Top Banner
ELEKTRONIČKA NAVIGACIJA KARAKTERISTIKE RADARSKIH VALOVA REFLEKSIJA EM VALOVA
67

4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Mar 09, 2021

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

ELEKTRONIČKA NAVIGACIJAKARAKTERISTIKE RADARSKIH VALOVA

REFLEKSIJA EM VALOVA

Page 2: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Karakteristike radarskog sustava

• Prema IMO Rezoluciji definirano je šest relevantnih karakteristika radara i definirane su njihove minimalne i maksimalne vrijednosti :

• Maksimalni domet radara• Minimalni domet radara• Točnost mjerenja udaljenosti• Točnost mjerenja kuta• Razdvajanje objekata po udaljenosti• Razdvajanje objekata prema kutu

Page 3: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Maksimalni domet radara

• Određuju ga sljedeći elementi :• Broj impulsa emitiranih u jedinici vremena (PRF). Za veći domet treba poslati što

više impulsa u jedinici vremena, međutim pojava lažnih jeka zbog bočnih lepeza ograničava broj impulsa na većim udaljenostima uglavnom na 600 do 800 imp/sec

• Oblik, dimenzije i visina antene. Duža antena emitira uži snop, pa je gustoća energije na mjestu udaljenijeg objekta veća. Sa visinom antene raste i radarski horizont. Na radara valne dužine 3 cm standardno se ugrađuju antene dužine 6 stopa

• Maksimalna emitirana snaga EM signala. Veća snaga emitiranog signala omogućuje i jaču jeku s udaljenijih objekata

• Valna dužina (ʎ)- EM signali veće valne dužine putujući kroz prostor bivaju manje gušeni od valova kraćih valnih dužina .Porastom valne dužine raste i domet radara.

Page 4: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Maksimalni domet radara

• Osjetljivost prijamnika. Osjetljiviji prijamnik primit će i slabije signale s većih udaljenosti i tako povećati maksimalni domet radara – “bolji” prijamnik posebnom obradom primljenog signala odvaja njegov korisni dio od nakupljenog šuma.

• Karakteristike objekta. Jačina radarskog odjeka i domet radarskog signala značajno ovise o položaju , materijalu objekta, obliku objekta i ostalim svojstvima objekta.

• Geometrijska udaljenost radarskog horizonta- funkcija zakrivljenosti Zemlje

Page 5: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Maksimalni domet radara

• Prema IMO Resolution A.477(XII) propis o najvećem dometu X-band radara zahtijeva da taj radar pri visini antene od 15 m iznad mora i radarskoj slici bez odjeka s valova i padalina ima jasan prikaz slike :

• 1. Obalne crte- obalne crte visoke 60 m na udaljenosti od 20 M- obale visoke 6 m na udaljenosti od 7 M

• 2. Površinskih ciljeva- broda od 5000 BT na udaljenosti od 7 M- broda duljine 10 m na udaljenosti od 3 M- cilja nadomjesne površine od 10 m kvadratnih, na udaljenosti od 2M (stožasta plutača druge kategorije ima nadomjesnu površinu od 10 m kvadratnih. Ako se njezin odraz na radaru vidi u najmanje 50% osvjetljavanja radar ispunjava ovaj propis)

• Radari valne duljine 10 cm (S-band) moraju imati za najmanje 5 dB (3,162 puta) bolje značajke od značajki X-band radara.

Page 6: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Najveći domet radara – IMO odredbe

Page 7: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Minimalni domet radara• - minimalna udaljenost od broda do točke na morskoj površini do koje ne dopiru EM valovi što

se naziva „mrtvi ili slijepi” sektor , a ovisi o visini antene radara nad morem i kutu isijavanja EM valova u vertikalnoj ravnini i o vremenu trajanja dužine radarskog impulsa.

• - minimalni domet radara može biti veći od dmin jer je prijemnik blokiran za vrijeme rada predajnika.

Page 8: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Najmanji domet radara• Cilj A nalazi se u području koje nije osvjetljeno radarom -mrtva zona – područje od broda do prvog

dodira radarskog snopa i mora) te se njegova slika ne može pojaviti na ekranu radara. Cilj B je izvan mrtve zone i osvjetljen je radarom. IMO propis o najmanjem dometu odnosi se na cilj B i glasi : površinski ciljevi moraju biti jasno vidljivi na udaljenostima od 50 m do 1 M bez podešavanja radara , izuzevši promjenu dometa radara.

• Na najmanjem dometu od 0,25 M ima puno smetnji ,a malo manevarskog prostora i vremena tako da se radar na tom dometu vrlo malo koristi. Dobra zamjena za radar na tom dometu je kamera i termovizija.

Page 9: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Točnost mjerenja udaljenosti pomoću radara• Preciznost mjerenja vremena, a time i udaljenosti ovisi najviše o ravnomjernosti (linearnosti)

gibanja svijetle točke odnosno linearnosti vremenske baze. Točnost mjerenja udaljenosti biti će bolja ako se vanjski rub crte daljinara (VRM) postavi na unutarnji rub (prednji brid) slike cilja , jer dubina slike cilja ne mora biti u mjerilu dubine samog cilja. Pritom slika mora biti oštra zbog lakšeg prepoznavanja prednjeg ruba.

Page 10: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Veličina slike cilja u funkciji udaljenosti• Cilj na udaljenosti od 1 M imat će dimenzije 120 x 149 m , a cilj na udaljenosti od 11 M imati će

dimenzije 287m x 149 m. (149 m je debljina svijetle točke).

Page 11: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Točnost mjerenja kuta pomoću radara

• Kut (azimut ili pramčani kut) mjeri se pomoću elektroničkog smjerala (EBL- electronic bearing line).IMOpropis nalaže da greška pri mjerenju kuta pomoću radara kada je cilj na rubu zaslona , ne smije biti veća od 1° , što čini 0,23 % skale od 360°. Mjerenje kutova je manje točno od mjerenja udaljenosti .

Slika obale pri konačnoj širini radarskog snopa Radarska slika uskog okomitog cilja- drugi kraj cilja se ne vidi pa se slika cilja proširi za kut (αh/2 ) - širina slike na zaslonu l = d’(udaljenost) x αh/2

(širina snopa u radijanima)

Page 12: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Razdvajanje objekata po udaljenosti

• - Definirana je IMO Rezolucijom- razdvajanje objekata po udaljenosti .

• - Razdvajanje objekata po udaljenosti je sposobnost radara da dva objekta koji se nalaze na istom pramčanom kutu ali na različitim udaljenostima prikaže kao dva odvojena objekta. Pritom se pretpostavlja da se udaljeniji objekt ne nalazi u radarskoj sjeni bližeg objekta.

• Glavni faktor koji utječe na sposobnost razdvajanja objekata prema udaljenosti je dužina emitiranog impulsa.

• Odredba IMO Rezolucije :

• Radar ARPA mora razlikovati dva objekta na istom azimutu čija međusobna udaljenost nije veća od 40 metara, na skali udaljenosti 1,5NM na udaljenosti koja je između 50% i 100% te skale udaljenosti.

• Dvije plutače reflektirajuće površine 10 m kvadratnih na dometu radara od 2 M ili manjem i međusobnom razmaku od najmanje 50 yardi (1 yard=0,9144m) moraju se na vanjskoj polovini zaslona radara vidjeti kao dva odvojena cilja.

Page 13: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Razdvajanje objekata po kutu

• Definirana je IMO Rezolucijom – razdvajanje objekata po kutu.• Razdvajanje objekata po kutu je sposobnost radara da dva objekta koja se

nalaze na istoj udaljenosti ali na različitim pramčanim kutovima prikaže kao dvije odvojene jeke

• Temeljni faktor koji utječe na ovo svojstvo je horizontalni kut isijavanja radarske antene (1°)

• Odredba IMO Rezolucije :• Radar ARPA mora razlikovati dva objekta na istoj udaljenosti koja su

međusobno udaljena 0,75NM ili više na skali udaljenosti od 1,5NM i čija razlika azimuta nije veća od 2,5°

Page 14: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Razdvajanje objekata po kutu

• - Jeka s objekta B započet će u trenutku kada prestane jeka s cilja A. Zbog toga će se obje jeke na zaslonu vidjeti kao jedan neprekinuti široki objekt. Objekti C i D koji su na istom međusobnom razmaku kao i objekti A i B , ali bliže vlastitom brodu (područje užeg dijela snopa) , biti će prikazani kao dva odvojena objekta jer se radarski snop uspio “provući” između njih.

Page 15: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Ostale značajke radarskog sustava• - Pretraživanje (Scanning) – mora biti neprekinuto unutar kruga od 360° u smjeru kazaljke na

satu. Broj okretaja antene mora biti veći od 12 o/min pri relativnoj brzini vjetra od 100 čv.- Stabilizacija kompasom – oprema mora imati priključak za kompasni ponavljač. Točnost podešavanja kursa mora biti bolja od 0,5° pri vrtnji kompasa matice od 2 o/min. Kod prestanka rada žiro-kompasa , sustav mora bez zastoja nastaviti raditi u nestabiliziranom načinu rada.- Sustavi za brisanje smetnji – pojavu smetnji od valova , padalina , oblaka i pješčanih oluja mora biti moguće ručno ukloniti. Sustav je u položaju “Off- Isključeno” kada je dugme za podešavanje u krajnjem lijevom položaju. Automatski sustavi za brisanje smetnji moraju imati preklopku za prijelaz na ručno upravljanje.- Rad s radarskim odgovaračima (Racon- Radar Beacon) – trocentimetarski radarski sustavi (X-band) koji pobuđuju racone moraju imati vodoravnu polarizaciju EM vala. Odziv racona mora biti moguće isključiti ako smeta osmatranju slike.- Višestruke radarske instalacije – dva radarska sustava jednog broda moraju biti instalirana tako da mogu raditi neovisno jedan o drugome , te da se oba mogu napajati iz pričuvnog izvora napajanja. - tehničke karakteristike sustava – propisane su preporukom ITU-R M. 1313 i odnose se na svojstva antene , odašiljača i prijamnika radara u frekvencijskim opsezima od 2900 – 3100 Mhz , 5479 – 5650 MHz , 8850 – 9000 MHz i 9200 – 9500 MHz . Razlikuju se tri skupine radara : IMO radari koji moraju udovoljavati propisima navedenim u točkama 2.1 do 2.6 ovog poglavlja , uključujući i ribarske brodove , radare u unutarnjoj plovidbi (riječni radari) i radari na brodovima za razonodu.

Page 16: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

IMO i ribarski brodovi – svojstva radarskog odašiljača i prijamnika

Page 17: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Riječni radari – svojstva odašiljača i prijamnika

Page 18: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Radari za plovila i razonodu – svojstva odašiljača i prijamnika

Page 19: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Refleksija elektromagnetskih valova

Ovisi o sljedećim elementima :

• Položaj objekta u odnosu na brod• Oblik objekta• Materijal od kojeg je objekt izrađen• Dimenzije objekta

Page 20: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Položaj objekta uhorizontalnoj ravnini

- Odnosi se na kut upada EM vala mjeren u horizontalnoj ravnini - aspekt

Page 21: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Položaj objekta u vertikalnoj ravnini• - odnosi se na kut upada EM vala mjeren u vertikalnoj ravnini.

• Svojstva površine objekta (hrapavost ili glatkoća) direktno djeluju na radarsku jeku. Ako se sa Δh označe najveće neravnine od glatke površine , površina objekta se smatrahrapavom ako vrijedi sljedeći odnos :

• Za radar valne dužine λ = 3 cm , površina s neravninama od 2 do 3 mm ponašat će se kao glatka površina.

Page 22: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Oblik objekta• U jednadžbi radara izraz za primljenu snagu na izlazu antene glasi :• Dr- gustoća reflektirane snage na udaljenosti R od objekta

Ar – “efektivna površina antene” , Pt – najveća emitirana snaga radara, Gt- dobitak anteneσ – refleksijska površina ciljaAr – “efektivna površina” antene – pojam koji opisuje učinkovitost antene u odašiljanju i prijamuEM signala. Teorijski su dobitak antene (G) i njezin otvor povezani sljedećom jednadžbom :

. U ovoj jednadžbi G i A nemaju indekse jer ista antena služi i kao odašiljačka iprijamna antena.

U jednadžbi svojstvo cilja(objekta) opisano je “efektivnom površinom” (σ) .

Veličina (σ) ne označava samo površinu cilja nego se odnosi i na sva ostala svojstva cilja (oblik,položaj,materijal i veličina). Efektivna površina se stoga određuje kao omjersnage impulsa odbijenog prema radaru prema prostornom kutu i snazi impulsa na mjestu cilja :

R – udaljenost radar – cilj , Er – jačina odbijenog električnog polja na mjestu prijamnika radara , Ei – jačina upadnog polja na mjestu cilja.U radarskoj navigaciji analiziraju se tri osnovna oblika cilja : vertikalni valjak , kugla i uspravni stožac.

Page 23: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Vertikalni valjak

• Za vertikalno postavljeni valjak dimenzija i oznaka prema donjoj slici za 0 < Θ < 90° efektivna površina odjeka - (σ) -(omjer snage impulsa odbijenog prema radaru prema prostornom kutu i snazi impulsa radara) jednaka je :

Page 24: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Kugla• Odbijanje EM vala od kuglastih tijela dijeli se na : a) Rayleighovo područje – kada je opseg kugle r

manji od valne duljine EM vala (2πr/λ <1) , b) Mie ili područje rezonancije – kada je radijus kugle približno jednak valnoj duljini EM vala , c) optičko područje – kada je radijus kugle veći od valne duljine EM vala (2πr/λ >1) .

Page 25: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Kugla• U prvom dijelu krivulje σ kugle je mala i postepeno raste ,

a reflektirana energija formira dvije latice: jednu u smjeru upadnog polja , a drugu premaizvoru EM zračenja. U području Mie raspršenja , latica se izdužuje u smjeru dolaznog vala, a refleksijska površina se oscilatorno stabilizira na vrijednost σ kugle = r r π. Površina postiže najveću vrijednost za 2πr/λ =1 i nakon toga pada na najmanju vrijednostispod optičke vrijednosti.U trećem –optičkom dijelu krivulje dijagram refleksije EM vala dobiva oblik dijagrama isijavanja usmjerene antene sa izraženom laticom u smjeru dolaznog EM vala i nekoliko bočnih latica, a refleksijska površina postaje neovisna o frekvenciji : σkugle = r r π .Za valne duljine navigacijskih radara u Rayleighovom području nalaze se ciljevi kao smetnje (kapljice kiše, magle, …) , a navigacijski ciljevi (obala, objekti,…) ulaze duboko u optičko područje.

Page 26: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Stožac- refleksijska površina uspravnog stošca• Refleksijska površina stošca u odnosu na valjak i kuglu je daleko najmanja i značajno ovisi o kutu

(Θ) upada EM vala . Za stožac prikazan slikom Θ = 0° (signal pada na šiljak stošca) vrijedi sljedeća jednadžba:

Za stožac prikazan slikom za Θ = 90°-α (signal pada vertikalno na izvodnicu stošca)vrijedi sljedeća jednadžba :

Page 27: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Materijal objekta

• Koeficijent refleksije - definira se kao odnos reflektirane i primljene energije i značajno ovisi o materijalu objekta. Bolji vodiči električne energije imaju i veći koeficijent refleksije.

• Ova pojava objašnjava se činjenicom da će djelovanjem EM vala radara veliki broj slabo vezanih elektrona u atomima vodiča promijeniti svoje putanje tj. energetska stanja na viši stupanj ( prelazak elektrona u više orbite )

• Po prestanku djelovanja radarskog impulsa elektroni se vraćaju na svoja normalna energetska stanja čime ti elektroni emitiraju znatnu količinu energije što daje jaku povratnu radarsku jeku.

• Elektroni u atomima izolatora (staklo, plastika…, mali broj slabo vezanih elektrona) teško će mijenjati svoja energetska stanja (prelazak u više orbite) pa će povratna jeka biti slaba

Page 28: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Materijal objekta• Na granici dva materijala , od kojih je jedan atmosfera, a drugi materijal objekta , EM val se

dijelom odbija , a dijelom lomi. Slika prikazuje EM val na granici dva materijala:Iz uvjeta jednakosti komponenti vektora električnog i magnetskog polja s obje strane granične ravnine slijedi zakonodbijanja (refleksije) : Θp = Θu , iz čega slijedi Snellov zakonprolaznog vala : sinΘp/sinΘu = γ1/γ2.γ1 i γ2 – valne konstante širenja EM vala određene

jednadžbom sljedećeg oblika :

•ω – frekvencija EM valak – provodnost materijala ε – električka propustljivost ili permitivnost materijalac – brzina širenja EM vala

Page 29: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Materijal objekta

• More je dobar vodič (elektrolit) i njegov koeficijent refleksije je vrlo visok 0,8, ali na sreću EM valovi odbijaju se od mora mimo prijemne antene u svim smjerovima inače bi radar bio neupotrebljiv. Drvo i plastika su vrlo loši vodiči s izrazito niskim koeficijentom refleksije. Koeficijent refleksije golog zemljišta značajno ovisi o njegovom sastavu. Metalne rude na površini povećavaju refleksiju EM signala.

MATERIJAL KOEFICIJENT REFLEKSIJE

Metali 1

Morska voda 0,8

Led 0,32

Zemljište sa kratkom travom 0,7-0,8

Zemljište sa visokom travom 0,1-0,4

Zemljište sa šumom 0,1

Page 30: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Dimenzije objekta

• Jeka s objekta po svojoj snazi i veličini ovisi i o dimenzijama objekta :• Širina objekta – ako je objekt širi od radarskog snopa u horizontalnoj projekciji,

jačina jeke će biti proporcionalna maksimalnoj jeci s dijela objekta zahvaćenog radarskim snopom ali ne i ukupnoj širini objekta. Zato će široki objekti dati široku ali ne uvijek i jaku jeku. Širina slike objekta užeg od horizontalne projekcije snopa je funkcija širine snopa, dok je njezina dubina ovisna o dužini impulsa kao i o debljini svijetle točke

• Visina objekta – veliki vertikalni kut isijavanja antene (30°) pokriva objekte svake visine, ali to ne znači da će visoki objekti dati jasniju sliku. U vertikalnoj ravnini se nalazi više lepeza, a na većim udaljenostima maximum i minimum EM signala su međusobno dosta razmaknuti

• Dubina objekta – radar ne osjeća dubinu objekta posebice ako je prednja brid viša ili ako je objekt ravan. To je razlog zbog kojeg se kod mjerenja udaljenosti daljinar treba uvijek postaviti na unutrašnji rub odraza objekta.

Page 31: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Dimenzije objekta- utjecaj visine objekta na dobiveni odraz

Page 32: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Atmosferski uvjeti i domet radara• - U radarskoj navigaciji atmosfera služi kao dvosmjerni komunikacijski kanal.Atmosfera utječe

na radarski snop u troposferi na 3 različita načina : refrakcijom (lom, savijanje), slabljenjem (plinovi u atmosferi), rasipanjem (na česticama i hidrometeorima).Radarski EM valovi šire se pravocrtno jedino kroz homogenu sredinu. Kako je atmosfera vrlo često nehomogena zbog promjena temperature, gustoće, vlažnosti, tlaka,…itd. radarski EM valovi mijenjaju brzinu i smjer gibanja, te se gibaju po krivulji. EM val prelazeći iz sredstva jedne gustoće u sredstvo druge gustoće na granici sredstava se lomi po Snellovom zakonu o lomu valova :

α1 – kut upada EM valova• α2 – kut loma EM valova• n1 – indeks loma u sredstvu 1• n2 – indeks loma u sredstvu 2

- Indeks loma (n) atmosfere ovisi o tlaku, temperaturi, vlažnosti , gustoći zraka. U normalnim uvjetima EM val radara se lagano savija prateći djelomično zakrivljenost Zemaljske površine. Ova pojava naziva se refrakcija EM signala.- U atmosferi bez padalina radarski signal pretežito slabi na molekulama kisika i vodene pare. Dio signala gubi se zagrijavanjem molekula , a dio se apsorbira mijenjajući energiju njihove rotacije.- slabljenje signala može se opisati eksponencijalnim zakonom : na putu do cilja i natrag do antene radara, signal oslabi za exp (2 α R),R – udaljenost do cilja , α – koeficijent slabljenja signala.

Page 33: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Slabljenje visokofrekventnih(VF) EM signala u atmosferi• Na slici je prikazano slabljenje VF signala na molekulama kisika (puna crta) i na molekulama

vodene pare (isprekidana crta).Krivulje su definirane za tlak atmosfere od 1013 hPa i 7,5 grama vode po kubnom metru zraka.Slabljenje signala se naglo očituje kada molekule uđu u rezonanciju sa signalom.Za molekule kisika to se događa na približno 60 GHz i 120 GHz, za molekulevodene pare na 22,3 GHz. Širina prve rezonancijske krivulje za kisik je 600 MHz , a druga je vrlo uska. Rezonancijski vrh za vodenu paru je znantno niži (22GHz) , aširok je približno 3 GHz.Za frekvencije ispod 1 GHz (L pojas) slabljenje signala u atmosferi je zanemarivo,dok je pri milimetarskim valnim dužinama značajno. To je glavni razlog zašto navigacijski i zemaljski radari ne rade na frekvencijama iznad 35 GHz.Slabljenje signala u atmosferi nabijenom vodenom parom veće je od slabljenja u atmosferi nabijenoj kisikom u frekvencijskom području od 13 do 32 GHz. To značida će EM valovi radara navedenih frekvencija u tom području biti osjetljiviji na promjene u količini vodene pare u atmosferi , a izvan tog područja na promjene u gustoći kisika u atmosferi.

Page 34: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Smanjenje dometa radara zbog slabljenja signala u atmosferi

Page 35: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Superrefrakcija• - izrazita refrakcija koja nastaje kada se relativna vlažnost zraka znatno smanjuje

s visinom ili kada se ispod hladnog zraka nalazi sloj toplijeg zraka.• Kod superrefrakcije povećava se domet radara, a smanjuje se kut radarske

depresije ili dubine horizonta

Page 36: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Superrefrakcija• - Iznad kopna superrefrakcija se javlja ljeti u vedrim noćima kada se tlo puno brže hladi od viših

slojeva atmosfere. Iznad površine mora superrefrakcija se javlja u tropskim krajevima , jer je utjecaj smanjivanja vlažnosti zraka s visinom veći od porasta temperature zraka. U područjima umjerene klime superrefrakcija se pojavljuje u ljetnim mjesecima. Drugi česti uzrok pojave superrefrakcije je topli i suhi vjetar koji puše s kopna na more.Prelaskom preko hladnijeg mora , zrak se naglo hladi i stvara toplinsku inverziju. Istovremeno se javlja i gradijent vlažnosti. U kiši , oluji , oblačnom vremenu superrefrakcija se ne pojavljuje, jer je atmosfera turbulentna pa nestaju granice različitih indeksa loma. Superrefrakcija je uočljiva na većim dometima radara.Ublizini obale superrefrakcija nije jednako izražena na svim azimutima jer strujanja zraka iznad mora i kopna nisu jednaka.

Page 37: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Superrefrakcija

Page 38: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Superrefrakcija- jeka druge vremenskebaze

• Posljedica superrefrakcije , a posebice kod pojave “vođenja kanalom” je pojava jeke druge vremenske baze – pojava lažne jeke.Navedena pojava događa se pretežito za lijepog vremena , pa je moguća usporedba vizualne slike i radarske slike. U Crvenom moru , Arapskom zaljevu , nekim dijelovima Sredozemnog mora i zapadne obale Afrike , superrefrakcija i “vođenje kanalom” obično je praćeno pješčanom izmaglicom koja znatno smanjuje vidljivost. U takvim uvjetima jeka druge vremenske baze može se prepoznati po nekim drugim značajkama. Na slici je prikazana obalakako ju registrira radar u uvjetima “vođenja kanalom” pri PRF = 2000i/s , odnosno vremenom između dva uzastopna impulsa od 500 μs. U tom vremenu signal pređe put od 81 M , što znači da udaljenost cilja, čija će se jeka vratiti upravo u trenutku nastanka sljedećeg mpulsa iznosi 40,5 M.Ako je domet radara 12 M , ciljevi koji se nalaze između 12 i 40,5 M ne mogubiti registrirani radarom. Međutim zbog superrefrakcijeili “vođenja kanalom” , pojavit će se jeka s obale udaljene prosječno 45 M , ali za vrijemetrajanja druge vremenske baze.

Page 39: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Superrefrakcija – jeka druge vremenske baze- izgled lažne jeke

• - U ovom slučaju slika obale je ocrtana , ali je prikazana na krivom mjestu i savijena je prema središtu zaslona radara. Promjena PRF-a koja se postiže promjenom dometa radara , pokazati će drugačije odnose , pa se na taj način mogu prepoznati lažne jeke ove vrste. Jeke druge vremenske baze imaju sljedeće karakteristike: ne prepoznaju se odmah kao lažne jeke, u slici širih ciljeva (obala) mogu se uočiti izobličenja slike u smjeru središta zaslona radara, neuobičajeno brzo pomicanje ciljeva, promjenom dometa radara (PRF-a) slike ove vrste naglo nastaju ili nestaju.

Page 40: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Subrefrakcija

• - značajno smanjena refrakcija koja znatno reducira standardni domet radara. Kod subrefrakcijese osjetno smanjuje domet radara, a povećava kut radarske depresije ili dubine horizonta. -Subrefrakcija se javlja sa povećanjem vlažnosti zraka i smanjivanjem temperature zraka s visinom što ima za posljedicu zakretanje EM valova od površine Zemlje. Kod subrefrakcije se radarske lepeze savijaju prema gore tako da se neki niski objekti poput manjih brodova ili plitkih santi mogu naći u mrtvoj zoni radara. Subrefrakcija daje sliku koja podsjeća na slabo podešeni TUNNING radara jer nestaju slike plutača i niske obale, a ostaju jeke s visokih objekata.

Page 41: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Subrefrakcija• - Kod subrefrakcije promjenom predznaka indeksa loma , EM val se savija od zemaljske kugle

prema gore.Zabilježen je slučaj kada radar smješten na Fisherovim otocima (New York, USA) nije registrirao otok Block Island , udaljen samo 22 M od radara, koji je bio unutar optičke vidljivosti. Subrefrakcija nije jako česta pojava, a obično se javlja u polarnim krajevima kada hladni vjetrovi pušu iznad toplih morskih struja. Gusta magla , prelazeći iz plinovitog u tekuće stanje pri istoj količini vode u kubnom metru također može stvoriti uvjete za subrefrakciju. Najveće promjene temperature uobičajeno se dešavaju na visini od približno 50 cm iznad morske površine.

Page 42: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Subrefrakcija

Page 43: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

„Vođenje” EM signala kanalom – “DUCTING”

• Izrazito skokovite promjene stanja atmosfere mogu stvoriti uvjete za pojavu jako izražene superrefrakcije koja se ponekad naziva i “Vođenje signala kanalom (DUCTING)”. Formira se umjetni “valovod” čije stjenke čine površina Zemlje i skokovita promjena stanja u atmosferi. Takvim “valovodom” signal se širi na znatno veće udaljenosti nego li u normalnim uvjetima. Istim “valovodom” vraća se i jeka s udaljenog objekta stvarajući na ekranu radara lažnu jeku druge vremenske baze.

• “Vođenje signala kanalom-DUCTING”-je izrazito širenje EM vala atmosferom kada promjene značajki atmosfere formiraju umjetni “valovod”.

Page 44: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

„Vođenje” EM signala kanalom – “DUCTING”

Page 45: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Vremenski uvjeti i domet radara

• Razlikuje se meteorološko vrijeme i svemirsko vrijeme-space weather .• Svemirsko vrijeme kao fizikalna pojava utječe na rad GNSS sustava, energetskih

sustava , komunikacijskih sustava, …• Meteorološko vrijeme kao meteorološka pojava direktno utječe na kvalitetu

radarske slike , domet radara , prikaz radarske slike , otkrivanje objekata pomoću radara , itd…

• Najvažniji utjecaj meteorološkog vremena na kvalitetu i pouzdanost radarske slike ogleda se prvenstveno u zasićenju slike smetnjama odnosno gušenjem signala i smanjivanjem dometa radara.

Page 46: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Utjecaj vjetra i tropskih oluja

• Vjetar utječe posredno na kvalitetu radarske slike jer stvara valove koji će generirati smetnje. Jačina tih odjeka ovisi o veličini vala, njegovoj udaljenosti od broda, te o njegovom položaju u odnosu na brod odnosno o smjeru vjetra.

• Tropske oluje pokazuju se na ekranu radara kao likovi koncentrično raspoređeni oko središta oluje. Dometi brodskih radara nisu dovoljno veliki da bi mogli poslužiti za pravovremeno otkrivanje i praćenje tropskih oluja.

Page 47: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Utjecaj kiše, snijega i tuče

• Padaline degradiraju radarsku sliku na tri različita načina ovisno o njihovom položaju u odnosu na brod i promatrani objekt:

• Padaline se nalaze između broda i objekta• Objekt se nalazi u području padalina• Brod se nalazi u području padalina

• Ako se padaline nalaze između broda i objekta EM val prolazeći kroz to područje slabi (gušenje signala)pa se objekt nalazi u određenoj vrsti radarske sjene. Slabljenje signala zbog snijega bit će približno jednako slabljenju uzrokovanom kišom jedino onda kada je količina pale vode jednaka, što odgovara odnosu snijega i kiše 1:10. Na radarima velike valne dužine λ = 10 cm, ne zamjećuje se slabljenje signala izazvanog snijegom. Opasnost od snijega pojavljuje se tek onda kada deblji sloj snijega promijeni oblike terena na koji je napadao. Jeka s takve obale bit će slabija pa oblik na radaru neće odgovarati obali bez snijega.

Page 48: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Utjecaj kiše, snijega i tuče

• U slučaju kada se objekt nalazi u području padalina jeke sa objekata mogu biti i do 80% slabije od očekivane jeke. Pored toga slika objekata će biti „maskirana” smetnjama s padalina. U tom slučaju smanjivnjem GAIN-a ili pojačavanjem CLUTTERA nastajat će zastor formiran od padalina, a ostat će jeka od objekata jer on ima veći koeficijent refleksije pa se dio energije ipak vraća prema anteni.

• U slučaju kada se brod nalazi u području padalina javljaju se smetnje oko sredine ekrana, slično smetnjama od mora. Razlika je u tome što će jeke objekata izvan područja padalina biti slabije zbog slabljenja odnosno gušenja signala njegovim prolaskom kroz padaline.

Page 49: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Slabljenje signala različitih frekvencija u ovisnosti o količini padalina –parametri su frekvencije EM valova

λ = 10 cm , f = 3 GHz - S band radar ; λ = 3 cm , f = 9 GHz – X band radar

Page 50: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Slabljenje signala u kiši različitih valnih duljina – parametar je količina padalina

λ = 10 cm , f = 3 GHz - S band radar ; λ = 3 cm , f = 9 GHz – X band radar

Page 51: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Utjecaj magle, smoga i oblaka

• Magla i smog ne daju primjetne slike na ekranu radara.• Njihovo djelovanje ispoljava se samo kao slabljenje odnosno gušenje signala. • Iznimku predstavlja vrlo gusta magla formirana od većih kapljica vode koja onda

može stvoriti zagasitu sliku na ekranu radara.

Page 52: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Slabljenje signala oblacima i maglom• - Za maglu je karakteristično smanjenje optičke vidljivosti tako da se na određenoj udaljenosti

danju vidi tamni cilj na horizontu s nebom u pozadini , a noću srednje jako nefokusirano svjetlo. Tako definirana vidljivost je parametar u dijagramima za jednosmjerno slabljenje signala u dB/km u ovisnosti o frekvenciji signala :λ = 10 cm , f = 3 GHz - S band radar ; λ = 3 cm , f = 9 GHz – X band radar

Page 53: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Utjecaj prašine i pješčanih oluja

• Otkrivanje ciljeva radarom je slabije ako se u atmosferi nalaze čestice prašine –one djeluju slično djelovanju magle u atmosferi.

• Pješčane oluje mogu izazvati smetnje slične jakoj kiši. Djelovanje radara u takvim uvjetima ispituje se još uvijek.

• Slične učinke na radarskoj slici stvaraju jata ptica ili kukaca. Ovo se često spominje kao razlog pojave tzv. “duhova” na zaslonu radara. Radi se o zasjenjenim područjima zaslona radara, bez vidljivih uzroka u atmosferi. Ovisno o obliku “duhova” njihova se pojava ponekad objašnjava atmosferskim pražnjenjima (munjama) ili oku nevidljivim naglim promjenama u atmosferi i sličnim nevidljivim slučajnostima.

Page 54: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Radarske smetnje – lažni odjeci i sjene• - Osim korisnih signala (jeka s objekata u okolini broda) , prijamnik prima ili čak sam generira vrlo

mnogo lažnih signala različitog porijekla. - Dio njih su jeke s postojećih objekata , ali pokazane na krivom mjestu zaslona radara. Takvi signali nazivaju se lažni odrazi (False echoes).- Mnogo češći i za navigaciju opasniji su smetajući signali koji nisu nastali na navigacijskim ciljevima. Oni se zovu radarske smetnje ( Radar noise – clutter) i dijele se u tri grupe: smetnje stvorene jekom s padalina i mora (Rain and Sea Clutter), šum koji stvaraju elektronički elementi radara ili ga radar prima iz prostora , interferencije sa signalima ostalih radara u okolini broda.- Prva dva izvora smetnji (clutter) stvaraju sličnu sliku : zaslon je ispunjen sitnim točkicama koje se zbog konačne debljine svijetle točke vrlo često slijevaju u jednu površinu , prekrivajući slike ciljeva koji se u tom prostoru nalaze. Smetnje s valova raspoređene su više ili manje koncentrično oko položaja vlastitog broda. Smetnje od padalina mogu se naći na bilo kojem dijelu zaslona ekrana radara- ovisi o njihovom položaju u prostoru. Te smetnje su stvorene emisijom vlastitog odašiljača te se mogu očekivati određene korelacije u njihovoj jačini između dva ili više uzastopnih emisijskih impulsa.- Šum generiran u prijamniku radara ili primljen iz prostora je potpuno slučajna veličina i zato je neovisan o radu i značajkama vlastitog odašiljača.

Page 55: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Smetnje od valova• - Smetnje od valova – označava odbijanje energije emisijskog impulsa od površine valovitog

mora. - Količina odbijene energije u smjeru antene radara ovisi o kutu upada signala, njegovoj valnoj dužini i polarizaciji , te o stanju mora i vjetra. Pritom se površina mora promatra kao niz elementarnih reflektora (scatterers) neovisnih jedna o drugoj , na kojima se rasipa EM val. Rasipanje – raspršena energija određuje se kao razlika ukupne energije u prisustvu tijela na kojem je došlo do raspršenja i energije koja bi postojala kada ne bi bilo tog tijela. Odbijena energija – definira se kao ukupna energija u prisustvu tijela na kojem se događa odbijanje. Srednja vrijednost snage na izlazu antene izračunava se kroz veći broj emisijskih impulsa prema jednadžbi :

• Pr – srednja vrijednost snage signala na izlazu iz antene:G – dobitak antene (Gain), λ – valna dužina EM signala , R – udaljenost do objekta ; σi – srednja vrijednost refleksijske površine i-tog elementarnog djelića-reflektora. Površina unutar koje se zbrajaju jeke s elementarnih reflektora (A) jednaka je umnošku udaljenosti R , kutu usmjerenosti glavne latice antene u horizontalnoj ravnini αv, trajanju impulsa τi i brzini EM vala c :

Page 56: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Smetnje od valova• - Označimo li sa - σ0 “efektivnu radarsku površinu” –( omjer snage impulsa odbijenog prema radaru

prema prostornom kutu i snazi impulsa na mjestu cilja ) po jedinici površine, jednadžba za izračun srednje vrijednosti snage na izlazu antene je :

Uvrštenjem gornje jednadžbe u donju dobiva se :

- Jačina smetnji prema dobivenoj jednadžbi opada s trećom potencijom udaljenosti R , σ0 - ovisi o kutu upada radarskog snopa na valove , polarizaciji vala, stanju mora , frekvenciji EM signala te smjeru i jačini vjetra. Polarizacija vala značajno utječe na jačinu smetnji. Kod S- radara, za mirnog mora smetnje vertikalno polariziranog vala jače su za 20 do 30 dB od jeke horizontalno polariziranog vala. Ova razlika smanjuje se kako more postaje nemirnije. Kod valova visine 1 do 1,5 m nestaje razlika u jačini jeke. Slični rezultati dobiveni su i za X radar. Jačina odjeka od valova uvijek je jača iz smjera u kojem puše vjetar. Smetnje od valova umanjuju se upotrebom “Sea Clutter-a”.

Page 57: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Brisanje smetnji od padalina

• Sustav za brisanje smetnji od padalina označava se na radarima sljedećim oznakama: DIFF – differentiation, FTC – fast time constant , ili ACR – anti clutter rain.Na slici je prikazana uporaba ACR sustava :

Page 58: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Šum• - Osnovno svojstvo prijamnika je sposobnost izdvajanja korisnog signala koji je maskiran šumom

koji se javlja u istom frekvencijskom pojasu.- Najslabiji signal koji prijamnik može izdvojiti zove se najmanji detektabilni signal (MDS-Minimum detectable Signal). Dijelovi napona na izlazu prijamnika , sastavljeni su od šuma i korisnog signala . Oni koji prijeđu razinu detekcije (točka A) obrađuju se u završnom dijelu prijamnika kao korisne jeke i prikazuju na zaslonu radara. U točci B je slaba jeka izdignuta šumom prešla granicu detekcije –razinu prihvaćanja signala. Jeka u točki C nije dovoljno podignuta šumom te nije prešla granicu detekcije. Postala bi vidljiva jedino ako bi snizili granicu detekcije, no tada bi se u području detekcije mogao pojaviti i neki od vrhova šuma što bi radarsku sliku učinilo nečitkom. Razinu detekcije mijenja i određuje sam navigator , mijenjajućipojačanje (Gain) prijamnika i pokušavajući tako prepoznati slabije jeke na podlozi od šuma.

Page 59: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Šumovi i lažne jeke

Page 60: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Šum od valova i sustav za brisanje smetnji

Page 61: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Interferencije

• - Interferencija – pojava prijama signala drugog radarskog uređaja u blizini broda i njegova interferencija s lokalnim oscilatorom vlastitog radara.- Rezultat interferencije su snažne smetnje zrakastog ili srpolikog oblika koje počinju u središtu zaslona radara i šire se konvergentno prema rubu zaslona radara. Oblik i jačina smetnji ovisi o vrsti smetajućeg signala koji može biti neprekidne amplitude (CW – Constant Wave) , impulsni ili impulsni modulirane amplitude.- Interferencijske smetnje izraženije su na većim dometima radara gdje je vremenska baza sporija.

Page 62: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Višestruke jeke• - Ako se subočice vlastitom brodu nalazi objekt s velikim koeficijentom refleksije postoji mogućnost pojave

znatno izražene višestruke jeke. U prvom povratku jeke s objekta radar će pokazivati njegovu jasno izraženu pravu sliku. No povratni signal je dovoljno jak da se odbije od vlastitog broda vrati do objekta i stvori novu jeku koja će dati prvu lažnu sliku objekta. Ponovi li se takvo odbijanje više puta , na osnovi jednog jedinog emisijskog impulsa radar će pokazivati niz slika susjednog objekta. Ove lažne jeke prepoznaju se po tome što se nalaze na istom azimutu , međusobno su udaljene za veličinu udaljenosti vlastitog broda i prave jeke s objekta , a svaka sljedeća jeka je manja i slabijeg intenziteta od prethodne. Ove jeke mogu se dijelom izbrisati smanjivanjem Gain-a ili povećanjem Anti-Cluttera.

Page 63: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Posredne jeke – refleksija s dijelova vlastitog broda• - Posredne jeke (Indirect Echo) – nastaju odbijanjem signala od brodske konstrukcije (jarbola,

dimnjaka, …) s većih ciljeva na obali ili brodova u neposrednoj blizini.- Posredne jeke imaju određene sličnosti : najčešće se nalaze u području manje osjetljivosti radara jer reflektirajuća površina stvara radarsku sjenu, lažna jeka se javlja na pramčanom kutu reflektirajuće površine neovisno o pramčanom kutu cilja, ako vlastiti brod miruje lažna jeka pojaviti će se na pramčanom kutu cilja na obali , ako brod plovi jeka će brzo nastajati i nestajati ovisno o položaju vlastitog broda , reflektirajuće površine i cilja čija se lažna slika pojavljuje na radaru. Lažna i prava jeka nalaze se na istoj udaljenosti ako je lažna jeka nastala refleksijom s brodske konstrukcije, udaljenost lažne jeke dobivene refleksijom s površina u okolini vlastitog broda jednaka je udaljenosti antena-reflektor-cilj, pomaci lažnih jeka nisu proporcionalni stvarnim pomacima ciljeva, …- Anti-clutter kontrola najčešće briše takve jeke. Smanjivanje Gain-a ima isti učinak.

Page 64: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Lažne jeke sekundarnih latica• -Nastaju odbijanjem energije sekundarnih latica antene na bliskom cilju velike reflektirajuće

površine. Primljene jeke radar daje u smjeru isijavanja glavne latice stvarajući krivu sliku cilja na krivom pramčanom kutu.

Page 65: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Radarske sjene i “slijepa” područja• - Radarske sjene (Shadows) i “slijepa” područja (Blind Sectors) – su dijelovi prostora u okolini

vlastitog broda u kojima je signal slabiji (sjena) ili ga uopće nema (slijepi sektor). Oni nastaju kada se ispred antene nalazi prepreka na vlastitom brodu ili u njegovoj okolini.

• Slika prikazuje približan način konstrukcije slijepog područja (tamnije isjenčani izduženi trokuti) i radarskih sjena (svjetlije isjenčani isječci prostora).Za navigaciju “slijepa područja” nisu posebno opasna jer se nalaze u neposrednoj blizini prepreke. Za navigaciju su opasne “radarske sjene “ koje se protežu do najvećeg dometa radara i tako značajno smanjuju osjetljivost radara. Tako će primjerice jača “radarska sjena “ smanjiti najveću udaljenost detekcije malog cilja s očekivanih 3 do 4 M na samo ½ do 1 M.“Radarske sjene” mogu biti stalne i povremene. Stalne radarske sjene stvaraju metalni dijelovi konstrukcije broda . Povremene radarske sjene pojavljuju se na kontejnerskim i sličnim brodovima , na kojima se mijenja veličina i raspored metalnih objekata (kontejnera) na palubi.

Page 66: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Procjena radarskih sjena

Page 67: 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova · 2018. 4. 9. · Microsoft PowerPoint - 4. EN karakteristike radarskih valova i refleksija EM valova Author: Davor Å

Radarske sjene koje stvaraju ciljevi izvan broda• Radarske sjene koje stvaraju ciljevi izvan broda (drugi brodovi, obala,…) – ograničenog su

trajanja i ovise o kursu broda, udaljenosti od prepreke i njezinoj veličini.Prema desnoj slici brod udaljeniji od obale vidi oba brda, dok jeza brod bliži obali drugo brdo u sjeni prvog brda. Ako je drugi brodveći , on može stvarati sjenu u slici brda radara prvog broda.Slične sjene pojavljuju se i u horizontalnoj ravnini kada rt može zasjeniti uvalu iza njega. Zbog ovakvih pojava slika obale na radaru može se znatno razlikovati od pogleda na tu istu obalu.Preporuka : Nadopuniti radarsku sliku elektroničkom kartom(Radar overlay) .