Radar Temelleri - Pratikte Radar Denklemi
Bu bölümde bazı parametrelerdeki değişikliklerin radar aygıtının teorik menzilini nasıl etkilediğini örneklerle anlatacağız:
Radarın gönderici devrelerinde kullanılan tüplerin hepsi aynı özelliklere sahip değildirler. Bunlar ne kadar düşük toleranslarda üretilmiş olsalar da, bu farklar gönderim gücünün kuvvetinde ve dolayısıyla hedeflenen menzil değerinde sapmalar meydana gelir.
Hatırlayınız: Bu formülün en önemli özelliği içindeki değerin 4. dereceden kökünü vermesidir!
Gönderilen güç dışında kalan diğer bütün parametrelerin bir seferlik sabit olduğunu varsayalım ve bu faktörlerin hepsini k adlı bir katsayı içinde toplayalım:
Menzil, gönderim gücü PS nin dördüncü dereceden köküne orantılıdır!
Buradan şuna varabiliriz: Eğer menzili iki katına çıkarmak istersek göndereceğimiz gücü iki katına çıkartmak yetmiyor, gücü 16 katına çıkartmalıyız!
Bir radarın verilerindeki En Büyük Menzil değerindeki sınırları şimdi daha iyi anlayabiliriz: Örneğin P-12 radarının gücü 160 kW ila 250 kW arasında değişebilmektedir. Gerçekten gönderim gücünü 250 kW a çıkartarak, 250 ila 270 km olarak verilen radar verilerindeki gibi 270 km lik bir menzile ulaşmak mümkün mü?
Sadece gönderim güçlerinin orantısının dördüncü dereceden kökünü alarak yaptığımız bir hesapta bile bunun doğru olduğunu görüyoruz:
250 km(160 kW) · 1,118 = 279,5 km(250 kW)
Pratikte, disk tipi vakum tüplerin gönderim güçlerinin frekansa bağımlı olması nedeniyle bu değerlere 180 ila 240 kW arasında ulaşabiliyoruz (geniş bir tolerans aralığı!).
Bir de olaya tersten bakalım: Örneğin 16 vakum tüpünden biri arızalansın, yani gönderim gücünün on altıda biri devre dışı kalsın. Bu durumda menzil kaybı % 2 kadar olacaktır, bu miktar pratikte ihmal edilebilecek bir değerdir.
Alıcı aygıtının duyarlılığı
PS gönderilen gücü irdeledik, biraz da antendeki PE min en küçük alım gücünden bahsedelim: Bu güç 4. dereceden kök ifadesinin içinde, fakat payda da yer alıyor.
Alıcının PE min alım gücündeki en küçük bir azalma R menzilinin artmasına sebep olacaktır.
Her bir alıcı aygıtının bir şekilde çalışabildiği bir belirli en küçük güç değeri vardır. Radar teknolojisinde alıcıyı çalıştırabilecek bu en düşük işarete genellikle Fark Edilebilen En Düşük İşaret (Minimum Discernible Signal, MDS) denir. Tipik radar MDS- yankı değerleri -104 dBm ila -110 dBm arasında değişir.
G anten kazancının karesi 4. dereceden kök işaretinin içinde yer alıyor.
Hatırlayalım: Bir anten hem işaret gönderilirken ve hem de işaret alınırken de kullanılmaktadır.
Anten kazancının dört katına çıkartılması halinde menzil iki katına çıkacaktır.
Ve şimdi VHF-bandında çalışan bir radara ait somut örnek verelim: P-12 (VHF-bölgesi, Yagi anten kazancı: G = 69) bazen P-14 Rus radarının (frekans bölgesi hemen hemen aynı, parabolik antenin kazancı G = 900) anteni ile birlikte çalışır. Bu bileşime genellikle mizahi anlamda „P-13” denilmektedir. Bu durumda radar denklemimizdeki en büyük menzil değerinin artması gerekir:
(Rmaks menzil ifadesi dördüncü dereceden bir kök altında değişik parametrelerden meydana gelmektedir. P-14 menzili için G = 900² ve P-12 menzili için G = 69² yerleştirirsek diğer parametrelerin hepsi aynı olduğundan kısalacak ve geriye karekök-dört altında 900² / 69² kalacak ve yandaki basit karekök ifadeye dönüşecektir.)
Fakat anten çok daha büyüdükçe besleme hatlarının uzunluğu da artar. Hat kayıpları ve ışıyıcıların uyumsuzluklarından gelen kayıplar menzilden gelen artışın yarısının kaybolmasına sebep olur. Bununla beraber: Kayıplar ve hat uyumsuzlukları düşüldükten sonra, elde edilen yaklaşık net 1.6 katında azami menzildeki bir kazanç, hiç de küçümsenecek bir kazanç değildir. Sıra diğer bozucu etmenlere geldi: Eski P-12 radarının Darbe Tekrarlama Frekansı bu menzilde aşırı yüklendiği için çok sayıda menzil aşımları meydana gelir ve ortaya şüpheli hedefler (ambiguous target) çıkar.