دانلود تحقیق رادار

رادار یک سیستم الکترومغناطیسی است که برای تشخیص و تعیین موقعیت هدف بکار می رود .

با رادار می توان درون محیطی را که برای چشم ،غیر قابل نفوذ است دید مانند تاریکی ،باران،مه.برف،غبار و غیره .

اما مهمترین مزیت رادار توانایی آن درتعیین فاصله یا حدود هدف می باشد .کاربرد رادارها در اهداف زمینی ، هوایی،دریایی، فضایی و هواشناسی می باشد.

ایجاد سیستمی با توانایی بالا در ردیابی پدیده ها و ایجاد تصاویر با کیفیت بالا از آنها هدف عمده ساخت رادار تصویری می باشد گاه امکان بررسی اجسام از نزدیک وجود ندارد.

برای مثال جهت بررسی سطح اقیانوسها نقشه برداری از عراضی جغرافیایی لزوم ساخت وسایلی که بتوانند از راه دور این کاررا انجام دهند به چشم می‌خورد.

با دستیابی به فناوری سنجش از راه دور بسیاری از این مشکلات برطرف گشت.

در واقع در این روش امکان بررسی اجسام وسطوحی که نیاز به بررسی از راه دور دارند را فراهم می‌آورد.

سنجش از راه دور رامی توان به دو بخش فعال وغیر فعال تقسیم کرد.

گستره طول موج امواج مایکرویو نسبت به طیف مادون قرمز ومرئی سبب گردیده تا از سنجش از راه دور به وسیله امواج از این طیف استفاده گردد .

عملکردسیستمهای سنجش غیرفعال همانند سیستمهای سنجش دما عمل می‌کنند .در اینگونه سیستمها با اندازه گیری انرژی الکترومغناطیسی که هر جسم به طور طبیعی از خود ساتع می‌کند نتایج لازم کسب می‌گردد .هواشناسی واقیانوس نگاری از کاربردهای این نوع سنجش می‌باشد .

در سیستمهای سنجش فعال از طیف موج مایکرویو برای روشن کردن هدف استفاده می‌شود.

این سنسورها را می‌توان به دو بخش تقسیم کرد : سنسورهای تصویری وغیرتصویری (فاقد قابلیت تصویربرداری) .

از انواع سنسورهای غیر تصویری می‌توان به ارتفاع سنج و اسکترومتر ها(پراکنش‌سنج) اشاره کرد .کاربرد ارتفاع سنجها در عکس برداری جغرافیایی وتعیین ارتفاع ازسطح دریا می‌باشد .اسکترومتر که اغلب بر روی زمین نصب میگردند میزان پراکنش امواج را ازسطوح مختلف اندازه گیری می‌کنند.

این وسیله در مواردی همچون اندازه گیری سرعت باد در سطح دریا و کالیبراسیون تصویر رادار کابرد دارد .

معمول‌ترین سنسور فعال که عمل تصویربرداری را انجام می‌دهد رادار می‌باشد.

رادار(radio detection and ranging) مخفف وبه معنای آشکارسازی به کمک امواج مایکرویو است .به طور کلی می‌توان عملکرد رادار را در چگونگی عملکرد سنسورهای آن خلاصه کرد.

سنسورها سیگنالهای مایکرویو را به سمت اهدف مورد نظر ارسال کرده وسپس سیگنالهای بازتابیده شده از سطوح مختلف را شناسایی می‌کند.

قدرت (میزان انر؟ی) سیگنالهای پراکنده شده جهت تفکیک اهداف مورد استفاده قرارمی گیرد.

با اندازه گیری فاصه زمانی بین ارسال ودریافت سیگنالها می‌توان فاصله تا اهداف را مشخص کرد.

از مزایای شاخص رادار می‌توان به عملکرد رادار در شب یا روز وهمچنین قابلیت تصویربرداری درشرایط آب و هوایی مختلف اشاره کرد.

امواج مایکرویو قادر به نفوذ در ابر مه ,گردوغبار وباران می‌باشند.

از آنجاییکه عملکرد رادار با طرز کار سنسورهایی که با طیفهای مرئی ومادون قرمز کار می‌کنند متفاوت است ازاینرو می‌توان با تلفیق اطلاعات بدست آمده تصاویر دقیقی را بدست آورد اولین تجربه در مورد بازتابش امواج رادیویی توسط هرتز آلمانی در سال ۱۸۸۶ بدست آمد.

پس از گذشت مدت زمان کمی اولین رادار که از آن برای آشکارسازی کشتیها استفاده می‌شد مورد بهره برداری قرار گرفت.

در سالهای ۱۹۲۰ تا ۱۹۳۰ پیشرفتهایی در جهت ساخت رادار با قابلیت تعیین فاصله اهداف صورت گرفت.

اولین رادارهای تصویری درطی جنگ جهانی دوم برای آشکارسازی وموقعیت یابی کشتیها وهواپیماها استفاده شد.

بعد از جنگ جهانی دوم راداربا دید جانبی (SLAR) جهت جستجوی اهداف نظامی و کشف مناطق نظامی ساخته شد مهمترین نکته حائز اهمیت در بخش قبل را میتوان معرفی رادار به عنوان وسیله اندازه گیری معرفی کرد .

اجزاء تشکیل دهنده سیستم رادار فرستنده , گیرنده آنتن وسیستم های الکتریکی جهت ثبت و پردازش اطلاعات می باشد .

مهمترین نکته حائز اهمیت در بخش قبل را میتوان معرفی رادار به عنوان وسیله اندازه گیری معرفی کرد .

فرستنده پالس های کوتاه مایکرویو را که بوسیله آنتن راداربه صورت پرتو متمرکز می شوند با فاصله زمانی معیین تولید می کند .

آنتن راداربخشی از سیگنال های بازتابیده شده از سطوح مختلف را دریافت می کند.

اشعه ایکس در سال 1895 یک فیزیکدان آلمانی به نام ویلهِلم روئنتگن شکل جدیدی از پرتو را کشف نمود.وی آن را اشعه‌ی ایکس نامید که برناشناخته بودن آن تاکید ورزد.این پرتوی اسرار آمیز قابلیت عبور از بسیاری مواد که نور مرئی را جذب می کنند٬ داشت.

همچنین اشعه‌ی ایکس قدرت جداسازی الکترون‌های آزاد اتم را دارد.

بیش از سال ها٬ این خصوصیات استثنایی٬ اشعه‌ی ایکس را در بسیاری از زمینه ها مانند پزشکی و تحقیقات در مورد طبیعت اتم مؤثر ساخت.

سرانجام اشعه‌ی ایکس به عنوان شکل دیگری از نور معرفی شد .

نور٬ حاصل از جهش ها ٬ ارتعاشات و بی نظمی کل ذرات می‌باشد.نور مانند یک توله سگ سرزنده است که نمی‌تواند ساکن باشد.صندلی که شما روی آن نشسته‌اید در نگاه و احساس غیر متحرک به نظر می رسد.اما اگر شما بتوانید از دید اتمی به آن نگاه کنید خواهید دید که اتم ها و مولکول ها در حال ارتعاشند.صدها ترلیون مرتبه در ثانیه ارتعاش به هم برخورد می‌کنند.

در حالیکه سرعت به دور گشتن الکترون 25000مایل در ساعت است.وقتی ذرات باردار برخورد می‌کنند بر اثر تغییرات ناگهانی حرکتشان یک بسته انرژی تولید می‌کنند که فوتون نامیده می‌شوند.

فوتون ها با سزعت نور دور می‌شوند.در واقع آن ها نور یا امواج الکترومغناطیس هستند برای شروع یک استفاده فنی.

تا این زمان الکترون‌های باردار تنها ذره‌های شناخته شده هستند که دارای بیشترین ناآرامی هستند و بنابراین عامل تولید بسیاری از فوتون‌های جهان می‌باشد.

نور می‌تواند شکل‌های مختلفی داشته باشد.امواج رادیویی ٬ امواج میکرو ٬ فروسرخ٬مرئی٬بسیار درخشان ٬اشعه‌ی ایکس و امواج گاما شکل‌های مختلف نور هستند.

امواج رادیویی از فوتون های کم انرژی ساخته شده‌اند.فوتون‌های بصری تنها فوتون‌هایی هستند که به وسیله چشم دیده می‌شوند.این پرتوها میلیون‌ها بار از پرتوهای رادیویی معمولی پر انرژی تر هستند.انرژی پرتوهای ایکس صد تا هزار برابر بیشتر از فوتون‌های مرئی می‌باشند.سرعت ذرات هنگامی که برخورد یا ارتعاش می‌کنند یک محدوده را در انرژی فوتون‌ها به وجود می‌آورند.

هم چنین سرعت ٬ یک معیار اندازگیری دما نیز می‌باشد.(در یک روز گرم ذرات موجود در هوا نسبت به یک روز سرد سریعتر حرکت می‌کند.) دماهای خیلی پایین (صدها درجه زیر صفر سلسیویس) تولید امواج رادیویی با انرژی کم و فوتون های امواج میکرو می نماید٬ در حالیکه بدن سرد ما (در حدود 30 درجه سلسیوس)تولید امواج مادون قرمز می کند.دماهای خیلی بالا (میلیون ها درجه سلسیوس)اشعه‌ی ایکس تولید می‌کند.

هم چین خود فوتونها می‌توانند با الکترون‌ها برخورد کنند.اگر الکترون ها بیشتر از فوتون ها انرژی داشته باشند٬ برخور می‌تواند انرژی فوتون‌ها را افزایش دهد.در این صورت فوتون‌ها با انرژی پایین می‌توانند به فوتون ها با انرژی بالا تبدیل شوند.این فرایندپراکندگی کامپتون(Compton scattering )خوانده می شود.

که در مورد سیاهچاله ها٬جایی که ماده چگال می شودو درجه حرارت میلیونی وجود دارد٬این پدیده اهمیت می یابد.فوتونهای جمع آوری شده در فضا توسط تلسکوپ اشعه ایکس ٬ لکه های تاریک را آشکار میسازد.مناطقی که در آن ٬ذرات به واسطه انفجارهای عظیم یا میدان گرانشی شدید٬به دماهای بالا برانگیخته میشوند یا انرژی کسب می کنند.

خطوط نشری و جزبی: وقتی یک الکترون آزادبه وسیله میدان الکتریکی یک پروتون یا یک اتم باردار(یون)شتاب داده می‌شود فوتون های ساطع شده می‌تواند یک دامنه گسترده از انرژی را بوجود آورند.انرژی‌ها وابسته به سرعت حرکت الکترون‌ها و میزانی که شتاب به آن‌ها داده شده است می‌باشند.انرژی فوتون های تولید شده تحت این فرایند طیف پیوسته خوانده می‌شود و می‌تواند به صورت یک منحنی پیوسته ترسیم شود.در مقایسه٬ اگر الکترون در حال گردش به دور هسته یک اتم خنثی یا باردار باشد٬طیف به صورت یک سری رأس های نوک تیز یا خطوط در می آید و این به خاطر تطابق گردش الکترون ها در اتم با نظریه کوانتم است.این گردش ها٬ یا بطور دقیق تر٬این سطوح انرژی ٬به واسطه مقدار انرژی که دارند مجزا می شوند ٬درست همانند جدا شدن پله ها به واسطه بلندیشان .همان طور که شما نمی توانید در موقیتی مابین گام های پله ای گامی بردارید ٬الکترون در اتم نمی تواند بین دو سطح انرژی قرار بگیرد.اتم برای هر عنصری مثل اکسیژن ٬کربن و ...

سطح انرژی منحصر به خود دارد.

مطالعه دقیق انرژی فوتون های ساطع یا جذب شده به وسیله ذرات یک اتم یک طرح کلی را برای حالت انرژی آن اتم ارائه می دهد.با دانستن این طرح کلی و گسترده انرژی ستاره شناسان قادرند در امواج ساطعه از ستارگان و گازها ٬به محاسبه مقدار هر عنصر اقدام کنند .در این صورت ستاره شناسان می توانند تعیین کنند که ستاره ها بیشتر از هیدروژن با مخلوطی از هلیم و همچنین عناصر سنگین تر مانند کربن٬نیتروژن و اکسیژن و مانند ان تشکیل شده اند.

به طور طبیعی الکترون در اتم در پایین ترین سطح انرژی(در پایین پله ها)قرار دارد.اما اگر اتم در اثر برخورد با یک الکترون آزاد یا یک اتم دیگر یا یک فوتون برانگیخته شود٬ پایین ترین سطح انرژی اشغال نخواهد شد.

یکی از الکترون ها چرخنده به سرعت به این سطح می جهد و در بازگشت٬ انرژی در فرم فوتون مخصوص به آن سطح انرژی آزاد می کند.

این فوتون خطوط گسیلش یک طیف را بالا می برد.یک گاز داغ متشکل از اتم ها یک طیف مرکب از خطوط گسیلش را بیرون می برد که این طیف بر اساس عناصر موجود در گاز می باشد.فرایندی عکس این هم می تواند رخ دهد .اگر جریانی از فوتون ها به یک گاز برخورد کند ٬آن دسته از فوتونهایی که انرژیشان با انرژی اتم های موجود در گاز مطابقت می کند٬توسط گاز جذب می شود.

این فرایند سری خطوط جذبی گاز را افزایش می دهد.

منبع : hamkelasy.com سایت پایان