Page 14 - bilgem-teknoloji-dergisi-13

RADAR TEKNOLOJİLERİ
BİLGEM TEKNOLOJİ

Radar Bileşenleri

Radar Çalışma Radar temel olarak anten, alıcı/verici donanımları, sinyal

Prensibi işleme ve görselleştirme birimlerinden oluşur (Şekil 3).
Verici, darbe üretecinden aldığı modüleli sinyalleri RF
yansıyan s nyal Hız (V) bandına çıkarıp kuvvetlendirerek antene ileten bileşendir.

Sabit ışık hızı (c = 299,792,458 m/s) ile iler- Menz l (R) Sinyali bir huzme şeklinde havaya yayan, gelen elektro- Anten Ver c Darbe Üret c Göster m - PPI
leyen elektromanyetik sinyal R mesafedeki manyetik sinyalleri toplayan sistem bileşenine anten adı Güç Yükselt c Ver
bir hedefe çarpar ve çok küçük bir kısmı verilmektedir. Alınan sinyallerin kuvvetlendirilmesi, süz- Kaydı
yansıyarak τ süre sonra 2R yol kat etmiş geçlenmesi ve demodülasyonu alıcı bloğu tarafından ger- Alıcı Zamanlama ve Kontrol
olarak radara geri gelir. τ süresi ölçülerek çekleştirilir. Sinyal İşleme Birimi, çeşitli algoritmalar yar- A/D Çev r c Ana B lg sayar
Yol = Hız x Zaman ilkesi uyarınca hedef dımıyla hedef tespiti, menzil ve hız tayini, hedef takibi ve Parametre Kest r m
menzili hesaplanır (2R=c x τ). Radarın ça- sınıflandırma gibi işlemlerin gerçekleştirildiği birimdir. So- S nyal Darbe Sıkıştırma Hedef Tak b
lışma prensibi oldukça basit ancak çalışır nuçlar bir görselleştirme arayüzü olan gösterim birimine İşleme Kargaşa Süzme Hedef Tesp t
hale getirilmesi bir o kadar karmaşık ve gönder len s nyal aktarılır. Tüm bu işlerin tam bir koordinasyon içerisinde ve
zordur [1]. Şekil-1’de sinyal gönderme ve senkron şekilde yapılabilmesinden Zamanlama ve Kontrol
alma konsepti gösterilmektedir. Şekil 1: Radar Sinyal Gönderme/Alma Birimi sorumludur. Hemen her radar sisteminde çıktıların
kaydedildiği veri kayıt birimi de bulunmaktadır. Şekil 3: Temel Radar Bileşenleri

Radar ile Hedef Tespit ve Takibi Bir kaç MHz’den 300 GHz ve ötesine
kadar pek çok farklı frekans bölgesin-
de çalışan radar sistemleri mevcuttur.
Frekans yükseldikçe dalga boyu kü-
Radar sisteminde S_(T_x ) (t)=A(t) e^(j2πf_0 t) sinyali Hedef takibi radar sistemlerinin bir diğer vazgeçilmez iş-
yayınlandığında, R mesafede V radyal hızındaki hedeften levidir. Her radar revisit (tur) zamanında tespit edilen he- çülmekte ve çözünürlük iyileşmekte-
yansıyan sinyal S_(R_x ) (t)=αA(t-τ) e^(j2π〖(f〗_0+f_D) def konumları kullanılarak hedeflerin anlık ve bir sonraki dir. Şekil-2’de ITU (International Tele-
t) ölçülmektedir [3]. Hedef menzili R(t)=cτ/2-Vt formü- turdaki konum, hız ve yön bilgilerinin kestirilme işlemine communication Union) radar frekans
lüyle bulunur. Alınan sinyalin merkez frekansı, hedef rada- Hedef İzleme (Target Tracking) denilmektedir. İlklendir- batları ve BİLGEM’de geliştirilen bazı
ra yaklaşıyorsa Doppler frekansı f_D=(2Vf_0)/c=2V/λ_0 me, ilişkilendirme, güncelleme, süzgeçleme gibi aşamaları radar sistemleri gösterilmektedir.
MGR PSR
MGR Mode-S
MSGS Mob l
kadar daha yüksek, uzaklaşıyorsa 2V/λ_0 kadar daha bulunur. Kalman süzgeçleme, Genişletilmiş Kalman Süz- İk nc l Gözetleme Radarı B r nc l Gözetleme Radarı Sah l Gözetleme Radarı
düşük ölçülür. Burada λ_0=c/f_0 sinyalin dalga boyu- geçleme, Bayesian yaklaşımlar, IMM-PDA, MLPDA, Parça-
dur. Doppler frekans kayması yardımıyla hedef radyal hızı cık Süzgeçleri vb. pek çok farklı yöntem mevcuttur.
V=(λf_D)/2 hesaplanır.
Radar ile ölçülen sinyalde hedeflerden gelen yansımala- Radar Kullanım Alanları
rın yanı sıra pek çok bileşen bulunmaktadır. Bu bileşen- f [GHz] 0,03 0,03 1 2 4 8 12 18 27 40 75 110
ler, Kargaşa (Clutter), Gürültü, Karıştırma (Jamming) ve
Elektromanyetik girişimden (EMI) kaynaklanmaktadır: Radar, her ne kadar askeri ihtiyaçlar için ortaya çıkmış olsa HF VHF UHF L S C X Ku K Ka V W
da, sivil uygulamalar da geniş kullanım alanları bulunmak-
Kargaşa (Clutter) tadır. Bazı kullanım alanları Tablo-1’de verilmektedir.
• Yer (yeryüzü, evler, ağaçlar, dağlar, denizler, araçlar, vb.)
• Hava (bulutlar, yağmur, kar, dolu, vb.) Tablo-1: Bazı Radar Kullanım Alanları
Yüzey Dalgalı
SDRAD
FODRAD
Gürültü (Noise) Ufuk Ötes Radarı Mob l Hava Radarı KUŞRAD Yatay KUŞRAD FMCW mm-dalga Radar
D key Radar
Tarama Radarı
• Dış gürültü (Kozmik gürültü) Asker Kullanım Alanları S v l Kullanım Alanları
• İç (Cihaz) gürültü (atım (shot) gürültüsü, Termal gürül-
tü, vb.) Gözetleme & Tak p Uçak ve Gem Nav gasyonu
Karıştırma (Jamming) ve Elektromanyetik Girişim (EMI) Atış Kontrol Astronom
Erken Meteoroloj
Eldeki bir radar ölçüm sinyalinden belirli menzilde hedef Yörünge Tesp t Havacılık
olup olmadığı kararının verilmesine sinyal sezimi (signal Ufuk Ötes Görüntüleme Tarım ve Ormancılık
detection) denilmektedir. Hedef kararı verilebilmesi için
bir eşik belirlenmelidir. Eşik, arzu edilen tespit olasılığı SAR / ISAR Görüntüleme Otomot v
(PD), Sinyal Gürültü Oranı (SNR) ve yanlış alarm olasılığı Çevre Güvenl k / Drone Tesp t Arkeoloj
(PFA) göz önünde bulundurularak belirlenir [1]. Mayın/EYP Tesp t Madenc l k Şekil 2: Radar Frekans Bantları ve bazı BİLGEM Radarları

12 13