shahrya_nav
New Member
امواج رادیوئی از انتشار تشعشعات الکترومغناطیسی بوجود می آیند . هنگامیکه این امواج از داخل یک سیم یا آنتن عبور نمایند ، یک میدان مغناطیسی متناوب در اطراف آن بوجود می آورند علاوه بر آن یک میدان الکتریکی عمود بر این میدان نیز وجود دارد که در نهایت جهت حرکت این دو میدان با هم جهت حرکت امواج رادیوئی نامیده می شود :
مشخصات یک موج رادیوئی
امواج رادیوئی بصورت سینوسی حرکت می نماید و بهمان صورت نیز نمایش داده می شوند :
بلند ترین نقطه بر روی منحنی در قسمت مثبت آن نوک یا قلۀ موج ( Crest ) نامیده می شود و در قسمت منحنی ، شکم یا فرود موج ( Trough ) . فاصله بین دو قله یا دو فرود موج را طول موج می گویند . این مقدار ممکن است گاهی چرخه یا یک سیکل نیز نامیده شود ( Cycle ) .
تعداد این چرخه ها در ثانیه فرکانس نامیده می شود که واحد آن هرتز است و معمولاًبصورت کیلوهرتز ، مگاهرتز و غیره بیان می شود . طول موج ( Wave Length ) با فرکانس نسبت عکس دارد یعنی هرچه فرکانس بیشتر باشد طول موج کوتاهتر است و بالعکس که طبق رابطه زیر مشخص می شود :
لایۀیونیسفر ( Ionosphere )
یون عبارتست است از اتمی که بر اثر گرفتن یا از دست دادن الکرون بصورت مثبت یا منفی باردار شده باشد . در ارتفاع بالای اتمسفر برخی از اتمهای هوا براثر انرژی بسیار زیاد حاصل از پرتو های مافوق بنفش خورشید بصورت یون در می آیند . میزان و غلظت این اتمها بشدت اشعه های مافوق بنفش و همچنین موقعیت یا و وضعیت نسبت به خورشید ، نوع اتمهای موجود در هوا ، غلظت هوا و غیره بستگی دارد و بنابراین بهنگام شب بسیار کمتر می باشد . این لایه از 50 کیلومتر تا 500 کیلومتر بالای سطح زمین گسترده می شود و اهمیت بسیاری در کاربرد دستگاههای مختلف کمک ناوبری از قبیل لورن ، اُمگا و همچنین وسائل ارتباطی نظیر تلکس ، HF و غیره دارد .
انتشار امواج رادیوئی
امواج رادیوئی به چند صورت حرکت می کنند و بسته به نوع حرکت نامگذاری می شوند :
الف ) امواج سطحی ( Ground Wave ) :
این امواج موازی سطح زمین حرکت می کنند و همواره به سمت زمین متمایل می شوند بنابراین قوس زمین را می پیمایند و مسافتهای طولانی را طی می نمایند .
ب ) امواج هوایی ( Sky Wave ) :
امواج رادیوئی که پس از برخورد کردن و منعکس شدن از لایه یونیسفر دوباره به زمین برمی گردند وبوسیلۀ گیرنده دریافت می شوند جزء این دسته بشمار می آیند .
ج ) امواج غیر قابل برگشت ( Escape Ray ) :
این امواج رادیوئی اصلاً به زمین بر نمی گردند .
رادار
رادار Radar) ) برگرفته از عبارت Radio Detection and Ranging به معنی تعیین برد و هدف یابی(ردیابی) رادیویی می باشد و به دستگاهی اطلاق میگردد که با ارسال امواج رادیویی بصورت (Pulse) و دریافت بازتاب آنها echo)) هدفهای اطراف شناور را بر روی صفحه نشاندهنده PPI)) در جهت و فاصله صحیح بصورت یک نقطه نورانی نمایش میدهد .
اساس کار رادار: ارسال امواج الکترو مغناطیس ودریافت امواج انعکاس یافته از یک سطح جامد یا مایع یا شیئ مورد نظر می باشد . زمان لازم برای رسیدن امواج به شیئ و بازگشت آنها اندازه گیری شده و با یک محاسبه ساده ریاضی فاصله شیئ تعیین می گردد . از این نظر که امواج منتشرشده از آنتن رادار تحت یک زاویه محدود پخش می شوند . می توان سمت شیئ را مشخص نمود .
اجزاء اصلی رادار:
دستگاه رادار از چهار قسمت اصلی تشکیل شده است که عبارتند از منبع تغذیه ، فرستنده و گیرنده ،صفحه نمایش دهنده و آنتن.
فرستنده ، امواج الکترومغناتیسی حاصل از منبع تغذیه را بصورت مجموعه ای از انرژی که پالس نامیده میشود از طریق آنتن به اطراف پراکنده می سازد . دفعات ارسال پالس در ثانیه برای رادارهای مختلف فرق می کند . این پالسها به سرعت نور حرکت میکنند . (برابر با 300000کیلومتر در ثانیه یا162000مایل دریایی بر ثانیه) هنگامی که هر یک از این پالسها به یک هدف برخورد می نمایند مقداری از انرژی پالس منعکس میشود ودوباره بوسیله انتن رادار دریافت میگردد و پس از تقویت و تجزیه و تحلیل در دستگاه گیرنده به صورت یک نقطه نورانی در صفحه نشانگر ظاهر میگردد که فاصله آن تا مرکز صفحه برابر فاصله شیء تا گیرنده رادار وسمت آن از صفحه مندرج اطراف صفحه نشان دهنده خوانده می شود .
تعیین برد بوسیله رادارRange measurement)) :
هنگامی که یک پالس ارسال میشود یک نشانهTracing echo)) نیز بر روی صفحه نشانگر ایجاد می شود که بلافاصله بطرف کناره صفحه حرکت می نماید اما سرعت آن نصف سرعت حرکت پالس میباشد . بنا براین اگر پالس سه مایل تا هدف را طی نماید و سپس سه مایل برگردد نشانه ایجاد شده روی صفحه فقط سه مایل حرکت می نماید و بدین ترتیب فاصله نشانداده شده سه مایل میباشد زیرا اکوی برگشتی هنگامی به رادار می رسد که نشانه فقط به اندازه سه مایل از مرکز دور شده است .
برای خواندن برد رادار دو روش وجود دارد :
الف:استفاده از دایره های هم مرکز Range Rings)): که عبارتست از چهار یا شش دایره هم مرکز و با فاصله یکسان که برای تخمین برد هدفهای ایجاد شده روی صفحه رادار بکار می رود . اما برد دقیق را مشخص نمی نماید .
ب- استفاده از دایره متغیر(Varriable range Marker) :
دایره ایست که می توان شعاع ان را تغییر داده فاصله هدف تا مرکز صفحه را بدست اورد که این فاصله بصورت عددی نمایش داده میشود .
توجه: برای اندازه گیری فاصله با این روش باید دایره متغیر با نزدیکترین نقطه هدف تماس پیدا
کند .
تعیین سمت بوسیله رادار(Bearing Measurment):
امواج رادیویی از طریق آنتن هم جهت شده و بصورت تیغه ای از انرژی(Beam) ارسال میگردند . آنتن با سرعت ثابتی که معمولاً 20 تا 30 دور در دقیقه میباشد هم جهت با عقربه ساعت می چرخد نشانه روی صفحه نشانگر Trace)) نیز با همان سرعت همراه آنتن می چرخد بنابراین در هر لحظه هم جهت با آنتن قرار می گیرد پس اکوی برگشتی در هر جهت که دریافت شود در همان جهت نیز بر روی صفحه مشخص می شود و بدین ترتیب می توان سمت آن را از صفحه مندرج اطراف صفحه نشانگر بدست آورد .
مشخصات و قسمتهای مختلف رادار:
1- منبع تغذیه Power Unit)): ولتاژ مورد نیاز برای دستگاه را تولید می نماید.
2- ذخیره ساز (Delay unit) انرژی دریافت شده از منبع تغذیه را ذخیره می سازد .
3- تحریک کننده (Trigger unit): دستگاهی است که امواج الکتریکی سوزنی شکل ایجاد می نماید و در واقع تحریک کننده دستگاههای مدو لاتور ، هماهنگ ساز زمان،سیم پیچهای ایجاد Trace،روشنایی تصویر،گیرندگی،محو کننده های اثر باران و امواج دریا و دکمه تعیین برد می باشد .
4- مدولاتور یا فرم دهنده (Modulator): این دستگاه در واقع مانند سوئیچی عمل می کند که مگنترون را بنا به نیاز خاموش و روشن می نماید . هر یک از امواج سوزنی شکل دستگاه تحریک کننده سبب می شود که مدو لاتور یک پالس مستقیم (Dc) قوی که بین 10000 تا 150000 ولت می باشد از دستگاه ذخیره ساز به مگنترون ارسال نماید .
مدت زمان ارسال پالس ،طول موج و تعداد پالسها در ثانیه فرکانس دستگاه نامیده می شود.
5- دستگاه نوسان سازMagnetron)): مگنترون یک دستگاه نوسان ساز بسیار قوی می باشد که می تواند برای مدت زمانهای بسیار کوتاه(طول موج) خاموش و روشن شود.
مگنترون انرژی الکتریکی را از مدولاتور گرفته به امواج الکترومغناتیسی با فرکانس زیاد تبدیل می نماید .
فرکانس یک رادار بستگی به مگنترون آن دارد و هر مگنترون فقط فرکانس خاصی ایجاد می نماید که نمی توان آنرا تغییر داد .
6- لوله های هدایت کننده امواج مغناطیسی (wave Guide) : لوله هائی است که با سطح مقطع منظم و با زاوایا ی مشخص که معمولا درون آن را با الیاژ منا سبی از طلا یا تیتانیم روکش می نمایند ( برای جلوگیری از اطلاف انرژی ) نسبت به انتقال امواج الکترو مغناطیس ایجاد شده در مگنترون به آنتن اقدم می نماید.
7-کلید الکترونیکی فرستنده و گیرنده:
یک کلید الکترونیکی می باشد که به هنگام ارسال پالس ،ارتباط گیرنده را قطع می نماید. وبدین ترتیب از ورود مستقیم پالس و صدمه زدن به گیرنده جلوگیری می نماید.ضمنا در زمان دریافت (گیرندگی ) ، فرستنده را قطع و گیرنده گی را فعال تا اکو های بازگشتی را دریافت نماید.
8- آنتن ( scanner) : عبارت است از یک صفحه جهت داده شده مشبک که ممکن است کروی نیز باشد. این صفحه امواج الکترو مغناطیس را به صورت متمرکز (Beam) ارسال و اکو های برگشتی را دریافت می نماید.
9- نوسان ساز مقطعی ( local Oscillator) :دستگاهی است که یک موج الترو مغناطیس با فرکانسی برابر با 30 الی 60 مگاهرتز تولید می کند. این موج با با امواج اکو های بازگشتی مخلوط می شود و یک فر کانس IFمی کند.( فرکانس شناخته شده).دکمه تنظیم رادار (tuning ) در حقیقت مقدار این فرکانس را کم زیاد می کند.
10- تقویت کننده فرکانس مخلوط (IF Amplifier) :امواج فرکانس مخلوط که بسیار پائینتر از فرکانس پالس یا اکو
می باشدرا تقویت می کند. این کار با دوروش صورت می پذیرد:
الف) : تقویت کننده خطی: در این حالت تمام اکو ها به صورت یک اندازه تقویت شده و در صفحه رادار ارائه می شوند.
ب ) : تقویت کننده لگاریتمی : در این حالت تفاوت لازم بین دو اکو قوی و ضعیف محاسبه شده و اکوی مناسبی از هرجسم در صفحه رادار نشان داده می شود.
11- صفحه نمایشگر ( cathod ray tube) : عبارت است از یک استوانه شیشه ای خالی از هوا که در قسمت پائین و باریک آن یک تفنگ الکترونیکی وجود دارد.و بالای صفحه آن یک پوشش فسفری وجود دارد . پرتاب الکترون ها به وسیله تفنگ الکترونیکی به صفحه فسفری باعث روشن شدن نقطه های نورانی در صفحه رادار گردیده که همان اکوه های جسم می باشد.
12-تنظیم کننده زمان ( Time base unit) : این دستگاه پس از دریافت امواج سوزنی شکل از دستگاه تحریک کننده ، امواج دندانه ای شکلی را از دستگاه تحریک کننده ،امواج دندانه ای شکل را تولید می کند. و به سیم پیچ های ایجاد کننده traceارسال می کند.
شـکـل
طول موج و فرکانس رادار :
- فرکانس رادار PRF) ) : عبارتست از تعداد پالسهایی که در یک ثانیه بوسیله آنتن ارسال می شود . این مقداربرای کشتیهای تجارتی معمولاً بین 500 تا 4000 می باشد . از آنجا که برای فواصل دور مدت زمان زیادی طول می کشد تا اکو به آنتن برگردد بنابراین نمی توان از فرکانس بالا استفاده نمود . پس برای بردهای زیاد از فرکانس پایین و برای بردهای کم از فرکانس بالا استفاده می گردد .
طول موج رادار ( Wave length ) : طول موج رادار به فرکانس پالس ارسالی بستگی دارد و از رابطه زیر بدست می آید
Velocity سرعت
Frequency فرکانس
سرعت نور عبارتست از 300000 کیلومتر بر ثانیه یا 300000 ضربدر 1000 ضربدر 100 سانتی متر بر ثانیه :
Cm/s1010× 3 = 100× 1000 × 300000 = C
رادارهای تجارتی معمولاً دارای فرکانس های زیر می باشند :
الف – فرکانس HZ) : 3000 MHZ9 10×3 ) یا (( S )) باند که طول موج آن 10 سانتی متر بوده برای بردهای زیاد و همچنین مواقع بارندگی استفاده می شود :
CM 10 = 1010×3 = طول موج
109×3
ب – فرکانس mhz 10000: ( hz 109×10) یا ((X )) باند که طول موج آن برابر 3 سانتی متر می باشد و برای بردهای پایین یا زمانی که نیاز به تصویر واضح باشد استفاده می شوند :
CM 3 = 1010×3 = طول موج
1019 ×10
پدیده های جوی موثر بر تصویر رادار :
الف – باد : باد بهمراه امواج دریا بسبب پیدایش اکوهایی در صفحه نشانگر می شود این اکوها که در سطح جلویی ( جبهه ) موجها ایجاد می شوند فقط در نزدیکی شناور دیده می شوند و در طرفی که باد می وزد بیشترند . دکمه محو اثر امواج ( anti sea clutter ) میزان تقویت اکوهای برگشتی را که از فواصل بعنوان مثال کمتر از نیم مایل می آیند کاهش می دهد بنابر این اکوهای ضعیف حاصل از امواج دریا با این عمل تقویت نمی شوند و تقریباً محو می گردند .
*دکمه anti sea clutter پس از استفاده یا در مواقعی که نیاز نمی باشد باید حتماً در حداقل مقدار باشد زیرا ممکن است اکوهای حاصل از واحدهای کوچک اطراف شناور نیز محو شوند .
ب- نزولات جوی : بارش به هر صورت که باشد سبب می شود مقداری از انرژی امواج ارسال شده جذب شوند یا این امواج به اطراف پراکنده شوند حتی بخار آب موجود در هوا نیز می تواند بر طول موجهای کمتر از 3سانتی متر تاثیر داشته باشد . قطرات باران می توانند باعث پراکندگی طول موجهای کمتراز 10 سانتی متر شوند . از طرف دیگر قطرات باران سبب ایجاد اکو نیز می شوند که بصورت یک تکه ابر بر روی صفحه نشانگر ظاهر می شوند و می توانند اکوهای حاصل از هدفهای موجود در منطقه بارندگی را پنهان نمایند دکمه anti sea clutterبا کاهش دادن میزان تقویت امواج ، اثر اکوهای باران را کمرنگ می سازد و بدین ترتیب اکوهای قوی حاصل از یک شناور بدنه فلزی در آن منطقه کاملاً قابل رویت خواهد بود .
ج- اثر رادارهای دیگر : هنگامی که یک رادار در مجاورت واحد ما روشن باشد چنانچه فرکانس آن در محدوده باند مورد استفاده در رادار خودی باشد یک سری خطوط نقطه چین و مارپیچی بر روی صفحه رادار ظاهر می گردند . این پدیده Starring نامیده می شود.
د- اثر گرد و غبار در اتصالات : بعلت وجود گرد و غبار در اتصالات آنتن و نمایانگر خط سینه کشتی یا سیم پیچهای ایجاد Traceیا بر اثر صدای ایجاد شده در دستگاههای الکترونیکی مجاور یک سری خطوط مجزا یا مجموعه ای از خطوط بر روی صفحه ظاهر می گردند . این پدیده Spoking نامیده می شود .
شـکـل
نقاط سایه و کور رادار : قسمتهایی از زاویه دید رادار می باشد که بعلت وجود موانع روی شناور نظیر دودکش ، دکل جرثقیل و غیره پدید می آیند . این زاویه ها باید شناسایی شده بصورت برچسب بر روی رادار نصب گردند . با اندکی تغییر مسیر می توان به وجود هدفهایی که در این قسمتها قرار دارند پی برد .
اکوهای نادرست : ( Fals Echoes )
- اکوی غیرمستقیم : ممکن است گاهی پالس ارسال شده بر اثر برخورد با موانع روی شناور منحرف شود و در مسیر دیگری حرکت نماید . چنانچه این پالس به هدفی برخورد نماید در همان جهت بر میگردد و پس از انعکاس از مانع به آنتن رادار می رسد بنابراین اکوی دریافتی با فاصله صحیح ولی در جهت نادرست نمایش داده می شود ( جهت مانع ) .
شـکـل
- اکوهای حاصل از لوبهای جانبی ( Side Lobes) : امواج رادار بصورت گلبرگهای کشیده یا لوب ( Lobe ) ارسال می گردند . از آنجا که همراه این لوب اصلی تعدادی لوبهای کوچکتر نیز ایجاد می شوند بر اثر برخورد هر یک با هدف یک اکو ایجاد می شود و در صفحه نشانگر ظاهر می گردد بدیهی است فقط اکوی بزرگتر قابل قبول می باشد .
شـکـل
اکوهای مرکب : هنگامی که دو کشتی در کنار هم و در مسیری موازی با هم حرکت می نمایند برخی از اکوهای شناور دیگر ممکن است به بدنه شناورها برخورد نمایند و دوباره منعکس شوند و این عمل چند بار تکرار شود چنانچه یکی از این اکوها بوسیله آنتن دریافت شود نقطه ای بر روی صفحه نشانگر ظاهر می شود و چون این عمل تکرار می شود ممکن است چند هدف با فاصله های مساوی روی صفحه رادار داشته باشیم که فقط اکوی اول صحیح می باشد و بقیه نادرست هستند .
برخی از دکمه های موجود در رادار
Brilliance : میزان الکترونهایی را که به صفحه نشانگر برخورد می نمایند کنترل می کند و در واقع روشنایی مربوط به سایر کنترلها را نیز تعیین می نماید . اگر مقدار درخشندگی زیاد باشد عمر صفحه کوتاه می شود و ممکن است وسط صفحه بسوزد .
Gain : میزان تقویت کلیه امواج دریافتی را بعهده دارد و بنابراین چنانچه خیلی کم باشد هیچ هدفی مشخص نمی گردد و اگر زیاد باشد پارازیت های ایجاد شده سبب می گردند که هدفهای دیگر نیز پنهان شوند .
Stand by : ازآنجا که جریان الکترونی بسیار قوی بر صفحه نشانگر وارد می شود در ابتدا این کلید سبب می شود که فقط یک ولتاژ مثبت به صفحه متصل شود و آنرا گرم نماید .
بنابراین در این حالت هیچ موج دندانه ای شکل یا اکوی برگشتی و تقویت شده ایجاد نمی گردد و برای اینکه عمر دستگاه بیشتر شود بهتر است که رادار از حالت روشن ( ON ) به حالت Stand by و سپس خاموش ( OFF ) تغییر وضعیت دهد . روشن و خاموش کردن پی در پی برای صفحه رادار و سایر قسمتها مضر می باشد
روش روشن کردن رادار :
1. ابتدا مطمئن شوید که آنتن می تواند آزادانه بچرخد و کسی در بالای دکل مشغول کار نمی باشد .
2. دقت نمایید که تمام کنترلها در حالت حداقل ( min ) باشند .
3. دکمه ON / OFF را روی حالت Stand by قرار داده مدتی صبر نمایید و سپس روی حالت NON قرار دهید .
4. درخشندگی را کم کم زیاد نمایید تا Trace مشخص گردد . سپس دکمه تعیین برد را روی 6 مایل قرار دهید و گیرندگی ( Gain ) را کم کم زیاد نمایید تا هدفهای اطراف بصورت نقطه های کم نور روی صفحه مشخص گردند .
*هرگز برای مدت طولانی به صفحه رادار نگاه نکنید و هیچ وقت روبروی آنتن در حال کار قرار نگیرید .
مزیتهای رادار در ناوبری
چنانچه رادار برای ناوبری بکار برده شود مزیت های مسلمی نسبت به سایر دستگاههای ناوبری دارد که بسیاری از آنها در زیر نامبرده می شوند .
1-معمولا می توانید موقعی که سایر روشهای ناوبری غیر قابل استفاده میباشند . از رادار استفاده کنید مانند ، شب یا در دید کم .
2-از این نظر که رادار ، هم فاصله یک شیئ و هم سمت آن را مشخص می نماید ، می توان با یک شیئ تنها نسبت به تعیین نقطه شکشتیر اقدام نموده و محل کشتی را تعیین نمود .
3-در روی نشان دهنده رادار Pean position Indicator) (ppI)) :
وضعیت کشتی بطور دائم زیر نظر بوده و می توان نقطه کشتی را سریعاً تعیین کرد .
4- بعضی مواقع ناوبری با رادار دقیقتر از ناوبری ساحلی می باشد .
5- رادار وسیله ضد تصادم مفیدی است ، زیرا که حتی در دید کم ، وضعیت اطراف کشتی را بر روی صفحه ppi مشخص می باشد . در هر صورت استفاده از رادار به تنهایی موجب احتراز از تصادم نبوده و دلیل تغییر در قوانین راه نمی باشد .
6- معمولاً می توانید با استفاده از رادار با فاصله بیشتری از خشکی نسبت به روشهای غیر الکترونیکی که در ناوبری ساحلی بکار می روند استفاده کنید .
نقاط ضعف رادار در ناوبری
رادارهای مورد استفاده در ناوبری دارای نقاط ضعف و همچنین محدودیت هائی بسیاری هستند ، که در زیر به بعضی از آنها اشاره می شود
1- ممکن است دچار اشکال مکانیکی یا الکترونیکی بشود .
2- دارای محدودیت حداقل و حداکثر برد می باشد .
3- حتی اگر تجربه و تخصص لازم را دارا باشید ، تفسیر اطلاعات بدست آمده از نشان دهنده رادار همیشه ساده و آسان نیست .
4- دقت و عملکرد رادار در تعیین موقعیت کشتی در بعضی مواقع بدقت سایر روشهای ناوبری ساحلی نیست ، برای مثال سمت چشمی دقیقتر از سمت رادار می باشد .
5- در شرایط جوی غیر عادی ممکن است رادار قابل اطمینان نباشد .
6- قایق های کوچک ، بویه ها یا صخره ها و امثال اینها را نمی توان کشف نموده ، بخصوص اگر دریا متلاطم یا این اشیا نزدیک ساحل باشند .
دقت رادار
دقت نقطه به دست آمده با رادار ،وقتیکه در ناوبری بکار می رود بستگی به نوع رادار و مهارت پرسنل مربوطه دارد چنانچه از رادار برای ناوبری استفاده کنید متوجه مسائلی که در دقت ان موثر می باشد خواهید شد .
در بیشتر موقعیتها دقت نقطه های رادار بخوبی قابل مقایسه با نقطه هایی که با وسایل دیگر بدست آمده اند
می باشند. در هر صورت محدو دیت های هر رادار بخصوص ، باید برای پرسنلی که از ان برای کسب اطلاعات مربوطه استفاده مینمایند شناخته شده باشد . برخی از عواملی که در دقت اطلاعات رادار موثرند به شرح زیر می باشند .
1- زاویه واگرایی Beam Width : گرچه علائم رادار جهتی می باشند ولی بصورت هذلولی باریک پخش می گردند . پژواکها Echoes )) مرتباً پس از برخورد امواج به اجسام توسط رادار دریافت می شوند .
2- طول پالس بر ضخامت یا عمق ظاهری نقطه ای که بر روی صفحه رادار ظاهر می شود اثر می گذارد .
3- تنظیم مکانیکی : رادار با وجود محکمی دستگاه نسبتاً حساسی است و احتیاج به تنظیم دقیق دارد . بخاطر داشته باشید اشتباه در تنظیم رادار معمولاً باعث اشتباه در اطلاعات به دست آمده می گردد .
4- تفسیر : حتی با تمرینات کافی و صحیح پژواک رادار برای کسی که با رادار کار می کند همیشه آسان نیست .
3 عاملی که باعث ایجاد این مشکل می گردد عبارتند از :
الف : قدرت تفکیک در سمت :
اگر دو شیئ یا بیشتر در فاصله خیلی نزدیک بهم و سمت تقریباً یکسان قرار داشته باشند انعکاس آنها در روی صفحه رادار ممکن است بصورت یک شیئ واحد به نظر برسد .
حداقل زاویه ای که رادار یک شناور می توتند دو جسم نزدیک به هم را در یک فاصله مساوی ازیکدیگر جدا نمایش دهد ، قدرت تفکیک در سمت آن رادار گویند
. همیشه این موضوع را در نظر داشته و به پرسنل خود نیز تأکید نمائید که تعدادی صخره ،قایق های کوچک یا سایر اجسام کوچک نزدیک ساحل ممکن است بصورت یک خط ممتد جلوه نموده و باعث شود که تصور کاذبی از محل خط ساحل در شما پدید آمده و دقت سمتهای رادار از نقاط ساحلی را کم نماید .
ب- قدرت تفکیک در فاصله :
حداقل فاصله بین دو شیئ را که تقریباً در یک سمت قرار دارند برای اینکه بتوانند توسط رادار تمیز داده شوند قدرت تفکیک در فاصله رادار گویند .
ممکن است شما موقعیت دو شیئ یا بیشتررا به صورت لکه بزرگی در روی صفحه رادار ظاهر ببینید ، یا اگر یک کشتی ، بویه یا صخره نزدیک به یک دماغه باشند در تشخیص محل دماغه دچار اشتباه شوید . قایقهای کوچک نزدیک بهم ، موج شکن یا امواج بزرگ در قسمتهای کم عمق ممکن است بصورت خطوط ساحلی کاذب در روی صفحه رادار ظاهر شوند . این تصویر ارائه شده دلیل بر یکسان بودن موقعیت اجسام نزدیک به هم نمی باشد ، تنها دلیل بر قدرت تفکیک رادار در جدا سازی فاصله می باشد.
ج- تفسیر خط ساحلی :
خط ساحلی ممکن است در اثر وجود تپه یا ارتفاعات یا منطقه جنگلی در پشت ساحل پست دورتر از انچه که است بر روی صفحه رادار ظاهر گردد . خطوط ساحلی کاذب همچنین ممکن است باعث کم شدن دقت فاصله و سمت رادار از نقاط ساحلی گردد . هرگز به خود یا پرسنل زیر دست خود اجازه ندهید فقط بدین جهت که از روی رادار در نزدیکترین فاصله از ساحل قرار دارید دچار یک احساس اطمینان کاذب شوند ممکن است خط ساحلی کاذب داشته باشید و صدها پا ساحل پست در سر راه شما باشد که رادار قادر به تشخیص هیچکدام از انها نیست .
محدودیت در برد
برای هر نوع استفاده ، رادار، دارای حداقل و حداکثر برد می باشد . علت حداقل برد وجود موانع در نزدیکی آنتن رادار ، امواج دریا ، ارتفاع آنتن شناور خودمان ، وضعیت جوی و فرکانس رادار ، قدرت دستگاه و .... می باشد که خارج از حدود این بحث است .حداکثر برد معمولاً بعلت انحنای زمین نسبت به خط دید محدود می باشد و بستگی به ارتفاع آنتن و ارتفاع شیئ از سطح اب دارد . بعضی از نکات فنی نیز مانند ، قدرت دستگاه ، عرض پالس و فرکانس امواج در برد حداکثر اثر میگذارد .
ناوبری با رادار
محل های کاملاً مشخص شده کشتی توسط رادار نقطه FIX کشتی محسوب می شود و محلها ئیکه طبق نظریه افسر راه کاملا مشخص و دقیق نیستند یا کمتر قابل اطمینان هستند با حروف اختصاری EStimted Positions (EP) مشخص می شوند . شما می دانید که دقت سمت های رادار همیشه از سمتهای چشمی کمتر است . ولی در هر صورت فواصل نسبتاً دقیق فقط با استفاده از رادار بدست آمده می آید .
سه نوع از معمولترین روش های نقطه کردن با رادار به شرح زیر می باشد .
1- با استفاده از دو یا چند فاصله
2- با استفاده از یک سمت و یک فاصله
3- با استفاده از دو یا چند سمت
الف) - با استفاده از دو یا چند فاصله
با استفاده از دو فاصله راداری یا بیشتر دقیقترین نقطه ای که می توان از روی صفحه رادار تعیین کرد بدست می آید . وقتی که این روش مستقلاً یا توام با سمت های چشمی بکار رود نقاط قابل اطمینانی بدست می آیند . هنگام ناوبری ساحلی همیشه به خاطر داشته باشید بدلائلی که قبلاً ذکر شد فواصلی که از خط ساحلی گرفته می شوند چندان دقیق نیستند ، پس به همین دلائل همیشه سعی نمائید که از یک دماغه یا پیش آمدگی ساحل کاملاً مشخص که بتوان بدقت برروی تصویر رادار مشخص نمود استفاده نمائید ، هر زمان که مقدور باشد سعی کنید ، فواصل رادار را با سمتهای چشمی تکمیل نمائید .
وقتیکه از 2 فاصله رادار یا بیشتر همراه با خطوط مکان چشمی استفاده شود احتمال خیلی کمی وجود دارد که
نقطه های شما اشتباه شود . به پرسنل خود تفهیم و تأکید کنید که هرچه از روش های گوناگون تواماً برای نقطه کردن استفاده نمایند دقت محل کشتی بیشتر خواهد بود.
ب) - با استفاده از فاصله و سمت از یک شیئ
همانطور که میدانید هم فاصله و هم سطح را می توان در یک آن از رادار بدست اورد . محل تقاطع سمت و فاصله تشکیل نقطه کشتی را میدهد . اگر فقط یک شیئ در دسترس باشد در آن صورت تنها راه تعیین نقطه کشتی همان سمت و فاصله رادار خواهد بود . اگر چیزی که از ان سمت می گیرید یک جزیره کوچک یا دماغه ای با عرض کافی می باشد می توانید با سمت های مماس بر طرفین انها و فاصله رادار نقطه دقیق تری بدست آورید . لیکن در این موارد سمتهای مماس جلوتر از فاصله اندازه گرفته شده همدیگر را قطع می نمایند و در نتیجه نقطه کشتی بصورت یک مثلث در می آید . در این صورت محل کشتی بر خلاف روش های دیگر که بر خلاف روش های دیگر که در مرکز مثلث می باشد در وسط قسمتی از کمان قطع شده بوسیله دو خط سمت ، قرار دارد.
پ) - با استفاده از دو یا چند سمت:
سمتهای رادار مانند سمتهای چشمی رسم می شوند. این روش نامناسب ترین و بی دقت ترین روشهای نقطه کردن با رادار می باشد. بنابراین چنانچه راه دیگری وجود داشته باشد ، باید از بکار بردن این روش اجتناب نمود.
سمت نماهای رادار Radar Beacons
دو نوع سمت نمای رادار بطور محدود مورد استفاده قرار می گیرند. این دو نوع عبارتند از Remark )اصطلاح اختصاری Radar mark که کشتیها از آن استفاده می کنند( و Racon (اصطلاح اختصاری Radar Beacon ( که در درجه اول در هواپیماها مورد استفاده دارد.
Remark یک فرستنده ساده می باشد که دائماً علائمی با فرکانس رادار منتشر می سازد. این علائم هر موقع که آنتن رادار بطرف سمت نما قرار گیرد ، در روی صفحه رادار بصورت یک خط نورانی نمایان می شوند. در نتیجه یک سمت مشخص از یک نکته معلوم بوجود می آید. سمت نماهای رادار قابل حمل و نقل بوده و ممکن است در نقاط بخصوص از ساحل برای استفاده مختلف مستقر گردند.
Racon از یک فرستنده تشکیل شده است ، که پس از دریافت علامت فرستنده یک رادار ، علامتی به کد برگشت می دهد. سمت نما بوسیله علائمی بصورت نقطه و خط تشخیص داده می شود. سمت و فاصله سمت نما با وضعیت اجزاء کد که در روی صفحه رادار ظاهر می گردند نشان داده می شوند.
مشخصات یک موج رادیوئی
امواج رادیوئی بصورت سینوسی حرکت می نماید و بهمان صورت نیز نمایش داده می شوند :
بلند ترین نقطه بر روی منحنی در قسمت مثبت آن نوک یا قلۀ موج ( Crest ) نامیده می شود و در قسمت منحنی ، شکم یا فرود موج ( Trough ) . فاصله بین دو قله یا دو فرود موج را طول موج می گویند . این مقدار ممکن است گاهی چرخه یا یک سیکل نیز نامیده شود ( Cycle ) .
تعداد این چرخه ها در ثانیه فرکانس نامیده می شود که واحد آن هرتز است و معمولاًبصورت کیلوهرتز ، مگاهرتز و غیره بیان می شود . طول موج ( Wave Length ) با فرکانس نسبت عکس دارد یعنی هرچه فرکانس بیشتر باشد طول موج کوتاهتر است و بالعکس که طبق رابطه زیر مشخص می شود :
لایۀیونیسفر ( Ionosphere )
یون عبارتست است از اتمی که بر اثر گرفتن یا از دست دادن الکرون بصورت مثبت یا منفی باردار شده باشد . در ارتفاع بالای اتمسفر برخی از اتمهای هوا براثر انرژی بسیار زیاد حاصل از پرتو های مافوق بنفش خورشید بصورت یون در می آیند . میزان و غلظت این اتمها بشدت اشعه های مافوق بنفش و همچنین موقعیت یا و وضعیت نسبت به خورشید ، نوع اتمهای موجود در هوا ، غلظت هوا و غیره بستگی دارد و بنابراین بهنگام شب بسیار کمتر می باشد . این لایه از 50 کیلومتر تا 500 کیلومتر بالای سطح زمین گسترده می شود و اهمیت بسیاری در کاربرد دستگاههای مختلف کمک ناوبری از قبیل لورن ، اُمگا و همچنین وسائل ارتباطی نظیر تلکس ، HF و غیره دارد .
انتشار امواج رادیوئی
امواج رادیوئی به چند صورت حرکت می کنند و بسته به نوع حرکت نامگذاری می شوند :
الف ) امواج سطحی ( Ground Wave ) :
این امواج موازی سطح زمین حرکت می کنند و همواره به سمت زمین متمایل می شوند بنابراین قوس زمین را می پیمایند و مسافتهای طولانی را طی می نمایند .
ب ) امواج هوایی ( Sky Wave ) :
امواج رادیوئی که پس از برخورد کردن و منعکس شدن از لایه یونیسفر دوباره به زمین برمی گردند وبوسیلۀ گیرنده دریافت می شوند جزء این دسته بشمار می آیند .
ج ) امواج غیر قابل برگشت ( Escape Ray ) :
این امواج رادیوئی اصلاً به زمین بر نمی گردند .
رادار
رادار Radar) ) برگرفته از عبارت Radio Detection and Ranging به معنی تعیین برد و هدف یابی(ردیابی) رادیویی می باشد و به دستگاهی اطلاق میگردد که با ارسال امواج رادیویی بصورت (Pulse) و دریافت بازتاب آنها echo)) هدفهای اطراف شناور را بر روی صفحه نشاندهنده PPI)) در جهت و فاصله صحیح بصورت یک نقطه نورانی نمایش میدهد .
اساس کار رادار: ارسال امواج الکترو مغناطیس ودریافت امواج انعکاس یافته از یک سطح جامد یا مایع یا شیئ مورد نظر می باشد . زمان لازم برای رسیدن امواج به شیئ و بازگشت آنها اندازه گیری شده و با یک محاسبه ساده ریاضی فاصله شیئ تعیین می گردد . از این نظر که امواج منتشرشده از آنتن رادار تحت یک زاویه محدود پخش می شوند . می توان سمت شیئ را مشخص نمود .
اجزاء اصلی رادار:
دستگاه رادار از چهار قسمت اصلی تشکیل شده است که عبارتند از منبع تغذیه ، فرستنده و گیرنده ،صفحه نمایش دهنده و آنتن.
فرستنده ، امواج الکترومغناتیسی حاصل از منبع تغذیه را بصورت مجموعه ای از انرژی که پالس نامیده میشود از طریق آنتن به اطراف پراکنده می سازد . دفعات ارسال پالس در ثانیه برای رادارهای مختلف فرق می کند . این پالسها به سرعت نور حرکت میکنند . (برابر با 300000کیلومتر در ثانیه یا162000مایل دریایی بر ثانیه) هنگامی که هر یک از این پالسها به یک هدف برخورد می نمایند مقداری از انرژی پالس منعکس میشود ودوباره بوسیله انتن رادار دریافت میگردد و پس از تقویت و تجزیه و تحلیل در دستگاه گیرنده به صورت یک نقطه نورانی در صفحه نشانگر ظاهر میگردد که فاصله آن تا مرکز صفحه برابر فاصله شیء تا گیرنده رادار وسمت آن از صفحه مندرج اطراف صفحه نشان دهنده خوانده می شود .
تعیین برد بوسیله رادارRange measurement)) :
هنگامی که یک پالس ارسال میشود یک نشانهTracing echo)) نیز بر روی صفحه نشانگر ایجاد می شود که بلافاصله بطرف کناره صفحه حرکت می نماید اما سرعت آن نصف سرعت حرکت پالس میباشد . بنا براین اگر پالس سه مایل تا هدف را طی نماید و سپس سه مایل برگردد نشانه ایجاد شده روی صفحه فقط سه مایل حرکت می نماید و بدین ترتیب فاصله نشانداده شده سه مایل میباشد زیرا اکوی برگشتی هنگامی به رادار می رسد که نشانه فقط به اندازه سه مایل از مرکز دور شده است .
برای خواندن برد رادار دو روش وجود دارد :
الف:استفاده از دایره های هم مرکز Range Rings)): که عبارتست از چهار یا شش دایره هم مرکز و با فاصله یکسان که برای تخمین برد هدفهای ایجاد شده روی صفحه رادار بکار می رود . اما برد دقیق را مشخص نمی نماید .
ب- استفاده از دایره متغیر(Varriable range Marker) :
دایره ایست که می توان شعاع ان را تغییر داده فاصله هدف تا مرکز صفحه را بدست اورد که این فاصله بصورت عددی نمایش داده میشود .
توجه: برای اندازه گیری فاصله با این روش باید دایره متغیر با نزدیکترین نقطه هدف تماس پیدا
کند .
تعیین سمت بوسیله رادار(Bearing Measurment):
امواج رادیویی از طریق آنتن هم جهت شده و بصورت تیغه ای از انرژی(Beam) ارسال میگردند . آنتن با سرعت ثابتی که معمولاً 20 تا 30 دور در دقیقه میباشد هم جهت با عقربه ساعت می چرخد نشانه روی صفحه نشانگر Trace)) نیز با همان سرعت همراه آنتن می چرخد بنابراین در هر لحظه هم جهت با آنتن قرار می گیرد پس اکوی برگشتی در هر جهت که دریافت شود در همان جهت نیز بر روی صفحه مشخص می شود و بدین ترتیب می توان سمت آن را از صفحه مندرج اطراف صفحه نشانگر بدست آورد .
مشخصات و قسمتهای مختلف رادار:
1- منبع تغذیه Power Unit)): ولتاژ مورد نیاز برای دستگاه را تولید می نماید.
2- ذخیره ساز (Delay unit) انرژی دریافت شده از منبع تغذیه را ذخیره می سازد .
3- تحریک کننده (Trigger unit): دستگاهی است که امواج الکتریکی سوزنی شکل ایجاد می نماید و در واقع تحریک کننده دستگاههای مدو لاتور ، هماهنگ ساز زمان،سیم پیچهای ایجاد Trace،روشنایی تصویر،گیرندگی،محو کننده های اثر باران و امواج دریا و دکمه تعیین برد می باشد .
4- مدولاتور یا فرم دهنده (Modulator): این دستگاه در واقع مانند سوئیچی عمل می کند که مگنترون را بنا به نیاز خاموش و روشن می نماید . هر یک از امواج سوزنی شکل دستگاه تحریک کننده سبب می شود که مدو لاتور یک پالس مستقیم (Dc) قوی که بین 10000 تا 150000 ولت می باشد از دستگاه ذخیره ساز به مگنترون ارسال نماید .
مدت زمان ارسال پالس ،طول موج و تعداد پالسها در ثانیه فرکانس دستگاه نامیده می شود.
5- دستگاه نوسان سازMagnetron)): مگنترون یک دستگاه نوسان ساز بسیار قوی می باشد که می تواند برای مدت زمانهای بسیار کوتاه(طول موج) خاموش و روشن شود.
مگنترون انرژی الکتریکی را از مدولاتور گرفته به امواج الکترومغناتیسی با فرکانس زیاد تبدیل می نماید .
فرکانس یک رادار بستگی به مگنترون آن دارد و هر مگنترون فقط فرکانس خاصی ایجاد می نماید که نمی توان آنرا تغییر داد .
6- لوله های هدایت کننده امواج مغناطیسی (wave Guide) : لوله هائی است که با سطح مقطع منظم و با زاوایا ی مشخص که معمولا درون آن را با الیاژ منا سبی از طلا یا تیتانیم روکش می نمایند ( برای جلوگیری از اطلاف انرژی ) نسبت به انتقال امواج الکترو مغناطیس ایجاد شده در مگنترون به آنتن اقدم می نماید.
7-کلید الکترونیکی فرستنده و گیرنده:
یک کلید الکترونیکی می باشد که به هنگام ارسال پالس ،ارتباط گیرنده را قطع می نماید. وبدین ترتیب از ورود مستقیم پالس و صدمه زدن به گیرنده جلوگیری می نماید.ضمنا در زمان دریافت (گیرندگی ) ، فرستنده را قطع و گیرنده گی را فعال تا اکو های بازگشتی را دریافت نماید.
8- آنتن ( scanner) : عبارت است از یک صفحه جهت داده شده مشبک که ممکن است کروی نیز باشد. این صفحه امواج الکترو مغناطیس را به صورت متمرکز (Beam) ارسال و اکو های برگشتی را دریافت می نماید.
9- نوسان ساز مقطعی ( local Oscillator) :دستگاهی است که یک موج الترو مغناطیس با فرکانسی برابر با 30 الی 60 مگاهرتز تولید می کند. این موج با با امواج اکو های بازگشتی مخلوط می شود و یک فر کانس IFمی کند.( فرکانس شناخته شده).دکمه تنظیم رادار (tuning ) در حقیقت مقدار این فرکانس را کم زیاد می کند.
10- تقویت کننده فرکانس مخلوط (IF Amplifier) :امواج فرکانس مخلوط که بسیار پائینتر از فرکانس پالس یا اکو
می باشدرا تقویت می کند. این کار با دوروش صورت می پذیرد:
الف) : تقویت کننده خطی: در این حالت تمام اکو ها به صورت یک اندازه تقویت شده و در صفحه رادار ارائه می شوند.
ب ) : تقویت کننده لگاریتمی : در این حالت تفاوت لازم بین دو اکو قوی و ضعیف محاسبه شده و اکوی مناسبی از هرجسم در صفحه رادار نشان داده می شود.
11- صفحه نمایشگر ( cathod ray tube) : عبارت است از یک استوانه شیشه ای خالی از هوا که در قسمت پائین و باریک آن یک تفنگ الکترونیکی وجود دارد.و بالای صفحه آن یک پوشش فسفری وجود دارد . پرتاب الکترون ها به وسیله تفنگ الکترونیکی به صفحه فسفری باعث روشن شدن نقطه های نورانی در صفحه رادار گردیده که همان اکوه های جسم می باشد.
12-تنظیم کننده زمان ( Time base unit) : این دستگاه پس از دریافت امواج سوزنی شکل از دستگاه تحریک کننده ، امواج دندانه ای شکلی را از دستگاه تحریک کننده ،امواج دندانه ای شکل را تولید می کند. و به سیم پیچ های ایجاد کننده traceارسال می کند.
شـکـل
طول موج و فرکانس رادار :
- فرکانس رادار PRF) ) : عبارتست از تعداد پالسهایی که در یک ثانیه بوسیله آنتن ارسال می شود . این مقداربرای کشتیهای تجارتی معمولاً بین 500 تا 4000 می باشد . از آنجا که برای فواصل دور مدت زمان زیادی طول می کشد تا اکو به آنتن برگردد بنابراین نمی توان از فرکانس بالا استفاده نمود . پس برای بردهای زیاد از فرکانس پایین و برای بردهای کم از فرکانس بالا استفاده می گردد .
طول موج رادار ( Wave length ) : طول موج رادار به فرکانس پالس ارسالی بستگی دارد و از رابطه زیر بدست می آید
Velocity سرعت
Frequency فرکانس
سرعت نور عبارتست از 300000 کیلومتر بر ثانیه یا 300000 ضربدر 1000 ضربدر 100 سانتی متر بر ثانیه :
Cm/s1010× 3 = 100× 1000 × 300000 = C
رادارهای تجارتی معمولاً دارای فرکانس های زیر می باشند :
الف – فرکانس HZ) : 3000 MHZ9 10×3 ) یا (( S )) باند که طول موج آن 10 سانتی متر بوده برای بردهای زیاد و همچنین مواقع بارندگی استفاده می شود :
CM 10 = 1010×3 = طول موج
109×3
ب – فرکانس mhz 10000: ( hz 109×10) یا ((X )) باند که طول موج آن برابر 3 سانتی متر می باشد و برای بردهای پایین یا زمانی که نیاز به تصویر واضح باشد استفاده می شوند :
CM 3 = 1010×3 = طول موج
1019 ×10
پدیده های جوی موثر بر تصویر رادار :
الف – باد : باد بهمراه امواج دریا بسبب پیدایش اکوهایی در صفحه نشانگر می شود این اکوها که در سطح جلویی ( جبهه ) موجها ایجاد می شوند فقط در نزدیکی شناور دیده می شوند و در طرفی که باد می وزد بیشترند . دکمه محو اثر امواج ( anti sea clutter ) میزان تقویت اکوهای برگشتی را که از فواصل بعنوان مثال کمتر از نیم مایل می آیند کاهش می دهد بنابر این اکوهای ضعیف حاصل از امواج دریا با این عمل تقویت نمی شوند و تقریباً محو می گردند .
*دکمه anti sea clutter پس از استفاده یا در مواقعی که نیاز نمی باشد باید حتماً در حداقل مقدار باشد زیرا ممکن است اکوهای حاصل از واحدهای کوچک اطراف شناور نیز محو شوند .
ب- نزولات جوی : بارش به هر صورت که باشد سبب می شود مقداری از انرژی امواج ارسال شده جذب شوند یا این امواج به اطراف پراکنده شوند حتی بخار آب موجود در هوا نیز می تواند بر طول موجهای کمتر از 3سانتی متر تاثیر داشته باشد . قطرات باران می توانند باعث پراکندگی طول موجهای کمتراز 10 سانتی متر شوند . از طرف دیگر قطرات باران سبب ایجاد اکو نیز می شوند که بصورت یک تکه ابر بر روی صفحه نشانگر ظاهر می شوند و می توانند اکوهای حاصل از هدفهای موجود در منطقه بارندگی را پنهان نمایند دکمه anti sea clutterبا کاهش دادن میزان تقویت امواج ، اثر اکوهای باران را کمرنگ می سازد و بدین ترتیب اکوهای قوی حاصل از یک شناور بدنه فلزی در آن منطقه کاملاً قابل رویت خواهد بود .
ج- اثر رادارهای دیگر : هنگامی که یک رادار در مجاورت واحد ما روشن باشد چنانچه فرکانس آن در محدوده باند مورد استفاده در رادار خودی باشد یک سری خطوط نقطه چین و مارپیچی بر روی صفحه رادار ظاهر می گردند . این پدیده Starring نامیده می شود.
د- اثر گرد و غبار در اتصالات : بعلت وجود گرد و غبار در اتصالات آنتن و نمایانگر خط سینه کشتی یا سیم پیچهای ایجاد Traceیا بر اثر صدای ایجاد شده در دستگاههای الکترونیکی مجاور یک سری خطوط مجزا یا مجموعه ای از خطوط بر روی صفحه ظاهر می گردند . این پدیده Spoking نامیده می شود .
شـکـل
نقاط سایه و کور رادار : قسمتهایی از زاویه دید رادار می باشد که بعلت وجود موانع روی شناور نظیر دودکش ، دکل جرثقیل و غیره پدید می آیند . این زاویه ها باید شناسایی شده بصورت برچسب بر روی رادار نصب گردند . با اندکی تغییر مسیر می توان به وجود هدفهایی که در این قسمتها قرار دارند پی برد .
اکوهای نادرست : ( Fals Echoes )
- اکوی غیرمستقیم : ممکن است گاهی پالس ارسال شده بر اثر برخورد با موانع روی شناور منحرف شود و در مسیر دیگری حرکت نماید . چنانچه این پالس به هدفی برخورد نماید در همان جهت بر میگردد و پس از انعکاس از مانع به آنتن رادار می رسد بنابراین اکوی دریافتی با فاصله صحیح ولی در جهت نادرست نمایش داده می شود ( جهت مانع ) .
شـکـل
- اکوهای حاصل از لوبهای جانبی ( Side Lobes) : امواج رادار بصورت گلبرگهای کشیده یا لوب ( Lobe ) ارسال می گردند . از آنجا که همراه این لوب اصلی تعدادی لوبهای کوچکتر نیز ایجاد می شوند بر اثر برخورد هر یک با هدف یک اکو ایجاد می شود و در صفحه نشانگر ظاهر می گردد بدیهی است فقط اکوی بزرگتر قابل قبول می باشد .
شـکـل
اکوهای مرکب : هنگامی که دو کشتی در کنار هم و در مسیری موازی با هم حرکت می نمایند برخی از اکوهای شناور دیگر ممکن است به بدنه شناورها برخورد نمایند و دوباره منعکس شوند و این عمل چند بار تکرار شود چنانچه یکی از این اکوها بوسیله آنتن دریافت شود نقطه ای بر روی صفحه نشانگر ظاهر می شود و چون این عمل تکرار می شود ممکن است چند هدف با فاصله های مساوی روی صفحه رادار داشته باشیم که فقط اکوی اول صحیح می باشد و بقیه نادرست هستند .
برخی از دکمه های موجود در رادار
Brilliance : میزان الکترونهایی را که به صفحه نشانگر برخورد می نمایند کنترل می کند و در واقع روشنایی مربوط به سایر کنترلها را نیز تعیین می نماید . اگر مقدار درخشندگی زیاد باشد عمر صفحه کوتاه می شود و ممکن است وسط صفحه بسوزد .
Gain : میزان تقویت کلیه امواج دریافتی را بعهده دارد و بنابراین چنانچه خیلی کم باشد هیچ هدفی مشخص نمی گردد و اگر زیاد باشد پارازیت های ایجاد شده سبب می گردند که هدفهای دیگر نیز پنهان شوند .
Stand by : ازآنجا که جریان الکترونی بسیار قوی بر صفحه نشانگر وارد می شود در ابتدا این کلید سبب می شود که فقط یک ولتاژ مثبت به صفحه متصل شود و آنرا گرم نماید .
بنابراین در این حالت هیچ موج دندانه ای شکل یا اکوی برگشتی و تقویت شده ایجاد نمی گردد و برای اینکه عمر دستگاه بیشتر شود بهتر است که رادار از حالت روشن ( ON ) به حالت Stand by و سپس خاموش ( OFF ) تغییر وضعیت دهد . روشن و خاموش کردن پی در پی برای صفحه رادار و سایر قسمتها مضر می باشد
روش روشن کردن رادار :
1. ابتدا مطمئن شوید که آنتن می تواند آزادانه بچرخد و کسی در بالای دکل مشغول کار نمی باشد .
2. دقت نمایید که تمام کنترلها در حالت حداقل ( min ) باشند .
3. دکمه ON / OFF را روی حالت Stand by قرار داده مدتی صبر نمایید و سپس روی حالت NON قرار دهید .
4. درخشندگی را کم کم زیاد نمایید تا Trace مشخص گردد . سپس دکمه تعیین برد را روی 6 مایل قرار دهید و گیرندگی ( Gain ) را کم کم زیاد نمایید تا هدفهای اطراف بصورت نقطه های کم نور روی صفحه مشخص گردند .
*هرگز برای مدت طولانی به صفحه رادار نگاه نکنید و هیچ وقت روبروی آنتن در حال کار قرار نگیرید .
مزیتهای رادار در ناوبری
چنانچه رادار برای ناوبری بکار برده شود مزیت های مسلمی نسبت به سایر دستگاههای ناوبری دارد که بسیاری از آنها در زیر نامبرده می شوند .
1-معمولا می توانید موقعی که سایر روشهای ناوبری غیر قابل استفاده میباشند . از رادار استفاده کنید مانند ، شب یا در دید کم .
2-از این نظر که رادار ، هم فاصله یک شیئ و هم سمت آن را مشخص می نماید ، می توان با یک شیئ تنها نسبت به تعیین نقطه شکشتیر اقدام نموده و محل کشتی را تعیین نمود .
3-در روی نشان دهنده رادار Pean position Indicator) (ppI)) :
وضعیت کشتی بطور دائم زیر نظر بوده و می توان نقطه کشتی را سریعاً تعیین کرد .
4- بعضی مواقع ناوبری با رادار دقیقتر از ناوبری ساحلی می باشد .
5- رادار وسیله ضد تصادم مفیدی است ، زیرا که حتی در دید کم ، وضعیت اطراف کشتی را بر روی صفحه ppi مشخص می باشد . در هر صورت استفاده از رادار به تنهایی موجب احتراز از تصادم نبوده و دلیل تغییر در قوانین راه نمی باشد .
6- معمولاً می توانید با استفاده از رادار با فاصله بیشتری از خشکی نسبت به روشهای غیر الکترونیکی که در ناوبری ساحلی بکار می روند استفاده کنید .
نقاط ضعف رادار در ناوبری
رادارهای مورد استفاده در ناوبری دارای نقاط ضعف و همچنین محدودیت هائی بسیاری هستند ، که در زیر به بعضی از آنها اشاره می شود
1- ممکن است دچار اشکال مکانیکی یا الکترونیکی بشود .
2- دارای محدودیت حداقل و حداکثر برد می باشد .
3- حتی اگر تجربه و تخصص لازم را دارا باشید ، تفسیر اطلاعات بدست آمده از نشان دهنده رادار همیشه ساده و آسان نیست .
4- دقت و عملکرد رادار در تعیین موقعیت کشتی در بعضی مواقع بدقت سایر روشهای ناوبری ساحلی نیست ، برای مثال سمت چشمی دقیقتر از سمت رادار می باشد .
5- در شرایط جوی غیر عادی ممکن است رادار قابل اطمینان نباشد .
6- قایق های کوچک ، بویه ها یا صخره ها و امثال اینها را نمی توان کشف نموده ، بخصوص اگر دریا متلاطم یا این اشیا نزدیک ساحل باشند .
دقت رادار
دقت نقطه به دست آمده با رادار ،وقتیکه در ناوبری بکار می رود بستگی به نوع رادار و مهارت پرسنل مربوطه دارد چنانچه از رادار برای ناوبری استفاده کنید متوجه مسائلی که در دقت ان موثر می باشد خواهید شد .
در بیشتر موقعیتها دقت نقطه های رادار بخوبی قابل مقایسه با نقطه هایی که با وسایل دیگر بدست آمده اند
می باشند. در هر صورت محدو دیت های هر رادار بخصوص ، باید برای پرسنلی که از ان برای کسب اطلاعات مربوطه استفاده مینمایند شناخته شده باشد . برخی از عواملی که در دقت اطلاعات رادار موثرند به شرح زیر می باشند .
1- زاویه واگرایی Beam Width : گرچه علائم رادار جهتی می باشند ولی بصورت هذلولی باریک پخش می گردند . پژواکها Echoes )) مرتباً پس از برخورد امواج به اجسام توسط رادار دریافت می شوند .
2- طول پالس بر ضخامت یا عمق ظاهری نقطه ای که بر روی صفحه رادار ظاهر می شود اثر می گذارد .
3- تنظیم مکانیکی : رادار با وجود محکمی دستگاه نسبتاً حساسی است و احتیاج به تنظیم دقیق دارد . بخاطر داشته باشید اشتباه در تنظیم رادار معمولاً باعث اشتباه در اطلاعات به دست آمده می گردد .
4- تفسیر : حتی با تمرینات کافی و صحیح پژواک رادار برای کسی که با رادار کار می کند همیشه آسان نیست .
3 عاملی که باعث ایجاد این مشکل می گردد عبارتند از :
الف : قدرت تفکیک در سمت :
اگر دو شیئ یا بیشتر در فاصله خیلی نزدیک بهم و سمت تقریباً یکسان قرار داشته باشند انعکاس آنها در روی صفحه رادار ممکن است بصورت یک شیئ واحد به نظر برسد .
حداقل زاویه ای که رادار یک شناور می توتند دو جسم نزدیک به هم را در یک فاصله مساوی ازیکدیگر جدا نمایش دهد ، قدرت تفکیک در سمت آن رادار گویند
. همیشه این موضوع را در نظر داشته و به پرسنل خود نیز تأکید نمائید که تعدادی صخره ،قایق های کوچک یا سایر اجسام کوچک نزدیک ساحل ممکن است بصورت یک خط ممتد جلوه نموده و باعث شود که تصور کاذبی از محل خط ساحل در شما پدید آمده و دقت سمتهای رادار از نقاط ساحلی را کم نماید .
ب- قدرت تفکیک در فاصله :
حداقل فاصله بین دو شیئ را که تقریباً در یک سمت قرار دارند برای اینکه بتوانند توسط رادار تمیز داده شوند قدرت تفکیک در فاصله رادار گویند .
ممکن است شما موقعیت دو شیئ یا بیشتررا به صورت لکه بزرگی در روی صفحه رادار ظاهر ببینید ، یا اگر یک کشتی ، بویه یا صخره نزدیک به یک دماغه باشند در تشخیص محل دماغه دچار اشتباه شوید . قایقهای کوچک نزدیک بهم ، موج شکن یا امواج بزرگ در قسمتهای کم عمق ممکن است بصورت خطوط ساحلی کاذب در روی صفحه رادار ظاهر شوند . این تصویر ارائه شده دلیل بر یکسان بودن موقعیت اجسام نزدیک به هم نمی باشد ، تنها دلیل بر قدرت تفکیک رادار در جدا سازی فاصله می باشد.
ج- تفسیر خط ساحلی :
خط ساحلی ممکن است در اثر وجود تپه یا ارتفاعات یا منطقه جنگلی در پشت ساحل پست دورتر از انچه که است بر روی صفحه رادار ظاهر گردد . خطوط ساحلی کاذب همچنین ممکن است باعث کم شدن دقت فاصله و سمت رادار از نقاط ساحلی گردد . هرگز به خود یا پرسنل زیر دست خود اجازه ندهید فقط بدین جهت که از روی رادار در نزدیکترین فاصله از ساحل قرار دارید دچار یک احساس اطمینان کاذب شوند ممکن است خط ساحلی کاذب داشته باشید و صدها پا ساحل پست در سر راه شما باشد که رادار قادر به تشخیص هیچکدام از انها نیست .
محدودیت در برد
برای هر نوع استفاده ، رادار، دارای حداقل و حداکثر برد می باشد . علت حداقل برد وجود موانع در نزدیکی آنتن رادار ، امواج دریا ، ارتفاع آنتن شناور خودمان ، وضعیت جوی و فرکانس رادار ، قدرت دستگاه و .... می باشد که خارج از حدود این بحث است .حداکثر برد معمولاً بعلت انحنای زمین نسبت به خط دید محدود می باشد و بستگی به ارتفاع آنتن و ارتفاع شیئ از سطح اب دارد . بعضی از نکات فنی نیز مانند ، قدرت دستگاه ، عرض پالس و فرکانس امواج در برد حداکثر اثر میگذارد .
ناوبری با رادار
محل های کاملاً مشخص شده کشتی توسط رادار نقطه FIX کشتی محسوب می شود و محلها ئیکه طبق نظریه افسر راه کاملا مشخص و دقیق نیستند یا کمتر قابل اطمینان هستند با حروف اختصاری EStimted Positions (EP) مشخص می شوند . شما می دانید که دقت سمت های رادار همیشه از سمتهای چشمی کمتر است . ولی در هر صورت فواصل نسبتاً دقیق فقط با استفاده از رادار بدست آمده می آید .
سه نوع از معمولترین روش های نقطه کردن با رادار به شرح زیر می باشد .
1- با استفاده از دو یا چند فاصله
2- با استفاده از یک سمت و یک فاصله
3- با استفاده از دو یا چند سمت
الف) - با استفاده از دو یا چند فاصله
با استفاده از دو فاصله راداری یا بیشتر دقیقترین نقطه ای که می توان از روی صفحه رادار تعیین کرد بدست می آید . وقتی که این روش مستقلاً یا توام با سمت های چشمی بکار رود نقاط قابل اطمینانی بدست می آیند . هنگام ناوبری ساحلی همیشه به خاطر داشته باشید بدلائلی که قبلاً ذکر شد فواصلی که از خط ساحلی گرفته می شوند چندان دقیق نیستند ، پس به همین دلائل همیشه سعی نمائید که از یک دماغه یا پیش آمدگی ساحل کاملاً مشخص که بتوان بدقت برروی تصویر رادار مشخص نمود استفاده نمائید ، هر زمان که مقدور باشد سعی کنید ، فواصل رادار را با سمتهای چشمی تکمیل نمائید .
وقتیکه از 2 فاصله رادار یا بیشتر همراه با خطوط مکان چشمی استفاده شود احتمال خیلی کمی وجود دارد که
نقطه های شما اشتباه شود . به پرسنل خود تفهیم و تأکید کنید که هرچه از روش های گوناگون تواماً برای نقطه کردن استفاده نمایند دقت محل کشتی بیشتر خواهد بود.
ب) - با استفاده از فاصله و سمت از یک شیئ
همانطور که میدانید هم فاصله و هم سطح را می توان در یک آن از رادار بدست اورد . محل تقاطع سمت و فاصله تشکیل نقطه کشتی را میدهد . اگر فقط یک شیئ در دسترس باشد در آن صورت تنها راه تعیین نقطه کشتی همان سمت و فاصله رادار خواهد بود . اگر چیزی که از ان سمت می گیرید یک جزیره کوچک یا دماغه ای با عرض کافی می باشد می توانید با سمت های مماس بر طرفین انها و فاصله رادار نقطه دقیق تری بدست آورید . لیکن در این موارد سمتهای مماس جلوتر از فاصله اندازه گرفته شده همدیگر را قطع می نمایند و در نتیجه نقطه کشتی بصورت یک مثلث در می آید . در این صورت محل کشتی بر خلاف روش های دیگر که بر خلاف روش های دیگر که در مرکز مثلث می باشد در وسط قسمتی از کمان قطع شده بوسیله دو خط سمت ، قرار دارد.
پ) - با استفاده از دو یا چند سمت:
سمتهای رادار مانند سمتهای چشمی رسم می شوند. این روش نامناسب ترین و بی دقت ترین روشهای نقطه کردن با رادار می باشد. بنابراین چنانچه راه دیگری وجود داشته باشد ، باید از بکار بردن این روش اجتناب نمود.
سمت نماهای رادار Radar Beacons
دو نوع سمت نمای رادار بطور محدود مورد استفاده قرار می گیرند. این دو نوع عبارتند از Remark )اصطلاح اختصاری Radar mark که کشتیها از آن استفاده می کنند( و Racon (اصطلاح اختصاری Radar Beacon ( که در درجه اول در هواپیماها مورد استفاده دارد.
Remark یک فرستنده ساده می باشد که دائماً علائمی با فرکانس رادار منتشر می سازد. این علائم هر موقع که آنتن رادار بطرف سمت نما قرار گیرد ، در روی صفحه رادار بصورت یک خط نورانی نمایان می شوند. در نتیجه یک سمت مشخص از یک نکته معلوم بوجود می آید. سمت نماهای رادار قابل حمل و نقل بوده و ممکن است در نقاط بخصوص از ساحل برای استفاده مختلف مستقر گردند.
Racon از یک فرستنده تشکیل شده است ، که پس از دریافت علامت فرستنده یک رادار ، علامتی به کد برگشت می دهد. سمت نما بوسیله علائمی بصورت نقطه و خط تشخیص داده می شود. سمت و فاصله سمت نما با وضعیت اجزاء کد که در روی صفحه رادار ظاهر می گردند نشان داده می شوند.
