Radarid

11. klass > Füüsika > 4. kursus: Energia

Radar (varem ka RADAR – inglise keeles radio detection and ranging – raadioasukoha ja -kauguse määramine) on raadioseireseadeldis ehk raadiolokaator, mis toimib raadiolainete levimise põhimõttel ruumis. Radarit kasutatakse ruumis asuvate objektide avastamiseks ning nende kauguse, kõrguse, kiiruse ja liikumise suuna määramiseks.

114

Radari saatja suundantennist kiirguvad kitsasse ruuminurka elektromagnetlaine impulsid. Liikuvalt objektilt peegeldunud (raadio)laine võetakse vastu enamasti sama radari vastuvõtuantenniga, kusjuures peegeldunud (raadio)lainete energia moodustab tavaliselt vaid tühise osa saatja kiirgusenergiast.

Võrreldes omavahel välja saadetud ja vastu võetud laineimpulsside vahele jäävaid ajavahemikke ning saadetud ja vastu võetud lainete sagedusi, on väga täpselt võimalik määrata elektromagnetlaineid peegeldava objekti kaugus ning kiirus.

Kauguse määramiseks tuleb mõõta saadetud ja vastu võetud impulsside vahele jääva ajavahemiku kestus. Kuna elektromagnetlained liiguvad absoluutkiirusega (c≈3∙108 m/s), saab objekti kauguse leida lihtsa tehtega:

115

kus s – kaugus radarist esemeni ja Δt – saadetud ja vastuvõetud impulsi vahele jäänud ajavahemik.

Elektromagnetlaine impulsi poolt läbitud tee on kahekordne seetõttu, et signaal läbib vahemaa vastuvõtjast kuni objektini ning tagasi.

Objekti liikumissuuna kindlaks määramiseks saame kasutada Doppleri efektiga seotud seaduspärasusi. Võrreldes välja saadetud (f0) ning vastu võetavate elektromagnetlainete sagedusi (f), on võimalik kindlaks määrata objekti, millelt radariimpulss peegeldus liikumiskiirus ja –suund:

116

kus f – vastu võetav sagedus; f0 – allika poolt genereeritav sagedus; v – laine levimise kiirus keskkonnas; us – allika kiirus (us>0 – kui allikas eemaldub vaatlejast), uv – vaatleja kiirus (uv>0 – kui vaatleja läheneb allikale).