رادار تصویر ساز چیست ؟

[Joseph Goebbels]

رادار تصویر ساز چیست ؟

رادار تصویر ساز مانند دوربین عکاسی فلاش دار کار می کند ، چرا که از نور برای روشن کردن منطقه ای از زمین و عکس برداری از ان استفاده می کند . با این تفاوت که این کار را در طول موجهای رادیویی انجام می دهد . دوربین عکاسی یک پالس نوری ( به صورت فلش ) از خود تابش می کند و نوری که بازتابیده می شود را از راه عدسیهای خود روی فیلم ثبت می کند . رادار به جای عدسی و فیلم از یک انتن و نوارهای رایانه ای دیجیتال برای ثبت تصاویر دریافتی استفاده می کند . در یک تصویر راداری ، تنها امواجی که به سوی انتن رادار بازتابیده شده دیده می شود.

رادار معمولی توانا و زمان رفت و برگشت علایم مایکرو ویوی را که از انتن تابیده شده و از سطح ی اشی دور بازتابیده شده اند اندازه گیری می کند . انتن رادار پالسهایی را به صورت متناوب می فرستد و دریافت می کند که در طول موجهای مشخصی از طیف مایکروویو هستند و دارای قطبیت مشخصی ( امواج قطبی شده در یک صفحه عمودی یا افقی ) می باشند. در سیستم رادار تصویر ساز ، حدود 1500 پالس پر توان در هر ثانیه به سوی هدف یا منطقه مورد نظر تابیده می شود ، هر پالس نیز به طور معمول گستره کوچکی از بسامدها را پوشش می دهد و بسامد میانگین ، بسامد انتخابی رادار است .

ادامه دارد...

منبع : ماهنامه صنایع هوایی / ش 115 / 1379

[Joseph Goebbels]

پهنای گستره بسامدها در یک رادار تصویر ساز به طور معمول در محدوده 10 تا 200 مگاهرتز است . انرژی پالسهای راداری در سطح زمین به تمام جهات پراکنده می شود و بخشی از ان به انتن رادار بازمی تابد این امواج پراکنده شده به اطراف ، به صورت پژواکهای راداری ضعیف با قطبیت ویژه ای ( که ممکن است با قطبیت پالسهای ارسالی یکسان نباشد ) به انتن باز می گردند . این پژواکها به داده های دیجیتالی تبدیل می شوند و برای پردازش بعدی و نمایش به صورت تصویر در یک ضبط کننده داده ای ثبت می شوند . با توجه به اینکه پالسهای راداری با سرعت نور حرکت می کنند ، محاسبه مسافت یا برد تا سطح یا جسم بازتاب کننده پالس ، با استفاده از زمان رفت و برگشت یک پالس معین ، کار به نسبت ساده ای است . پهنای باند پالس انتخابی ، توان تفکیک در برد را تعیین می کند . پهنای باند بزرگتر ، به معنی توان تفکیک بهتر در این بعد است .

رادارهای تصویر ساز برای تصویر سازی باید در یک مسیر پروازی مشخص پرواز کنند و منطقه ای را که بوسیله رادار کاوش می شود ( اصطلاحا روشن می شود ) را رد پا می نامند که به صورت نوار ممتدی روی سطح زمین است که با حرکت رادار ، تصویری از ان سطح به وجود می اید .

توان تفکیک در سمت رادارزای انتن تعیین می کند ؛ هر چه انتن بلند تر باشد ؛ توان تفکیک در این بعد بهتر خواهد بود .

رادار روزنه ساختگی ( sar ) روشی است برای شبیه سازی یک انتن رادار بسیار دراز از راه ترکیب علایم ( پژواکها ) دریافتی رادار ، در هنگامی که رادار در راستای مسیر پروازی خود حرکت می کند . روزنه به محدوده ای گفته می شود که برای کسب انرژی بازتابی مورد استفاده قرار می گیرد . این روزنه ها همان انتن رادار است . مشابه ان در دوربین عکاسی ، روزنه دیافراگم است . روزنه ساختگی در نتیجه حرکت دادن روزنه حقیقی یا انتن از یک سری موقعیت ها در راستای مسیر پروازی ساخته است .

ادامه دارد....

منبع : ماهنامه صنایع هوایی / ش 115 / 1379

[Joseph Goebbels]

ساختن روزنه ساختگی :

با حرکت رادار در مسیر پروازی خود ، در هر موقعیت یک پالس تابیده می شود . پژواکهای بازتابی بوسیله گیرنده دریافت می شوند و در جایی به نام " حافظه پژواک " ثبت می شوند . از انجایی که رادار دارای حرکت نسبی به زمین است پژواکهای دریافتی دستخوش جب به جایی داپلر می شوند ( جا به جایی منفی به هنگام تقرب به هدف و جا به جایی مثبت به هنگام دور شدن از هدف ) . مقایسه بسامدهایی که دستخوش جا به جایی داپلر شده اند با یک بسامد مرجع ، امکان تمرکز علایم بازتابی بسیاری بر یک نقطه مشخص را فراهم می اورد ، که این عمل طول انتن راداری را که از ان نقطه تصویر برداری می کند به طور موثری افزایش می دهد .

عمل تمرکز که اغلب ان را فراوری رادار روزنه ساختگی می نامند . امروزه به صورت دیجیتالی و بوسیله سامانه های رایانه ای سریع انجام می شود . کار اصلی در فراوری رادار روزنه ساختگی ، انطباق دقیق و درست تغییرات بسامد داپلر برای هر نقطه از تصویر است چنین کاری نیازمند اگاهی کامل از حرکت نسبی رادار تصویر ساز و سطح شیئی که از ان تصویر برداری می شود است ( که این خود عامل تغییرات داپلر شده است ) .

امروزه رادار روزنه ساختگی یک روش تکامل یافته برای ایجاد تصاویر راداری دقیق است که می توان از ان تصاویر جزییات بسیاری را به دست اورد . این روش به عنوان ابزاری برای تصویر برداری ، تواناییهای منحصر به فردی را ارایه می دهد . از انجایی که رادارها برای تصویر سازی به منبع انرزی خود ( پالسهای راداری ) بستگی دارند ، می تونادد در هر زمانی از شبانه روز به کار خود بپردازند و نیازی به نور خورشید ندارند . از سوی دیگر از انجایی که طول امواج راداری از طول موج مریی و فروسرخ بلندتر است ، رادارهای روزنه ساختگی می توانند از میان ابر و گرد و غبار و نیز سطح و شی مورد نظر خود را ببینند . در حالی که تجهیزاتی که از نور مریی یا امواج فروسرخ استفاده می کنند چنین توانایی را ندارند .

ادامه دارد...

منبع : ماهنامه صنایع هوایی / ش 115 / 1379

[Joseph Goebbels]

تصویر راداری چیست ؟

تصاویر دارای شامل تعداد بسیار نقطه یا عنصر تصویری هستند . هر یک از این عناصر تصویری را یک پیکسل می نامند که حاصل بازتاب راداری ان نقطه ناحیه ای از زمین هستند ؛ نواحی تیره تر در تصویر نشان دهنده بازتابهای ضعیف تر و نواحی روشنتر نشان دهنده بازتابهای نیرومند تر است . نواحی روشنتر بیانگر بازتاب بخش زیادی از انرژی می باشد . میزان بازتاب امواج راداری از ناحیه ای مشخص در یک طول موج معین با توجه به اندازه های سطوح بازتابنده ناحیه مورد نظر ، میزان رطوبت ناحیه ، قطبیت پالسهای راداری و زاویه تابش امواج تغییر می کند . میزان بازتاب با تغییر طول امواج به کار رفته تغییر می کند .

دانشمندان ، میزان بازتاب را ، که به سطح مقطع راداری نیز معروف است ، به صورت وتحدی از سطح ( همچون متر مربع ) اندازه گیری می کنند . بازتاب امواج غالب به ابعاد اشیایی که امواج را باز می تابانند نیز بستگی دارد و اشیایی که تقریبا هم اندازه ( ی ابزرگتر از ) طول موج می باشند به صورت نقاطی روشن ( شفاف ) و اشیایی که از طول موج رادار می باشند تیره ( کدر ) ظاهر می شوند . دانشمندان علم رادار به طور معمول مقیاسی را برای بازتاب به کار می برند که سطح مقطع راداری بی بعد شده نام دارد . این مقیاس ، مستقل از توان تفکیک تصویر یا اندازه پیکسل است . واحد سطح مقطع راداری بی بعد شده ( سیگما صفر ) دسیبل است . مقادیر متعارف برای سطوح عوارض طبیعی زمین بین +5dB ( بسیار روشن ) تا dB-40 ( بسیار تیره ) می باشد . یک اصل همیشگی در تحلیل تصاویر راداری این است که هر چه بازتاب ثبت شده در یک تصویر روشن تر و مشخص تر باشد ، سطح ان ناحیه تصویر برداری شده زبرتر است . سطوح تخت و صافی که انرژی مایکروویو چندانی به سمت انتن رادار بازتاب نمی کنند در تصویر به دست امده به صورت منطق تیره ظاهر می شود . مناطق جنکلی یا پوشیده از گیاه به طور معمول در مقیاس بیشتر طول موجهای راداری به نسبت زبر هستند و در تصاویر به صورت نواحی خاکستری روشن دیده می شوند .

ادامه دارد...

منبع : ماهنامه صنایع هوایی / ش 115 / 1379

[Joseph Goebbels]

سطوحی رو که به سمت رادار باشند بازتابهای نیرومندتری نسبت به سطوح دارای شیب به سمتهای دیگر ، به سوی انتن رادار گسیل خواهند داشت . نمونه ای از ای نگونه سطوح ، شیب پشتی کوهستانها است که در تصاویر راداری به شکل نواحی تیره و سایه ظاهر می شوند . خیابان و ساختمان های شهری ، هنگامی طوری در مسیر امواج راداری قرار بگیرند که پالسهای راداری بتوانند پس از تابش روی خیابان به ساختمانهای اطراف برخورد کنند پس از تابش روی خیابان به ساختمانهای اطراف برخورد کنند سپس از روی این ساختمانها دوباره به سمت رادار بازتاب نماید پدیده ای به نام بازتاب دوگانه را به وجود می اورند که نتیجه ان نقاط بسیار روشن ( سفید ) در تصاویر راداری است . جاده ها و بزرگراه ها سطوح تختی هستند که به صورت تیره در تصاویر راداری دیده می شوند .

ساختمانهایی که در راستای قرار ندارند که پالسهای راداری را به طور مستقیم بازتاب نمایند ، به صورت خاکستری روشن ، همانند سطوح زبر دیده می شوند .

بازتاب امواج راداری نسبت به خواص الکتریکی سطح همچون میزان رطوبت نیز حساسیت داد . اشیای مرطوب تر ، روشنتر و مناطق خشک تر ، تیره تر به نظر می رسند . سطح اب ساکن از این اصل مستثنی است و به صورت سطح تختی عمل می کند که پالسهای راداری را از انتن رادار دریافت کرده و به سمت مخالف باز می تاباند . این سطوح در تصاویر راداری تیره به نظر می رسند .

بازتاب امواج راداری با تغییر قطبیت امواج نیز تغییر می کند . برخی رادارهای روزنه ساختگی می توانند در هر یک از قطبیتهای افقی ( h) یا عمودی (v ) پالس تابش و در قطبیت h یا v بازتاب ان را دریافت کند . در نتیجه این تابش و بازتابش می تواند به یکی از حالتهای hh ( تابشهای افقی و دریافت افقی ) ، vv ، hv یا vh باشد . افزون بر این ، برخی رادارهای روزنه ساختگی می توانند فاز پالس دریافتی را ( هر طول موج 2 پی رادیان فاز دارد ) و در نتیجه تغییر فاز ( بر حسب درجه ) علایم بازگشتی hh و vv را اندازه گیری نماید . این اختلاف فاز را می توان به عنوان اختلاف زمان رفت و برگشت علایم hh و vv تصور نمود و از ان برای پی بردن به ویژگی های ساختاری سطوح بازتابنده بهره جست . این گونه رادارهای روزنه ساختگی می توانند ضرایب تناسب بازتابهای hh و vv را نیز محاسبه کنند ، این ضرایب را ضرایب تناسب بازتابهای hh و vv را نیز محاسبه کنند ، این ضرایب را نیز می توا نبرای بررسی تشابه میان بازتابنده های hh و vv به کار برد .

زاویه تابش امواج بر بازتابها نیز موثر است . زاویه میان ناحیه بررسی شونده و انتن رادار ، بازتاب اشیای عمودی همچون مناطق مسکونی ، نرده های حفاظ ، محصولات کشاورزی ، امواج اقیانوس و تیرهای عمودی را تحت تاثیر قرار می دهند . زاویه امواج راداری با سطح زمین ( اصطلاحا زاویه برخورد ) نیز تغییراتی در بازتابشها ب هوجود خواهند اورد ، به گونه ای که زوایای برخورد کوچک ( عمود بر سطح ) بازتابهای شدید به وجود می اورد که با افزایش زاویه برخورد کاهش می یابد .

پایان .

منبع : ماهنامه صنایع هوایی / ش 115 / 1379