سیستم رادار و کاربردهای آن

امیر سویزی

کارشناس نقشه برداری کارشناس ارشد برنامه ریزی شهری و منطقه ای

amir.soeizi@gamail.comEmail:

urbanm_geomatic@yahoo.com

امواج این .آیند می پدید باردار ذرات نوسان از مغناطیسی الکترو امواج• سرعت با و که هستند برهم عمود مغناطیسی و الکتریکی میدان دو حامل

و λ موج طول ،Cسرعت مولفه سه دارای .شوند می منتشر فضا در نور :است برقرار زیر رابطه آنها بین که.باشند می fفرکانس

fT

C

مروری بر ویژگي های امواج الکترومغناطیسي

طیف الکترومغناطیس

ها موج طول گیری قرار هم کنار از الکترومغناطیس طیف یک• تابش از که .است شده تشکیل الکترومغناطیسی امواج مختلف

.شود می ختم رادیومتری امواج به و شده شروع گاما

طیف الکترومغناطیس

.دهند می تشکیل مرئی امواج را میکرومتر 0/7 تا 0/4 های موج طول• که .یابد می ادامه میلیمتر 1 حدود تا شده شروع 0/7 از فروسرخ بخش 3) میانی فروسرخ (میکرومتر 3تا 0/7) نزدیک فروسرخ قسمت سه به خود

(میلیمتر 1 تا میکرومتر 30) دور فروسرخ و (میکرومتر 30 تا .شود می شامل را متر یک تا میلیمتر 1 از ای دامنه مایکروویر امواج بخش•

N محدوده طول موج محدوده بسآمد نام زیر مجموعه حروف اختصاری

ELF(Extremely Low Frequency) امواج مگامتری

(بسامدهای بسیارپائین)Hz300-30 10000 2 کیلومتر 1000تا

VF(Voice Frequency) بسامد صدا Hz3000-300 1000 3 کیلومتر 100تا

VLF(Very low Frequency) امواج میرامتری

(بسامدهای خیلی پائین)KHz30-3 100 4 کیلومتر 10تا

LF (low Frequency) امواج کیلومتری

(بسامد پائین)KHz300-30 10 5 کیلومتر 1تا

MF (Medium Frequency) امواج هکتومتری

(بسامد متوسط)KHz3000-300 1000 6 متر 100تا

HF

(High Frequency)

امواج دکامتری

(بسامد باال)MHz30-3 100 7 متر 10تا

VHF (Very High Frequency) امواج متری

(بسامد خیلی باال)MHz300-30 10 8 متر 1تا

UHF (Ultra High Frequency) امواج دسیمتری

(بسامد بسیار باال)MHZ3000-300 100 9 سانتی متر 10تا

SHF (Super High Frequency) امواج سانبیمتری

(فرا بسامد)GHz30-3 10 10 سانتی متر 1تا

EHF (Extremely High Frequency) امواج میلیمتری

(ابر بسامد)GHz300-30 10 11 میلی متر 1تا

Far Infrared فرو سرخ )امواج دسی میلیمتری (دور

GHz3000-300 1000 12 میکرن 100تا

نامگذاری باندهای بسآمد رادیویي

باند (GHz)محدوده بسآمد باند (GHz)محدوده بسآمد

00/36- 90/10 K 390/0-225/0 P

0/46- 0/36 Q 550/1- 390/0 L

0/56- 0/46 V 20/5-55/1 S

0/100- 0/56 W 20/6- 90/3 C

90/10- 20/5 X

نوع دیگر از نامگذاری باندهای بسآمد رادیویي

(: (Polarizationقطبش

فضا در الکترومغناطیسی موج الکتریکی میدان گیری جهت به• رصد قابل قطبش دسته سه اساس این بر .گویند موج قطبش .هستند کردن

انواع قطبش

خطی عمودی

افقی بیضوی

دایروی

(: (Polarizationقطبش

.جهت میدان الکتریکی عمود بر صفحه جسم باشد: قطبش عمودی• .جهت میدان الکتریکی موازی با صفحه جسم باشد: قطبش افقی •

(: (Polarizationقطبش

.است راداری امواج های ویژگی ترین مهم از یکی قطبش• ارسال مشخص قطبش با را امواج معموالً راداری های سنجنده

.کنند می دریافت مشخص قطبش با و کرده توجه با اشیا با برخورد از بعد معموالً رادار طرف از ارسالی موج•

می قطبش در تغییراتی دچار آن، وضعیت و ناهمواری میزان به غیر دیگری پالریزاسیونی با امواج از بخشی خاطر همین به شود

در ویژگی این از .شوند می منعکس ارسالی پالریزاسیون از .شود می فراوان استفاده ها پدیده بررسی و تفسیر

:انواع قطبش مطلوب در رابطه با سنجنده ها

•HH :ارسال و دریافت امواج با قطبش افقی •VV :ارسال و دریافت امواج با قطبش عمودی •HV :ارسال با قطبش افقی و دریافت با قطبش عمودی •VH :ارسال با قطبش عمودی و دریافت با قطبش افقی

E

E

(: (Polarizationقطبش

متفاوتی های صورت به مختلف های پالریزاسیون در شی یک• مهم عوامل از یکی قطبش ها یخ پایش در مثالً؛ شود می ظاهر و VV قطبش با تصاویر در یخ .است آب و یخ میان تمایزHHتصاویر در آب که حالی در شوند، می دیده روشن VV

این به و .رسد می نظر به تر تاریک HH تصاویر در و روشن با راداری تصاویر از .گردد می ممکن یخ و آب بین تمایز صورت و باندی چند تصویرهای ایجاد در همچنین مختلف های قطبش .شود می استفاده رنگی تصاویر

نمونه تصویر ترکیبی حاصل از پردازش با قطبش های مختلف

ره به

بای

اررد

ربوی

صز ت

ل اص

حاج

تایه ن

یسقا

م

ار

اد ر

درش

طبف ق

ختلی م

هام

ستسی

ز ی ا

یرگ

تمایز بین قدرت نفوذ امواج افقي و عمودی در آب

انواع سنجنده ازنظر انرژی مورد استفاده در سنجش سنجنده های غیرفعال سنجنده های فعال

Radio Detection And Ranging

انواع رادار با توجه به نوع سیگنال ارسالي

رادار موج پیوسته (CW)

رادار موج گسسته (پالسی)

انواع رادار با توجه و ساختار به کاربرد

رادار تصویر گر Imaging Radar))

رادار لیزری((LIDAR

صوتی رادار(SONAR)

_مشخص موج طول در _ را الکترومغناطيسي موج که هستند رادارهايي کنند مي ارسال هدف سمت به تاخير يا اختالل بدون و پيوسته صورت به ثبت و پردازش به بازتابي موج در شده ايجاد فاز اختالف به توجه با و

.پردازند مي تصوير واقع ودر هستند پيوسته شکل به طبيعي حالت در الکترومغناطيسي امواج

را رادارها اوليه نسل و کنند مي کار امواج طبيعي شکل با رادارها اين .دهند مي تشکيل

:رادار موج پیوسته

)(0 wtCosEE

)2

(0

wtCosEE

تغییر آن ای زاوایه آرگومان در کند می برخورد جسمی به موج این وقتی به دریافتی موج با بازتابی موج (کند می تغییر آن فاز) .شود می ایجاد دارد فاز اختالف π/2 میزان

می فرق آن عالمت باشد شونده دور یا شونده نزدیک هدف اینکه به باتوجه آن از .شود می گرفته نظر در – دورشونده برای و + شونده نزدیک برای .کند .شود می استفاده اجسام سرعت و جهت تعیین در

معادله ی موج ارسالی از رادار به سمت هدف به شکل زیر می باشد

CWبرخي از مهمترین کاربردهای رادار

اندازه گیری سرعت ماشین اندازه گیری سرعت قطارهای باربری در زمان بارگیری کنترل چراغ های راهنمایی سیستم های جستجو گر فضائی برای آشکار سازی ماهواره ها اندازه گیری سرعت ارتعاش پره ها توربین ها در صنعت استفاده به عنوان فیوز های مجاورتی در موشک ها استفاده به عنوان سیگنال تابشی مرجع در سیستم های هدایت

موشک های نیمه فعال مزیت مهم این نوع رادار نسبت به سرعت سنج ها ی دیگر این است

.که احتیاج به اتصال فیزیکی با جسم متحرک ندارد

Dopplerاثرداپلر

به منبع یک از ارسالی موج طول و ها بسامد در شده ایجاد تغییر• موج مولد منبع حرکت دلیل

به) یافته کاهش موج طول است شونده نزدیک منبع که وقتی• دورشونده منبع که وقتی بالعکس و (کند می میل آبی رنگ سمت (کند می میل قرمز نور سمت به ) یافته افزایش موج طول باشد

:رادار پالسي

هايي بسته صورت به را موج که است نوعي به رادار اين ساختار•(PULS) فاصله با و مُقطّع صورت به مغناطيسي الکترو موج از

کند مي دريافت و ارسال يکسان زماني

:اجزای سیستم رادار پالسي

(pulse generator)پالسمولد 1-

(transmitter)فرستنده2- Duplexerمخلوط کننده 3- انتن جهت داري که پالسها را به سمت هدف ميفرستد4-

انتني که پالسها ي بازگشتي را گرفته و به سمت يک دريافت کننده ميفرستدکه زمان 5-تاخير بين پالسهاي رفت و برگشت را محاسبه و انها را به سيگنالهاي ويدئويي تبديل

(receiver).ميکند

دستگاه ثبت کننده اي که سيگنالها را براي پردازش بعدي ذخيره 6- ((recorder.ميکند

.سيستم الکترونيک پردازش سيگنالها که انها را اناليز و اماده براي نمايش ميکند7-

.مانيتور8-

توضیح چند اصطالح مهم در مبحث رادار

ارتفاع Altitude: است زمین سطح و سنجنده میان عمودی فاصله.

نادیر Nadir: زمین سطح روی در سنجنده پای زیر در درست است ای نقطه

آزیموت Azimuth: گویند می را سکو حرکت جهت.

مایل فاصله Slant Range : گفتیم که همانطور .گویند را اشیا تا سنجنده میان فاصله جهت این و .کنند می برداری تصویر مایل صورت به راداری برداری تصویر های سیستم

Distance فاصله جهت یا جانبی جهت به شود می گیری اندازه فواصل ان در که مایلRange است معروف.

توضيح چند اصطالح مهم در مبحث رادارزمیني فاصله Ground Range: فاصله آن به که است مایل فاصله معادل زمینی فاصله

.شود می گفته نیز جغرافیایینزدیک دامنهNear Range: گویند را نادیر به (زمینی فاصله) مایل فاصله ترین کوچک. دور دامنه Far Range: گویند را نادیر به (زمینی فاصله ) مایل فاصله بزرگترین. برداشت عرض Swath width: پوشش سیگنال توسط که زمین سطح از بخشی مقطع

.شود می برداشت و شده دادهبرداشت طول Swath Length: می برداشت آزیموت جهت در رادار توسط که ای فاصله

.شوددید زاویهLook Angle or Illumination Angle: و زمین سطح بر عمود بردار میان زاویه

.گویند را سنجنده محل در موج راستای

مانند بعضی در که دارد را خود به مخصوص دید زاویه سنجنده هر RADARSATمی .کند تغییر تواند

توضيح چند اصطالح مهم در مبحث رادار

زاویه فرودIncidence Angle : زاویه میان راستای موج و خط عمود بر سطحاگر سطح زمین صاف باشد آنگاه زاویه دید و زاویه فرود برابر خواهند . زمین را گویند

.بود

زاویه فرود محلي Incidence Angle Local : زاویه میان راستای موج و خط .عمود بر هر عارضه زمینی می باشد

فرود محلی تابعی از زاویه دید وشیب محلی زمین است که خود باعث ایجاد زاویه .اعوجاجات هندسی در تصویر می شود

.زاویه محلی فرود کوچکتر باشد جابجایی ارتفاعی بزرگتر خواهد بودهرچه

زاویه گسترشDepression Angle : زاویه میان خط افق عبوری از سنجنده و .راستای موج می باشد

رادارهای تصویرگر

:حقیقی آرایه یا RAR واقعی دهانه گشودگی با رادار• در و است شده ساخته بار اولین برای 1950سال در رادار این•

به یا باشد رفته نشانه جلو به آنتن آنکه جای به آن سامانه و شده نصب پیما هوا طرف یک در بچرخد دورانی صورت

تفکیک قدرت حالت این در .دهد می پوشش را هواپیما یکطرف فوق موارد با قیاس در آنتن زیرا آورد می جود به بیشتری

به آنتن و داشته وجود آنتن طول انتخاب در کمتری محدودیت .گردد می نصب آن روی بر و بدنه با موازی صورت

رادارهای تصویرگر

را هواپیما از سمت یک تنها آنتن رادار، نوع این در آنجاکه از• Side Looking aperture radar آن به دهد می پوشش

.شود می گفته SLAR پهلونگر رادار یا

SLAR

رادار که است ذکر به الزم SLAR اطالق حقیقی آرایه رادار به تنها آرایه و RAR حقیقی آرایه رادار نوع دو هر اگرچه گردد، می

.باشند می نگر پهلو SAR ترکیبیاین که گردد می ارسال هدف سمت به کوتاه پالس یک رادار این در

زمین روی عوارض منظور اینجا) هدف به برخورد از پس پالس دو حاوی بازگشتی سیگنال .گردد می باز هواپیما سوی به (است :باشد می مهم اطالعات نوعو ارسالی پالس مابین زمانی تاخیر محاسبه از :رادار تا هدف فاصله

.گردد می حاصل دریافتیجمله از برگشتی سیگنال خصوصیات توجه با :هدف خصوصیات

.شود می مشخص آن دامنه

چگونه کار مي کند؟ SLARرادار

شامل رادار ،هر گرمایی فروسرخ کننده اسکن یا طیفی چند های کننده اسکن مانند• .میباشد کننده ،ثبت ساز آشکار،(collector)کننده جمع

همگام یک با که کند می تولید مایکروویو انرژی از هایی پالس فرستنده• استاندارد معینی توان تا کننده مدوله یک و شده بندی زمان (synchronizer)کننده

فرستادن برای گیرنده/ فرستنده سویچ ثانیه از کسری برای .شود می .میکند ارسال آنتن از را موجی میکرو پالس فرستنده و شود می روشن(پالس)تپ

پالسهایی دریافت به آنتن و گردد می باز اولیه حالت به گیرنده/فرستنده سویچ سپس و شدن تقویت برای پاالسها این. میدهد ادامه اند شده پراکنده پس زمین از که

مناسبی شکل به نوسانگر و(duplexer) کننده مخلوط یک بوسیله بعدی پردازش را سیگنال گیرنده،.میشوند گیرنده وارد ها پالس مراحل این از پس.میشوند تبدیل تولید الکترونیکی سیگنالی ساز اشکار.میکند تقویت ساز اشکار به ان ارسال از پیش

.است مناسب رقومی یا انالوگ نوار یا عکاسی فیلم روی بر ثبت برای که میکند

قدرت تفکیک مکاني RARرادار

قدرت تفکیک جانبي

Range Resolution

قدرت تفکیک آزیموتي

Azimuth Resolution

RARقدرت تفکیک مکانی

قدرت تفکیک مکانی یکی از مهمترین پارامترهای تعیین کننده • .قابلیت استخراج اطالعات از تصاویر است

توانایی »قدرت تفکیک مکانی برای سیستم های راداری عمالً •سنجنده برای تشخیص دو شی نزدیک به هم بصورت نقاط

.تعریف می شود« مجزاسیستم های راداری دارای دو نوع قدرت تفکیک مکانی می •

.باشند

قدرت تفکيک جانبي

جهت در تفکیک قدرت• قدرت پرواز، مسیر بر عمود

نامیده جانبی تفکیک از تابعی پارامتر این .شود می

فیزیکی طول) پالس طول هرچه .باشد می (سیگنال

باشد، کوتاهتر پالس طول این در بهتری تفکیک قدرت .شود می حاصل جهت

PL=CT .آید می دست به پالس تاخیر در انتشار سرعت ضرب حاصل از(پالس) موج طول :از است عبارت مایل فاصله در جانبی تفکیک قدرت پالس طول اساس بر

2

cRr

قدرت تفکيک جانبي

جانبی تفکیک قدرت Ground Range resolution :دارد اهمیت ما برای آنچه اما• .شود می محاسبه زیر صورت به شکل به توجه با که .است زمینی

.باشد می سنجنده دید زاویه ϴ آن در که• به باتوجه GR ولی است ثابت سنجنده یک برای همواره R شده یاد روابط به توجه با :نکته•

.است متغیر ϴ زاویه عمود به مایل از امواج ارسال) کند میل صفر به ϴ چناچه که میابیم در معادله به نگاهی با•

ترین اصلی این .شود می کم تفکیک قدرت درنتیجه و زیاد برداشتی المان اندازه (کند میل .است مایل صورت به امواج ارسال برای دلیل

کوچکتر GR شود بزرگتر ϴ یعنی شویم دورتر سنجنده از هرچه شده گفته نکته به باتوجه• .رود می باال تفکیک قدرت یا و شده

علت به «فضایی های سنجنده برای» برداشت عرض در زمینی جانبی تفکیک قدرت تغییر• قابل تغییر این «هواپیماها» مورد در ولی .نیست زیاد دید، زاویه تغییرات کوچک دامنه .است توجه

sin2

cGR

قدرت تفکیک در جهت آزیموت

قدرت تفکیک سیستم های تصویر برداری راداری در این جهت • :با معادله زیر محاسبه می شود

R.β =Ar Beamعرض پالس βفاصله مایل تا شی و Rکه در آن •

width است.

مشخص را شود می برداری تصویر که ای منطقه اندازه پالس، عرض • از هرچه و است متغیر دور دامنه تا سنجنده از R فاصله .کند می

تفکیک قدرت بنابراین شود می بزرگتر آن مقدار شویم دور سنجنده .شود می بدتر سنجنده از شدن دور با آزیموت جهت در

• βزیر صورت به آنتن طول و موج طول حسب بر توان می را :کرد محاسبه

:داشت خواهیم نتیجه در که•

توان می l و λ تغییر با که یابیم می در اخیر معادالت به توجه با•

.بخشید بهبود را تفکیک قدرت

L

Rl

Ar

Side Looking Airborne Radar (SLAR)

(H is the height of the antenna, L is the geometric length of the antenna, λ is the wavelength of the transmitted pulses, θ is the incidence angle)

Note that the relation between the

This requires a reasonable large antenna for adequately angular resolution The azimuth resolution, Ra, is defined as

cos

.

L

HRa

رادار با گشودگي مصنوعي Synthetic Aperture Radar

می نیز ترکیبی آرایه رادار آنها به که مصنوعی گشودگی با رادار• .است شده طراحی بلند آنتن یک سازی شبیه مبنای بر گویند

می عارضه یک که گیرد می انجام اساس این بر سازی شبیه• اطالعات و شده مشاهده تری طوالنی زمان مدت در تواند

.گردد آوری جمع آن به مربوط

رادار با گشودگي مصنوعي Synthetic Aperture Radar

یک از بازگشتی پالسهای تمامی آنتن این توسط سازی شبیه برای• می ثبت است سنجنده دید در جسم که زمانی مدت تمام در جسم های بازگشت و گرفته قرار پردازش مورد آنها تمامی سپس .گردد

.گردد می حذف پردازش از عوارض سایر به مربوط مورد دقت به تا شود می انجام ها پیکسل تمامی برای فرآیند این•

.کنیم پیدا دست پیکسل هر برای نظر جمع شی یک مورد در که زیادی اطالعات از استفاده با حقیقت در•

موج عرض یک به شی روی بر تمرکز با توان می گردد می آوری بهبود را تفکیک قدرت بنابراین و رسید تر کوچک و تر باریک

مطالعات برای زمینه این در مطالب گستردگی به باتوجه) .بخشید (شود مراجعه ISPRS A,1999 به تکمیلی

sarقدرت تفکيک در سيستم های

تفکیک قدرت همانند رادار نوع این جانبی تفکیک قدرت• .شود می محاسبه RAR های سیستم

انرژی افت اشیا تا ماهواره زیاد فاصله خاطر به که آنجا از :نکته• تفکیک قدرت کاهش عث با و است مشهود ها سیستم این در

پالسهای معضل این جبران برای لذا .شود می رادیومتری .گردد می ارسال طوالنتری

در جهت آزيموت SARقدرت تفکيک

مقدار به بستگی ها سیستم این در آزیموتی تفکیک قدرت• عرض یک آمدن دست به جهت ها داده برای که دارد پردازشی

طول معنی یک به حقیقت در .شود می انجام تر باریک موج معادل آنتن این طول کل .آید می دست به تری بزرگ آنتن

دید از که لحظه آخرین تا ابتدا از جسم که است ای فاصله .گیرد می قرار امواج پوشش تحت شود خارج سنجنده

در جهت آزيموت SARقدرت تفکيک

باشد، آنگاه lو آنتن واقعی Lاگر طول آنتن شبیه سازی شده • داریم؛

از طرف دیگر قدرت تفکیک در جهت آزیموت بر اساس طول • : آنتن شبیه سازی شده خواهد شد

:با ترکیب دو معادله فوق خواهیم داشت•

Rl

LRL l

.

RL

Ar2

2

lAr

آزيموت جهت در SAR تفکيک قدرت

های سیستم در که دهد می نشان شده یاد معادالت :نکته•SAR بستگی شی تا سنجنده فاصله به آزیموتی تفکیک قدرت و باشد هواپیما در سنجنده چه تئوریکی نظر نقطه از و .ندارد

شود نمی ایجاد حاصله تصاویر تفکیک در تفاوتی ماهواره در چه .باشد می SAR مختص ویژگی این و

تفکیک قدرت فرمول در که است این دیگر جالب موضوع• در RAR سنجنده برخالف Lآنتن طول ،SAR سیستم آزیموتی

آنتن طول هرچه که معنی بدین .گیرد می قرار کسر صورت .گردد می حاصل بهتری تفکیک قدرت شود انتخاب کوتاهتر

TMو Radar satمقایسه تصویر

The Radarsat image (right) shows two flooded areas in north central

Bulgaria in early June 2005with respect to the reference Landsat image(left)

SAR سیگنال طبیعت که نمود اشاره باید مسائل این کنار در • شود می Speckle لکه نویز نام به اطالعات در نویز نوعی موجب

.کاهند می تفکیک قدرت از اندکی معموالً نویز این کاهش برای که می تقسیم Look نام به بخش زیر چند به تصویر کار این برای لکه نویز مقدار از توجهی قابل کاهش عمل این حاصل که .شود

اگر آزیموت، جهت در تفکیک قدرت ترتیب این به .بود خواهد : از بود خواهد عبارت باشد، N ها Look این تعداد

2

.lNAr

اعوجاجات هندسي در تصاوير راداری

اندازه های سیستم ، رادار برداری تصویر های سیستم• گیری اندازه فواصل نوع این و باشند می جانبی گیری به پالس دریافت و ارسال زمانی تاخیر اساس بر شده

. آید می دست چندین تصویربرداری خاص هندسه نوع همین علت به•

ممکن عوارض اندازه و شکل در هندسی اعوجاج نوع .شود ایجاد است

:از عبارتند اعوجاجات ین مهمترین که•

اعوجاجات هندسي در تصاوير راداری

پدیده وارونگیLayover

کوتاه شدگیForeshortening

سایه های راداری RADAR Shadow

خود که .هستند محلی فرود زاویه از تابعی ها پدیده این تمامی .باشند می زمین سطح محلی شیب و دید زاویه از تابعی

جابجایی نوع هیچ (درجه 90 محلی فرود زاویه) مسطح مناطق در .ندارد وجود ( Relief Displacement) ارتفاعی

RADAR Shadowسایه های راداری

مایکرو امواج که هستند زمین روی بر مناطقی شامل ها سایه این• به نیز بازگشتی نوع هیچ علت همین به و .کنند نمی دریافت را ویو

.ندارند سنجنده سمت جهت به نسبت ) اشیاء مثبت شیب علت به راداری های سایه این•

(شود می آنها پشت منطقه به امواج رسیدن مانع که (امواج ارسال و تیره مناطق صورت به ای ماهواره تصاویر در و شوند می ایجاد

.شوند می ظاهر تاریک زاویه مهم پارامتر دو به راداری های سایه شدت•

چه هر .دارد بستگی زمین شیب و Depression Angleگسترش مقدار (شیب بودن ثابت فرض با) باشد دورتر سنجنده از عارضه .شود می بیشتر سایه

چگونگي ایجاد سایه در تصاویر راداری

Leyoverپديده وارونگي های سیستم در مایل فاصله گیری اندازه علت به پدیده این•

ارتفاع و شیب دارای که شیائی ا مورد در .آید می پیش راداری شی نوک همیشه هستند، کوچک محلی فرود زوایای یا و زیاد

باالی نقطه به ابتدا موج براین؛ بنا است تر نزدیک سنجنده به پایینی نقاط به مربوط انعکاسات و سپس و کرده برخورد شی

باالیی نقاط نتیجه در کند می حرکت سنجنده سمت به شیب در اعوجاج نوعی ترتیب این به و شده ثبت پایینی نقاط از زودتر .آید می وجود به تصویر

به نزدیکتر اشیا برای شیب، بودن ثابت فرض با وارونگی پدیده• .است شدیدتر سنجنده

Leyoverپدیده وارونگي

L-band SIR-C (HH)

July 20, 1995

look directionN

Pasadena

مقادیر میان رابطه آنگاه باشد شیب S و گسترش زاویه D اگر• به وارونگی آمدن پدید برای گسترش زاویه و زمین شیب

.است زیر صورت DS 90

Foreshortening پديده کوتاه شدگي

به رو شیبدار سطح طول که دهد می رخ وقتی پدیده این مسئله این خود که .شود ثبت واقعی مقدار از کوتاهتر سنجنده

فرود زاویه از کوچکتر محلی فرود زاویه که افتد می اتفاق زمانی فرود زاویه با که زمین از هایی شیب .باشد (صفر از بزرگتر ولی)

کوتاه حد بیشترین دارای شوند، می برداشت درجه صفر .شوند می نقطه یک به تبدیل و بوده شدگی

زاویه فرود 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 (درجه)

کوتاه درصد 0 1.5 6 13.4 23.4 35.7 50 65.8 82.6 100 شدگی

ویژگیهای مهم عوارض در برخورد با امواج راداری

های واکنش برخی دانستن راداری تصاویر چشمی تفسیر منظور به• انرژی وقتی .نماید می ضروری امواج و اشیا سطوح میان

با انرژی از بخشی شود، می تابیده اشیا سمت به الکترومغناطیسی وآنجا کرده نفوذ جسم در بخشی شود، می بازتابیده زاویه همان

بازتابیده سنجنده سمت به هم آن از قسمتی و شوند می پراکنده .گردد می ثبت تصویر عنوان به و شود می

که اند شده داده توضیح ها ویژگی این ترین مهم از برخی ادامه در• Volume حجمی پراکنش سطح، ناهمواری :از اند عبارت

Scattering، اشیا قرارگیری نحوه و وضعیت Angularity of Target الکتریکی هدایت ثابت و Dielectric Constant

ناهمواری های سطح

متفاوت کامال ارتفاعی جابجایی و توپوگرافی با سطح یک ناهمواری• حدود در است مطرح سطحی ناهمواری در که تغییراتی میزان .است صورتیکه در (سانتیمتر 45تا5) است راداری موج طول اندازه

.شود می مطرح بزرگتر های مقیاس در توپوگرافی تغییرات که شود می نامیده Smoothهموار وقتی سطح یک•

طولی ای فاصله در ارسالی موج طول 0/1 از کمتر آن ارتفاعی .باشد موج طول برابر چند معادل

یا هموار تواند می مشخص سطح یک موج، طول اندازه به بسته• به هموارتر یابدسطح افزایش موج طول هرگاه .شود ظاهر ناهموار

.رسد می نظر

:ناهمواری به را انرژی و کرده عمل آینه همانند :هموار سطوح•

سطوح این .تابانند می باز سنجنده مخالف سمت .شوند می نامیده Secular Surface ای آینه سطوح به که آسفالته جاده یک سطح یا و آب آرام سطح مانند می نظر به تیره تصویر روی انرژی ضعیف بازگشت علت

.رسند مختلف جهات در را دریافتی انرژی :کم ناهمواری با سطوح

بازتاب آن به که.کند می منعکس یکنواخت تقریبا طور به سطوح این به مربوط نقاط حالتی چنین در گویند پراکنده

تر روشن ای آینه سطوح به نسبت کمی تصویر روی بر و کوتاه و تنک گیاهی پوششهای مانند .شوند می ظاهر .خورده شخم های زمین

توانند می سنگالخی مناطق مانند :ناهموار کامال سطوح بر نتیجه در و کنند ایجاد سنجنده سمت به قوی انعکاسات

.شوند می ظاهر روشن بسیار تصویر روی

Volume Scatteringپراکنش حجمی

بلند موج طول علت به راداری امواج گاهی کنند می پیدا را اجسام بعضی در نفوذ قابلیت

بادی های ماسه و درختان تاج نظیر اجسامی در حدودی تا امواج از مقداری حالتی چنین در

دچار دوباره آنجا در و کرده نفوذ سطح پراکندگی آن به که شوند می پراکندگی

.گویند حجمی

خصوصیات فیزیکی جسم نظیر درصد رطوبت و خصوصیات سیستم

راداری همانند طول موج، پالریزاسیون و زاویه فرود، چگونگی و مقدار .این پراکنش را تعیین می کند

:توجیه و وضعیت اشیا

مقدار روی بر که است طوری هم به نسبت اشیا قرارگیری وضعیت گاهی• گیری قرار هم کنار این اشیا برخی برای گذارد می اثر بازگشتی انرژی می باز سنجنده سمت به را انرژی از ای مالحظه قابل مقدار که است طوری و صاف سطح دو :مانند شود می روشن بسیار نقاط ایجاد باعث و گرداند آن به که باشد گرفته قرار سیگنال ارسال جهت در که برهم عمود

می پیش ها شهر در معموال وضعیتی چنین .گویند Dihedral دوپهلویی وضعی چنین Trihedral پهلوئی سه های دهنده بازگشت همچنین .آید

توجیه مناسب هندسی شکل علیرغم چنانچه که داشت توجه باید .دارند تضعیف عمال باشد نداشته وجود ارسالی موج به نسبت اشیا برای مناسبی 10 از زاویه این که وقتی عمل در .داشت خواهیم را بازگشتی سیگنال

.نهد می کاهش به رو سرعت به بازگشتی انرژی شدت شود بیشتر درجه

ثابت هدایت الکتریکي

گیری اندازه برای پارامتری توان می را الکتریکی هدایت ثابت• سیگنال با رابطه در (انتقال و انعکاس جذب،) شی رفتار چگونگی ماده شکست شاخص با پارامتر این مقدار جذر .نمود تعریف دریافتی باشد باالتر ای ماده در پارامتر این مقدار هرچه .است متناسب

مایکروویو امواج محدوده در است بیشتر نیز ماده آن از انرژی بازتاب خشک حالت در 8تا3 بین طبیعی مواد اکثر الکتریکی هدایت ثابت .است 80 تقریباً آب برای مقدار این که حالی در .باشد می

بازگشت میزان و کمتر موج نفوذ میزان باشد، بیشتر رطوبت هرچه• است بیشتر آن

رنگ در تصاویر راداری

نمایش سفید و سیاه صورت به معمولی حالت در راداری تصاویر• باید تصاویر این از رنگی های ترکیب ایجاد برای .شود می داده

یک از یکسان مختصات سیستم با راداری تصویر سه کم دست .باشد داشته وجود منطقه

زمانه، چند تصاویر از عبارتند ممکن رنگی های ترکیب انواع• با تصاویر دید، زاویه چند با تصاویر پالریزاسیون، چند با تصاویر

ای سنجنده چند تصاویر فرود، زاویه چند

LIDARسنجنده لیرزی

• LASER= Light Amplification by stimulated emission of radiation

کنیم اضافه ساعت و گیرنده یک راداری سیستم یک به اگر• .گردد می تشکیل لیدار یا لیزری سنجنده

هر برای بلکه مرئی نور های فرکانس برای تنها نه لیزر واژه• در حتی و فرابنفش ، سرخ فرو ناحیه در که هم دیگری بسامد .رود می کار به گیرد می قرار X پرتو ناحیه

برخي کاربردهای ليزر

در تحقیقات فیزیک، شیمی و پزشکی• کار با مواد• ارتباطات نوری• اندازه گیری• پردازش و ثبت اطالعات• سیستم ها نظامی •

ویژگي های رادار لیزری

مورد اهداف سمت به تلسکوپ یک وسیله به را لیزر پرتو رادارها این• رادار گیرنده وسیله به هدف از بازتابیده پرتو .کنند می ارسال نظر

.گیرد می قرار پردازش مورد و دریافت اما دارد بهم زیادی شباهت موج ریز رادارهای و لیدار کار اساس•

برخوردارند بیشتری عمل دقت از لیزری رادارهای پایین ارتفاعات در آنها برد بودن محدود لیزری رادارهای معایب از•

.باشند می موج ریز رادارهای به نسبت سیستم و راداری سیستم شامل جدید لیزری راداری های سیستم•

فاصله همزمان گیری اندازه قابلیت سیستم این .باشد می اپتیکی می دارا را انعکاس میزان و ارتفاع زاویه سمت زاویه دما سرعت

.باشد

ویژگي های رادار لیزری

کنند نمی ثبت را اشیا خاکستری درجات لیدار سیستم های داده

.هستند سنجنده توسط شده دریافت لیدار قدرت ها داده این بلکه

در نماید، می منعکس مشابهی نحو به را ها آن لیدار که عوارضی

.بود خواهند یکسان خاکستری درجات دارای تصاویر

طیف از قرمز مادون ی محدوده در لیدار در شده استفاده تشعشع

.است الکترومغناطیسی

داليل استفاده از ليدار به جای رادار ريزموج

وزن کم و ابعاد کوچک -1• تفکیک زاویه ای نسبتاً خوب -2• خط سیر مستقیم -3• عدم حساسیت در مقابل اثرات ناشی از تداخل امواج -4• کنترل اتوماتیک سیستم های موشکی -5• سیستم های تاکتیکی تصویری سرعت و فاصله-6• دقت در کنترل آتش -7•

SONARسيستم های

• SONAR = Sound Navigation And Ranging : سونار تعریف•

به قادر آب زیر در صدا انتشار از استفاده با که است تکنولوژی . هاست کشتی و ناوها دیگر شناسایی

:رادار با سونار تفاوت• امواج از سونارها و می برند، به کار الکترومغناطیسی امواج رادارها

هستند باال بسیار بسامد دارای ولی صوتی، امواج مانند که فراصوتی، نور و صوتی امواج مانند هم فراصوتی امواج .می کنند استفاده ی نقشه ی شده بازتابش امواج این کمک به .می شوند بازتابش

.می شود مشخص کامالً بلندی ها و پستی جای و دریاها زیر سطح

SONARانواع

(Active Sonar) فعال سونار• ، (پینگ به معروف) صوتی های پالس ایجاد با فعال سونار•

برای . میکند عمل بازگشتی پالس به دادن گوش وسپس بین زمان مدت تواند می شخص ، هدف از فاصله تشخیص گیری اندازه برای .کند گیری اندازه را پالس ارسال و دریافت

متعدد های هیدروفونیک از توان می هدف راستای و جهت از یک هر توسط پالس دریافت زمان سپس و ، کرده استفاده

به ها زمان این مقایسه با و ، گرفت اندازه را ها هیدروفون این .نمود تعیین را هدف راستای و جهت توان می راحتی

SONARانواع

(Passive Sonar ) فعال غیر سونار• منعکس های پژواک دریافت بر عالوه فعال غیر سونار سیستم•

آتش ، ها وال توسط شده تولید صداهای به ، اهداف از شده آب زیر صداهای دیگر منابع و ها زیردریایی ، ها فشان

.پردازد می :شود می استفاده زیر موارد در• جاسوسی عملیات• هدف مسیریابی•

فعال SONARموارد استفاده از

اندازه گیری عمق دریا • (عمق سنجی آکوستیکی)

اندازه گیری مسافت بین دو • پاسخگر

تصویر برداری از زیر آب • (کلیک کنید)

استفاده های نظامی•

Tanx For Attention

AMIR SUEIZI