Aktualizované: 28.6.2020
Radary
Radar je detekčný systém, ktorý využíva rádiové vlny a mikrovlny na určenie vzdialenosti, nadmorskej výšky, smeru alebo rýchlosti objektov. Praktické využitie je v detekcii lietadiel, lodí, kozmických lodí, riadených striel, motorových vozidiel, výrobe meteorologických a terénnych snímkov. Radarová anténa vysiela impulzy rádiových vĺn, mikrovĺn alebo milimetrových vĺn, ktoré sa odrazia od ľubovoľného objektu v ich ceste. Od objektu sa zväčša odrazí len malá časť energie vlny a vráti sa naspäť na radarový tanier alebo anténu, ktorá je zvyčajne umiestnená na rovnakom mieste ako vysielacia anténa.
Radar bol tajne vyvinutý v krajinách po celom svete počas druhej svetovej vojny. Termín RADAR bol zavedený v roku 1941 v námorníctve Spojených štátov ako akronym pre RAadio Detection And Ranging. Súčasné využitie radaru je veľmi rozmanité, vrátane riadenia letovej prevádzky, radarovej astronómie, vzdušných obranných systémov protiraketovej základne, námornej navigácie, protikolízneho systému lietadiel, meteorologického monitorovania zrážok, merania výšky v letectve, či pri geologických pozorovaniach. Hi-tech radarové systémy sú spojené s digitálnym spracovaním signálu a sú schopné vyextrahovať objekty aj z nie veľmi kvalitného signálu.
Využitie
Komerčné námorné anténne radary sú založené na vertikálne rotujúcej anténe, ktorá vysiela mikrovlnný signál v tvare lúča. Z informácií z radaru sa dá zistiť pozícia a orientačná vzdialenosť druhého objektu na vode. Lietadlám radar poskytuje informáciu o prekážkach alebo približujúcich sa objektoch v ich ceste, vrátane presnej nadmorskej výšky. Lietadlá tak môžu pristáť na letiskách i v úplnej hmle. Stredisku letovej prevádzky pomáhajú radary určiť presnú polohu a počet lietadiel vo vzduchu. Policajné zložky používajú radarové pištole pre monitorovanie rýchlosti vozidla na cestách. Meteorológovia používajú radar pre sledovanie zrážok. Sú hlavným nástrojom pre krátkodobé predpovede počasia a informujú o nepriaznivom počasí, o búrkach, tornádach, zimných búrkach, typoch zrážok, atď. Geológovia používajú špecializované pozemné radary na zmapovanie zloženia zemskej kôry.
Princíp
Radarový systém má vysielač, ktorý vysiela radarové signály (mikrovlnné alebo milimetrové impulzy) vo vopred stanovených smeroch. Ak prídu do styku s objektom, sú obvykle odrazené a/alebo rozptýlené v mnohých smeroch. Radarové signály sa dobre odrážajú predovšetkým od materiálov s dobrou elektrickou vodivosťou, najmä od väčšiny kovov, morskej vody, mokrej pôdy, apod. Radarové signály, ktoré sa odrážajú späť k vysielaču, sa využijú na získanie informácie. Tzv. dopplerov jav sa využíva napr. v určení rýchlosti pohybu objektu, kde dochádza k malej zmene vo frekvencii prijímaných rádiových vĺn oproti vysielaným vlnám.Radarový prijímač sa nachádza zvyčajne (ale nie vždy) na rovnakom mieste ako vysielač. Hoci radarové signály zachytené prijímacou anténou sú zvyčajne veľmi slabé, môžu sa signály spracovať elektronicky zosilňovačmi a ďalej digitalizáciou.
Malá absorpcia radarových vĺn, ktoré objekt neodrazí, je to, čo zvýhodňuje radarové systémy na detekciu objektov v relatívne veľkej vzdialenosti, kde sú už iné vlnové dĺžky (napr. viditeľné, infračervené a ultrafialové svetlo) príliš silne potlačené. Úkazy ako hmla, oblaky, dážď a padajúci sneh, ktoré blokujú viditeľné svetlo, sú obvykle transparentné pre radarové vlny (mikrovlny).
Radarové vlny sa rozptylujú od cieľa rôznymi spôsobmi v závislosti na veľkosti vlnovej dĺžky. Ak je vlnová dĺžka oveľa kratšia ako veľkosť cieľa, bude vlna odrazená podobne ako svetlo odrazené od zrkadla. Ak je vlnová dĺžka oveľa dlhšia ako veľkosť cieľa, môže byť cieľ neviditeľný kvôli zlému odrazu. Nízkofrekvenčné radarové technológie sú využiteľné na detekciu, ale už ťažko na identifikáciu cieľa. Moderné systémy používajú kratšie vlnové dĺžky (niekoľko centimetrov alebo kratšie), ktoré dokážu zobraziť objekty malé ako bochník chleba. Krátke radarové vlny sa odrážajú od kriviek a rohov, podobne ako svetlo, ktoré sa láme na hranách skla.
Základné časti
• vysielač, ktorý generuje radarový signál oscilátorom (klystrón, magnetrón) a kontroluje jeho dĺžku trvania modulátorom
• vlnovod, ktorý spája vysielač a anténu
• duplexná jednotka, ktorá slúži ako prepínač medzi anténou a vysielačom alebo prijímačom pre signál, ak je anténa používaná v oboch režimoch
• prijímač a filter
• elektronická časť, ktorá riadi všetky prístroje a antény pomocou softvéru
Tvar antény
• radarové signály vysielané z jednej antény, šíriace sa do všetkých smerov s jedinou anténou prijímajúcou signály zo všetkých smerov. Tento typ radaru má problém zistiť, kde sa nachádza cieľový objekt.
• radarové signály vysielané zo všesmerovej antény, ale prijímané smerovými anténami prijímača. Je možné určiť smer k cieľu tým, že anténa s parabolickým reflektorom sa točí okolo svojej osi, tak, ako lúč na obrazovke.
Letecký dohľadový radar (ASR)
Súčasťou každého civilného (ale i vojenského) letiska (poblíž veľkých miest) sú výkonné radarové systémy pre sledovanie lietadiel na oblohe. Tzv. primárny dohľadový radar používa nepretržite rotujúcu anténu namontovanú na veži, ktorá neustále vysiela silný pulzný signál, ktorý sa odráža od plášťa lietadiel. Dosah radaru je častokrát až 100 km.
Primárny radar tiež poskytuje údaje o intenzite zrážok.
Frekvenčne pásmo je najčastejšie 2700 - 2900 MHz. Vysielač generuje špičkový efektívny výkon 25 kW, vyžiarený výkon EIRP takéhoto zariadenia býva niekedy až 1000 kW. Radarový signál je charakteristický tým, že aj desiatky km od radaru je stále možné namerať vysoké hodnoty elektromagnetického pola v ultra krátkych intervaloch, s pravidelnou periódou (napr. 3-10 sekúnd). Perióda je čas, za ktorý sa rotujúca anténa otočí okolo svojej osi.
Expozície pracovníkov radaru boli spájané so zhoršením zdravotného stavu a je možné, že ľudia s citlivým imunitným systémom môžu mať tiež v blízkosti týchto zariadení zdravotné problémy.
Rádiomajáky
Kurzové rádiomajáky sú navigačnými bodmi pre leteckú dopravu. Spravidla sú umiestnené na končiaroch alebo chrbtoch pohorí. Palubné systémy vedia spracovať nielen ich navigačné signály, ale zabezpečujú posádke lietadla aj rádiovú komunikáciu s pozemnými sieťami. V prípade potreby alebo núdze umožňujú posádke kontaktovať operátora a zabezpečiť prípadnú zmenu výšky, kurz, alebo konfirmáciu prednastavených letových parametrov. Rádiomajáky sú zároveň využívané ako meteorologické monitorovacie stanice, s pomocou radarového lúča zisťujú typ oblačnosti, množstvo vody v atmosfére a iné detailné údaje.
Frekvenčné pásma využívané radarom
| Pásmo | Frekvenčný rozsah | Vlnová dĺžka | Popis |
| HF | 3 - 30 MHz | 10 - 100 m | Pobrežné radarové systémy, Over-The-Horizon (OTH) |
| P | < 300 MHz | 1 m + | Radarové systémy v začiatkoch |
| VHF | 30 - 300 MHz | 1 - 10 m | Veľmi veľký dosah, signál preniká do zeme |
| UHF | 0.3 - 1 GHz | 0.3 - 1 m | Veľmi veľký dosah, signál preniká do zeme a cez zeleň |
| L | 1 - 2 GHz | 15 - 30 cm | Veľký dosah, riadenie letovej prevádzky a dohľad nad ňou |
| S | 2 - 4 GHz | 7.5 - 15 cm | Stredný dosah, terminál riadenia letovej prevádzky, počasie, námorné radary |
| C | 4 - 8 GHz | 3.75 - 7.5 cm | Satelitné transpondéry, meteorológia, sledovanie na veľké vzdialenosti |
| X | 8 - 12 GHz | 2.5 - 3.7 cm | Navádzanie zbraní, námorné radary, meteorológia, mapovanie a pozemné sledovanie, krátky dosah sledovania, stredné rozlíšenie |
| Ku | 12 - 18 GHz | 1.6 - 2.5 cm | Vysoké rozlíšenie |
| K | 18 - 24 GHz | 1.1 - 1.6 cm | Obmedzené použitie vzhľadom na absorpciu vodnou parou. Detekcia mrakov v meteorológii, policajné rýchlostné radary, zbrane |
| Ka | 24 - 40 GHz | 0.7 - 1.1 cm | Mapovanie, krátky dosah, letisková bezpečnosť, fotokamery, ktoré sú aktivované na záznam ŠPZ automobilov |
| mm | 40 - 300 GHz | 1.0 - 15 mm | Skúšobné zariadenia |
| V | 40 - 75 GHz | 4.0 - 7.5 mm | Veľmi silne absorbované atmosférickým kyslíkom, rezonancia na 60 GHz |
| W | 75 - 110 GHz | 2.7 - 4.0 mm | Vizuálne senzory pre experimentálne autonómne vozidlá, s vysokým rozlíšením pre meteorologické pozorovania a zobrazovania |
| UWB | 1.6 - 10.5 GHz | 2.8 - 18 cm | Thru-The-Wall radary a zobrazovacie systémy (prenikajú cez steny) |
Veľkosť elektrického pola sa udáva vo voltoch na meter (V/m).
Veľkosť hustoty toku výkonu ekvivalentnej rovinnej vlny sa udáva vo wattoch na meter štvorcový (W/m²), ide však o príliš veľkú jednotku, častejšie sa teda používa jednotka miliónkrát menšia - mikrowatty na meter štvorcový (µW/m²).
|
Hygienická norma pre intenzitu elektrického pola od 400 MHz do 2 GHz daná vyhláškou MZ SR je: 1,375.√f V/m |
V našom eshope nájdete:
Meracie prístroje, ktorými odmeriate veľkosť elektromagnetického pola z väčšiny radarových systémov:
Tieniace materiály: tieniace tkaniny, siete a pletivá, tieniace nátery, odevy a spacie vaky, okenné fólie
Priebeh a modulácia vlnenia:
