Radar

Wikipedia, Entziklopedia askea
Hegazkinak detektatzeko radarra.

Radarra (ingelesezko radio detection and ranging hitzen laburdura, euskaraz irrati bidezko detektatze eta distantzia neurketa) hegazkinak eta ibilgailuak bezalako objetuak edota euria detektatu, neurtu, aurkitu edo kokatzeko erabiltzen den sistema bat da.[1]

Irrati uhinak bidali eta ikertutako objetuak itzul ditzakeen ohiartzunak neurtzen dira.

Sistema honen funtzionamendua uhin irratielektrikoaren antena igorletik jomugara bidali eta itzultzeko iragaten duen denbora kalkulatzean datza, aurretik badakigu uhinaren hedapen abidura argiaren abiaduraren berdina dela:

().

Etsaien hegazkinak somatu edo detektatzeko asmoz Bigarren Mundu Gerran garatu zen teknika bat da.[2] Azken urteotan ibilbide ezberdinak dituzten jomugak eta distantziak neurtzeko teknika egokia dela frohatu ahal izan da. Zientziaren atal ezberdinetan erabili izan da: esate baterako, industria, aeronautika, militarra eta meteorologia.

Gorriz radarrak sorturiko uhinak agertzen dira, berdez detektatutako objektuak itzultzen dituenak. Joan etorrian zenbat denbora iragan den kalkulatu ezkero, objektuaren distantzia jakitea lortuko dugu.

Historia[aldatu | aldatu iturburu kodea]

  • 1886an, Heinrich Rudolf Hertzek frogatu zuen uhin elektromagnetikoak gainazal metalikoetan islatzen direla.
  • 1904an, Christian Huelsmeyer-ek uhin elektromagnetikoak erabiliz egindako ontzien talken aurkako lehen sistema patentatu zuen.
  • Irratiaren eta hari gabeko transmisioaren garapena (Guglielmo Marconik, besteak beste), eta horri esker garatzen dira antenak.
  • 1917an, Nikola Teslak radarraren etorkizuneko printzipio teorikoak ezarri zituen (maiztasunak eta potentzia-mailak).[3]
  • 1934an, magnetroiaren azterketa sistematikoari esker, uhin laburreko detekzio-sistemen 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 Gerraren aurreko giroak eta gerrak berak bultzatuta. Bertan parte hartu zuten herrialde handiak aldi berean radar sistema desberdinak garatuz joan ziren, eta horietako bakoitzak aurrerapen handiak egin zituen gaur egun radar sistemei buruz ezagutzen dugunera iristeko.

Printzipioak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Izkinako islagailua

Uhin elektromagnetikoak, konstante dielektriko edo diamagnetikoetan aldaketa esanguratsuak daudenean sakabanatzen dira. Horrek esan nahi du airean edo hutsean dagoen objektu solido batek (hau da, objektuaren eta haren ingurunearen arteko atomo-dentsitatearen aldaketa batek) irrati-uhinak sakabanatuko dituela, radarrekoak bezala. Hori bereziki gertatzen da material eroaleen kasuan, hala nola metalaren eta karbono-zuntzaren kasuan, eta, horregatik, radarra bereziki aproposa da aireontziak detektatzeko. Batzuetan, hegazkin militarrek radar-uhinak xurgatzen dituzten substantzia erresistibo eta magnetikoak dituzten materialak erabiltzen dituzte, islapen-maila murrizteko. Radarraren uhinen eta espektro ikusgaiaren artean analogia bat ezarriz, material horiek kolore iluneko zerbait margotzearen pareko lirateke.

Radarraren uhinen islapena aldatu egiten da uhin-luzeraren eta zuriaren formaren arabera. Uhin-luzera zuriaren tamaina baino askoz txikiagoa bada, uhinak ispilu baten kontrako argia bezala errebotatuko du. Aldiz, zuriaren tamaina baino askoz handiagoa bada, hori polarizatu egiten da (karga positiboen eta negatiboen bereizketa fisikoa), dipolo batean bezala (ikus: Rayleighen sakabanaketa).[4] Bi eskalak antzekoak direnean erresonantzia-efektuak gerta daitezke. Lehen radarrek uhin-luzera oso altuak erabiltzen zituzten, objektiboak baino handiagoak; jasotzen zituzten seinaleak tenueak ziren. Egungo radarrek uhin-luzera txikiagoak (zentimetro gutxikoak edo txikiagoak) erabiltzen dituzte, ogi-barra baten tamainako objektuak detektatzeko.

Oihartzun-seinalearen izpi anitzaren ondorioz, radarrak "zuri mamuak" detektatzen ditu

Uhin laburreko irrati-seinaleak (3 kHz-30 MHz) kurbetan eta ertzetan islatzen dira, argiak kristal kurbatuko zati batean distirak sortzen dituen bezalaxe. Uhin-luzera horietarako, gainazal islatzaileen artean 90º-ko angeluak dituztenak dira islapen handiena duten objektuak. Izkina batean elkartzen diren hiru gainazal (kaxa batena bezalakoa) dituen egiturak beti islatuko ditu igorlearengana bere irekiduratik sartzen diren uhinak.

Mota horretako islagailuak, izkinako islatzaileak deritzenak (corner reflectors)[5], beste egoera batzuetan hala izango ez liratekeen objektuak radarrean "ikusteko" erabiltzen dira (ontzietan instalatzen dira, detektagarritasuna hobetzeko eta talkak saihesteko). Arrazoibide berari jarraituz, nabe bat ez detektatzea nahi bada, haren diseinuan barneko izkinak eta atzemateko norabideekiko perpendikularrak diren gainazal eta ertzak kentzen saiatuko da. Horregatik dira bitxiak "stealth" hegazkinak (ezkutuko hegazkina). Neurri horiek guztiek ez dute guztiz ezabatzen difrakzioaren ondoriozko islapena, bereziki uhin-luzera handietarako.

Radarraren ekuazioa[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Harrera-antenan islatzen den Pr potentzia radar ekuazioak ematen du:[6]

non

  • Pt = transmititutako potentzia
  • Gt = transmisio-antenaren irabazia
  • Ar = harrera-antenaren irekiera eraginkorra (azalera)
  • σ = radarraren zeharkako sekzioa, edo objektiboaren beheranzko koefizientea
  • F = patroiaren hedapen-faktorea
  • Rt = transmisorearen eta objektiboaren arteko distantzia
  • Rr = objektibotik hartzailera dagoen distantzia.


Transmisorea eta hartzailea leku berean dauden kasu arruntean, Rt = Rr eta Rt² Rrr² terminoaren ordez R4 jar daiteke, non R distantzia baita. Hau da:

Aplikazio-eremuaren araberako sailkapena[aldatu | aldatu iturburu kodea]

  • Itsas radar baten pantaila.
    Militarra: lurra detektatzeko radarrak, misil autozuzendaritzakoen radarrak, artilleriako radarrak, lurra behatzeko sateliteen radarrak.
  • Aeronautikakoa: aire-zirkulazioaren kontrola, aireportura hurbiltzeko gida, nabigazio-radarrak.
  • Itsasokoa: nabigazio-radarra, talken aurkako radarra, hegaztiak detektatzeko radarra.
  • Ibilbideko zirkulazioa eta segurtasuna: autoen abiadura kontrolatzeko radarra, larrialdiko balaztatzeko laguntza-radarrak (ACC, Adaptive Cruise Control).[7]
  • Meteorologikoa: prezipitazioen detekzioa (euria, elurra, kazkabarra eta abar).[8]
  • Telekomunikazioa: Internet Wifia, adibidez.[9]
  • Zientzia-azterketak: Lurra behatzeko sateliteak, ozeanoen maila ikuskatzekoak, aztarna arkeologikoak aurkitzekoak, etab.

Erreferentziak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

  1. «Radarrak eta mikrouhinak - hiru» www.hiru.eus (Noiz kontsultatua: 2022-11-18).
  2. Iñaki, Azkune Mendia. (1987-06-01). «Untzigintzaren historia XI: irratitelegrafia eta radarra» Zientzia.eus (Noiz kontsultatua: 2022-11-18).
  3. «Nikola Tesla: biografia eta asmakizun nagusiak» Click This 2021-05-30 (Noiz kontsultatua: 2022-11-18).
  4. (Ingelesez) «Rayleigh- versus Mie- Scattering and Optical Region - Radartutorial» www.radartutorial.eu (Noiz kontsultatua: 2022-11-18).
  5. (Ingelesez) «corner reflectors - Radartutorial» www.radartutorial.eu (Noiz kontsultatua: 2022-11-18).
  6. (Ingelesez) «The Radar Equation - Radartutorial» www.radartutorial.eu (Noiz kontsultatua: 2022-11-18).
  7. «Nola funtzionatzen du Dopplereko radarrak?» eu.eferrit.com (Noiz kontsultatua: 2022-11-18).
  8. Eneko, Imaz Amiano. (2005-10-01). «Haizearen radarra» Zientzia.eus (Noiz kontsultatua: 2022-11-18).
  9. Iratxe, Sobrón Polancos, Iker Landa Sedano. (2019-09-01). «Wifi-radarra: nola hauteman gizakiaren presentzia» Elhuyar aldizkaria (Noiz kontsultatua: 2022-11-18).

Kanpo estekak[aldatu | aldatu iturburu kodea]