürlük yeteneğini sağlayabilmesi için anten diyagramının yan açısı çok dar olmalıdır.
Anten hedefe ait alınan verileri güncelleyebilecek kadar hızlı olmalıdır. Taramayı mekanik olarak yapan bir antenin çok hızlı dönmesi gerekir. Anten yansıtıcılarının boyutlarının bazı frekans aralıklarında çok büyümesi nedeniyle hızlı dönüş zorunluluğu beraberinde bazı mekanik sorunları da getirir.
Anten güncel yayın açısını çok hassas ölçmelidir.
Anten konstrüksiyonu her türlü hava koşulları altında bu görevleri yerine getirebilecek kadar sağlam olmalıdır. Bu yüzden çok kötü hava koşulları altında çalışmayı garantileyebilmek için radom olarak adlandırılan korumalı radar kubbelerine monte edilir.
Bir radar tesisinin güç kapasitesi, basitçe etken anten yüzeyi ile gönderilen gücün çarpımına doğru orantılıdır. Antene yapılacak her yatırım her zaman antenin güç kapasitesini doğrudan olumlu etkiler.


ALICI

Çok hassas bir alıcı, yüksek frekanslı zayıf yankı sinyallerini video sinyale dönüştürür.Bu video sinyalleri radar ekranına iletir.

RADAR EKRANI

Radar ekranı yankı sinyallerinden üretilen video sinyallerini görüntülememizi sağlar.

RADARIN TEMEL ÇALIŞMA PRENSİBİ

RADARLARIN TEMELİ

Radarın teorik temelleri oldukça karmaşık olmasına karşın, çalışma prensibini anlamak kolaydır Ancak radar sistemlerinden azami seviyede faydalanmak ve radarı verimli biçimde kullanmak için teorinin iyice kavranılmış olması gerekir. Radar binasının inşaatından başlayarak, radar sistemlerin kullanılmasına kadar her noktada inşaat, makine ve elektrik mühendisliği, yüksek güç mikrodalga mühendisliği ve gelişmiş hızlı sinyal ve veri işleme teknikleri gibi birçok değişik disiplinlerin katkısı gerekir. Başta fizik olmak üzere, bazı doğa kanunları da burada hayati bir öneme sahiptir.

Her radarın çalışmasında aşağıdaki üç temel fizik kuralı rol oynar:

1- Elektromanyetik dalgaların yansıması 
2- Elektromanyetik dalgalar elektriksel iletken bir yüzeye çarpmaları halinde yansırlar. Yansıma sinyali dalganın çıkış merkezinde („yankı” olarak) yeniden kaydedilir ve bu da bize dalganın yayıldığı yönde bir cismin varlığını kanıtlar.
 3- Elektromanyetik dalgaların sabit yayılma hızı 
Elektromanyetik dalgalar ışık hızına yaklaşık bir hızla yayılırlar. Hesaplamalarda hız olarak ister 3·108 m/s (300000km/s), ister hassas ışık hızı değeri olan 299792458 m/s alınsın fark etmez, ancak hesapların tamamında aynı değerin kullanılması gerekir. Elektromanyetik dalgaların sabit hızla yayılma özelliğinden faydalanarak ışınların çarparak yansıdığı hedeflerin (uçaklar, gemiler, taşıtlar) mesafelerini (menzillerini) bu radar darbelerinin geri dönüş sürelerini ölçerek hassas bir şekilde belirleyebiliriz.

Elektromanyetik dalgaların doğrusal yayılması: 
Elektromanyetik dalgalar radarların frekans bölgesinde doğrusal olarak yayılırlar. Bazı özel antenler kullanarak elektromanyetik dalgalar belli bir yönde yoğunlaştırılabilir. Böylece hedefin açısal koordinatlarını (yatay (azimut) açısını ve yükseklik açısını) bulabiliriz.

Yukarıda bahsettiğimiz üç fiziksel kanunu kullanarak radar aygıtı ile bir hedefin menzilini, yatay açısını ve yüksekliği belirleyebiliriz.

RADARIN ÇALIŞMASI


Aşağıda ki resim bir birincil radarın çalışma prensiplerini göstermektedir. 

Radar anteni hedefe bir mikrodalga sinyali yollar, hedefe çarpan sinyal yansır ve bir alıcı cihaz tarafından alınır. Alıcı anten tarafından alınan elektrik sinyaline yansıma veya dönüş sinyali denir. Radar sinyali güçlü bir yüksek frekans üreteci tarafından üretilir ve çok hassas bir alıcı tarafından yeniden alınır.

RADAR KULLANIM ALANLARI

ASKERİ RADARLAR

  

HAVA SAVUNMA RADARLARI 

hava hedeflerini oldukça geniş bir alanda algılar ve konumlarını, rotasını ve hızını tespit ederler. Hava savunma radarlarının azami menzili 450km den fazla ve azimut tarama açıları 360 derecedir. Sağlanan verilere bağlı olarak hava savunma radarları iki kategoriye ayrılır. Sadece menzil ile azimut açısı bilgilerini sağlayan radarlar 2-Boyutlu (2D) radar olarak adlandırılır. Menzil, azimut açısı ve yükseklik bilgilerini sağlayan radarlara ise 3-Boyutlu (3D) radar denilir.

Hava savunma radarları yaklaşan düşman uçak veya füzelerini çok uzak mesafelerden algılayabildikleri için erken-uyarı cihazları olarak kullanılırlar. Düşman saldırısına karşı

başarılı bir karşı saldırı için erken uyarının hayati önemi vardır. Karşı hava savunma topçu bataryaları (Anti-Aircraft Artillery - kısaca „AAA”), füzeleri veya savaş uçakları şeklinde ki hava savunma sistemlerinin bir saldırıyı anında püskürtecek şeklinde teyakkuz halinde bulunmaları gerekir. Hava Savunma Radarlarından sağlanan menzil ve azimut açı bilgileri füze güdüm radarı tarafından hedef izlenmeye başlanırken kullanılır.

Hava Savunma Radarlarının diğer bir işlevi ise devriye savaş uçaklarına (Combat Air Patrol - kısaca „CAP”) düşmanın önünü kesmesi için kılavuz bilgileri sağlamaktır. Bu bilgiler hava kontrolde ki operatör tarafından pilota telsizle veya bilgisayar bağlantısı ile aktarılır.

Ana Hava Savunma Radar uygulamaları şunlardır:

Uzun menzilli erken uyarı (Erken Uyarı Uçakları dahil) [Airborne Early Warning - kısaca „AEW”]

Balistik füzeleri uyarma ve belirleme

Yükseklik -Tespit

Yer-Kontrollü- Önkesme (Ground-Controlled Interception- kısaca „GCI”)

DENİZ RADARLARI 

Deniz radarları sahil güvenlik ve arama kurtarma  faaliyetleri çerçevesinde kullanılır.Bu radarlar su üzerindeki cisimleri tespit eder.Deniz radarları gemilerde ve sahil güvenlik sistemlerinde kullanılır.

Yukarıda bir geminin radar anteni gözükmektedir.Gemiler radarları sayesinde sisli ve fırtınalı görüş mesafesinin düşük olduğu hava şartlarında diğer gemileri radardan tespit ederler ve böylece kaza yapmaları önlenir.

Sahil Güvenlik Sistemi ve Deniz Sınırları Gözetlenmesi

Türk karasuları güvenliği ASELSAN tarafından geliştirilen sahil güvenlik ve radar sistemleri tarafından sağlanmaktadır.Sahil bölgelerine kurulan radar sistemleri sayesinde Türk karasularına giren her gemi radarlar tarafından her an takip edilmektedir.

ASELSAN Sahil Gözetleme Radar Sistemi (SGRS); Karasularımız, Türk Münhasır Ekonomik Bölgesi ve Türk Arama Kurtarma Sahası’ndaki gözetleme, operasyon ve güvenlik faaliyetleri otomasyonunun 24/365 esasıyla ve her türlü çevre koşullarında gerçekleştirilmesini sağlayan, Komuta Kontrol ve Haberleşme unsurlarının ileri teknoloji sensörler ile entegre şekilde sunulduğu anahtar teslimi milli bir çözümdür.



ASELSAN Sahil Gözetleme Radar Sistemi; deniz vasıtalarının tespit, teşhis, tanımlama ve izlenmesine yönelik fonksiyonları ile Tanımlanmış Deniz Resmi’nin oluşturulmasını sağlamakta ve Kayıt, Yeniden Oynatma, Simülasyon Tabanlı Eğitim vb. yetenekleri ile etkin bir sistem çözümü sunmaktadır.


SİVİL AMAÇLI RADARLAR

TRAFİK RADARI

Trafik radarı ,trafik polisleri tarafından belli bir hız sınırını aşan araçları tespit etmek amacıyla kullanılır.Trafik radarlarıda diğer radarlar gibi çalışır yüksek frekanslı sinyaller yayar ve araçlardan yansıyan sinyalin yansıma hızı ve diğer veri değerlerini denklemlerde çözümledikten sonra aracın süratini belirler.Polisin belirlediği limiti aşan araçları anında tespit eder.

METEOROLOJİ RADARLARI

Meteorolojik Radarlar Atmosferdeki; Hidrometeorlar (yağmur, dolu, kar

tanecikleri), Yoğunlaşma çekirdeklerini, Bulut zerreciklerini, Buz

parçacıklarını ve hareketli tüm cisimleri (kuş, böcek, uçak... gibi) algılar

ve bu değerleri görüntüleyebilen ürünler oluşturur. Meteoroloji Radar

Ağı halen Ankara, Istanbul, Zonguldak ve Balıkesir'de bulunan 4 gelişmiş

radar ile çok çeşitli ürünlerle, atmosferi izlemeye devam etmektedir.