Page 86 - bilgem-teknoloji-dergisi-9

Elektronik Harp
Atmosferde iletimin yüksek olduğu dalgaboyu aralıkları
literatürde atmosferik pencereler olarak da tanımlan-
maktadır. Atmosferik pencerelerin başlıcaları 0,7-1µm
aralığındaki yakın (NIR), 1-3µm aralığındaki kısa dal-
ga (SWIR), 3-5µm aralığındaki orta dalga (MWIR) ve
8-12µm aralığındaki uzun dalga (LWIR) kızılötesi olarak
ifade edilmektedir. Kızılötesi görüntüleme ve iz ölçüm
sistemlerinin sezimcileri bu atmosferik pencerelerde
çalışabilecek şekilde tasarlanarak üretilmektedir.
Algılayıcı Sistemler ve Çalışma Prensipleri
Bir ortamda bulunan nesnelerden gelen ışıma miktarını
ölçebilmek için çeşitli imkân ve kabiliyetlere sahip algı-
layıcı sistemler kullanılmaktadır. Ana çalışma prensip-
leri nesnelerden doğrudan gelen, yansıma yoluyla gelen
ve ortamdan gelen ışıma enerjilerinin sezimci olarak da
bilinen algılayıcıları üzerinde toplanarak elektriksel sin-
yallere çevirip sonrasında işlenmesi ile anlamlandırma
Şekil 2 Siyah cisim için sıcaklık ve dalgaboyuna bağlı olarak olarak ifade edilebilir.
ışıma değişimi
Kızılötesi İz Ölçümü
KÖ Atmosferik Etkiler Kızılötesi iz ölçümü, temelde ölçümün amacına ve has-
Yakın zamana kadar atmosferin fiziksel yapısı ile ısı sasiyet durumuna bağlı olarak kızılötesi elektromanye- ile birlikte üretici firmalar tarafından sağlanan kayıt, konfigü- modellerinin geliştirilmesi,
transferine ve iklimlere etkisi incelenmiştir. Son zaman- tik spektrumda çalışan bilimsel çalışmaya uygun çeşitli
larda ise atmosferin optik ışınıma etkisi büyük önem algılayıcılar ve destek sistemleri kullanılarak yapılan
kazanmıştır. Bunda lazerin kullanım alanının genişle- planlı ölçüm faaliyetleri olarak açıklanabilir. Bahse konu
mesi ve optik uzaktan algılama sistemlerinin gelişmesi sistemlerde amaç enerji miktarının belirlenmesi ya da iz
önemli rol oynamaktadır. karakteristiğine ait bir takım bilimsel verilerin elde edil-
mesi olduğu için kullanılacak algılayıcıların ve destek
Bir nesneden yayılan optik ışınım, alıcıya gelmeden sistemlerinin, güvenlik amaçlı ya da sadece görüntü- tadır. Detay seviyesi yüksek ve özel amaçlar için hazırlanan
önce atmosferden geçer. Bu ışınımı ölçmek için bir sis- leme amaçlı sistemlerin aksine, toplanan enerji mikta-
tem tasarlanmak istenildiğinde optik ışınımın ortamdan rına göre fiziksel olarak anlamlandırılabilecek verilerin
nasıl geçtiğinin ve hangi değişikliklere uğradığının bi- alınabileceği sistemler olması gerekmektedir. Bu tipte
algılayıcılar genel olarak bilimsel kızılötesi kameralar
linmesi gerekmektedir. Atmosferin optik ışınıma etkisi olarak ifade edilmekle birlikte ölçümü yapılan verilerin
genellikle ışınım şiddetini zayıflatma ve doğrultusunu anlamlandırılması için farklı dalgaboyları ve enerji sevi- iz ölçüm ve analiz faaliyetlerinde kritik görevler icra eden yüksek
değiştirme şeklindedir. Bu zayıflatma, atmosferdeki yeleri için farklı kalibrasyonlara ihtiyaç duymaktadırlar.
gazlardan ve parçacıklardan, atmosferin çalkantısından Kızılötesi iz ölçüm sistemlerinde özellikle ölçüm önce-
ve kırpışmasından kaynaklanır. si ve ölçüm sonrası bir takım test ve analizlerin detaylı
olarak yapılabilmesi amaçlı destek sistemlerine ihtiyaç
Elektromanyetik ışınımın atmosferdeki geçişinde dört duyulmaktadır. Bu destek sistemlerinden başlıcaları ve
temel atmosferik olayın etkisi vardır. Bunlar emilim, sa- rolleri şu şekildedir:
çılma, yayınım ve türbülanstır.
‣ Siyah Cisimler: Kalibrasyon, ortam etkileri ve hizala-
Emilim: Yayılım yolundaki atmosferik gazlar ışınımın bir ma çalışmaları
kısmını soğururlar. ‣ Meteorolojik Ölçüm Sistemleri: Atmosferik etkilerin
Saçılma: Atmosferik gazlar ve atmosferdeki parçacık- kestirimi
lar ışınımın bir kısmının saçılmasına neden olurlar. ‣ Mesafe/Konum Algılayıcı Sistemler: Mesafe kaynaklı
Yayınım: Atmosferik gazlar ve atmosferdeki parçacık- geometrik/atmosferik düzeltmeler
lar belli dalgaboylarında kendiliğinden bir miktar ışınım ‣Zaman Üreteçleri: Çoklu sistemlerin eşza-
yaparlar. manlı olarak çeşitli analizleri
Türbülans: Atmosferin kırılma indisinin zamanla değiş- ‣ Yönelim Sistemleri: Hareketli nesnelerin
mesi ışınımı yolundan bir miktar saptırır. takibi ve yönelimin sağlanması
Şekil 2’de atmosferde bulunan gazların hangi dalga
boylarını soğurduğu gösterilmiştir. Her eğri, pencere
olarak adlandırılan emilimin az olduğu, emilimin yüksek
olduğu ve hemen hemen ışık geçirmeyen bölgelerden
oluşur. Her gazın kendine has emilim eğrisi vardır. Şekil
3’te en alttaki kısımda atmosferdeki ilgili dalgaboyların-
daki ana soğurucu moleküller gösterilmiştir.
84
üstlenmektedir. Kızılötesi ölçüm sistemi tasarımı ve geliştiril-
mesinin yanı sıra, özel olarak EH çalışmalarında ihtiyaç duyu-
lan analizlerin gerçekleştirilmesi amaçlı yazılımların milli ola-
rak gerçekleştirilmesi üstlenilen ana rollerden bazıları olarak
değerlendirilebilir. Bu kapsamda TÜBİTAK BİLGEM İLTAREN
tarafından geliştirilmiş Analiz Yazılımı (AY) ile gerçekleştirilen
analizler ve kızılötesi iz ölçümü genel akışı Şekil 5’te yer al-
maktadır.
EH açısından çok kritik öneme sahip sistem ve yazılımların
ana uygulama alanları aşağıda listelenmektedir.
‣ Platfromların tasarım öncesi ve sonrası kızılötesi iz yöne-
timleri,
‣ Platformlara entegre kızılötesi bantta çalışan elektronik
Kızılötesi İz Analizi destek (füze ikaz sistemleri, arama ve takip sistemleri, vb.)
En az kızılötesi iz ölçümü kadar önemli ve aynı zamanda ve elektronik taarruz (ısı fişeği, yönlendirilmiş/sabit karıştırı-
ölçümü tamamlayan bir diğer konu ise analiz yani verilerin cılar) sistemlerinin geliştirme ve performans parametreleri-
kıymetlendirilmesi çalışmalarıdır. Bahse konu analiz çalış- nin elde edilmesi,
maları ihtiyaca ve amaca yönelik olarak yüksek bilgi birikimi, ‣ Çeşitli angajmanların ve EH teknik ve taktiklerin (TvT) si-
tecrübe ve alanda uzmanlaşmış insan kaynağına gereksinim mulasyon ve donanım çevrimde laboratuvar (DÇL) ortamında
duyabilmektedir. Genel olarak kızılötesi iz ölçüm kameraları değerlendirilmesi amaçlı sadakat seviyesi yüksek kızılötesi iz
rasyon ve analize yönelik araçlar geniş ve özel alan uzman- ‣ Tehdit füzelerin arayıcı başlık sistemlerinin benzetimleri,
lığından bağımsız bir kullanıcı grubuna hitap edebilmesi için jenerik arayıcı başlık geliştirilmesi ve tersine mühendislik fa-
çok temel bir takım hesaplamaların yapılmasına imkan sağ- aliyetleri gerçekleştirilmesi amaçlı çalışmalar.
lamaktadır. Bu sebepten ötürü özellikle Elektronik Harp (EH)
alanındaki çalışmalarda kızılötesi iz analizleri kapsamında Kızılötesi iz ölçümü ve analizi kapsamında askeri uygulama-
özel olarak hazırlanmış analiz araçlarına ihtiyaç duyulmak- ların yanı sıra sivil uygulamalar olarak da yaygın bir kulla-
nım durumu mevcuttur. Isı verimliliği kapsamında izolasyon,
iz analiz yazılımlarında ana hatlarıyla veri toplama ve işleme tesisat kaçaklarının tespiti vb. inşaat sektörü uygulamaları;
yapısı Şekil 4’te gösterilmektedir. vücut ısısının belirlenmesi, doku metabolizması, kan dolaşı-
mı ve sinir fonksiyonu üzerine birtakım analizler gibi sağlık
EH kapsamında gerçekleştirilen ulusal ve uluslararası kızılötesi sektörü uygulamaları; uydu ve hava platformları üzerinden
yer yüzeyi gözlemleri gibi uzay ve havacılık uygulamaları;
bilgi birikimi, tecrübe ve alanda uzmanlaşmış insan kaynağına toprak ve bitki örtüsü incelemeleri gibi yer bilimleri ve tarım
sahip TÜBİTAK BİLGEM İLTAREN, bu konuda çok kritik bir rol sektörü uygulamaları şeklinde geniş bir yelpazede örnekler
yer almaktadır. Gelecekte daha detaylı ölçüm kabiliyetlerine
sahip sistemlerin geliştirilmesi ile uygulama alanlarının ar-
tacağı ve hali hazırdaki uygulama alanlarında da imkan ve
kabiliyetlerin katlanarak gelişmeye devam edeceği açık ola-
rak görülmektedir.
85