Radar Temelleri - Yakın Alan / Uzak Alan
Yakın Alan/Uzak Alan
Yakın Alan ve Uzak Alan (Yakın Bölge ve Uzak bölgede denebilir) kavramları bir elektromanyetik dalga kaynağının, yani konumuz için söz konusu olan bir antenin etrafında ki bölgeyi tanımlar. Bir antenin yakın alanında kaynağın yayın alanında bulunan farklı yerlerin menzil farkları ve buna karşılık gelen yol alma zamanları nedeniyle işaretlin bir evreuyumlu toplamı elde edilemez
Yön bağımsız ışıyıcı (isotropic radiator) gibi bir noktasal yayın kaynağı yakın alana sahip değildir. Bir yakın alanın varlığı, ışıyıcı kaynak boyutlarının ancak dalga boyu mertebesinde yada daha fazla olması durumunda söz konusu olabilir. Anten yakın alanda sadece ışıma yapmakla kalmaz, aynı zamanda çevreden yayılan işaretleri de (kör güç) alır.
Resim 1: Bir anten grubunun yakın alanı
Resim 1 de her biri aynı fazda beslenen dört adet ışıma elemanından meydana gelen bir anten grubu yer almaktadır. Belirli bir uzaklıktan sonra bu dört bağımsız alan bir dalga cephesinde birleşirler. Resmin çok büyük çizilmesine rağmen, burada her şey sanki bir yakın alanmış gibi tanımlanmıştır. Bu noktadan itibaren bu dört alan tam olarak birbirleri üzerine binerler.
Küçük antenlerin (daha çok, geometrik boyutları dalga boyundan daha küçük olan bireysel ışıyıcılar) uzak alanı antenden yaklaşık ruzak ≈ 2 · λ mesafeden başlar.
Daha büyük antenlerde (anten gruplarında yada parabolik anten gibi yansıtıcı antenlerde) bu mesafe aşağıda ki formülle hesaplanır:
ruzak = 2 · L2 L = Antenin geometrik genişliği
λ = Yayının dalga boyu (1)
Elektromanyetik alanlar Maxwell denklemine ile hesaplanırlar. Yakın alan ve uzak alan kavramlarının matematiksel içeriği sayesinde uzak alan için sadeleştirmeler yaparak yaklaşık parametreler elde etmek mümkündür. Dalgaların yakın alanda ki özellikleri r uzaklığı r - n polinomunun n kuvvetinin büyük değerleri ifade edilirler. İfade, uzak alanda ki büyük uzaklıklar için polinomun ilk teriminin diğer terimlerden çok daha büyük olması nedeniyle sadeleşir. Buna karşılık yakın alan için elektromanyetik alanının tam ifadesinde r uzaklığının r - 2 ve r - 4 gibi kuvvetleri yer alırlar. Yakın alan terimi olarak belirtilen terimler artan uzaklıkla hızla azalan terimlerdir. Çok uzakta bulunan nesneler için hesaplama yapılırken yakın alan terimleri olarak adlandırılan bu terimler ihmal edilmelidirler.
Uzak alan keza Fraunhofer- bölgesi ve yakın alan Rayleigh- zonu olarakta adlandırılmaktadırlar.