Page 77 - bilgem-teknoloji-dergisi-13

RADAR TEKNOLOJİLERİ
BİLGEM TEKNOLOJİ
Dr. Yıldırım Bahadırlar - Kıdemli Başuzman Araştırmacı, Dr. İbrahim Soner Karaca - Başuzman Araştırmacı, Cihad Sinan Ateşavcı - Araştırmacı, Fadime Çuğalır - Araştırmacı,
Dr. Kamer Kayaer - Başuzman Araştırmacı, Murat Çakmak - Başuzman Araştırmacı, Meltem Alaca - Araştırmacı / BİLGEM BTE

YF Radarların Kullanım Alanları Anten Yapıları ve Yerleşimi
YÜZEY YDYF Radarları dünyada birçok ülkede deniz meteorolojik YDYFR Radarların nesnelerin uzaklığını ve yönünü tespit

ölçümler için yaygın şekilde kullanılmaktadır. Radar veri-
edebilmek için dar bir elektromanyetik huzmeye sahip
olmaları ve huzmelerini nesnenin yönüne doğru çevire-
lerini ve en iyi deneyimlerini paylaşmak amacıyla Ülkemi-
DALGALI zin de içinde olduğu Dünya YF Radar Ağı üç bölgeyi tem- bilmeleri gerekmektedir. Antenlerin boyutları büyüdükçe
silen 2012 yılında kurulmuştur [1, 2]. Birinci bölge Avrupa,
mekanik olarak antenleri istenen doğrultuya döndürmek
mümkün değildir. YDYF Radar sistemlerinde çözüm için
Afrika ve Orta Doğu’yu kapsamaktadır. Avrupa’da 2021
birçok antenin doğrusal veya düzlemsel bir biçimde di-
yılı sonunda 70’e yakın YDYF Radarı aktif durumdadır.
zilmesiyle elde edilen faz dizili sistemler kullanılmaktadır.
EuroGOOS YF Radar Takımı 2014 yılında kurulmuş ve Av-
YÜKSEK rupa’daki radarların dünyadaki görünürlüklerini artmıştır. Dizinin elemanları arasındaki faz farkından yararlanılıp
dizi işleme algoritmaları ile belirli bir yönde ve dar bir huz-
İkinci bölge Kanada, Amerika ve Güney Amerika ülkelerini
kapsamakta, 176 radar Ağa gerçek zamanlı veri aktarmak-
me içinde kalan sinyaller algılanır. Bu sistemlerde dizinin
tadır. Üçüncü bölge Asya ve Avusturalya’daki 110 radarı
huzme genişliği diğer bir deyimle açısal çözünürlük dalga
kapsamaktadır. Bölgede yalnızca Kore takribi 45 YDYF
boyu ve dizi uzunluğu arasındaki oran ile ifade edilir.
FREKANS Radarı çalıştırmaktadır. YDYFR Radarları alıcı ve verici antenlerinin konumuna
göre monostatik ve bistatik olarak temel iki gruba ayrılır.
Öte yandan YDYF Radarları arama kurtarma çalışmaların-
Monostatik radarlarda alıcı ve verici antenleri birbirine ya-
da, tsunami alarmında, deniz ulaşımı güvenliğinde, petrol
kirliliğine müdahalede, deniz kirliliği tayininde, çevre de-
kın mesafededir. Monostatik radar sisteminin aksine bis-
RADARLARI ğişimlerinin takibinde kullanılmaktadır. Gelişmiş ülkelerde tatik radarlarda alıcı ve verici antenleri önemli bir mesafe
ile ayrılmıştır. Bistatik radarlarda yayılan elektromanyetik
askeri amaçla ufuk ötesi menzilde hedef tespit ve takip
dalganın doğrudan alıcıları etkilemesi ve doyuma uğrat-
için kullanılmaktadır. Birkaç bin kilometre menzile sahip
Gök Dalgalı Radarlar ise soğuk savaş döneminde kıtalar
masının önüne geçilebilir. Monostatik bir radara alıcı dizisi
arası füzelerin tespitinde kullanılmıştır.
ilave edilerek bistatik özellik de kazandırılabilir. Böylece
bir radar sistemi hem monostatik hem de bistatik olarak
YDYF Radarın Farklı Yanları ve Kaplama Di- işlevini gerçekleştirebilir. Bir verici ile çok sayıda ayrı alıcı
yagramları kullanıldığı durumlarda ise bu yapıya multistatik radar adı
verilir. Şekil-3’te bir monostatik YDYF Radarının kurulum
YDYF Radarlarını diğer radarlardan ayıran temel özellik, yerleşkesi temsil edilmektedir.
yararlandığı elektromanyetik dalgaların yüzey dalgası
olarak yayılması ve bu yayılımın avantajlarından yararlan- Modülasyon Tipi
YDYF Radarlar ve küresel ağları sayesinde masıdır. Yüzey dalgaları yer dalgalarının bileşenlerinden
deniz meteorolojik parametreler ölçülerek ve biridir. Yer dalgaları, kaynak ile hedef arasındaki doğru- YDYFR Radarlarında darbeli ve frekans modülasyonlu sü-
modelleme yapılarak insanlığın dünya deniz- dan görüş hattında yayılan direkt dalga, dalganın yansıya- rekli dalga (FMCW) modülasyon tipleri kullanılır. FMCW
lerine hâkimiyetinde önemli gelişmeler sağ- rak hedefe ulaştığı yansıyan dalga ve hava ile yer arasın- modülasyonu tanımladığı menzil çözünürlüğü ile menzil
lanmaktadır. daki empedans farklılığından dolayı kılavuzlanmış dalga ve hız verisinin eş zamanlı olarak ölçülmesini sağlayan
olan yüzey dalgası bileşenlerinden oluşur (Şekil-1). Dünya bir tekniktir. Yüksek işaret-gürültü-oranı (SNR) değerle-
Yüksek frekans (HF) sinyalleri 3-30 MHz bandını kapsa- oluşmaktadır. Deniz dalgalarının temelde harmonik hare- yuvarlaklığının etkisiyle ve kaynakla hedefin yükseklikle- rine ulaşabilmeyi sağlayan FMCW modülasyonu, darbeli
yan, uzun mesafeli radyo ve modem iletişiminde geçmiş- ket yaparak devinmesi sonucu rezonans sinyalleri Doppler rinin de yere yakın olduğu durumlarda direkt ve yerden modülasyonundan tamamen farklıdır. Frekansı doğrusal
ten beri kullanılan sinyallerdir. Bu bantta yer dalgası ve spektrumunda dar bantlı yüksek güçlü bileşenler, yüksek yansıyan dalgalar ihmal edilebilir, yer dalgası sadece yü- olarak değişen sürekli bir dalganın üretilmesi ve yayılı-
gök dalgası olmak üzere iki yayılım kipi geçerlidir. İyonos- dereceli yansıma sinyalleri ise düşük güçlü yayvan bile- zey dalgası haline gelir. mı ile darbeli radar sinyali tarafından yayılan enerjiden
fer katmanı gök dalgası kipinde elektromanyetik dalgala- şenler olarak gözlenir. çok daha büyük bir enerji yayılmış olur. Yayılan sinyal ile
ra yansıtıcı ve taşıyıcı bir ortam oluştururken yer dalgası YDYF Radarları YF bandının üst sınırı olan 30 MHz’e ka- hedeften saçılarak gelen sinyal arasında bir frekans farkı
kipinde örneğin, iletken deniz yüzeyi iyi bir yayılım ortamı YDYF Radarları yapısal olarak verici ve alıcı anten dizi dar kullanılan endüstriyel ürünlerden olup, özellikle deniz oluşur ve bu fark hedef menzilini doğrudan temsil eder.
sağlar. Yüzey Dalgalı Yüksek Frekans (YDYF) Radarları sistemlerine sahiptir ve dizi sinyal işleme teknikleri bakı- suyunun iletkenliğinin avantajı sayesinde, diğer radarların Yansıtıcı nesne alıcı antene göre radyal bir hıza sahipse,
yer dalgası yayılımından yararlanır ve deniz yüzeyinden mından iki gruba ayrılırlar. Birincisi anten huzmesinin sa- ulaşamadığı ufuk ötesi mesafelere kadar ulaşabilmekte- saçılma sinyali (hızdan kaynaklanan) bir Doppler frekansı
iletilen, deniz yüzeyinin kendisinden ve denizdeki bir yısal yolla oluşturularak döndürülmesi ile çalışan faz dizili dir. Yüzey dalgalarının ada arkasındaki toparlanma et- oluşturur. Radar yalnızca referans frekansla bir farkı değil,
platformdan geri saçılan elektromanyetik dalgaların al- sistemler, ikincisi sayısal yön bulma teknikleri uygulayan kisi, YDYF Radarlarına diğer radarlarda olmayan önemli ek olarak Doppler frekansı da ölçer. Ölçülen Doppler fre-
gılanması temeline dayanır. Deniz yüzeyinden yansıyan sistemlerdir. Bazı ticari sistemlerde her iki teknik de uy- bir özellik kazandırmaktadır. Adaya çarptığında kırılan kansı üzerinden hedefin radyal hızı hesaplanır. Kesikli fre-
sinyallerin analizi ilk defa 1955 yılında Chrombie tarafın- gulanmaktadır. Günümüzde, yön bulma ile çalışan sistem- ve adanın üstünden yayılan yüzey dalgası, ada arkasında kans modülasyonlu sürekli dalga (FMICW) modülasyonu
dan yapılmıştır. Yansıma sinyalleri, Bragg saçılımı olarak ler deniz meteorolojik ölçümlerin gerçekleştirilmesinde gölgede kalan bir alandan sonra tekrar toparlanarak ya- ise FMCW modülasyonu geliştirmek üzere uygulanan bir
adlandırılan ve yayılan elektromanyetik dalganın dalga kompakt yapıları nedeniyle yaygın olarak kullanılmakta, yılıma devam eder (Şekil-2). YF bandının ilk çeyreğindeki tekniktir. Temel olarak izolasyonu ve hassasiyeti artırmak
boyunun yarısı ile aynı aralığa sahip deniz dalgalarından deniz platformlarının izlenmesinde ise denemeleri sürdü- frekansa sahip radarlar uzun menzilleri ve toparlanma sa- için kullanılır. FMICW radar ışımasının belli bir zaman sü-
geri saçılma sonucu yüksek genlikle alınan rezonans sin- rülmektedir. Faz dizili sistemler deniz meteorolojik ölçüm- yesinde diğer radarlara göre daha uzun kaplama alanları- resince durdurulması/kesilmesi ile elde edilir. Bu sayede
yalleri ile bu saçılmaların ikincil ve daha yüksek derecede- lerde kullanıldığı gibi deniz, liman trafiğinin izlenmesinde na sahiptir ve kıyı şeridinden başlayarak 400 km menzile radarın yaydığı enerji azaltılırken bu azalmaya bağlı ola-
ki yansımalarından oluşan diğer sinyallerin birleşiminden ve askeri amaçlarla kullanılmaktadır. ulaşabilirler. rak SNR değeri de kısmen azalır.

74 75