المبادى الأساسية للرادار ::: Basic Radar Principles

[Total war]

بسم الله الرحمن الرحيم

مقدمة : ​

تتكون كلمة رادار (RADAR) من الأحرف الأولى للجملى التالية: ​

Radio Detection and Ranging​

​

ويتكون هذا الجهاز من وحدات ودوائر الكترونية وميكانيكية تعمل معا فى تزامن دقيق جدا مستخدما الإرسال النبضى للمرجات الكهرومغناطيسية المرسلة والمستقبلة من هوائيات موجهة من أجل الحصول على اتجاها ومداها. ففى عام 1886 اكتشف العالم هيرتز أن موجات الراديو ترتد ثانية عندما تصطدم بالأجسام الصلبة واستطاع العالم ماركونى فى 1922 تقديم اساسيات عمل الرادار. وقد تم استخدام أول رادار بحرى فوق ظهر السفن الحربية فى عام 1937. وفى عام 1939 تم تحسين أداء الرادارات وتم استخدام الرادار البحرى فوق ظهر السفن التجارية فى عام 1944. وباستخدام الرادار البحرى فوق ظهر السفن التجارية أمكن تحديد مواقع الأهداف المحيطة بالسفينة وتحديد شكل السواحل والمضايق والمسرات البحرية كما أمكن التمييز بين الأهداف المتحركة والأخرى الثابتة.​

فإذا استطعنا قياس الفترة الزمنية بين إرسال النبضات واستقبال الصدى العائد منها وبمعرفة سرعة انتشار الموجات الكهرومغناطيسية ، فانه يمكن حساب المسافة التى قطعتها النبضة الرادارية منذ ارسالها وحى استقبال صداها.

المسافة المقطوعة = الفترة الزمنية × سرعة انتشار الموجات.

ويمكن أن نلخص أهم استخدامات الرادار فى المجال التجارى فى:

1- تحديد موقع السفينة بالقرب من السواحل وفى حالات الرؤية الرديئة.

2- أداة لمنع التصادم فى المناطق المزدحمة بالسسفن والبحار المفتوحة سواء فى الرؤية الحسنة أو الرديئة.

3- إعطاء معلومات وإرشادات ملاحية فى جميع الأوقات.

4- فى البحث والانقاذ.



​

 

[Total war]

التعريف بالطاقة الرادارية

الموجات الكهرومغناطيسية: Electromagnetic Waves​

تعريف بموجات الراديو وهى المستخدمة فى أجهزة الرادار، وتتكون من مجال مغناطيسى ومجال كهربى متعامدان لهما نفس التردد وطول الموجة كما أن محور التعامد الثالث لهما هو اتجاه الانتشار. وأهم خصائص موجات الراديو هى: ​

1- تنتشر هذه الموجات فى شكل موجات جيبية Wave form ​

2- تنتشر موجات الراديو بسرعة تقريبا تساوى سرعة الضوء.​

= 3 × 108 meter/sec and since I sec = 106 μ s​

:. = 300 meter / μ s​

= 162000 N.M./ sec​

3- تتاثر بالعوامل الجوية .. فهى تمتص بواسطة بخار الماء وتتشتت نتيجة اصطدامها بالجزئيات الصلبة المعلقة بالهواء.​

4- عند اصطدامها بأى جسم صلب فانها ترتد مرة ثانية. ​

الموجة الكاملة: Cycle ​

هى موجة كاملة تبدأ من 000o وتنتهى عند 360o ​

طول الموجة: Wavelength 2 ​

هى المسافة بالوحدات المتر به بين قمتين أو قاعين متتاليين. ​

وتستخدم الرادارات البحرية موجة طولها (X Band) 3cm وأحيانا تستخدم 10 cm (S Band) ​

التردد: Frequency f ​

هو عدد الذبذبات (الموجات الكاملة) المرسلة فى الثانية الواحدة وتعرف بالهرتز. ​

1 cm (X Band) Wave length (λ) = 3.2 cm 9300 ~ 9500 MHz​

10 cm (S Band) Wave length (λ) = 10 cm 2900 ~ 3100 MHz​

والعلاقة بين طول الموجة والتردد علاقة عكسية. أى أنه كلما زاد طول الموجة كلما قل التردد والعكس صحيح. ​

النبضة الرادارية : Radar Pulse ​

تخرج الطاقة الرادارية من الهوائى الموجة على شكل نبضات قوية ومتناهية فى القصر من الموجات الكهرومغناطيسية وذلك حتى يمكن استخدام هوائى واحد لارسال هذه النبضات واستقبال الصدى العائد منها عندما تصطدم بأى هدف. ​

فترة النبضة: Pulse length ​

هى الفترة الزمنية مقاسه بالميكروثانية اللازمة لارسال أقصى طاقة معينة. وفترة النبضة المستخدمة فى الرادارات البحرية تتراوح من 0.05 μs ~ 1.3 μs ، وتعتمد فترة النبضة على اختيار الراصد والمدى المستخدم: ​

​

نبضة قصيرة المدى 6 ميل أو أقل ​

نبضة طويلة المدى 12 ميل أو أكثر ​

المعدل التكرارى للنبضة : Pulse Repetition Frequency (P.R.F.) ​

هو عدد النبضات المرسلة فى الثانية الواحدة. وتستخدم الرادارات البحرية معدلات تكرارية بين: ​

400 - 4000 Pulse / sec ​

ويتغير المعدل التكرارى تبعا للمدى المستخدم ففى المدى الصغير يكون المعدل التكرارى كبير والعكس فى المدى الكبير يكون المعدل التكرارى صغير.​

الفترة التكرارية: Pulse Repetition Interval (P.R.I.): ​

هى الفترة الزمنية مقاسة بالميكروثانية بين بداية إرسال نبضتين متتاليتين. وهى الفترة التى يتم خلالها استقبال الأصداء العائدة من الأهداف وتكون فى الرادارات البحرية بين: 250-2500 μs ​

العلاقة بين المعدل التكرارى للنبضة والفترة التكرارية: ​

مما سبق يمكن استنتاج أنه كلما زاد المعدل التكرارى كلما قلت الفترة التكرارية والعكس صحيح. ​

أى أن المعدل التكرارى للنبضة والفترة التكرارية بينهما تناسب عكسى ​

أى أنه بمعرفة الفترة التكرارية يمكن إيجاد المعدل التكرارى والعكس صحيح.​

 

[Total war]

استخدامات الرادار

مبادئ قياس المدى: Principles Range Measurements ​

يتم قياس مدى أى هدف عن طريق إرسال النبضات الرادارية من هوائى موجة واستقبال الصدى العائد من هذا الهدف فى نفس الاتجاه الذى أرسلت منه هذه النبضات.​

ومن الواضح أن الزمن المستغرق بين إرسال النبضة واستقبال صداها يعتمد على: ​

1- سرعة النبضة. ​

2- الزمن الذى تستغرقه النبضة فى رحلة الذهاب والعودة.​

وعلى ذلك بمعرفة سرعة انتشار موجات الراديو وبامكانية قياس الوقت المستغرق فان مدى الهدف يمكن حسابه. ومن المعروف أن سرعة انتشار موجات الراديو تعتمد على طبيعة الوسط الذى تنتشر فيه وللأغراض العملية فى الرادارات البحرية فمن الممكن اعتبار أن سرعة انتشار موجات الراديو ثابتة وتساوى: ​

300,000,000 meter/sec = 300 meter/ μsec​

وهذه القيمة يمكن إيجاد علاقة بين مدى الهدف والوقت المستقطع بين إرسال النبضة واستقبال صداها. ​

مبادئ قياس الاتجاه: Principles of bearing Measurements ​

فى نظام الرادارات البحرى يستخدم هوائى (Scanner or Aerial) واحد فى عملية الارسال والاستقبال، وهو مصمم لكى يتم تركيز الطاقة المرسلة منه فى حزم ضيقة فى المستوى الأفقى. ​

عرض الحزمة فى المستوى الأفقى: H.B.W ​

هى الزاوية المحصورة بين حزمة الطاقة المرسلة فى المستوى الأفقى. وحسب متطلبات المنظمة البحرية الدولية بالنسبة لمستويات الأداء للرادار البحرى يجب ألا تزيد قيمتها عن 2.5o . وعامة فإن عرض الحزمة الأفقى المستخدم فى الرادارات البحرية يتراوح بين 0.75o-2.0o وذلك حتى يمكن تركيز الطاقة فى حزمة ضيقة والتمييز بين الأهداف. ​

وتنتشر الطاقة الرادارية فى شكلها النبضى فى اتجاه الهوائى والذى يدور فى تزامن ميكانيكى أو إلكترونى مع خط الأساس الزمنى (الراسم للمسح الرادارى على شاشة البيان). وعند اصطدام هذه الطاقة بهدف ما فانها تنعكس فى جميع الاتجاهات ويكون للهوائى نصيب من هذه الطاقة المرتدة تستقبل على نفس الاتجاه الذى أرسلت فيه، فتظهر كنقطة مضيئة على خط الأساس الزمنى الذى يكون اتجاهه النسبى مساويا لاتجاه الهوائى النسبى من خط مقدم السفينة. ​

ملحوظة: ​

- الاتجاه الحقيقى لهدف = الاتجاه النسبى المقاس للهدف + خط سير السفينة الراصدة. ​

- قياس المدى بواسطة أجهزة الرادار أدق من قياس الاتجاهات. حيث إن قياس المدى يعتمد على تزامن دقيق جدا تصب دقته إلى 1/10 من الثانية بينما قياس الاتجاه يعتمد على تزامن ميكانيكى. ​

 

[Total war]

مكونات وأساس عمل جهاز الرادار ​

The radar system operational principles

مقدمة: Introduction ​

يتكون جهاز الرادار البحرى من أربع وحدات رئيسية تعمل جميعا فى تزامن دقيق لإرسال النبضات الرادارية عبر هوائى موجة فى جميع الاتجاهات واستقبال الأصداء العائدة من الأهداف عن طريق نفس الهوائى ليتم تكبيرها فى وحدة الاستقبال وعرضها على شاشة الرادار ليتم تحديد مدى واتجاه هذه الأهداف وتفادى التصادم معها. ​

والمكونات الساسية لوحدة الرادار البحرى هى: ​

1- وحدة الإرسال Transmitter Unit ​

2- وحدة الهوائى Aerial Unit ​

3- وحدة الاستقبال Receiver Unit ​

4- وحدة عرض المعلومات Display Unit ​

وسيتم شرح عمل كل وحدة من هذه الوحدات شرحا مختصرا وعلاقة عمل كل وحدة بالأخرى أولا ، وبعد ذلك سيتم شرح مكونات وعمل كل وحدة بالتفصيل. ​

أولا: وحدة الإرسال The transmitter function ​

الوظيفية الرئيسية لوحدة الإرسال هى توليد نبضات رادارية ذات طاقة كهرومغناطيسية لها المواصفات التالية: ​

1- ذات فترة نبضة محددة ومتناهية فى الصغر (0.05-1.3 ميكروثانية). ​

2- ذات معدل تكرارى محدد (400-4000P.R.F).​

3- ذات تردد ثابت وعالى جدا.​

4- ذات طاقة عالية.​

وتنقل هذه النبضات عادة عبر أنبوبة توجيه الموجات (هى عبارة عن أنبوبة من النحاس مفزغة من الداخل ذات مقطع عرضى على شكل مستطيل أو دائرى) فى هيئة مجال كهربى ومجال مغناطيسى متعامدين على بعضهما. ومن مبادئ قياس المدى أن يكون هناك تزامن بين إرسال النبضة وخروج النقطة المضيئة من المركز إلى حافة الشاشة لكى ترسم خط الأساس الزمنى ويتم ذلك عن طريق استخدام نفس النبضة لبدء الإرسال وخروج النقطة المضيئة من المركز للحافة. وتعرف هذه النبضة بنضبة التزامن أو المؤقت (Synchronizing Pulse or Trigger) ​

ثانيا: وحدة الهوائى The Aerial function ​

يقوم الهوائى بإرسال الطاقة الرادارية فى جميع الاتجاهات واستقبال الصدى العائد من الأهداف. ويصنع الهوائى بطريقة معينة بحيث يقوم بتوزيع الطاقة الرادارية على شكل حزمة لها ارتفاع رأسى وعرض أفقى. وللحصول على هذه الحزمة الموجهة فى كلا من المستويين الرأسى والأفقى فإن عرض الحزمة الفقى يجب أن يكون صغيرا لكى يمكن تركيز الطاقة الرادارية بعكس عرض الحزمة الرأسى والذى يجب أن يكون كبيرا (أقل عرض للحزمة الرأسى – 20 درجة وذلك حسب متطلبات المنظمة البحرية الدولية IMO) وذلك للحصول على صدى الأهداف أثناء الدرفلة الطولية والعرضية للسفينة. ​

ثالثا: وحدة الاستقبال : The receiver function ​

تعمل وحدة الاستقبال على تكبير الأصداء الضعيفة العائدة من الهداف والتى يتم استقبالها عن طريق الهوائى ثم وضعها فى الشكل والقيمة المناسبة لإظهارها على شاشة الرادار (صمام أشعة المهبط). وقد سبق الإشارة إلى انه يتم استخدام هوائى واحد من إرسال النبضات الرادارية واستقبال الصدى العائد من الأهداف. كما أن أنبوبة توجيه الموجات تستخدم أيضا فى الإرسال والاستقبال لذا فإنه من الممكن أن تمر الطاقة مباشرة من المرسل إلى المستقبل. ولكى يتم حماية المستقبل من الطاقة المرسلة فإنه يتم استخدام صمام يعرف بصمام الإرسال والاستقبال (T/Rcell) والذى يقع على أنبوبة توجيه الموجات قبل وحدة الاستقبال مباشرة وهو يقوم بإغلاق وحدة الاستقبال أثناء الإرسال وإغلاق وحدة الإرسال أثناء الاستقبال. ​

وفى الواقع فإن هناك إشارتان تدخلان إلى وحدة الاستقبال: ​

1- إشارة الصدى العائد من الهدف والتى تم استقبالها عن طريق الهوائى. ​

2- إشارة من المؤقت وذلك للقضاء على تشويش البحر.​

وتخرج الإشارة المكبرة من المستقبل إلى وحدة عرض المعلومات لاظهارها على شاشة البيان. ​

رابعاً: وحدة عرض المعلومات : The display function ​

الوظيفة الرئيسية لوحدة عرض المعلومات هى تحديد وجود الأهداف وذلك بإظهار الصدى على شاشة صمام اشعة المهبط (عن طريق لمعان النقطة المضيئة مكان الصدى الذى تم استقباله). وبذلك يمكن قياس كلا من مدى واتجاه هذا الهدف. أى قياس الزاوية بين مكان لمعان النقطة المضيئة وخط المقدم (Heading Marker) لتحديد الاتجاه. وقياس موقع الصدى بالنسبة للمركز لتحديد المدى. وللحصول على الصورة الرادارية فإنه يتم إدخال أربع إشارات إلى وحدة عرض المعلومات وهى: ​

1- إشارة المؤقت Trigger ​

2- الأصداء العائد من الأهداف بعد تكبيرها The amplified echoes​

3- إشارة التزامن بين الهوائى وخط الأساس الزمنى The rotation signal ​

وهذه الإشارة تسبب دوران خط الأساس الزمنى على شاشى البيان بنفس الدوران الزاوى للهوائى.​

4- إشارة علامة مقدم السفينة The heading marker signal​

وهى تسبب لمعان خط الأساس الزمنى عندما يشير الهوائى إلى خط مقدم – مؤخر السفينة. وعلامة مقدم السفينة هى الأساس لقياس الاتجاهات. ​

لمشاهدة طريقة الأستقبال والأرسال .....اضغط هنا​

​

 

[Total war]

الوحدات الأساسية بالرادار
​

وحدة الإرسال

The Transmitter ​

وحدة المؤقت: The Trigger Generator ​

هو القلب المنظم المسؤول عن التزامن بين الوحدات ، يقوم بإنتاج نبضة كهربية ذات فرق جهد منخفض، كما يتحكم فى المعدل التكرارى للنبضة Pulse Repetition Rate فعند استخدام مدى كبير يقوم بإنتاج معدل تكرارى نبضى صغير وعند استخدام مدى مدى صغير يقوم بإنتاج معدل تكرارى نبضى كبير يرسلها فى شكل موجات مدببة إلى وحدة المعدل Modulator وكذلك إلى وحدة الأساس الزمنى بالمستقبل Time Base. ​

وحدة المعدل: The Modulator ​

يعمل على تحويل التيار المغذى من وحدة التوقيت إلى نبضات ذات طاقة عالية جداً، كما أنه يتحكم فى فترة النبضة المرسلة، أى أنه يقوم بتحديد طول وشكل وطاقة النبضة. ​

وحدة المجنترون The Magnetron ​

هو عبارة عن مذبذب للنبضات ذات الطاقة العالية وله القدرة على العمل فى فترات تكرارية صغيرة جدا وبدقة عاليه وكذلك فترة النبضة المتناهية فى الصغر. ووظيفة المجنترون رفع تردد النبضات وتحويلها إلى نبضات كهرومغناطيسية تخرج إلى الفضاء الخارجى عبر أنابيب التوجيه عن طريق الهوائى الموجة.​

 

[Total war]

وحدة الهوائى


The Antenna

وظيفة الهوائى هى تركيز الطاقة المرسلة فى حزمة ضيقة وهو يدور بسرعة حول نفسه لجعل الطاقة تنتشر فى جميع الاتجاهات وكذلك استقبال الطاقة من جميع الاتجاهات. وتتكون وحدة الهوائى من الآتى: ​

1- أنبوبة توجيه النبضات Wave Guide ​

2- وحدة إرسال واستقبال TR/RX switch ​

3- الهوائى Scanner ​

أنبوبة توجيه النبضات: ​

من خلال هذه الأنبوبة تتجه الطاقة ذات التردد العالى من وحدة المجنترون وللأنبوبة مقطع مستطيل أو دائرى من النحاس، ويتحدد شكل المقطع لأنبوبة التوجيه تبعا لطول الموجة المستخدمة، وتتصل نهاية الأنبوبة بوحدة الهوائى عن طريق وصلة خاصة يمكنها الدوران مع الهوائى لجعل الطاقة تصل إلى مركز الهوائى للانتشار.​

 

[Total war]

وحدة الإرسال والاستقبال:​

​

يعود الصدى المرتد من الأهداف عن طريق الهوائى إلى المستقبل وغالبا ما تكون هذه الأصداء ضعيفة ومن غير المطلوب زيادة ضعفها وقد يحدث ذلك عند عودة الصدى داخل أنبوبة التوجيه فى اتجاه المرسل، لذلك فوحدة الاستقبال وظيفتها الأساسية السماح بمرور الطاقة المرسلة من المرسل عن طريق أنبوبة توجيه النبضات إلى الهوائى مباشرة دون الوصول إلى المستقبل وذلك يسمح بطاقة أكبر للانطلاق، وكذلك عند عودة الصدى يسمح له بالوصول إلى المستقبل دون الوصول إلى المرسل​

الهوائى: ​

وظيفة الهوائى هى توجيه طاقة الرادار فى اتجاه محدد لتحديد الاتجاه النسبى أو الحقيقى للأصداء المرتدة من الأهداف. وهناك أطوال مختلفة للهوائيات فالأطوال 2 ، 1 ، 8 ،1 ، 7 ،2 متر تستخدم مع الطول الموجى 3 سم والطول 3.7 متر يستخدم مع الموجة 10سم. وهناك نوعان أساسيان للهوائيات: ​

1- الهوائى المقعر : The Parabolic Reflector ​

2- الهوائى ذو الأنبوبة المثقبة: Slotted Wave Guide ​

الهوائى المقعر: ​

يتكون من لوح معدنى على شكل قطع مكافئ يقوم بنشر الطاقة الرادارية فى شكل خطوط متوازنة ويثبت عند مركزة أنبوبة تسمى البوق الذى تنطلق منه النبضة الرادارية فى اتجاه القطع المكافئ​

​

مميزاته: ​

1- انتشار الطاقة الرادارية المنطلقة من الرادار فى شكل خطوط متوازنة بعد اصطدامها بالهوائى. ​

2- قوة إنشاءاته.​

3- رخص ثمنه.​

عيوبه: ​

1- وجود حزم جانبية بجانب الحزم الرئيسية نتيجة لشكل الهوائى تؤدى إلى ظهور أهداف زائفة. ​

2- وزن وحجم كبير نسبيا.​

3- تأثره بالرياح مما يؤثر على سرعة الدوران.​

 

[Total war]

الهوائى ذو الأنبوبة المثقبة: ​

​

يتكون هذا الهوائى من أنبوبة توجيه موجات مفتوحة من احدى طرفيها ومغلقة من الطرف الأخر. ويوجد بها العديد من الثقوب المحددة الشكل والعدد (Slots) تبعا للتردد المستخدم وكذلك الطاقة المرسلة. وترسل هذه الطاقة مباشرة من خلال هذه الثقوب والتى يغذى بها الهوائى عن طريق الطرف المفتوح. ويثبت حول أنبوبة التوجيه صندوق من الفيبرجلاس لحمايته من رس البحر. ​

مميزاته: ​

1- تركيز الطاقة فى حزم ضيقة. ​

2- قلة الحزم الجانبية وبالتالى فقد قليل فى الطاقة.​

3- حجم صغير وعدم مقاومة الهواء.​

عيوبه: ​

1- غالي الثمن . ​

2- معرض للتهشم.​

 

[Total war]

معدل دوران الهوائى: ​

يتم إدارة الهوائى بواسطة موتور له سرعة ثابتة مثبت أسفل وحدة الهوائى ومحمى داخل صندوق من الفيبر جلاس. يدور ذلك الموتور متزامنا مع حركة دوران خط الأساس الزمنى بشاشة الرادار، وقد أثبتت التجارب أنه حتى يمكن لأى هدف أن يظهر على شاشة الرادار يجب أن تصطدم به الطاقة الرادارية ثمان مرات متتالية، وعلى ذلك فإن سرعة الموتور سوف تعتمد على المعدل التكرارى للنبضة وأيضاً عرض الحزمة. ​

لذلك نجد أنه كلما ذات سرعة دوران الهوائى كلما قل عدد مرات الصدى من الأهداف ولا يتم ظهوره على شاشة الرادار، وإذا قل نجد أن تأثير المادة الفسفورية بشاشة الرادار ينتهى وبذلك يصعب تمييز الهدف. ​

وطبقا للأداء المطلوب بواسطة المنظمة البحرية الدولية (IMO) يجب أن يكون الدوران مع عقارب الساعة ومستمر ومعدل دوران لا يقل عن 12 دورة فى الدقيقة فى وجود رياح قوتها 100 عقدة. وغالبا ما تتراوح سرعة الدوران من 20 إلى 80 لفة فى الدقيقة اعتمادا على نوع الجهاز.
​

عرض حزمة الطالقة فى المستوى الأفقى: Horizontal Beam Width (HBW) ​

للحصول على اتجاه دقيق لهدف على شاشة الرادار يجب أن تكون حزمة الطاقة المرسلة ذات عرض صغير جدا لسببين: ​

1- تركيز الطاقة المرسلة فى اتجاه محدد. ​

2- تمييز الأهداف التى على مدى واحد وقريبة من بعضها Bearing Discrimination​

وطبقاً للأداء المطلوب بواسطة المنظمة البحرية الدولية (IMO) يجب أن يتراوح عرض حزمة الطاقة الرادارية فى المستوى الأفقى بين 0.5o-2.5o ويعتمد شكل الطاقة المرسلة على طول الموجة الرادارية وعرض الهوائى المستخدم حيث يمكن حساب عرض الحزمة فى المستوى الأفقى.
​

عرض حزمة الطاقة فى المستوى الرأسى : Vertical Beam Width (VBW) ​

طبقا لمتطلبات الأداء والمحددة بواسطة المنظمة البحرية الدولية (IMO) يجب أن يتراوح اتساع حزمة الطاقة الرادارية فى المستوى الرأسى فى حدود 20o وذلك حتى يحتفظ الرادار بكفائته أثناء الدرفلة الطولية والعرضية للسفينة واكتشاف الأهداف القريبة من السفينة.​

 

[Total war]

وحدة الاستقبال ​

The Receiver
​

وظيفة المستقبل هى استقبال الصدى العائد ثم تكبيره لاظهاره على شاشة الرادار، وحيث أن ترددات المستقبلة فى جهاز الرادار ترددات عاليه جدا ولكنها ذات طاقة ضعيفة جدا يصعب تكبيرها فيجب خفض تردد الصدى العائد بمعدلات كبيرة قبل عملية التكبير، (لأسباب هندسية واقتصادية ليس من المفضل تكبير تلك الترددات، فترددات الراديو المستخدمة فى وحدة الرادار ذات طول موجة 3 سم بين 9300 و 9500 ميجا هيرتز وذات طول الموجة 10سم بين 2900 و 3100 ميجا هيرتز). ​

الوحدة المسئولة عن ذلك هى وحدة الخلاط وذلك بالعمل مع وحدة المذبذب المحلى لانتاج التردد الوسيط الذى يتراوح قيمته بين 30 إلى 60 ميجا هيرتز. تمرر تلك الترددات من وحدة الخلاط إلى وحدة التكبير ثم إلى وحدة المحدد (المنظم Detector) والتى يتم بها استخلاص الطاقة الرادارية واستخلاص الغلاف المحيط بالطاقة لتصبح فى شكل نبضات مستطيلة مرة أخرى والمسماة بنبضات الفيديو والتى يتم تكبيرها مرة أخرى من خلال عدة مراحل ثم ترسل إلى صمام اشعة المهبط (CRT) . ​

ويتضح مما سبق أنه يمكن تقسيم مسار الإشارة إلى ثلاث مراحل: ​

1- قسم التردد الرادارى (R.F.) ، وحدة خفض التردد المستقبل وتحويله إلى تردد وسيط (I.F.). ​

2- قسم التردد الوسيط (I.F.) ، وحدة تكبير وتحويل الإشارة إلى نبضة مرئية (V.P.).​

3- قسم الفيديو (V.P.) ، وحدة تكبير وتحويل إلى صورة رادارية.​

وحدة المذبذب المحلى: Local Oscillator ​

وظيفة المذبذب المحلى هى إنتاج موجات راديو ذات طاقة ضعيفة وعلى تردد ثابت بحيث يكون الفرق بينها وبين تردد الصدى العائد (تردد المجنترون) مساويا لمقدار التردد الوسيط. ​

التردد الوسيط – تردد المجنترون – تردد المذبذب المحلى ​

ففى الرادارات X band يكون مقدار التردد الوسيط مساويا 10 ميجا هيرتز. أى أنه إذا كان تردد المجنترون 9400 ميجا هيرتز يكون تردد المذبذب المحلى 9430 أو 9370 ميجا هيرتز. ​

وحدة الخلاط: Mixer ​

وظيفة وحدة الخلاط هى استقبال الصدى الضعيف ذو التردد العالى (تردد المجنترون) وخلطها مع ترددات وحدة المذبذب المحلى لإنتاج إشارة ترددية مساوية للفرق بين الترددين والمسمى التردد الوسيط (I.F.) وتسمى هذه النظرية السوبرهتروداين (Super heterodyne type) . التردد الوسيط والذى يتم ضبطه مسبقا بواسطة الصانع هو الذى يسمح فقط بتكبيره فى دوائر التكبير إذا كان فى حدود عرض النطاق الترددى لهذه الدوائر. كما أن جودة تكبير الإشارة تعتمد على قيمة التردد الوسيط لعرض النطاق الترددى. ​

وحدة التوليف: Tuning ​

يتم الضبط والتحكم فى وحدة المذبذب المحجلى لإنتاج النبضات ذات الفرق المطلوب عن تردد المجنترون عن طريق مفتاح التوليف Tuning Control حتى يمكن ضبط صورة رادارية جيدة. ويتم ذلك عن طريق تغيير الجهد الكهربى المغذى للمذبذب المحلى لرفع أو خفض تردد الاشارات الخارجة منه حتى تحصل فى النهاية على التردد الوسيط الأمثل ليتم تكبيره بعد ذلك. وهناك طريقتين للتوليف: ​

1- التوليف اليدوى Manual Tuning Control ​

2- التوليف الاوتوماتيكى Automatic Tuning​

وحدة التكبير : I.F. Amplifier ​

وظيفة وحدة التكبير هى استقبال الإشارة من وحدة الخلاط وتكبيرها وخفض قيمة الشوشرة. يتم توليف وحدة التكبير بحيث تستجيب فقط لمركبة إشارة وحدة الخلاط والتى تقع فى عرض النطاق الترددى. ​

وحدة التكبير عبارة عن سلسلة من المراحل يمكن من خلالها تحديد الشكل العام للنبضة، ويجب أن تكون أخذين فى الاعتبار أن أى شوشرة مستقبلة سيتم تكبيرها مع الأصداء الأخرى وبنفس القيمة مثل الترسبات الجوية (أمواج البحر والأمطار). ويوجد مفتاح مقاومة للتحكم فى معدلات التكبير يعرف بمفتاح الكسب Gain وهناك نوعان من دوائر التكبير للتردد الوسيط: ​

1- المكبر الخطى The linear I.F. amplifier ​

2- الكبر اللوغاريتمى The logarithmic amplifier
​

وحدة المحدد: Detector ​

وظيفة المحدد هى استخراج العلاف المربع من الإشارة المكبرة وإرسالها إلى وحدة تكبير النبضة المرئية. ​

وحدة تكبير النبضة المرئية: Vidco amplifier ​

وهى كوحدة تكبير التردد الوسيط عبارة عن عدة مراحل فهى تكبر الغلاف المربع حتى يمكن ظهوره على شاشة العرض. وهى تتحكم فى مقدار التكبير الفولتى للاشارات العائدة قبل إرسالها إلى وحدة الكمبيوتر للتخزين أو إلى الشبكة الحاكمة أو القاذف لصمام أشعة المهبط (شاشة البيان). ​

​

 

[Total war]

وحدة العرض ​

The Display Unit
​

​

وظيفة وحدة العرض هى إظهار الصورة الرادارية للأهداف المحيطة بالسفينة عندما يحدث انعكاس للطاقة الرادارية على شكل صدى، ومن موقع الصدى يمكن للسلاح تحديد اتجاه ومدى الهدف وبمراقبة مواقعه المتتالية يمكن استنتاج حركة الهدف خلال الماء. ​

وقد تطورت طرق العرض على ثلاث مراحل: ​

A – Scan Display​

فى هذه الطريقة فإن النقطة المضيئة تبدأ من أقصى اليسار وتقوم بمسح أفقى إلى جهة اليمين لشاشة البيان وهى تتميز بالآتى: ​

1- عملية المسح تبدأ فى نفس اللحظة التى ترسل فيها النبضة الرادارية ويتم تحديد تلك اللحظة بواسطة انحراف رأسى للنقطة المضيئة لتحديد بدء الإرسال. ​

2- سرعة النقطة المضيئة مضبوطة بحيث تكمل المسار إلى أقصى اليمين فى نفس الزمن الذى تستغرقه النبضة الرادارية للوصول إلى أقصى مدى والعودة منه.​

3- الصدى العائد يستخدم لكى يولد انحراف راسى للنقطة المضيئة (سن مدبب ذو سعة مختلفة حسب شدة الصدى العائد) ، وبذلك أمكن تحديد المدى للهدف ممثلا على الشاشة من نقطة بداية المسار للنقطة المضيئة إلى نقطة الانحراف الرأسى.​

فمثلا إذا كان المدى الرادارى يمثل 12 ميل، فالنقطة المضيئة يجب أن تكمل المسح فى زمن قدرة 148 μs وهو ما يسمى بالأساس الزمنى لهذا المدلا ، فإذا كان الهدف على مدى 6 ميل ، فصداه سوف يعود فى نصف الأساس الزمنى ويعرض على الشاشة فى نصف المدى.

نظام الإزاحة الدائرية The Radial-Scan Plan Position Indicator (PPI) ​

فى هذه الطريقة يتم إنتاج النقطة المضيئة فى منتصف الشاشة وتتحرك فى اتجاه الحافة باستخدام ملفات الانحراف .. ونظرا لسرعتها فإنها تظهر كخط مضئ (خط الأساس الزمنى). ويتم إدارة خط الأساس الزمنى فى تزامن مع دوران الهوائى فى اتجاه دوران عقارب الساعة (يتم إنتاج حوالى 3600 خط أساس زمنى فى الدورة الواحدة) وبذلك أمكن تحديد مدى واتجاه الهدف. ​

The Synthetic Display:​

تعرف الطريقتان السابقتان ب (Real-Time Display) ، والمصطلح يفيد أن الصدى يظهر متوافق مع لحظة استقباله، وبما أنه كان متعارف أنه إذا أمكن تخزين معلومات الهدف (المدى) ومعالجتها فإن ذلك يفيد إمكانية تحسين الصورة ومتابعة الهدف أو توماتيكيا، وهذا المصطلح يستخدم أيضا للتفريق بين طرق العرض القديمة والحديثة المستخدمة للتحكم الالكترونى باستخدام الكمبيوتر Synthetic Type. ​

ومع بداية السبعينات واستخدام الكمبيوتر ورخص ثمنه فى الثمانينات واستخدامه فى أجهزة الرادار أمكن تخزين معولمات الهدف فى الذاكرة، وعلى ذلك أمكن صناعة الصورة لعرضها على Re-tuned Display وبمنتصف الثمانيات ومع تقدم طرق عرض المرئيات بدأ عرض الصورة الرادارية على شاشة تلفزيون وهى المسماة Raster-Scan PPI وهو التطور الطبيعى للمرحلة الأولى والثانية.​

 

[Total war]

أنبوبة أشعة المهبط​

The Cathode Ray Tube​

​

تتكون أنبوبة أشعة المهبط من: ​

1- أنبوبة مفرغة على النحو المبين بالرسم ، حيث تنطلق الإلكترونات فى شعاع ضيق محدثة بقعة مضيئة على الشاشة. ​

2- المسخن Heater عبارة عن ملف عالى المقاومة يعمل على تحويل الطاقة الكهربية المارة إلى طاقة حرارية عالية تعمل على تسخين المهبط.​

3- المهبط Cathode عبارة عن أسطوانة مغطاة من الخارج بطبقة أكسيديه تعمل على بث الإلكترونات عند ارتفاع درجة حرارتها (إشعاع حرارى). وفى كثير من الصمامات يكون المسخن والمهبط عبارة عن وحدة واحدة.​

4- الشبكة الحاكمة Control Grid وهى عبارة عن أسطوانة تغطى المهبط لها ثقب صغير يسمح بمرور شعاع الالكترونات من اخلاله جهد هذه الاسطوانة سالب بالنسبة للمهبط وقيمتها متغيرة يمكن التحكم فيها عن طريق مفتاح مقاومة يعرف بمفتاح اللمعان Brilliance knob عدد الالكترونات المارة من خلال الشبكة الحاكمة تتناسب عكسيا مع شدة هذا الجهد السالب أى أن أقل جهد سالب للشبكة الحاكمة يعطى أكبر عدد من الالكترونات المارة من خلاله والعكس صحيح. وتكون الأصداء العائدة والمكبرة فى وحدة الاستقبال على هيئة نبضات ذات جهد موجب تغذى به الشبكة الحاكمة مما يقلل من سالبيه الشبكة ويجعلها تسمح بمرو عدد أكثر من الالكترونات خلال فترة استقبال هذا الجهد (فترة الصدى العائد).​

5- ألا نود الأول First Anode عبارة عن أسطوانة ذات جهد موجب بالنسبة للمهبط تعمل على جذب الالكترونات من المهبط كما تعمل على تسريع هذه الالكترونات تجاه شاشة البيان.​

6- ألا نود الثانى Second Anode يعمل على تصغير قطر حزمة الالكترونات عن طريق التحكم فى شدة التيار المار فى الملف المكون لهذا ألا نود باستخدام مفتاح يعرف باسم مفتاح التركيز Focusing .​

ملفات الانحراف Deflecting Coils عبارة عن عدد منن الملفات مثبتة على عنق صمام اشعة المهبط يغذى بتيار كهربى من مولد موجات سن المنشار ينتج عنه مجال مغناطيسى يعمل على جذب شحنة الالكترونات من منتصف شاشة البيان حتى الحافة الخارجية لها رأسما بذلك خطالأساس الزمنى (خط المسح الرادارى) كما أن تلك الملفات تدور حول عنق الصمام متزامنة مع دوران الهوائى لتغير بذلك اتجاه الجذب لتيار الالكترونات فتعمل على جعل خط الأساس الزمنى يمسح شاشة البيان فى حركة دائرية لينشئ الخلفية الأساسية للصورة الرادارية.​

=+=+=+=+=+=+=+=+=​

الأساس الزمنى : The Time Base ​

إن حساب الفترة الزمنية بين لحظة إرسال الرادارية واستقبال صداها صغيرة للغاية. وقد تم حساب تلك الفترة الزمنية باستخدام صمام أشعة المهبط. وتتحرك النقطة المضيئة على شاشة مبين صمام اشعة المهبط من المركز حتى الحافة بسرعة تتناسب مع سرعة النبضة الرادارية (أى عندما تتحرك النقطة من مركز الشاشة وحتى حافتها الخارجية تكون نبضة الرادار قد وصلت للهدف وعادت مرة أخرى إلى وحدة الاستقبال). ونظرا لسرعة هذه النقطة فى التحرك فانها تظهر للمراقب وكأنها خط مضئ يعرف بخط الأساس الزمنى Time Base . ​

إعذروني ،،، لطول الموضوع وكونه أكثر من عشرة ألاف حرف ، إضطريت إني أقسمه
وقلت مادامني مقسمة مقسمة خلنا نقسمه بالمواضيع أسهل للفهم


كل الشكر لموقع : المنارة الملاحية
​

​

 

[الزعيم]

موضوع اكثر من رائع ود لفت انتباهي جملة التشويش على الرادار بسبب امتصاصه من البخار فهل يمكن استعمال بخار الماء كسلاح للتشويش وهل هذا التشويش ينطبق على كل انواع الرادارات
وبارك الله فيك يا مميز

 

[redcrash]

الف شكر للاخ كاتب الموضوع ولو اني عندي تعقيب خفيف الرادار المذكور هو ردار بحري حسب ما فهمت من مبدأه .
وأجدد شكري للاخ صاحب الموضوع وكذاك كاتب الموضوع الاصلي .

 

[ابو حامد]

موضوع مميز وشرح وافي يعطيك العافيه​

 

[فهد]

موضوع أكثر من رائع
مشششككككككوووورررررر أخي صاحبي الموضوع

 

[wanass]

موضوع مهم جدااااا
يتسحق الشكر​

 

[ريـــــمـــــا]

رد: المبادى الأساسية للرادار ::: Basic Radar Principles

شكراً على الموضوع الجميل :76_khlodi-com[1]:

 

[االبرنس]

رد: المبادى الأساسية للرادار ::: Basic Radar Principles

موضوع كان جيد

 

[االبرنس]

رد: المبادى الأساسية للرادار ::: Basic Radar Principles

مشكوووووووووررررررررر