ЛОКАТОР

ЛОКАТОР

Радарын үндэс

Сургалтын зорилт

Бүлэг болгон нь тодорхой сургалтын зорилттой байна. Эдгээр зорилтоос та энэ бүлэгт юу сурч болох вэ гэдэгээ харж болно. Мөн ерөнхий шалгах асуултууд уг зорилтын дагуу бэлтгэгдсэн.

           

1.       Радарын системтэй холбоотой зай, өнцөг, өндрийг тодорхойлох

2.       Радарын үзүүлэлтүүтэд долгионы урт, цахилгаан тэжээл болон цацрагын өргөн хэрхэн нөлөөлж буй талаар хэлэлцэх

3.       Радарын нарийчвлалыг алдагдуулж буй хүчин зүйлсийг тодорхойлох

4.       Блок диаграм ашиглаж радар системийн нэг хэсэг болох харилцаа холбоо, удирдлагын зарчим, энгийн функцуудыг тодорхойлхох

5.       Радарын системийг энгийн Арми ба Тэнгисийн цэргийн Арми гэж хоёр ангилж авч үзэх

6.       CW-ийн удирдлага, долгион болон Doppler радар системийг тайлбарлах

Радарын танилцуулга

Өнөөдөр бидний амьдралд Радар гэдэг үг их хэрэглэгдэх болсон. Энэ нь “Radio detection and ranging” гэдэг үгний товчлол бөгөөд ойсон цахилгаан соронзон энергийг ашиглаж биетийн чиглэл, байрлал, алслалт, өндөр зэргийг илрүүлдэг цахилгаан багажийг хэлнэ.

      Радарын ашиглаж буй давтамжийн цахилгаан соронзон долгион нь харанхуйн нөлөөнд автдаггүй ба давтамжаас хамаарч цаг уурын орчинг зарим хэсэг нь нэвтрэн гарна. Энэ нь радар системд цаг агаар, харанхуй, алслалтаас хамаарч энгийн нүднэнд харагдахгүй байгаа нисэх онгоц, усан онгоц, газрын биетүүдийн байрлалыг илрүүлэх боломжийг олгодог.

      Өнөөдрийн ашиглагдаж байгаа радар систем өдөр ирэх бүр маш нарийн технологитой болж байгаа нь олон улс орон, хүмүүсийн хөгжлийг илэрхийлж буй хэрэг. Радарын ерөнхий ажиллах зарчмыг эрт дээр үеэс мэддэг байсан хэдий ч хэрэгцээтэй/ашигтай радар бүтээхэд олон шинэ электроникийн нээлтүүд хэрэгтэй байсан. Дэлхийн 2-р дайны дараагаас радарын анхны загварууд гарч ашиглагдаж эхэлсэн. Өөрөөр хэлбэл дэлхийн 2-р дайн радар систем хөгжих гол түлхэц хүч болж өгсөн юм.

                                   

Радарын ерөнхий ойлголт

Радарыг ажиллуулах электроникийн зарчим нь дууны долгион тархаж мөн ойж байгаа үзэгдэлтэй маш ижилхэн. Хэрвээ та дуу ойх газарт  /хад, хавцал, агуй/ хашгирвал төд удалгүй цуурайгаа сонсдог. Үүнтэй адилаар  радар систем нь цахилгаан соронзон долгионыг өндөр хэмжээгээр цацаж ойлтийн биетээс /нисэх онгоц, усан онгоц г.м/ ойж ирсэн долгионы хугарлын шинж тэмдгээр өөрт хэрэгтэй мэдээллийг боловсруулж авдаг. Зураг 1-1-т үзүүлэв.

Зураг 1-1

Тэмдэглэл: Эдгээр нэр томъёог радар системээр илрэх агаарын тээврийн хэрэгсэл болон аливаа нэг гадаргууг тодорхойлоход хэрэглэнэ.

·         TARGET – Бай            (илрүүлэх биет)

·         RETURN – Буцаж ирэх

·         ECHO – Цуурай

·         OBJECT - Бие 

·         REFLECTING OBJECT- Ойлтийн бие

Радар системын шинж чанарууд нь телескопын зарим шинж чанартай адил байна. Аль аль төхөөрөмж нь биетийн байрлалыг тодорхойлохын тулд хязгаарлагдмал орон зайд эсвэл координатын систем дээр тодорхойлохыг шаарддаг. Хэрвээ телескопоор харсан биетийнхээ байрлалыг тодорхойлъё гэвэл тухайн газар орчны онцлог байдлыг илүү авч үзнэ. Харин радар нь илүү нарийвчлалтай тодорхойлох системийг шаарддаг.

Радарын гадагргуугийн өнцгийн хэмжээс нь Зураг 1-2-т үзүүлсэнээр TRUE NORTH-оос цагийн зүүний дагуу эсвэл нисэх онгоц, хөлөг онгоцны чиглэж буй зүгээс эхлэн хэвтээ хавтгай дээр хэмжинэ.

Зураг 1-2

Уг зурагт дэлхийн гадаргууг жигд хавтгай гэж төсөөлсөн. Энэ хавтгайг хэвтээ хавтгай /HORIZONTAL PLANE/ гэж нэрлэнэ. Босоо чиглэлтэй бүх өнцгүүд хэвтээ хавтгайтай перпиндикуляр хоёр дахь төсөөллийн хавтгай дээр хэмжигдэнэ. Уг хавтгайг босоо хавтгай гэж нэрлэнэ.

            Радар энэ координатын системийн төвд байрлаж байна. Радараас биетрүү чиглэсэн шугамыг харааны шугам /LINE OF SIGHT/ гэж нэрлэнэ. Харааны шугам болон хэвтээ хавтгай хоёрын хоорондох өнцгийг өндрийн өнцөг /ELEVATION ANGLE/  гэнэ. Хэвтээ хавтгайд эгц хойд зүгээс /TRUE NORTH/ цагийн зүүний дагуу хэмжигдэх өнцгийг /TRUE BEARING/ эсвэл AZIMUTH өнцөг гэж нэрлэдэг. Энэ 3 координат нь биетийн байрлалыг тодорхойлдог.

АЛСЛАЛТ/RANGE

Радараас цацарч байгаа цахилгаан соронзон энерги нь орон зайд шулуун шугамаар тогтмол хурдтай тархах боловч агаар мандал, цаг агаарын нөхцөлөөс шалтгаалж харилцан адилгүй байна. Агаарт ойролцоогоор 186,000миль/сек хурдаар буюу гэрлийн хурдаар тархана.

            Тэнгисийн арми зайг хэмжихдээ далайн миль /NAUTICAL MILE/ хэрэглэдэг. Ойролцоогоор 186,000миль нь 162,000 далайн миль –тэй тэнцэнэ.

1 nautical mile = 6080ft 

1 mile = 5280ft

           

Радарын хугацаа ихэвчлэн микросекундээр хэмжигдэнэ. Радарын цахилгаан соронзон энерги нэг микросекундэнд 984ft зам туулдаг. Бид 1 nautical mile 6080ft –тэй тэнцүү гэдгийг байнга санаж байх хэрэгтэй. Радарын цацсан энерги 1 nautical mile –ийг хэдий хугацаанд явж байгааг дараах илэрхийллээр олж болно.

Аливаа биетийн алслалтыг радарын цацсан долгион биет дээр ирж очиход зарцуулсан хугацаагаар тодорхойлдог. Өөрөөр хэлбэл долгион нь радараас биет хүртэл 6,18 микросекунд, биетээс радар хүртэл мөн 6,18 микросекунд явж нийт 12,36 микросекунд хугацаанд явж ирнэ. Энэ 12,36 микросекунд хугацааг RADAR MILE, RADAR NAUTICAL MILE, эсвэл NAUTICAL RADAR MILE  гэж нэрлэдэг. Уг хугацааг ашиглаж доорх илэрхийллээр биетийн алслалтыг nautical mile –аар хэмжиж болно.

Жишээ нь: Хэрэв радарын цацсан долгион 62 микросекундын дараа эргэж ирсэн гэж үзээд биетийн алслалтыг олбол:

ХАМГИЙН БАГА ЗАЙ / MINIMUM RANGE

           

Зөвхөн нэг антен ашиглаж долгионыг дамжуулж, хүлээн авч хоёр үйлдэл хийдэг төхөөрөмжийг DUPLEXER гэнэ. DUPLEXER нь радар системд зайлшгүй байх шаардлагатай. Хэрэв дамжуулагдсан өндөр хүчдэлийн долгион хүлээн авагчруу нэвтэрвэл

хүлээн авагчыг эвдлэх болно. Иймээс шилжүүлэгч DUPLEXER зайлшгүй шаардлагатай.

            Энэ шилжүүлэх үйл ажиллагаа нь тодорхой хугацаатай байх бөгөөд радарын ажиллагаанд чухал нөлөөтэй. Долгионы өргөн, сэргээх хугацаа/ RECOVERY TIME/  хамгийн чухал юм. Мөн радарын хамгийн зай нь энэ хугацаанаас хамаарна.

            Антен нь долгион дамжих үед дамжуулагч болсон байх ба долгион дамжсаны дараа нэн даруй хүлээн авагч болох ёстой. Дамжуулагдах долгионы үзүүр хэсэг нь DUPLEXER-ийг антенаа дамжуулагч болгоход хүргэдэг бөгөөд эгшин зуурын үзэгдэл юм. Харин долгионы сүүл хэсэг антенийг хүлээн авагч болгодог. Энэ нь эгшин зуурын үзэгдэл биш. Энэ үед өнгөрөх маш бага хугацааг Сэргээх хугацаа /RECOVERY TIME/ гэдэг.

            Хамгийн бага зай гэдэг нь биет илрэх хамгийн бага алслалтыг хэлэх ба доорх томъёгоор олно.

Жишээ нь: Радар систем 25 микросекундын долгионы өргөнтэй/pulse width/, 0,1 микросекундын сэргээх хугацаатай/ recovery time бол хамгийн бага зайг ол.

  

ХАМГИЙН ИХ ЗАЙ/MAXIMUM RANGE

           

Радарын хамгийн их зай нь зөөгч давтамж /CARRIER FREQUENCY/, дамжуулагдсан долгионы хамгийн өндөр хүчдэл, долгион давтагдах давтамж /PULSE-RETPETITION FREQUENCY/ эсвэл долгион давталтын харьцаа / PULSE-RETPETITION RATE/, хүлээн авагчын мэдрэмж /RECEIVER SENSITIVITY / зэргээс шалтгаална.

Долгионы хамгийн өндөр хүчдэл нь долгион хэр хол зайд тархаж, буцаад хэр хэмжээний хэрэгцээтэй долгион ирж байна гэдгийг тодорхойлно. Хэрэгцээтэй долгион гэдгийг  хүлээн авагчаар илрэх маш бага сигнал гэж ойлгоно.

Радар систем тодорхой хугацааны турш зөөгч давтамжтай долгионыг цацаж, ойж ирэх долгионыг “сонсох хугацааны” турш хүлээж, дараа нь хоёрдах долгионыг цацдаг. Зураг 1-3-т үзүүлэв.

Нэг секундэд цацагдаж байгаа долгионы тоог Долгион давтагдах давтамж /PULSE-RETPETITION FREQUENCY/ (prf) эсвэл Долгион давтагдах харьцаа / PULSE-RETPETITION RATE/ (prt) гэнэ. Эхний цацагдсан долгионоос дараагийн долгион хүртэлх хугацааг Долгион давтагдах хугацаа /PULSE-RETPETITION TIME/ (prt) гэж нэрлэдэг бөгөөд дараах илэрхийллээр олж болно.

Зураг 1-3