رادار بحرى

تتكون كلمة رادار (RADAR) من الأحرف الأولى للجملى التالية:

Radio Detection and Ranging

ويتكون هذا الجهاز من وحدات ودوائر الكترونية وميكانيكية تعمل معا فى تزامن دقيق جدا مستخدما الإرسال النبضى للمرجات الكهرومغناطيسية المرسلة والمستقبلة من هوائيات موجهة من أجل الحصول على اتجاها ومداها. ففى عام 1886 اكتشف العالم هيرتز أن موجات الراديو ترتد ثانية عندما تصطدم بالأجسام الصلبة واستطاع العالم ماركونى فى 1922 تقديم اساسيات عمل الرادار. وقد تم استخدام أول رادار بحرى فوق ظهر السفن الحربية فى عام 1937. وفى عام 1939 تم تحسين أداء الرادارات وتم استخدام الرادار البحرى فوق ظهر السفن التجارية فى عام 1944. وباستخدام الرادار البحرى فوق ظهر السفن التجارية أمكن تحديد مواقع الأهداف المحيطة بالسفينة وتحديد شكل السواحل والمضايق والمسرات البحرية كما أمكن التمييز بين الأهداف المتحركة والأخرى الثابتة.


فإذا استطعنا قياس الفترة الزمنية بين إرسال النبضات واستقبال الصدى العائد منها وبمعرفة سرعة انتشار الموجات الكهرومغناطيسية ، فانه يمكن حساب المسافة التى قطعتها النبضة الرادارية منذ ارسالها وحى استقبال صداها.
المسافة المقطوعة = الفترة الزمنية × سرعة انتشار الموجات.
ويمكن أن نلخص أهم استخدامات الرادار فى المجال التجارى فى:
1- تحديد موقع السفينة بالقرب من السواحل وفى حالات الرؤية الرديئة.
2- أداة لمنع التصادم فى المناطق المزدحمة بالسسفن والبحار المفتوحة سواء فى الرؤية الحسنة أو الرديئة.
3- إعطاء معلومات وإرشادات ملاحية فى جميع الأوقات.
4- فى البحث والانقاذ.


التعريف بالطاقة الرادارية


الموجات الكهرومغناطيسية: Electromagnetic Waves

تعريف بموجات الراديو وهى المستخدمة فى أجهزة الرادار، وتتكون من مجال مغناطيسى ومجال كهربى متعامدان لهما نفس التردد وطول الموجة كما أن محور التعامد الثالث لهما هو اتجاه الانتشار. وأهم خصائص موجات الراديو هى:

1- تنتشر هذه الموجات فى شكل موجات جيبية Wave form

2- تنتشر موجات الراديو بسرعة تقريبا تساوى سرعة الضوء.

= 3 × 108 meter/sec and since I sec = 106 μ s

:. = 300 meter / μ s

= 162000 N.M./ sec

3- تتاثر بالعوامل الجوية .. فهى تمتص بواسطة بخار الماء وتتشتت نتيجة اصطدامها بالجزئيات الصلبة المعلقة بالهواء.

4- عند اصطدامها بأى جسم صلب فانها ترتد مرة ثانية.

الموجة الكاملة: Cycle

هى موجة كاملة تبدأ من 000o وتنتهى عند 360o


طول الموجة: Wavelength 2

هى المسافة بالوحدات المتر به بين قمتين أو قاعين متتاليين.

وتستخدم الرادارات البحرية موجة طولها (X Band) 3cm وأحيانا تستخدم 10 cm (S Band)

التردد: Frequency f

هو عدد الذبذبات (الموجات الكاملة) المرسلة فى الثانية الواحدة وتعرف بالهرتز.

1 cm (X Band) Wave length (λ) = 3.2 cm 9300 ~ 9500 MHz

10 cm (S Band) Wave length (λ) = 10 cm 2900 ~ 3100 MHz

والعلاقة بين طول الموجة والتردد علاقة عكسية. أى أنه كلما زاد طول الموجة كلما قل التردد والعكس صحيح.

النبضة الرادارية : Radar Pulse

تخرج الطاقة الرادارية من الهوائى الموجة على شكل نبضات قوية ومتناهية فى القصر من الموجات الكهرومغناطيسية وذلك حتى يمكن استخدام هوائى واحد لارسال هذه النبضات واستقبال الصدى العائد منها عندما تصطدم بأى هدف.

فترة النبضة: Pulse length

هى الفترة الزمنية مقاسه بالميكروثانية اللازمة لارسال أقصى طاقة معينة. وفترة النبضة المستخدمة فى الرادارات البحرية تتراوح من 0.05 μs ~ 1.3 μs ، وتعتمد فترة النبضة على اختيار الراصد والمدى المستخدم:

نبضة قصيرة المدى 6 ميل أو أقل

نبضة طويلة المدى 12 ميل أو أكثر

المعدل التكرارى للنبضة : Pulse Repetition Frequency (P.R.F.)

هو عدد النبضات المرسلة فى الثانية الواحدة. وتستخدم الرادارات البحرية معدلات تكرارية بين:

400 - 4000 Pulse / sec

ويتغير المعدل التكرارى تبعا للمدى المستخدم ففى المدى الصغير يكون المعدل التكرارى كبير والعكس فى المدى الكبير يكون المعدل التكرارى صغير.

الفترة التكرارية:

هى الفترة الزمنية مقاسة بالميكروثانية بين بداية إرسال نبضتين متتاليتين. وهى الفترة التى يتم خلالها استقبال الأصداء العائدة من الأهداف وتكون فى الرادارات البحرية بين: 250-2500 μs

العلاقة بين المعدل التكرارى للنبضة والفترة التكرارية:

مما سبق يمكن استنتاج أنه كلما زاد المعدل التكرارى كلما قلت الفترة التكرارية والعكس صحيح.

أى أن المعدل التكرارى للنبضة والفترة التكرارية بينهما تناسب عكسى

أى أنه بمعرفة الفترة التكرارية يمكن إيجاد المعدل التكرارى والعكس صحيح.
ومن الواضح أن الزمن المستغرق بين إرسال النبضة واستقبال صداها يعتمد على:

1- سرعة النبضة.

2- الزمن الذى تستغرقه النبضة فى رحلة الذهاب والعودة.

وعلى ذلك بمعرفة سرعة انتشار موجات الراديو وبامكانية قياس الوقت المستغرق فان مدى الهدف يمكن حسابه. ومن المعروف أن سرعة انتشار موجات الراديو تعتمد على طبيعة الوسط الذى تنتشر فيه وللأغراض العملية فى الرادارات البحرية فمن الممكن اعتبار أن سرعة انتشار موجات الراديو ثابتة وتساوى:

300,000,000 meter/sec = 300 meter/ μsec

وهذه القيمة يمكن إيجاد علاقة بين مدى الهدف والوقت المستقطع بين إرسال النبضة واستقبال صداها