Radar
Radar er ei forkorting for radio detection and ranging og viser til peiling og avstandsmåling ved hjelp av radiobølgjerr.[1]
Skildring
endreDen tradisjonelle oppfattinga av ein radar er den roterande radioantenna, sjølv om det òg finst mange andre radartypar. Radarantenna er svært avhengig av retning, dvs. han sender signalet sitt ut i ei smal stråle (beam) og mottar berre signal frå same retning.
Grunnprinsippet i ein radar er at eit radarsignal (kort impuls med stor bandbreidd, typisk 1-40 GHz) vert sendt ut frå antenna i ei retning. Viss radarstråla treffer ein lekam (t.d. eit fly), vert ein liten del av stråla reflektert og fanga opp av mottakaren gjennom antenna. Signalet vert forsterka og endar som eit 'blipp' på skjermen. Retninga til målet (flyet) kjem ut frå retninga til antenna, og avstanden vert rekna ut frå tida det tok frå pulsen vart send ut til ekkoet kom attende.
Jo lenger vekk eit fly er frå radaren, jo vanskelegare vert det å oppdage det. Det er fleire årsaker til dette:
- Jorda si krumming (ein kan setje antenna på eit høgare antennetårn)
- Tap av signalstyrke over store avstandar (ein kan konstruere radaren med større utgangseffekt).
- Viss ekkoet ikkje rekk å komme tilbake før den neste pulsen vert send ut (tida mellom pulsane kan setjast opp (lågare PRF)).
Lengda til pulsen er i storleiksorden ein milliondel av eit sekund, med ein repetisjonsrate i storleiksorden 400-2000 Hz (pulsar pr. sekund), og effekten varierer med storleiken og føremålet til radaren. I mellomstore radarar tilknytt lufttrafikkontroll kan pulsen vere på ein megawatt (ein million watt). Typisk navigasjonsradar til sjøs har ein pulseffekt mellom 3 og 10 KW. Det reflekterte signalet kan vere i storleiksorden ein milliondel watt eller mindre. Dette medfører store krav til den delen av radaren (T-R-boksen) som vekslar mellom den høye utgangseffekten og det svake retursignalet.
Dei første radarane vart utvikla like før og under 2. verdskrigen, først som ein stasjonær radar, som berre såg i ei retning. Seinare, då ein teknisk kunne kome så høgt opp i frekvens at antenna vart mindre, kunne ein nytta roterande antenner.
Ein radar treng ikkje å berre sjå i det horisontale planet. I ein høgderadar svingar parabolen i ei kompassretning, men med vassrett og loddrett som ytterpunkt. På denne måten finn han flyhøgda til målet.
Ein innflygingsradar har to antenner, som «ser» ut langs landingsbanen mot flyet som landar. Antennene flyttar seg i ein smal vinkel i vassrett og loddrett plan. På denne måten kan flygeleiaren finne flyet sin posisjon med stor nøyaktigheit og dirigere piloten ned i dårleg vêr ved hjelp av radiokommunikasjon.
På dei roterande radarantennene (områderadarar) ser ein ofte ei mindre, ekstra antenne. Det er IFF/SIF-antenna (Identification Friend or Foe/Selective Identification Feature), som sender eit spørresignal ut i same retning som radarantenna. Alle større fly og dei fleste småfly og mikrofly er utstyrt med transponder. I seglfly er det liten moglegheit for kraftig nok elektrisk energiforsyning, så det er sjeldan transponder i eit seglfly. Transponderen oppdagar spørresignalet og svarar tilbake med opplysningar om identitet, retning, høgd m.m. Desse opplysningane vert kopla saman med målet i radaren sin datamaskin og vert vist saman med ekkoet på skjermen. I fredstid er dette nyttig informasjon for avvikling av lufttrafikken, men det var opphavleg utvikla for krigstid, der eigne fly sendte tilbake koden for dagen og dermed kunne identifiserast på skjermen.
Soge
endreHans Christian Ørsted oppdaga elektromagnetismen, som dannar grunnlag for bruk av radiobølgjer, allereie i 1820. Ørsted viste i eit eksperiment at når ein sender elektrisk straum gjennom ein leidning oppstår det magnetisme kring leidningen. 20 år seinare viste Michael Faraday at det motsette òg er mogeleg, magnetisme kan generere elektrisk straum.
Først etter enno 30 år la James Clerk Maxwell i 1873 fram ein teori om at elektromagnetiske kraftfelt kan tranporterast trådlaust, men ingen aksepterte teorien før Heinrich Hertz prova det nokre år seinare. Først i 1910 fekk Guglielmo Marconi send ei radiobølgje frå England til Newfoundland. Etter det tok utviklinga av.
Radaren vart utvikla mellom dei to verdskrigane. I 1920 klarte ein å sende radiobølgjer i ei retning og få ein refleksjon det var mogeleg å måle tilbake frå eit skip ei sjømil vekke. Etter dette fekk ein augene opp for radaren sine bruksområde og i starten av 1930-åra hadde USA, England, Tyskland og Italia operative radarstasjonar på land. I 1935 demonstrerte briten Robert Watson-Watt bruk av radar for å oppdaga fly.[1] På slutten av 1930-åra tok utviklinga av på grunn av krigsfaren og ynskje om radar til luftvarsling.
Problemet med radar på skip var mykje større, dei første radarane var svært store og tunge, og derfor ueigna til skipsbruk. Men i 1939 vart dei første radarane installert på to store krigsskip. Under 2. verdskrigen var det stort sett uavgrensa midlar til utvikling og radaren vart derfor raskt utbetra. Ved avslutninga av 2. verdskrig hadde stort sett alle skip (krigsskip) og mange fly installert radarutstyr. Skipa brukte radar til navigasjon og enkel styring av kanonar.
I dag vert radarar brukt på svært mange område, stort sett alle skip (til og med mange småbåtar) er utstyrt med radar til navigasjon, og dagleg kan ein sjå nedbør på meteorologiske radarbilete. Militært vert radaren brukt stort sett over alt til varsling, utveljing av mål og målfølgjing, og sjølv missil er ofte utstyrt med radar for å finne målet.
Sjå òg
endreKjelder
endre- Robert BUDERI, The invention that changed the world: the story of radar from war to peace (Simon & Schuster, 1996). ISBN 0-349-11068-9
- R.V. JONES, Most Secret War. ISBN 1-85326-699-X.
- François LE CHEVALIER, Principles of Radar and Sonar Signal Processing (Artech House, Boston, London, 2002). ISBN 1-58053-338-8.
- Merrill I. SKOLNIK, Introduction to Radar Systems (McGraw-Hill, 1st ed., 1962; 2nd ed., 1980; 3rd ed., 2001). ISBN 0-07-066572-9.
- Merrill I. SKOLNIK, Radar Handbook. ISBN 0-07-057913-X.
- George W. STIMSON, Introduction to Airborne Radar (SciTech Publishing, 2nd edition 1998). ISBN 1-891121-01-4.