الرادار RADAR
الرادار (RADAR (RAdio Detection And Ranging منظومة ارسال واستقبال متكاملة تعتعمد في عملها على ارسال موجات كهرومغناطيسية في جميع الزوايا، بحيث تُرسل الموجة المرسلة وفي حال اصطدمت بجسم معدني معين، يحدث انعكاس لأجزاء من الموجة ليصار إلى استقبالها من الرادار ويتم اكتشاف الجسم ومعرفة بعض التفاصيل عنه وفقا لقاعدة بيانات مخزنة في منظومة الرادار.
مبدأ العمل للرادار
بتمحور عمل الرادار حول مفهوم الصدى الناتج عن انعكاس الأمواج سواء كانت صوتية بسيطة أم كهرومغناطيسية معقدة، فجهاز الارسال يقوم بتوليد تلك الموجة على شكل دفقات متتالية يفصل بينها زمن ثابت ثم ترسل تلك الدفقات من الطاقة في جميع الاتجهات وبأطوال موجية محددة، عند مصادفة جسم قادر على عكس اجزاء من تلك الأمواج إلى محطة الارسال، تنتج لدينا موجة منعكسة ذات شيفرة معينة، يتم ترجتمها من قبل جهار الاستقبال وفقا لبيانات مخزنة مسبقا.
البيانات المخزنة عبارة عن معلومات تم جمعها مسبقا عن شكل الأمواج المنعكسة للأجسام المعدنية الشائعة، طائرات، صواريخ، مسيرات بسيطة وهكذا، بحيث تصبح مثل البصمات الخاصة بأصابع الإنسان مميزة وفريدة وتحاكي تفاصيل الانحناءات المعدنية المكونة لذلك الجسم المعدني.
كما يتم التعرف على تفاصيل الجسم المعدني من سرعة وارتفاع واتجاه من خلال مقارنة الفرق بين الموجة المرسلة والموجة المستقبلة من خلال مفهوم دوبلر.
مفهوم دوبلر
المختصر لهذا المفهوم هو التغير في التردد والطول الموجي لموجة منعكسة عن جسم ما، وفقا لسرعة ذلك الجسم، فكما نعلم ان الموجة عبارة عن سلسلة من القمم والمنخفضات المتتالية لكونها اشارة مترددة وبتردد معين. عند ارسالها بتردد واستقبال انعكاسها عن جسم ما بتردد مختلف فهذا يساعدنا على استنباط بعض التفاصيل عن حركة ذلك الجسم بمعنى أخر عن سرعة ذلك الجسم واتجاهه.
نلاحظ الانضغاط والتخلخل في الموجة وفقا لاتجاه الجسم المراد رصده، كلما اقترب الجسم زاد الانضغاط أي زيادة في التردد وهذه يذكرنا بسيارة الاسعاف عندما تمر بجوارنا وحِدة الصافرة تزداد مع تقلص المسافة من اذن المستمع وتبدأ تلك الحدة تتلاشى تدريجيا مع ابتعاد السيارة عنا، أي انخفاص في قيمة التردد
تطبيقات الرادار
برز الدور الأساسي لهذا الجهاز في الاستخدامات العسكرية الصرفة في بداية الاختراع، ثم أُدخل الى المجالات المدنية لكونه جهاز متعدد الأهداف والاستعمالات.
الاستخدامات العسكرية
جهاز أساسي في شتى المجالات العسكرية البرية والبحرية والجوية، فالمنظومة ركن أساسي في ادراة المعارك وتتبع حركة العدو والتوجيه في اطلاق الصواريخ وعمل محاكاة لساحات المعارك كما يساعد في حساب المدى لمنبع النيران وقياس المسافات ثم تخمين الموقع التقريبي لمصدر النيران، فالقوة العسكرية تعتبر عمياء بدون رادرا يقوم بالاستطلاع المستمر لتحركات جميع الأجسام المحيطة بالموقع الجغرافي لتلك القوات.
الملاحة الجوية
لا يمكن عمل المطارات المدنية والعسكرية بدون وجود رادرا يُنظّم حركة الطائرات ويساهم في زيادة عدد الطائرات في حيّز جوي محدود، بدونه يمكن أن تقلع طائرة او ربما بضع طائرات مع احتمالية كبيرة للتصادم ثم الخسائر البشرية والمادية، مع الرادار الذي أصبح كشرطي مرور لعدد كبير من الطائرات في السماء أصبحت القدرة الاستعابية للمطار أضعاف مضاعفة وأصبحت الخدمة تنافسية بين المطارات التي أضحت مرفق حيوي في أي بلد يجلب الكثير من الأموال ويساهم في اقتصاد الدول فضلا عن خدمة البشر في اختصار الوقت والتمتع بخدمة عالية الجودة فضلا عن السعر المقبول للرحلات الحالية.
الطقس
الأرصاد الجوية وتتبع أحوال الطقس ودراسة سرعة الرياح وتتبع العواصف الجوية أمست من التطبيقات الشائعة لاستخدام الرادار،كما ساهم في التنبؤ في أحوال الطقس للأيام المستقبلية ليصار إلى استغلال ذلك في اعطاء انذارات مبكرة لتلافي الخسائر البشرية والمادية، ومن الجدير بالذكر أن الرادارات المستعملة في الطقس تكون خاصة وتعمل ضمن ترددات معينة ،فالموجة المرسلة يجب أن تكون قادرة على اختراق ثم انعكاس عن كتلة كبيرة من السحب المحملة بالأمطار، وعادة ما يكون تردد العمل في هذا المجال من ثلاثة إلى ثلاثين جيغا هرتز.
التحكم المروري
يلجأ رجال الشرطة لاستخدام الرادار للتأكد من حدود السرعة المصرح بها ضمن مناطق محددة، بحيث يقوم الرادار برصد سريع لسيارة ما في حال تخطت السرعة المطلوبة، كما يتم تسخير الرادار في رصد الشوارع المزدحمة ليصار إلى تحويل السير إلى طرق أخرى بغية المساهمة في تخفيف الازدحام.
الرحلات الفضائية
أساس التفكير في غزو الفضاء وارسال كم كبير من الأقمار الصناعية اعتمد على محور مقالتنا هذه ألا وهو الرادار، فالمركبات الفضائية المرسلة إلى كوكب أخر او الى القمر أو تلك التي تدور في حول الأرض تكون مزوّدة برادرات خاصة تتواصل مع رادات أرضية بغية التوجية والتخاطب والمراقبة فلا صلة وصل بعد اطلاق المركبة الفضائية مع المحطات الأرضية سوا الرادار الذي يتولى المهام الأساسية كلها من اطلاق الى هبوط في المدار المناسب ثم ارسال تقارير مفصلة عن الأجسام التي قد تواجه تلك المركبة، فالفضاء الخارجي مليئ بالأجسام العشوائية ذات الحجم والكتلة الكبيرة القادرة على تحطيم تلك المعدات.
الاستشعار عن بعد
تساهم الرادارت المصاحبة للمركبات الفضائية في تقديم معلومات عن كوكب الأرض كدراسة القشرة الأرضية والتضاريس والجبال والأودية، أي تحليل كامل لطبوغرافيا الأرض وما قد يساهم في تحسين المحصيل الزراعية، وزيادة الغابات والمساحات الخضراء ومحاربة التصحر.
المراجع:
تعليقات
إرسال تعليق