Lankide:Llorenzo004/Proba orria
Artikulu hau eskola ariketa bat da. Hori dela eta, beharbada hutsuneren batzuk izango dira edukian edo formatuan. Mesedez, oraindik ez egin ekarpen edo aldaketarik testuan. Bestela, idatzi [[Eztabaida:Txantiloi:Ariane Ensunza artikuluaren eztabaida orrian]]. |
![]() |
Artikulu hau, osorik edo zatiren batean, gaztelaniazko wikipediako «Radar» artikulutik itzulia izan da. Jatorrizko artikulu hori GFDL edo CC-BY-SA 3.0 lizentzien pean dago. Egileen zerrenda ikusteko, bisita ezazu jatorrizko artikuluaren historia orria. |
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/90/Radar_antenna.jpg/220px-Radar_antenna.jpg)
Radarra (ingelesezko radio detection and ranging-en akronimoa, euskaraz "irrati bidezko detektatze eta distantzia neurketa") objektuak detektatu eta kokatzeko sistema bat da, seinale elektromagnetikoak transmitituz eta objektu horiek islatutako uhinek eragindako oihartzunak jasoz.
Radarrak energia elektromagnetikoko pultsuak transmititzen ditu eta objektuetan islatutako energiaren frakzioa jasotzen du. Radar-ekipoek “oihartzun” horiek aztertzen dituzte radar-seinalea islatu duen objektu bakoitzaren presentzia zehazteko eta haren kokapenari eta abiadurari buruzko informazioa lortzeko.
Radar gehienek transmisiorako eta hargailurako antena komun bat dute. Eskuarki, transmisio-potentzia oso handiak erabiltzen dituzte eta sentikortasun handiko hartzaileak behar dituzte.
Garrantzitsua da bi termino bereiztea: clutter eta target. Clutter: radarrak jasotako oihartzun guztiak aipatzen ditu, definizioz nahi ez direnak. Target edo "Zuria": radarrarak aztertu nahi duen objektua da.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/07/Radarops.gif/268px-Radarops.gif)
Historia
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- 1886an, Heinrich Rudolf Hertz-ek uhin elektromagnetikoak gainazal metalikoetan islatzen direla frogatu zuen.
- 1904an, Christian Huelsmeyer-ek itsasontzien talken aurkako lehen sistema patentatu zuen uhin elektromagnetikoak erabiliz.
- Irratiaren eta haririk gabeko transmisioaren garapena (Guglielmo Marconik, besteak beste), eta horri esker garatu ziren antenak.
- 1917an, Nikola Teslak etorkizuneko radarren printzipio teorikoak ezarri zituen (maiztasunak eta potentzia-mailak).
- 1934an, magnetroiaren azterketa sistematikoari esker, uhin motzeko detekzio-sistemei buruzko saiakuntzak egin ziren, Nikola Teslaren printzipioei jarraituz. Horrela sortzen dira uhin dezimetrikoen radarrak.
- XX. mendean zehar, asmatzaile, zientzialari eta ingeniari askok radarraren garapenean lagundu dute, batez ere Bigarren Mundu Gerra hasi baino lehenagoko gerra aurreko giroak, eta gerrak berak bultzatuta. Bertan parte hartu zuten herrialde handiek radar-sistema desberdinak garatu zituzten aldi berean, eta bakoitzak aurrerapen handiak egin zituen gaur egun radar-sistemei buruz ezagutzen dugunera iristeko.
- Azken urte hauetan, zientziaren atal ezberdinetan erabili izan da, esate baterako, industrian, aeronautikan, militarrean eta meteorologian.
Elementuak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Pultsu-radar baten definizioa
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Transmititutako seinalea aldizkako pultsu-tren bat da, irrati-maiztasuneko eramailea anplitudean modulatzen duena. [1]
Radar baten egitura
[aldatu | aldatu iturburu kodea]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4e/Radar_composantes.png/422px-Radar_composantes.png)
Bloke bakoitzaren funtzioak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Transmisorea
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- Transmititu beharreko seinalea sortzen du, behar den uhin-formarekin.
- Beharrezko potentzia-maila ematen du.
- Maiztasunean egonkorra, esleitutako banda-zabaleraren barruan.
- Beste alderdi batzuk baloratzen dira: efizientzia, mantentze-baldintzak, balio-bizitza, tamaina, pisua...
Teknologiak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c3/Klystron.jpg/110px-Klystron.jpg)
Hodi elektronikoak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Hodi elektronikoen barruan hainbat teknologia daude: Magnetroia, Klystron anplifikadorea, uhin-hodi progresiboa (ingelesez, Traveling_Wave edo TWT) eta eremu gurutzatuen anplifikadorea (ingelesez, Crossed-Field Amplifier edo CFA).
Egoera solidoko teknologia
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Egoera solidoko teknologia transistore bipolarretan (3 GHz arte) eta MESFETetan (goi-maiztasunak) oinarritzen da. MMIC teknologiak (AsGa gaineko mikrouhin zirkuitu monolitikoak) egoera solidoko teknologia radar berrietan inplementatzeko aukera ematen du.
Egoera solidoko teknologiaren barruan daude: BJT egoera solidoa eta GaAs FET.
Sistema erradiatzailea (antena)
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- Transmisioan eta harreran irabazia ematen du.
- Esleitutako norabidean dago (azimuta eta goratzea).
- Antenaren kontrola: biraketa-abiadura eta erradiazio-diagramaren forma (berriz konfiguratu badaiteke).
Motak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Hiru mota bereiz ditzakegu:
Erreflektoreak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/ca/USA.NM.VeryLargeArray.01.jpg/164px-USA.NM.VeryLargeArray.01.jpg)
Sistema modernoenek islagailu paraboliko bideragarriak erabiltzen dituzte broadcast bidez igortzen den pultsu sorta estutzeko. Oro har, islatzaile bera erabiltzen da hargailu gisa. Sistema horietan, askotan bi radar maiztasun erabiltzen dira antena berean kontrol automatikoa ahalbidetzeko.
Uhin-gida artekatua
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Artekatutako uhin-gida mekanikoki mugitzen da ekortzeko, eta egokia da bilaketa-sistemetarako (ez jarraipen-sistemetarako). Uhin-gida artekatuen zuzenkortasuna oso handia da antenaren planoan. Baina, parabolikoak ez bezala, ez dira gai plano bertikalean bereizteko. Parabolikoen kalterako, uhin-gida artekatuak itsasontzien estalkietan eta aireportuetako eta portuetako kanpoaldeetan erabiltzen dira, hauen kostua txikiagoa eta haizearekiko duten erresistentzia handiagoa direlako.
Phased array
[aldatu | aldatu iturburu kodea]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9b/PAVE_PAWS_Radar_Clear_AFS_Alaska.jpg/170px-PAVE_PAWS_Radar_Clear_AFS_Alaska.jpg)
Radarretarako erabiltzen diren beste antena mota batzuk phased array-ak dira. Phased array bat elementu erradiatzaileen matrize (array) bat da. Hauetako bakoitza elikatzen duen seinalearen fasea kontrolatuta dago, multzoaren erradiazioa oso direktiboa izan dadin. Hau da, seinaleen faseekin jolasten da, nahi ez diren norabideetan deuseztatu eta intereseko norabideetan interferentzia eraikitzaileak lortzeko (konstruktiboki interferitzeko).
Irrati-astronomian ere phased array-ak erabiltzen dira, irekidura sintetikoko tekniken bidez erradiazio-sorta oso estuak lortzeko. Irekiera sintetikoa hegazkinen radarretan ere erabiltzen da. [2]
Duplexore
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- Antena transmisorea eta hartzailea partekatzeko aukera ematen du.
- Transmisorea eta hartzailea isolatzeko balio du..
- Seinalea bideratzea (Transmisorea -> Antena eta Antena -> Hargailua) galerak izan gabe.
Hargailua
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- Demodulazioa.
- Iragazpena.
- Anplifikazioa.
Detekzio gaitasuna eta bereizmena hobetzeko teknikak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Helburuaren arabera, detekzio gaitasunak edo bereizmenak hobetu ditzakegu.
Detekzio gaitasuna hobetzea
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Bi talde bereiztu ditzakegu:
- Clutter-maila murrizteko (anti-clutter) teknikak: MTI (Moving Target Indicator), PDP (Pulse Digital Processing), MTD (Moving Target Detector) eta CFAR (Constant False Alarm Rate).
- Target-aren oihartzun argiagoa lortzeko teknikak: dibertsitatea maiztasunean, radar polarimetrikoa (dual radarra), Log-FTC (ertzak detektatzea) eta hargailuaren maila dinamikoa murriztea (antena cosec2, STC (Sensitivity Time Control)).
Bereizmena hobetzea
[aldatu | aldatu iturburu kodea]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/55/Envisat_radar_image_of_the_oil_spill.jpg/220px-Envisat_radar_image_of_the_oil_spill.jpg)
Bi teknika:
- Pultsuen konpresioa: bi objektibo, distantzian bereizmen handiagoa izatea eta target mota identifikatzea eta ezaugarritzea. Pultsu luzeak (maiztasunean edo fasean modulatuak) eta pultsu laburrak transmitituz lor daiteke. Metodo desberdinak daude.
- SAR (Synthetic Aperture Radar): SARaren helburua antenaren apuntatzeko norabidearekiko norabide perpendikularrean bereizmena hobetzea da. Bereizmen handiena lortzeko, oso antena kopuru handiko array baten simulazioa egiten da.
Seinalea prozesatzea
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- Nahi den seinalea kentzea (clutter, zarata...).
- Objektuari buruzko informazioa lortzea: oinarrizkoa (posizioa, abiadura...) edo landuagoa (irudia).
Kontrola
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- Radar-funtzioak monitorizatzen ditu.
- Jasotako aginduen arabera konfiguratzen ditu elementuak.
Radar sistemen sailkapena
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Radarren sailkapen orokorra oinarrizko alderdi batzuen arabera egin daiteke:
Zuri-motaren arabera
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- Radar primarioa: targetak ez du aktiboki parte hartzen, radarra sekzioaren (ingelesez, Radar Cross Section edo RCS) mende dago soilik.
- Radar sekundarioa: radarrak target-a galdekatzen du, eta horrek, normalean, datu batzuk ematenez erantzuten du (hegazkinaren altuera, etab.). Ibilgailu militarren kasuan, lagun-etsai identifikatzailea sartzen da.
Transmisorearen eta hartzailearen kokapen erlatiboaren arabera
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- Radar estatiko bakarra: transmisoreak eta hartzaileak antena bera partekatzen dute.
- Radar biestatikoa: transmisorea eta hartzailea fisikoki bereizita daude (hartzaile bat baino gehiago).
- Radar multiestatikoa: hainbat antenek emandako informazioa konbinatzen du.
Helburuaren arabera
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- Zaintza-radarra (scanning radar): espazio osoa arakatzen du, edo haren sektore bat, agertzen diren zuri guztiak erakutsiz. Honela sailkatzen dira: 2D radarrak eta 3D radarrak.
- Jarraipen-radarra (tracking radar): zuri baten mugimendua jarraitzeko gai da. Adibidez, misilen gida-radarra.
- Radar multifuntzionala (tracking while scanning radar). Bi moduetan funtzionatzen du.
Seinale-motaren arabera
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- Uhin jarraituko radarra (CW): etengabe transmititzen du. Poliziaren radarra uhin jarraitukoa izaten da, eta Doppler efektuari esker abiadurak detektatzen ditu.
- Modulazioa duen uhin jarraituko radarra (CW-FM, CW-PM): seinaleari faseko edo maiztasuneko modulazioa gehitzen zaio, oihartzun bati dagokion seinalea noiz transmititu zen zehazteko (distantziak zenbatestea ahalbidetzen du).
- Radar pultsatua: ohiko funtzionamendua da. Aldizka pultsu bat transmititzen da, modulatuta egon daitekeena edo ez. Transmititutako azkenaren aurreko pultsuen oihartzunak agertzen badira, azken honenak balira bezala interpretatuko dira eta, beraz, existitzen ez diren zurien arrastoak agertuko dira.
Ebazteko gaitasunaren arabera
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- Radar konbentzionala: bereizmen-zelularen tamaina zuriarena baino askoz handiagoa da (radarrarentzat, objektua espazioko puntu bat da).
- Bereizmen handiko radarra: bereizmen-zelularen tamaina zuriarena baino txikiagoa da. Zurien identifikazio pasiboa errazten du, radar-sinaduraren bidez.
- Irudi-radarra: distantzia eta angeluko bereizmenak objektuen tamaina baino askoz handiagoak dira, eta horrela irudiak lortzen dira. Normalean radarraren mugimendua beharrezkoa da.
Maiztasun-banden arabera [3]
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Bandaren izena | Izenaren jatorria | Maiztasunak | Uhin-luzerak | Oharrak |
---|---|---|---|---|
HF | High Frecuency | 3-30 MHz | 10-100 m | Kostaldea zaintzeko radarrak, OTH zaintza (over-the-horizon) |
VHF | Very High Frecuency | 50-330 MHz | 0,9-6 m | Oso helmen luzeko zaintza, lurra zeharkatzen du |
UHF | Ultra High Frecuency | 300-1000 MHz | 0,3-1 m | Oso helmen luzeko zaintza (adib. misilak detektatzea), lurra eta landaredia zeharkatzen ditu |
L | Long wave | 1-2 GHz | 15-30 cm | Distantzia handiak. Bide-trafikoaren kontrola. |
S | (SHF Band) Short wave | 2-4 GHz | 7,5-15 cm | Tarteko distantzietako zaintza. Terminaletako trafikoa kontrolatzea. Distantzia luzeetako baldintza meteorologikoak |
C | (SHF Band) Compromise between S- and X-bands | 4-8 GHz | 3,75-7,5 cm | Distantzia handiko jarraipena. Meteorologia |
X | (SHF Band) Described fire control radars in World War II, X stands for "cross", as in "crosshairs" | 8-12 GHz | 2,5-3,75 cm | Misilen gida, meteorologia, bereizmen ertaineko kartografia, aireportuetako azaleko radarrak. Distantzia laburren jarraipena |
Ku | (SHF Band) Kurz-under | 12-18 GHz | 1,67-2,5 cm | Bereizmen handiko kartografia. Sateliteentzako altimetroak |
K | (SHF Band) Kurz-German for "short wave" | 18-27 GHz | 1,11-1,67 cm | Ur-lurruna xurgatzea. Meteorologiarako erabiltzen da, hodeiak detektatzeko. Baita motorzaleen abiadura kontrolatzeko ere. Gutxi erabiltzen da |
Ka | (EHF Band) Kurz-above | 27-40 GHz | 0,75-1,11 cm | Bereizmen handiko kartografia, aireportuen zaintza |
V | (EHF Band) Very short | 40-75 GHz | 6,0-4 mm | Atmosferak xurgatzen du |
W | (EHF Band) W follows V in the alphabet | 75-110 GHz | 2,7 - 4,0 mm | Sentsore gisa erabiltzen da ibilgailu autonomo esperimentaletarako, bereizmen handiko meteorologiarako eta irudien tratamendurako |
mm | (EHF Band) millimetter | 110-300 GHz | 7,5 mm - 1 mm | Esperimentala |
Aplikazio-eremuaren arabera
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- Militarra: lurreko detekzio-radarrak, misil autogidatuen radarrak, artilleriako radarrak, Lurra behatzeko sateliteen radarrak.
- Aeronautikoa: aire-trafikoaren kontrola, aireportura hurbiltzeko gida, nabigazio-radarrak. Abiazioan, satelite-errepikagailuak ezartzen du komunikazio elektronikoa hegazkineko ekipoaren eta lurreko estazioaren artean.
Aire-trafikoa kontrolatzeko radarra.
- Itsasokoa: nabigazio-radarra, talken aurkako radarra, hegaztiak detektatzeko radarra.
- Zirkulazioa eta segurtasuna bidean: ibilgailuen abiadura kontrolatzeko radarra, larrialdiko balaztatze-laguntzako radarrak (ACC, Adaptive Cruise Control).
- Meteorologikoa: prezipitazioak detektatzea (euria, elurra, txingorra, etab.).
- Zientifikoa: Lurra behatzeko sateliteetan, ozeanoen maila ikusteko, aztarna arkeologikoak aurkitzeko, etab.
Radar-ekuazioa
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Radar-ekuazioa
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Harrera-antenari islatutako potentzia Pr radar-ekuazioaren bidez ematen da: [4]
non
- Pt = transmititutako potentzia
- Gt = transmisio-antenaren irabazia
- Ar = harrera-antenaren benetako irekiera (eremua)
- σ = zeharkako sekzioa, edo helburuaren gainbehera-koefizientea
- F = patroiaren hedapen-faktorea
- Rt = transmisoretik objektiborako distantzia
- Rr = objektibotik hartzailearekiko distantzia.
Transmisorea eta hargailua leku berean dauden kasu arruntean, Rt = Rr. Hau da:
Horrek dio antena hartzailearen potentzia distantziaren laugarren potentziara murrizten dela proportzionalki, eta horrek esan nahi du urruneko helburutik islatutako potentzia oso txikia dela.
Target detektatzea
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- Alarma faltsuaren probabilitatea (pfa): radarrak zuri bat dagoela adierazteko probabilitatea, zarata erradioelektriko baino ez dagoenean.
- Detektatzeko probabilitatea (pd): radarrak zuri baten presentzia adierazteko probabilitatea, zuri hori benetan dagoenean. Ehunekotan neurtzen da (normalean, % 50etik % 99,99ra).
Pultsuen integrazioa
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Pultsuen integrazioa esplorazio berean target batetik datozen oihartzunen batura da.
Zarataren ohiartzuna aldatzean den bitartean, targetaren ohiartzuna elkarren segidako pultsuen artean berdin mantentzen da.
Bi mota bereiztu ditzakegu: integrazio koherentea (aurredetekzioa) eta integrazio inkoherentea (postdetekzioa).
RCS (Radar Cross Section)
[aldatu | aldatu iturburu kodea]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9d/Sigma_invader_RCS.png/166px-Sigma_invader_RCS.png)
RCSk edo radar sekzioak objektuak norabide guztietan sakabanatzen duen radarretik datorren energia kantitatea ezaugarritzen du.
Target-ak islatutako potentziaren eta objektu horretan eragiten duen potentzia-dentsitatearen arteko erlazioa:
Beraz, radar sekzioak esfera eroale perfektu baten sekzioa adierazten du, eta esfera horrek, norabide guztietan erradiatuz, radarrean objektu errealak sortutako potentzia bereko oihartzuna sortzen du. Esan daiteke oihartzuna sortzen duen objektuaren eremu eraginkorra dela.
Garrantzitsua da ikustea objektu gehienetan radar sekzioak ez duela eremu fisikoa irudikatzen.
Erreferentziak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- ↑ (Gaztelaniaz) Radar pulsado. .
- ↑ (Gaztelaniaz) Radar de apertura sintética. 2022-06-30 (Noiz kontsultatua: 2022-11-23).
- ↑ Maiztasun-banda. 2019-12-13 (Noiz kontsultatua: 2022-11-27).
- ↑ (Ingelesez) «The Radar Equation - Radartutorial» www.radartutorial.eu (Noiz kontsultatua: 2022-11-29).
Ikus, gainera
[aldatu | aldatu iturburu kodea]Bibliografia
[aldatu | aldatu iturburu kodea]- Principles of Modern Radar. J.L. Eaves, E.K. Reedy. Van Nostrand Reinhold, New York, 1987 (Ingelesez).
- Radar y Sistemas de Navegación por Satélite (I., II., III., IV. eta V. gaiak). David de la Vega Moreno. 2022. Komunikazio Ingeniaritza saila. Bilboko Ingeniaritza Goi Eskola Teknikoa. Euskal Herriko Unibertsitatea. (Gaztelaniaz).
- Introduction to Radar Systems. M.I. Skolnik. McGraw–Hill (Second Edition), 1980 (Ingelesez).
- Radar Technology, Guy Kouemou (Ed.), InTech, 2010, ISBN 978-953-307-029-2, ([1]) (Ingelesez).
- Radar handbook, Merrill I. Skolnik, 2nd ed, New York, McGraw-Hill, 1990 (Ingelesez).
Kanpo estekak
[aldatu | aldatu iturburu kodea]![]() |
Wikimedia Commonsen badira fitxategi gehiago, gai hau dutenak: Llorenzo004/Proba orria |