||||||||||||||||||||ANASAYFA||||||||||||||||||||

||GMDSS||  ||INMARSAT||  ||CYRO PUSULA||  ||NAVTEX||  ||EPIRB|| ||COSPAS-SARSAT||  ||DSC|| ||ECHO SOUNDER||

 ||CAS MODUL||  ||GPS|| ||HIPERBOLIK SEYIR||  ||PARAKETELER||  ||RADAR||  ||RDF||  ||SATNAV||  ||TELEKS||

 ||FAXIMILE|| ||TESTER OTO||  ||SONAR||  ||STAREC||

R A D A R

RADIO DETECTION AND RANGING

 I – TEMEL KAVRAMLAR:

            Bir seyir yardımcı cihazı olan  R A D A R, II. Dünya Savaşından  bu yana kullanılagelen en önemli elektronik cihazlardan birisidir.

            ‘Radar’ kelimesi, “Radyo Dalgaları ile Hedef Tespiti ve Mesafe Tayini “ anlamındaki, “Radio Detection and Ranging” kelimelerinin baş harflerinden meydana gelmiştir.

            Her türlü hava şartlarında bize etrafımızdaki hedefleri gösteren bir Radarda, hedeflerin tespiti,üç kordinatlı olarak yapılır.Bunlar:

1)Hedef Mesafesi (Range)

            2)Hedef Kerterezi (Bearing)

            3)Hedef Yüksekliği (Elevation)

1 – RADAR ÇALIŞMA PRENSİBİ :

            R a d a r cihazının çalışması, prensip olarak, yankı olayına dayanır.Bir alıcı-verici dezeninden oluşan Radar, yankıdan faydalanarak, belirli bir cismin varlığını tayin etme, bulunduğu yön, uzaklık ve hızını ölçme kuralına göre çalışmaktadır.Verici RF sinyalinden oluşan bir işaret göndermekte ve alıcı bu işaretin hedeften dönen yankısını alıp değerlendirmektedir.

            Radarın çalışmasını daha iyi anlamak için aşağıdaki örneği ele alalım:

            Bir dağ yamacında, dağa doğru kısa ve keskin olarak haykıracak olunursa, bu ses biraz sonra dağa varıp oradan yansıyacak ve dağa varma süresi kadar bir zamanda geriye bağıran kişiye dönecektir.Yani ses aradaki yolu iki kere katetmiş olacaktır.

            Sesin dağa çarpıp geri dönmesine “Yankı” denir.Sesin yankılanarak geri döndüğü mesafe küçük bir hesaplamayla bulunabilir. Sesin havadaki hızı saniyede 332 m olduğuna göre, eğer ses, kaynağına yankı olarak 2 sn  sonra dönmüşse, ses kaynağı ile dağ arasındaki mesafe;

            V.t                          332.2

s=                              s=                           s=332.1       s=332 metre

2                                                                      2        

olarak bulunacaktır.Burada, s- Alınan yol, V- Sesin hızı, t- Zaman dır.

            Bu örnek radar için de geçerlidir.Ancak, radarda ses dalgaları yerine saniyede 300 000 km hıza sahip olan elektromanyetik dalgalar (Radyo Dalgaları) kullanılmaktadır.

Eğer sesi yansıtan cisim duran bir dağ yerine hareketli bir cisim olsaydı, yansıyan sesin frekansı gönderilen sesin frekansından farklı olurdu. Bu durum Doppler olayı olarak bilinmektedir.Örnek olarak bize doğru gelen bir trenin sesi ince (yüksek frekanslı), bizden uzaklaşan bir trenin sesi ise kalın (alçak frekanslı) olarak işitilir.Bu bilgiye dayanarak yankı veren cismin bizden uzaklaştığını ve bize yaklaştığını, keza cismin tesbit edebiliriz.

            Hedef bulucu diğer sistemlere göre  radar sistemlerinin çeşitli üstünlükleri vardır.Bunlar söyle sıralanabilir:

1)      Radar sistemleri uzun mesafelerde çalışabilirler. Örneğin uçaklar 100 milin çok uzağından tesbit edilebilirler.

2)      Her türlü hava şartlarında (duman, sis, yağmur, kar gibi) verimli olarak çaılştırılabilirler.

3)      Hedef mesafesine hassas olarak tesbit edebilirler.

2 – RADARIN ÇALIŞMASI :

Günümüzdeki mevcut radar sistemleri ayrıntılar bakımından birbirinden oldukça farklıdır. Bununla birlikte bütün radarların çalışma prensibi esas itibariyle aynıdır. Bu bakımdan sade bir radar sistemi  incelenirse, radar

Hakkında yeterli  bir fikir alınabilir. Ayrıntılar genel  çalışma şeklini korumakla birlikte özel bazı devrelerin seçilmesinden ileri gelir. Bu kısımda bir radarın ana üniteleri ele alınarak radarın çalışması açıklanacaktır.Şekildeki temel  radar sistemi çalışmasını gösteren blok diagram ve sistemin resmi verilmiştir.

            Bir radarda Zamanlayıcı (Timer), gönderilen palsların ve indikatörün zamanlarını düzenler ve diğer birlikte çalıştığı devrelerle işbirliği yapan sinkronize sinyalleri üretir.Anten sistemi (T/R), RF enerjisini vericiden alır ve onu çok dar hüme ile bir yöne doğru neşrettirir, hedeften dönen ekoları alır ve bu ekoları alıcıya verir.

Alıcı, hedeften gelen zayıf RF palslarını kuvvetlendirir ve bunlardan video palslarını meydana getirir. Bu video palsları indikatöre (göstericiye) uygulanır.

İndikatör, eko palslarından istenilen bilgiyi ihtiva eden görülebilir hayaller oluşturur.

Güç Kaynağı, Radar sisteminin parçaları için gerekli bütün doğru ve alternatif gerilimleri temin eder.

Gerçek bir radar sistemi, tek bir fiziki parça içinde daha birçok çalışma parçalarına sahiptir.

Şekil :Radarın Çalışması

3– RADAR MESAFE BİRİMİ VE RADAR FREKANSLARI:

1)Radar Mesafe Birimi: RF enerjisi, ortalama yaklaşık ışık hızına eşit bir sürate yayılır. Bu hız sabit olup,

V=3.10 metre/saniye veya,

  =162 000 Deniz Mili/saniye değerine eşittir.

            RF enerjisi bir deniz milini 6,18 mikro saniyede kateder. Bu enerji bir mil uzaklıktaki hedefe 12,36 mikrosaniyede gidip gelir.Dolasıyla 12,36 mikro saniye değeri, 1 Radar Miline veya hedefin uzaklığına eşit olur.

            1 Deniz Mili=1825 metre,

            1 Radar Mili=200 yarda değerine eşittir.

Örnek verilirse, bir radar anteninden gönderilen pals halindeki RF sinyallerinin ekoları, 61,8 mikro saniye sonra alınıyorsa hedefin mesafesi 5 mil olarak bulunur.

                                     Geçen Zaman              61,8 mikro saniye         

Hedefin Mesafesi=                                  =                                      = 5 mil

                                                Radar Mili                     12,36 mikro saniye

Radar sistemlerinde, zaman-mesafe bağantısını çözümleyen, zaman ölçen aygıtlar bulunur. Bu aygıtlar yardımıyla CRT üzerinde oluşturulan mesafe halkaları,ekoyu oluşturan hedefin mesafesini mil olarak CRT den okumamızı sağlar.

2) Radar Frekansları: Radarlar, yaklaşık olarak 100 MHz- 30 000 MHz arasındaki  frekanslarda çalışırlar.Ancak, bu frekansların altında ve üstünde çalışan radarlar vardır. Modern standartlara göre radar frekansları, dalga boyları ve bandları aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.Radarlar bu bandlara göre isimlendirilebilir (X Band, S Band Radar gibi). Çalışma frekansına göre radarın dalga boyu aşağıdaki formül ile bulunur.

                      V

Lamda=                       ... metre                 F : Frekans – (Hertz)                

                      K                                       Lamda : Dalga Boyu – (Metre)

                                                               V : Eletromanyetik Dalgaların Hızı 3.10                                                                                                                                              

                                                                     m/sn

Tablo: Radar Band, Frekans ve Dalga Boyları

            Deniz Radarlarında kullanılan dalga boyu çok küçüktür.Böyle bir radarda dalga boyunun tipik değeri, 3,2 cm, frekansı 9,375 Mhz ve pals genişliği 0,1 mikro saniyedir.Radar bandları K bandına doğru daha yüksek frekanslara ulaşır.Yüksek frekans ve küçük dalga boyu yakın mesafe radarlarında tercih edilir.Büyük dalga boyları ise uzak mesafe radarlarında (hava radarı) kullanılır.

            Radarların anten ve transmisyon hatları çalışma frekanslarına göre belirlenir.VHF radarlarda çubuk anten, daha yüksek frekanslara sahip radarlarda ise refrektörlü anten kullanılır.Transmisyon hattı ise, VHF  radarlarda iki paralel tel, VHF üst frekanslarında çalışan radarlarda koasiyel hat, daha yüksek frekanslarda ise (mikro dalgalarda) dalga klavuzu (wave guide) kullanılır. Her radarın frekansı, kullanım maksatlarına göre seçilir. Yüksek meafe ve kerteriz hassasiyeti istenen yerlerde yüksek frekanslı radarlar kullanılır.

4 – RADAR TERİMLERİ:

İdeal bir radar vericisinin çıkışındaki pals zinciri Şekilde gösterilmiştir. Bu şekil radar terimlerini açıklamakta kullanılacaktır. Şimdi sırasıyla bu terimleri görelim.

1)      Pals Genişliği (PW) :

Verici çıkışındaki, yüksek güçlü ve yüksek frekanslı RF enerjisi, kısa süreli palslar halinde antene beslenir. Antene beslenen palsın süresi, vericinin çalışma süresine eşittir ve Pals genişliği (Pulse Duration) olarak adlandırılır. Pals genişliği radardan radara değişir. Bazı radarlarda bu genişlik 1 mikro saniyedir. Radar pals genişliği, 0,1-5 mikro saniye arasında değişir. Antenden gönderilen bir RF palsının ekosu, ikinci bir RF palsı antenden çıkmadan alıcı tarafından alınarak değerlendirilir. Kısa mesafelerde, sıhhatli bir ölçüm için kısa palslar kullanışlıdır. Uzun palslar ise, uzak mesafe ölçümlerinde daha avantajlıdır.

2)      Pals Tekrarlama Zamanı (PRT) :

İki pals başlangıcı arasındaki zamandır. Bu süre, pals genişliği ve dinleme zamanının toplamına eşittir. Bu zaman tipik olarak 2000 mikro saniyedir.

  3) Pals Tekrarlama Frekansı (PRF) : Pals tekrarlama zamanının tersine eşittir.

                        PRF=1/PRT

            PRF değeri, maksimum mesafeyi ve radar sisteminin doğruluğunu etkiler. PRF çok yüksek ve palslar arasındaki zaman çok kısa ise, çok uzak mesafelerden gelen ekolar şüpheli mesafe okumalarına neden olabilir. Bu nedenle radar, uzun mesafe aramaları veya seyir yardımcısı olarak kullanıldığında PRF (Pulse Repetition Frequency) düşük tutulmalıdır.

4) Tepe Gücü (Peak Power) :

            Bir radar sisteminin belirleyebileceği en uzun mesafe, radar çıkış gücüne ve anten kazancına bağlıdır.Tepe gücü, pals transmisyonu sırasındaki güçtür. Tepe gücü tipik olarak 100 KW-500 KW arasında değişir. Gemi seyir radarlarında bu güç daha düşüktür.

5)Ortalama Güç (Pavg) :

            Pals tekrarlama zamanı içindeki güç, ortalama güç olarak tanımlanır. Pals genişliği ile pals tekrarlama zamanı arasındaki büyük zaman farkından dolayı, tepe gücüne göre ortalama güç çok küçüktür.

6) Dinlenme Zamanı(Rest Time-Rt):

            Vericiden gönderilen palsın bitimi ile yeni palsın başlangıç anı arasındaki zamandır (2000 – 10000 mikro sn).

7)Kör Saha:

            Radar gönderme yapıp alma durumuna geçmeden evvel yakın mesafelerden gelenekolar alınamaz. Bu durumda ölçülemeyen bir yakın mesafe miktarından sözedilebilir. Bu mesafeye kör saha adı verilir.

                     328x(PW-RT)

Kör Saha=

                 2                               328-1 mikro saniyede RF enerjisinin

                                                  yarda olarak aldığı mesafe.

Ayrıca pals tekrarı sık olursa dinlenme zamanı düşeceüinden uzaktaki hedef ekoları alınamaz, tarama menzili düşer.

Gemi ve uçak radarları, çevreyi tararlarken çok çeşitli cisimlerden yankı aldıklarından belirli noktaların tayini zor olmaktadır. Bu sebeple gemi ve uçakların belirli noktalarda elektronik fenerler yerleştirilir.

Uçak tarafından  gönderilen sinyale bu alıcı – vericiler cevap yardımıyla uçak, feneri tesbit ederek harita üzerindeki kendi yerini bulabilir (Radar Beacon).

Radarın uçaktaki etkili uygulama alanı, alçak uçuşta daha belirgin olarak görülmektedir. Uçak yükseklik ölçerle yerden yüksekliğini sürekli ayarlar. Bu sırada ön radarının taraması ile önde beliren bir dağa çarpmayı önlemiş olur Böylece uçak yer girinti ve çıkıntılarına göre uygun yol alabilir. Uçağın ön radarı burnundaki radom denilen koruyucu kapağın arkasına trleştirilmiştir (radoma: Radar kubbesi).

II – RADAR ÇEŞİTLERİ :

            Radarlar birkaç yönden sınıflandırılabilir. Fakat bütün radarlar premsip olarak aynıdırlar. Bu kısımda, kullanılan yerlere göre ve kullanım amaçlarına  göre radarlar hakkında bilgi verilecektir.

1 – ÇALIŞMA FREKANSLARINA GÖRE RADARLAR:

Kısım 1-3 de radar çalışma frekansları konusunda bilgiler verilmişti.Tabloda görüldüğü gibi, radarlar frekans bandlarına göre X BAND, S BAND, K BAND, olarak isimlendirilebilirler. Yüksek frekanslı radarlar kısa mesafe ölçülebilirler. Daha düşük frekanslı radarlar ise uzun mesafe ölçümlerinde kullanılırlar.

2 – KULLANIM YERLERİNE GÖRE RADARLAR :

 Radarlar, Askeri, Meterolojik, Stratejik, Astronomik ve Ticaret gemilerinde seyir amaçları için kullanılan muhtelif cens ve büyüklükte yapılmaktadır. Radar izleme ve ölçmeleri yer, uçak ve gemi gibi çeşitli alanlarda yapıldıklarından radarlar, kullanıldıkları yerlere göre çeşitli simler almaktadırlar.

            Yer radarı – Landborne Radar Equipment-, atmosfer ve uzay araştırmalrı yapmak veya yerden uçak ve gemileri izlemek için kullanılmaktadır.

Kıyı radarı, yaklaşan bir uçaktan alınan yankıyı değerlendirip bir erken uyarım sağlar. Bu tip radar aynı zamanda uçakların izlenmesi ve uçaksavarlar için gerekli bilgilerin ölçülmesini sağlar. Kıyı radarı denizdeki gemilerin izlenmesini sağladığı gibi hava alanında kullanılan radarlar, hava trafiği kontrolünde önemli rol oynarlar.

Gemi radarı -  Shipborne Radar Equipment-, kıyı şeridini, yerdeki yerleşim birimlerini, gemi ve uçakları izleyebilir.Gece yaklaşan bir uçağın algılanıp gerekirse kör atış yapılması radarla olur. Kıyı şeritleri ve kayalık gibi sinyal yansıtma özelliği fazla olan cisimler daha belirgin olarak tesbit olunmaktadır. Bu nedenle uçağın yön ve yer bulması kolaylaşır.

            Kıyı radarı, yaklaşan bir uçaktan alınan yankıyı değerlendirip bir erken uyarım sağlar. Bu tip radar aynı zamanda uçakların izlenmesi ve uçaksavarlar için gerekli bilgilerin ölçülmesini sağlar. Kıyı radarı denizdeki gemilerin izlenmesini sağladığı gibi hava alanında kullanılan radarlar, hava trafiği kontrolünde önemli rol oynarlar.

            Gemi radarı - Shipborne Radar Equipment -, hem kıyıyı, hem başka bir gemiyi ve hem de uçağı izleyebilir. Gemilerin açısından buz dağları ve kıyıların tespiti gerektiğinden radar bu güvenliği sağlamaktadır.

            Uçak radarı – Airbone Radar Equipment -, kıyı şeridini, yerdeki yerleşim birimlerini, gemi ve uçakları izleyebilir. Gece yaklaşan bir uçağın algılanıp gerekirse kör atış yapılması radar ile olur. Kıyı şeritleri ve kayalık gibi sinyal yansıtma özelliği fazla olan cisimler daha belirgin olarak tesbit olunmaktadır. Bu nedenle uçağın yön ve yer bulması kolaylaşır.

3 – KULLANIM AMAÇLARINA GÖRE RADAR ÇEŞİTLERİ :

            Kullanım amaçlarına göre çeşitli tipte radarlar vardır. Bunlar iki ana grupta toplanabilirler.

1)      CW (Continuous wave) Radarlar

2)      Pals Radarları

Bu bölümde yukarıdaki radar tipleri hakkında kısaca durulacaktır.İlerideki konularda daha geniş açıklamalar yapılacaktır.

1)      CW Radarlar:

Bu tip radarlarda alıcı ve verici için ayrı ayrı anten kullanılır. Şekilde bir CW Radarının blok diaygramı gösterilmiştir.

CW Radar sisteminde, Verici Ünitesi, genellikle 100 MHz in üzerinde frekansa sahip bulunan bir osilatör ve gerekli gücü antene besleyen bir güç yükselticiden meydana  gelmektedir.Antenden gönderilen dalga, zamana göre snüsoidal olarak değişen  bir dalgadır ve ortalama ışık hızı ile yayılır.Gönderilen sinyaller, yansıtıcı bir hedefe çarpyığında zayıf bir eko olarak alıcıya  doğru yansırlar.Alıcı anteni tarafından kapılan bu sinyallerin genelikleri alıcıda yükseltilir ve göderilen sinyal ile karşılaştırıcı devrede karşılaştırılır. Karşılaştırılan sinyal daha sonra indiktöre uygulanır.

            CW Radarlar, genellikle herhangi bir hedefin mesafesini bulamazlar.Bu tip bir radar birkaç hedefi birbirinden ayıramaz.Eğer iki hedef varsa, bu hedeflerdn iki ayrı yansıma gelecektir.Meydana gelen yansımalar , aynı frekansa sahip iki sinüs dalgası olur.Böylece, alınan iki sinyal tek bir yansıma gibi gözükür.Bu sebeple SABİT HEDEF AYIRDEDİLEMEZ.CW Radarlar hız göstericisi olarak kullanılabilir.Vericiden gönderilen sinyallerle hareketli hedeften yansıyan eko sinyalleri arasında bir frekans farkı meydana gelir (Doppler Frekansı). Bu fark bir dedektör çıkışında vuru freknası oluşturur. Hedefin hızına bağlı olarak vuru frekansı da değişir. İşte bu frekansın değeri hedefin hızını gösterir.Bu nedenle bu radarlar, hareketli hedeflerin (otomobil, mermi, füze vs.) hızlarnı ölçmede kullanılır.

2)      Pals Radar Sistemi:

  En yaygın radar tipi PALS RADARI’ dır. Verici çok kısa bir süre çalıştırılarak darbe şeklinde (pals) sinyaller gönderilir; alıcı , hedeften gelen ekoları alır ve dedekte eder; gerekli bilgilerin elde edilmesi için indikatör gönderir. İndikatör ünitesinden hedefle ilgili, mesafe, yükseklik, kerteriz bilgileri elde edilir.

            Bu radar sisteminde verici ve alıcı için sadece bir anten kullanılır. Pals Radarında, sinüsoidal taşıyıcı sinyal, pals zinciri ile modüle edilir. PRF osilatörü, bir sinüs dalga osilatörü ile schmitt triger devresinden oluşmuştur. Bu devrenin ürettiği tetikleyici palslar, magnetronun ürettiği, sinüsoidal taşıyıcı sinyale modüle edilir. Bu sinyal antenden dar bir açı ile bim şeklinde gönderilir. Hedefin MESAFESİ, palsın hedefe gidip, tekrar radar sistemine gelişi sırasında geçen süre, ölçülerek bulunur.

            Transmisyon palsı radar tarafından gönderildikten sonra herhangi bir EKO sinyalinin sisteme gelip dedekte edilebilmesi için belirli bir sürenin geçmesi gerekir. Ancak bundan sonra ikinci bir pals gönderilebilir. Bu nedenle pals gönderme hızı, hedeflerin bulunduğu tahmin edilen en uzak mesafe ile belirlenir.

            Pals tekrarlama frekansı çok yüksek ise, bazı hedeflerden gelen ekolar gönderilen ikinci palstan hemen sonra gelebilirler. Bu ekolar İKİNCİ SEFERDE GELEN EKOLAR (Second – time – around) adını alırlar. Bu durumda mesafe ölçümünde bir takım şüpheler meydana gelebilir. Hedef hakiki mesafesinden daha kısa olarak gözükür.Aşağıdaki şekilde Pals Radar blok diyagramı gösterilmiştir.

            CW radarlar, doppler prensibine göre hedef tesbiti yaptıklarından, hareketli hedefleri sabit hedeflerden ayırabilirler, Pals radarda da aynı işi yapabilmek için CW radarlarda olduğu gibi doppler tesiri kullanılabilir. Bu şekilde pals radarı, MTI (Moving Target Indicator) olarak adlandırılır. Pals MTI ve CW radarları çok küçük hıza sahip hedefleri tespit edemezler.

            Pals radarları genelde CW radarlara göre daha karmaşık yapıya sahiptirler. Pals radarlarının band genişlikleri CW radarlara göre daha geniştir (MHZ).

            CW radarlar genelde hız ölçümlerinde kullanılırlar. Buna karşılık, pals radarların kullanım amaçları daha farklıdır. Pals tipi radarlar hedefin mesafe, yükseklik ve kerteriz bilgilerini elde etmek için kullanılırlar.

III– PALS RADAR SİSTEMİ:

            Bir pals radarıyla hedefin mesafe, yükseklik ve kerteriz bilgileri elde edilmektedir. Verici devresinde Magnetron Osilatör kullanılan bir pals radarının ayrıntılı blok diyagramı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir. Şekilde gösterilen bu üniteleri sırasıyla inceleyelim.

1 - VERİCİ:

            Bir radar vericisinin temel görevi, antene beslenecek kısa süreli RF enerjisini üretmektir. Üretilen RF enerjisi yüksek güçte ve frekansta olmalıdır. Bir radar vericisi temel olarak, açma/kapama durumuna geçirilen bir RF osilatördür. Radar vericisi, Tetikleme Generatörü, Modilatör ve Osilatör devrelerinden oluşur.Aşağıdaki şekilde bir radar vericisi bolk diyagramı gösterilmiştir.

2) TİMER (ZAMANLAYICI) :

Vericinin bu kısmı, radar cihazındaki devrelerin birbiriyle uyumlu (senkronizeli) çalışmasını sağlar. Timer herhangi bir pals radar sisteminin kalbidir. Üretilen tetikleyici palslar ile çeşitli devreler kontrol edilir. Bu devrenin en önemli görevi, verici palsı ile indikatör sweep (tarama) voltaj veya akımını senkronize etmektir. Tarama voltajı ile vericiden gönderilen palsların zaman ilişkileri aşağıdaki ilk şekilde verilmiştir. Burada, herbir verici palsı başlangıcıyla taramanın başlatıldığı görülmektedir.

Bu devre senkronize edici, triger, anahtarlayıcı olarakta adlandırılmaktadır. Senkronizasyon için sinüs dalga osilatörü, monostable blocking osilatör ve maste tetiklemeli multivibratör devreleri kullanılır.

            Zamanlayıcının fonksiyonları arasında, alıcı çalışma zaman kontrolü, sadece tarama esnasında indikatörde spot işaretler elde etme, mesafe hakları elde etme işlemleri de bulunmaktadır.Aşağıdaki şekilde zamanlayıcı kontrol devreleri ve zamanlama devreleri ile üretilen dalga şekil örnekleri görülmektedir.

Bir zamanlayıcıda pals tekrarlama hızı, sinüs dalga osilatörü, multivibratör veya bloklama osilatörlerinden herhangi biriyle sağlanır. Bundan sonra, osilatör çıkışı, istenen zamanlama palsını meydana getirmek üzere pals şekillendirme devrelerine uygulanabilir.

Aşağıdaki şekilde tipik zamanlama devre metotları görülmektedir.Radar revrelerinin zamanlaması, zamanlayıcı çıkışının vericiyi çalıştırmasıyle eş zamanlı olarak gerçekleştirilir.

(a)   Sinüs Dalga Osilatörü:

Sinüs dalga üretmek için çeşitli osilatör devreleri kullanılabilir. Aşağıda iki sinüs dalga osilatörü gösterilmiştir.         

Yukarıdaki kristal kontrollü osilatörde R1 ve R2 dirençleri gerilim bölücü dirençler olup transistörün beyz polarmasını sağlarlar. Kollektör akımı tank devresi bobini üzerinden akarken kristal titreşir ve transistör zamana göre değişen sinüs dalgası üretmeye başlar.

(b)Aşırı İkazlı Amplifikatör:

            RC kuplajlı amplifikatör olan bu devrede, devre girişine uygulanan sinyalin pozitif ve negatif alternanslarının bir kısmı (tepeleri) kırpılır. Transistör  aşırı giriş sinyalleriyle önce saturasyona (doyuma) sonra katofa (kesime) sürülür. Sinyalin aşırı olmayan kısımlarında transistör amplifikatör olarak çalışır. Aşağıdaki şekilde böyle bir amplifikatör devresi gösterilmiştir.

(c)Diferensiye Edici:

            Pals devrelerinde, sık sık sinüsoidal olmayan dalga şekilleri giriş sinyali olarak kullanılır. Bunlar arasında en önemlileri Basamak, Pals, Kare Dalga ve Ramp Dalga (sweep) şekilleridir. Direnç ve kondansatör elemanlarından oluşan bir diferens geçemez. Çünkü f=0 olduğunda, kondansatörün reaktansı sonsuz geçemez. Çünkü f:0 olduğunda, kondansatörün reaktansı sonsuz olur ve kondansatör açık devre gibi hareket eder. Devre girişine uygulanan kare dalga, diferensiyatör tarafından pozitif ve negatif çıkışlara sahip dalga şekillerine çevrilir.

            Diğer sayfadaki şekillerde diferensiyel devreler ve çıkışları gösterilmiştir.

(d)Kırpıcı:

            Giriş sinyalinin belirli bir referans seviye üzerindeki veya altındaki kısmını seçmek için kırpıcı devreler kullanılır. Referans gerilim, devreye uygulanan giriş sinyalinden büyük olduğu sürece, çıkış gerilimi giriş gerilimini izler. Bu anda diyod ters yönde beslenmiştir. Giriş gerilimi referans gerilim değerinde kırpılır. Bu anda ise diyod ileri yönde beslenmiştir.

(e) Multivibratör Osilatör:

            Çıkışları kare dalga olan osilatörlerdir. Elde edilen kare dalga, şekillendirilmek üzere diferensiyel devreden geçirilir ve radarın diğer devrelerinin aynı pals tekrarlama frekansında çalışmasını sağlayacak şekilde dağıtılır. Kararsız, tek kararlı olmak üzere üç ayrı sınıfta multivibratör devresi vardır. Tek kararlı multivibratör devrelerinde; iki transistörden birisi iletimde, diğeri yalıtımdadır. Devreye bir tetik palsı uygulandığında, aktif elemanlar (transistörler) konum değiştirirler ve sadece belirli bir zaman için çıkış verirler. Belirlenen gecikme zamanı sona erdikten sonra, devredeji aktif elemanlar eski normal konumlarına dönerler. Böyle bir devre dışarıdan tetiklenmektedir. Kararsız multivibratörler dışarıdan tetiklenmeye gerek duymadan kare dalga üretirler. İki aktif eleman sürekli konum değiştirerek osilasyon meydana getiriler.

2) MODÜLATÖR:

            Bir radar modülatörü, zamanlayıcıdan gelen tetikleme palslarıyla magnetron osilatörün çalışmasını kontrol eder. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi bir pals modülatörü, şarj empedansı (bobin veya kondansatör), enerji depolayıcı ve kumanda elemanından oluşur. Pals enerjisi ayrı bir kaynaktan sağlanır. Şarj empedansı, enerji depolama elemanının enerji toplama hızını limitler. Uygun bir zamanda anahtar kapanır ve depolanan enerji yük üzerinden (magnetron) deşarj olur. Pals şeklindeki enerjinin deşarj süresi çok kısadır. Anahtar olarak bir tayratron lambası veya tristör kullanılır.

            Radarda kullanılan değişik tipte modülatörler bulunmaktadır. Aşağıdaki şekilde Güç Amplifikatör Sürücülü Modülatör blok diyagramı görülmektedir.

            Yukarıdaki Güç Amplifikatör Sürücülü Modülatörde verici olarak magnetron tüpü kullanılmıştır.

Çünkü V1 amplifikatör tüpünün grid voltajı şeklin (b) kısmnda görülen ec pals voltajıdır. Amplifikatör, her bir pals anında iletime geçer ve pals aralarında ise kesime gider. Böylece, negatif anod voltaj palsları üretilerek Cc kuplaj kondansatörü ile magnetronun katoduna beslenir.

            Modülatör devresinin iki özelliği önemlidir. Bunlardan ilki, magnetronun sadece bir yönde akım iletmesi ve magnetronun kendine paralel bağlı bir eleman ile Cc kondansatörünün şarj akımı bir yol oluşturmasıdır. Palslar arasında diyod, Cc’ nin şarjına izin verir. Palslar arasında şarj olan Cc, palslar arasında magnetron üzerinden deşarj olur. İkinci önemli özellik ise, hem amplifikatör tübü hem de magnetron karakteristiklerinde nonlineerlik göze çarpar. Bu nedenle çalışma şartlarını belirlemek için her tübün anot karakteristiklerine ihtiyaç vardır.

            Pals esnasında, Cc kondansatörü, amplifikatör tübü anot devresi ve magnetron üzerinden deşarj akımı akıtırken aynı anda güç kaynağıda amplifikatör tübü üzerinden akım akıtmaktadır. Buradan, RL üzerinde düşen voltaj, yaklaşık magnetrona beslenen voltaja eşit olacaktır.

            Pals esnasında Cc kondansatörünün deşarjı magnetron akım ve geriliminin azalmasına neden olur.

            Sonuç olarak, magnetron sürekli dikdörtgen palslarla beslenir. Zamanlayıcı, modülatörü 2000 mikro saniyede bir tetikleyerek, 0,1-5 mikro saniye süreli yüksek voltaj palslarının meydana gelmesini sağlar.

2) MAGNETRON OSİLATÖR:

            Magnetronlar 500 MHz ‘ in üzerindeki mikro frekanslarında yüksek verimli RF enerji üreteçleridirler. Özel bir diyod lamba olan magnetron, mikro dalga frekanslarını oluşturabilmek için herhangi bir yardımcı elemana (kristal,kapasitör,endükatör gibi) gerek duymaz.

            Magnetron osilatörün girişine yüksek genlikli modülasyon palsları uygulandığında, 9347-9600 MHz arasındaki bir frekansta sinüsoidal sinyal üretmeye başlanır. Magnetron tarafından üretilen bu sinyaller sadece modülasyon palsı süresince meydana gelir. Magnetron frekansı, radarın çalışma frekansını belirler. Magnetron tarafından üretilen RF palsları dalga klavuzları (wave quide) yardımıyla antene beslenir.

(a)Magnetronun Yapısı ve Çalışması:

            Magnetron esas olarak bir diyod elemanıdır. Ortasında bir silindirik katot ile bunu çevreleyen silindirik bir anot blokundan oluşur. Katot ile anot arasındaki boşluk Etkileşim Alanı olarak adlandırılır. Etkileşim alanı içerisindeki Manyetik Alan Grid gibi görev yapmaktadır. Magnetronun anodu, üzerinde rezonanslı devre olarak görev yapan Rezonans Boşluklarından oluşan bir bakır blok olarak yapılmıştır. Çıkış frekansı bu boşluklar tarafından kontrol edilmektedir. Etkileşim alanı içerisinde bulunan Manyetik alan (H alanı) ile elektriksel alan (E alanı) boşluk içerisinde bulunan elektronlar üzerine bir kuvvet uygularlar. Bu etki sonucu anot ile katot arasına uygulanan DC ALANDAN bir enerji kazanılır. Kazanılan bu enerji RF enerjiye dönüştürülür. Magnetron içerisinde oluşturulan enerji, bir koaksiyel kablo veya Dalga Klavuzu ile bağlantılı Loop ile dışarıya alınmaktadır.

            Radar magnetronları, kısa aralıklarla, çok yüksek güç oluşturmak zorunda olduklarından, bu tip magnetronlar yüksek gerilim ve katot emisyonu için düzenlenmişlerdir. Magnetron tarafından oluşturulan palslar arasındaki süre oldukça uzun olduğundan, soğutmaya olan ihtiyaçları azalır.

Elektronların, elektrik ve manyetik alanların ortak etkisi altındaki hareketleri magnetronun çalışma prensibini oluşturmaktadır.

Katot yeterince ısıtıldığında elektron emisyonuna başlayacaktır. Katoda göre pozitif bir gerilimin (palsın) anoda uygulanmasıyla meydana gelen elektrik alan etkisiyle, elektronlar katottan anoda doğru çekileceklerdir. Elektronlar anot DC elektrik alanından aldıkları enerji ile hızlanarak yollarına devam ederler. Yukarıdaki şekilde magnetronun prensip devresi görülmektedir.

            Elektronlar bu hareketleri boyunca aynı zamanda harici bir manyetik alanın etkisinde bulunmaktadırlar. Bu nedenle anoda doğru giden elektronların hareketi eğrisel veya spiral bir yörüngede olacaktır. Kritik bir manyetik alan şiddetinin üzerinde, elektronlar anoda ulaşamadan, dairesel bir hareketle geriye dönerler. Katoda dönen ve yavaşlayan elektronlar tekrar pozitif anod gerilimi tarafından hareket ettirilirler. Elektronlar, pozitif anod tarafından çekildiklerinde yeniden dairesel bir yörünge üzerinde hareket ederek katoda dönecek ve aynı işlemler birbiri ardınca devam edecektir.

            Hareket eden elektronlar, bir tel içerisinden akan elektronların oluşturduğu alan gibi, manyetik alan meydana getirirler. Burada elektronların hareketi dairesel olarak değiştiğinden meydana gelen manyetik alan da sürekli değişmektedir. Radyo frekansında değişen bu manyetik alan, anod duvarındaki rezonans aralıkları uçlarında radyo frekanslı gerilimler oluşturur.

            Anod duvarındaki bu aralıklar veya yarıklar birer kondansatör, rezonans oyukları ise kondansatöre paralel bağlı birer bobin gibi davranırlar. Bobin ve kondansatörlerin meydana getirdiği paralel rezonans devreleri, uçlarında oluşturulan RF’ lı enerji ile rezonansa gelirler. Oyuk içerisinde meydana gelen RF’ lı enerjinin magnetron dışına transferi, bir turluk lup kanalının oyuk içerisine yerleştirilmesiyle gerçekleştirilir.

            Rezonans oyuklarındaki osilasyonların devam etmesi ve magnetronun RF çıkış gücü elektronların oyuklara transfer ettiği enerji ile sağlanmaktadır. Magnetronun rezonans frekansını, rezonans oyuklarının boyutları belirler. Yukarıdaki şekilde altı anotlu bir magnetron ve AC eşdeğeri gösterilmiştir.

(b)Magnetronlardan Güç Alma Yöntemleri:

            Magnetrondan dışarıya güç almanın amacı, magnetron içinde oluşturulan RF enerjisini, dalga klavuzu iletim hatları üzerinden yüke aktarmaktır. Yük üzerine güç aktarılması devrenin yüklü Q’ sunu ve rezonans sisteminin verimliliğini belirleyen en önemli faktördür. Çok oyuklu magnetronlarda çıkışa aktarılacak enerji miktarı dışarıdan kontrol edilemez. Lamba içerisine yerleştirilen bir yöntem ile enerji aktarılması genel olarak iki yöntemle yapılmaktadır.

1. Apertures veya Dalga Klavuzu Kuplajı

2. Loop veya Koaksiyel Kuplajlı

Lup kuplaj yöntemi daha çok Koaksiyel iletim hatları ile birlikte kullanılmaktadır. Lup şeklindeki bir iletken, anod blok içerisindeki rezonans oyuklarından birisinin dip kısmına, RF manyetik alanının en yoğun olduğu bir bölgeye yerleştirilir. Genel olarak, koaksiyel hatlarla yapılan güç aktarmaları düşük güçlü magnetronlar için uygulanmaktadır.

Aperture kuplajı, genellikle dalga klavuzları ile ilgili kuplaj yöntemidir. H şeklinde, transformatör görevi yapan bir parça kullanılarak magnetrondan dışarıya dalga klavuzu ile güç alınır.

(c) Magnetron Emniyet Tedbirleri:

            Magnetrona uygulanan gerilim seviyeleri insan hayatı için çok tehlikeli gerilim değerindedirler. Bu nedenle magnetron topraklanmış bir kap içine yerleştirilir. Magnetronlar normal çalışma esnasında X-IŞINLARI yayarlar. Katot dibinden yayılan x-ışınları sürekli bakıldığında gözler için çok tehlikeli olmaktadır.

            Magnetronlar fabrikasyon olarak ayarlanmış tabii mıknatıslara sahiptirler. Magnetizasyon değerlerinin bozulmaması için, lambanın yakınına (10-15 cm) mıknatıs yada manyetik materyaller yaklaştırılmamalıdır.

(d)3cm Dalga Boyuna Sahip Tipik Magnetron Karakteristikleri:

            Bu karakteristikler bir tablo halinde aşağıda gösterilmiştir.

4) DUPLEXER:

            Radarlarda genellikle, gönderme ve alma için tek bir anten kullanılmaktadır. Gönderme sırasında alıcıyı, alma anında ise magnetronu iletme hattından ayırmak için süratli hareket eden anahtar düzeneğine ihtiyaç vardır. Magnetron çıkışı, KW seviyesinde güç ihtiva ettiğinden, alıcının giriş devreleri ve kristal ünitesinin korunması için gönderme peryodu sırasında alıcının devreden ayrılması gereklidir. Bu ayırma işlemi TR anahtar tarafından gerçekleştirilir. Alış peryodu sırasında yansıyan bütün enerjinin alıcıya geçmemesi için magnetron devreden ayrılmalıdır. Bu işlem ise Anti TR anahtar tarafından başarılır.

            TR ve ATR lambaları bir arada kullanılırlar ve Düplexer sistemi adını alırlar. Anahtarlama işleminin başarılması için, düplexer, bir veya daha fazla aralıklı gazlı lambalar ihtiva etmektedir. Bu lambalar TR lambaları adını alırlar.

            Radar vericisi bir pals gönderdiği zaman, TR ateşlenir ve lamba içinde iyonizasyon meydana gelir. İyonizasyon, lambanın Kısa Devre (düşük empedans) özelliği göstermesine neden olur. Alış peryodu sırasında TR lambaları, gelen sinyaller yeterli güce sahip olmadıklarından iyonize edilemezler

. TR düzeni, transmisyon hattından lamda/4 kadar bir uzaklığa konmuştur. Bu nedenle, TR kısa devre olduğunda, alıcı hattı RF enerjisi, alıcıya sapmadan antene gidecektir.

            Elektronları arasında maksimum voltaj meydana gelecek şekilde düzenlenen tübün içinde çok az bir hava bulunur. Elektronlar arasına DC 1000-4000 voltluk bir hazır tutma voltajı uygulanır. Böylece, vericiden gelen RF enerjisi ile TR ateşleme gerçekleştirilmektedir.

2- ANTEN:

            Radar vericisinin ürettiği sinyaller, transmisyon hattı yardımıyla antene beslenir. Anten bu sinyalleri istenilen yöne, elektromanyetik dalgalar halinde gönderir. Eko olarak geri dönen bu dalgalar, tekrar anten tarafından alınarak radar alıcısına uygulanır. Ortama yayılan RF enerjisinin yayılma şekli antenin tipine ve yapısına bağlıdır. Normal bir anten her yöne elektromanyetik dalga yayar ve her yönden gelen eko sinyallerini alır. Fakat radar vericisinin ürettiği sinyallerin yönlendirilmiş bir antenle gönderilmesi şarttır. Çünkü ancak bu şekilde, kerteriz alma ve mesafe ölçme imkanı sağlanır. Böylece, radar antenleri ile istenilen bir yöne keskin bir hüzme şeklinde RF sinyalleri gönderilir ve sadece o yönden gelen eko sinyalleri alınır. Aşağıdaki şekilde yönlendirilmiş deniz radar antenleri görülmektedir.

            Bir radar anteni, radyatör ve reflektör olmak üzere iki ana elemandan meydana gelmiştir. Radyatör, verici sinyallerini yayan ve eko olarak gelen sinyalleri alan elemandır ve reflektörün odak noktasına monte edilmiştir. Radarla olan bağlantısı, dalga klavuzu ve koaksiyel hatlar ile sağlanır. Aşağıda değişik şekilde radyatörler gösterilmiştir.

            Radar reflektörü, radyatörün yaydığı enerjiyi yansıtarak hüzme halinde tek bir yöne gönderir. Sadece yönlendirildiği taraftan gelen oke sinyallerini yansıtarak radyatöre gönderir.

            Çeşitli amaçlar için kullanılan radarların anten ve reflektörleri de değişik şekil ve yapıda olurlar.

            Ticaret gemilerinde kullanılan radar antenleri 100-200 MHz frekansları arasında çalışırlar. Bu tip antenler belirli bir hız ve 360 derecelik bir açı ile dönerler. Hızları dakikada 10-30 tur arasında değişir. Tarama açıları ise 3 derecelik yatay ve 40 derecelik dikey pozisyonludur.

3- RADAR ALICISI:

            Radar alıcısının çalışması, bir süperheterodin alıcının çalışmasına çok benzer.Aşağıdaki şekilde bir radar alıcı blok diyagramı görülmektedir.

            Yukarıdaki blok diyagrama göre devrenin çalışması şöyle olmaktadır.

            Antenden gelen RF enerji, mikser katına beslenir. Bu devre lokal osilatör sinyali ile antenden gelen sinyali karıştırarak bir fark frekans oluşturmaktadır. Elde edilen fark frekans IF katına uygulanır.

            Lokal Osilatör, özel bir yüksek frekans osilatörü olup, reflex klystorn olarak bilinir. Çıkışı bir dalga klavuzu üzerinden mikser katına uygulanır. Lokal osilatör frekansı, verici frekansı ile mikser katında karıştırılır ve sınırları 30 MHz ile 100 MHz arasında değişen IF frekansı oluşturulur. Fark frekans lokal osilatör frekansından anten frekansının çıkarılmasıyla elde edilir.

            Yukarıdaki şekilde görülen refleks hız modüleli tüpte, kontrol gri ve oyuk grileri elektron tabancasını oluştururlar. Bu griler, geri itici anoda doğru elektron akımını sağlarlar. Elektronlar, oyuk grilerinden geçerek, oyuk ile geri itici anod arasındaki boşluğa girerler. Geri itici anodun voltajı, oyuğa göre 300 veya 500 volt daha negatif olduğundan, elektronların yönü değiştirilir ve tekrar oyuk grilerine dönmeleri sağlanır. Böylece, tübün kenarlarında veya kontrol gri üzerinde ve oyuk içinde osilasyon meydana getirirler. Bu osilasyon sinyali çıkış lupu ile dışarı alınır. Geri itici voltaj değeri değiştirilerek lambanın osilasyon frekansı değiştirilebilir.

            IF yükselteç, IF frekansına akortludur ve istenilmeyen frekanslar süzülür. IF yükseltecinde fark frekansın genliği dedektör katından önce kayıpları karşılayacak şekilde yükseltilir. Büyük oranda yükseltilmiş sinyaller, dedektör katına beslenir.

            Dedektör, normal bir diyod dedektör olup, IF taşıyıcı sinyali üzerinden Video sinyallerini ayırır.

            Video yükselteç, dedekte edilen video palslarını alarak indikatör için gerekli seviyeye yükseltir. Video yükselteç çıkışı, katot izleyiciler üzerinden indikatöre beslenir. Katot izleyiciler (transistörlü devrelerde emiter izleyiciler), video yükselteç ile indikatör empedanslarını uygunlaştırmaktadırlar.

            Radar alıcısının daima verici frekansına ayarlı olması gereklidir. Radar anteni döndükçe radar verici freknsıda geğişeceğinden alıcı frekansının verici frekansına kaydırılması istenir. Bu nedenle, radar alıcısını verici frekansına otomatik olarak ayarlayan AFC (otomatik frekans kontrolü) devresi, verici frekansındaki değişim ile orantılı olarak bir çıkış gerilimi oluşturur. Bu çıkış gerilimi, alıcı frekansını verici frekansına eşitleyecek şekilde, lokal osilatör frekansını değiştirir.

            Radar indikatöründe hedeflerin daha iyi görülebilmesi için alıcı kazancının uygun bir şekilde değiştirilmesi gerekmektedir. Genellikle alıcı kazancı elle veya otomatik olarak değiştirilebilir. Elle kazanç kontrolü,  IF yükselteç aktif elemanların girişlerinde bulunan gerilim bölücülerle aktif elemanların besleme değeri değiştirilerek sağlanır.

            Denizden yansıyan ekolar yoğun bulut kümeleri gibi etkenlerin oluşturduğu müdahale sinyalleri, IF yükselteçlerin doyuma geçmelerine neden olur. Bu olumsuz müdahaleyi önlemek için Anti Müdahale Devreleri kullanılır (Anti-Clutter). Böylece, kuvvetli müdahale sinyalleri içerisinden istenen sinyallerin belirlenmesi mümkün olur. Bu devre alınan sinyalin şiddetine göre alıcı kazancını düzenleyen bir tür kazanç kontrol devresidir. Kazanç kontrolü pals genişliği süresinde ve çok kısa bir zaman sabitesinde yapılır.

 4-  RADAR KONTROL DEVRELERİ:

            Radar devrelerinde uygun çalışma yapılabilmesi için birçok kontrol devresine ihtiyaç duyulur. Aşağıda bazı kontrol devrelerinden bahsedilecektir.

1)Otomatik Frekans Kontrolü (AFC):

            Bu devreler, mikser çıkışındaki IF frekansının doğru değerde olmasını sağlamak için lokal osilatör frekansını kontrol eder. Böylece, AFC devreleri, gönderilen frekansta meydana gelebilecek küçük değişmeleri düzenleyerek, alıcıyı doğru frekansta ayarlı olarak tutacaktır. Aşağıdaki şekilde AFC blok diyagramı gösterilmiştir.

            Eğer devrenin IF çıkışı, istenen ara frekans değeri olan 30 MHz ise, diskriminatör çıkışından sıfır voltaj alınır. Şayet merkez frekans altında ve üstünde bir değişiklik olursa, diskriminatör çıkışındaki voltaj negatif veya pozitif bir gerilim değerine yükselecektir. Diskriminatör çıkışındaki bu gerilim, AFC kontrol devresinde lokal osilatör frekansını düzeltecek şekilde bir değere dönüştürülerek lokal osilatöre uygulanır. Böylece, alıcı mikser çıkışındaki ara frekansın 30 MHz de kalması sağlanmış olur.

2)Otomatik Kazanç Kontrolü (AGC):

            Radar sinyallerinin kuvvetli olduğu anlarda, alıcı sistemi aşırı yüklenecektir. Radar alıcılarının son IF katı ve video dedektörlerinin aşırı yüklenmesini önlemek için, AGC devreleri ile, IF yükselticilerin kazancı azalır. Radar sistemlerinde, AGC devreleri otomatik olarak bir veya daha fazla IF katının besleme gerilimini arttırarak, gelen sinyal şiddeti arttıça katların kazancının azalmasını sağlamaktadır. Böylece daha sonraki katlara beslenecek sinyalin miktarı kontrol edilmekte ve CRT ekranında, aşırı sinyallerden ötürü tanımlanamayan hedef görüntüleri tanınabilir duruma gelmektedir. Aşağıdaki şekilde elle kumanda edilen bir AGC blok diyagramı görülmektedir.

3)Hassasiyet Kontrolü (STC):

            Hedeften gelen eko sinyalleri, hedefin mesafesine göre genlik kaybına uğrayacaklardır. Gemimize çok yakın olan birkaç hedeften gelen ekoların genlikleri ise fazla olacağından CRT de bu sinyallerin ayrılmaları mümkün olmayacaktır. Bu tür müdahaleler, verici palsı gönderildikten hemen sonra yavaş yavaş normal duruma yükseltilmesi ile ortadan kaldırılabilir. Bu işlemler radarların STC devreleri ile otomatik olarak yapılmaktadır. Aşağıdaki şekilde STC blok diyagramı görülmektedir.

            STC devreleri yakından gelen sinyalleri az, uzaktan gelen eko sinyallerini ise daha fazla yükselterek hassasiyeti otomatik olarak ayarlarlar. Kazanç normale ayarlansa bile, yakın hedef ekosu güçlü olacağından IF devreleri saturasyona gider. Skopta hedefler birbirine karışmış olarak gözükür. Gönderme başladığı anda, şekillendirici çıkış darbesinin negatif dik köşesinden dolayı IF aktif elemanları ters sürülerek kazancı azaltılır ve yeterli zayıflatma sağlanır. Daha sonra  gelen  uzaktaki sinyaller alıcıya zayıf olarak döneceğinden, bu sinyallerin yükseltilmesi gerekir. Bu nedenle, darbe genliği zamana bağlı olarak yavaş yavaş pozitife yükseltilir ve uzak mesafeler için kazanç arttırılmış olur.

4)Süratli Zaman Kontrolü (FTC):

            Deniz ekoları, bulut ve büyük kara parçalarından dönen ekolar uzun süreli olabilir. Uzun süreli bu ekolar daha kısa süreli eko oluşturan küçük hedeflerin indikatörde ayırt edilmesini zorlaştırabilir.

            FTC devresi uzn süreli palsların geçişini önler ve kısa süreli palsları içerir. Böylece uzun süreli palsların olumsuz etkisi önlenmiş olur.

            FTC devresi, kısa zaman sabiteli bir RC devre olup ilk video yükseltici devresi girişinde bulunur. Aşağıda FTC blok diyagramı görülmektedir. Bu devreler anti müdahale devreleri olarakta adlandırılırlar.

5 – İNDİKATÖR:

            Radar İndikatörleri, hedefle ilgili bilgilerin deşifre  edildiği önemli bir radar ünitesidir. Radar İndikatörleri olarak genellikle, üzerinden hedefle ilgili bilgilerin kolayca tesbit edeblidiği, katot ışınlı tüpler (CRT) kullanılr. Bu kısımda

deniz  radarlarında  kullanılan Harita Tipi İndikatör (PPI – Plan Position İndication) ve özel devrelerinden bahsedilecektir.

            PPI skopta mesafe ve kerteriz, dairesel formdaki kordinatlarla gösterilir. Böyle bir skopta ekranın taranması, ölçülmek istenen maksimum mesafe ile sınırlı bir hızda olmak üzere, verici palsının gönderilmesinden hemen sonra, ekran merkezinden çerçeveye doğru gerçekleşir. Çerçeveye olan taramanın doğrultusu, antenin gerçek veya bağıl açısıyla uyumludur. Hedeften alınan eko skop ekranı üzerinde  kısa kavisli bir görüntüye neden olur. Ekranın merkezinden kavise olan mesafe, hedefin mesafesi ve kavisin merkeze olan pozisyonu, hedefin gerçek veya bağıl açısı olarak alınır.

            Anten sisteminin dönüşü ile verici palsları, değişik açılara yönetilir. Antenin 360 dereceyi taramasıyla birlikte ekran üzerindeki taramanında döndürülmesi sağlanır.

            PPI skopta mesafe bilgisi elde etmek için, CRT bimi, bir zaman sabitinde ekran merkezinden çerçeveye saptırılır. Hedef kerterizi elde etmek içinse, tarama, anten dönüşüyle birlikte ekranın bütün yönlerinde gerçekleştirilir.

            Anten sistemlerği genellikle yatay pozisyonlu ve 1 – 30 rpm dönüş hızına sahiptirler. Anten dönüş frekansı, pals tekrarlama frekansından çok daha düşüktür.

            PPI skoplarda manyetik saptırmaları katot ışınlı tüpler kullanılmaktadır. Bu nedenle, mesafe taraması için zamanla lineer olarak değişen saptırma akımlarına gerek duyulur. Saptırma akımları, sadece taramanın dönüşü için gerekli manyetik alanı oluşturmakta kullanılır. Üretilen manyetik alan ile lektron bimi, manyetik alana bakış açısının sağına foğru saptırılır.Manyetik alanın doğrultusundaki değişme, saptırılan bimin doğrultusunda değişmeye neden olur.

            Manyetik alanı döndürmenin iki yolu vardır.Birincisinde saptırma bobini CRT etrasında döndürülür, diğerinde ise, sabit bir bobinin ürettiği manyetik alan değiştirilerek alanın dönmesi sağlanır. Aşağıdaki şekillerde sabit ve hareketli bobinleri saptırmaları göstermektedir. Manyetik saptırmalı tüplerde tarama hattının arzu edilen biçimde çıkması için saptırma bobinlerine Trapezoidal dalga uygulanır.

IV- RADAR ÖZEL DEVRELERİ :

            Aşağıda bazı radar özel devreleri blok diyagram olarak verilmektedir.

1)SHM (Ships Head Marker) “Gemi Pruva Markalayıcısı” :

            Antenin her pruvaya dönüşünde skop ekranı üzerinde, genişliği tarama sinyalini kaplayacak bir pals üretilmek suretiyle, bir iz oluşturulur. Ekran üzerinde bu iz pruva hattını gösterir. Aşağıdaki şekilde SHM blok diyagramı görülmektedir.

2)Range Ring Generation Circuit “Mesafe Halkaları Üretme Devresi” :

            Ekran üzerindeki görüntülenen hedeflerin mesafe bilgilerinin elde edilebilmesi için  bu devre yardımıyla ekran üzerindeki mesafe halkaları üretilir. Böyle bir devrenin blok diyagramı aşağıda görülmektedir.

3)Range Strobe Generation Circuit “Mesafe Noktası Üretme Devresi” :

            Hedefin mesafesini hassas olarak okuyabilmek için el ile kumandalı mesafe noktası üreten bir devredir. Aşağıdaki şekilde blok diyagramı görülmektedir.

 KOMPLE BİR RADARIN BLOK DİYAGRAMI :

            Radara enerji beslenmesiyle, modülatörü çalıştıracak zamanlama palsları timer devresinde üretilmeye başlanır. Bu sinyaller, 240 volt ve 1000 Hz frekansındadır. Zamanlayıcı plasları aynı zamanda indikatör ünitesinede gönderilmektedir. Tetik palslarının modülatöre gelmesiyle burada yüksek voltajlı palslar üretilir.Bu palslara bağlı olarak, magnetron osilatör çıkışından RF sinyalleri dalga kılavuzu veya koaksiyal hat ile antene beslenir ve burdan ortama yayılır.Darbelerin yayımlanması bir demet halinde, yatay düzlemde dar ve dikey düzlemde geniş olarak gerçekleşir. Darbeleri yayan tarayıcı anten sürekli olarak gerçekleşir. ışından RF sinyalleri dalga kılavuzu veya koaksiyal hat ile antene beslenir ve burdan ortama yayılır.Darbelerin yayımlanması bir demet halinde, yatay düzlemde dar ve dikey düzlemde geniş olarak gerçekleşir. Darbeleri yayan tarayıcı anten sürekli olarak 360 derece dönüş yapmaktadır. Hedefin RF sinyal demeti (bim) üzerinde olması halinde enerjinin bir bölümü tarayıcıya geri döner.Bu dönen yankı anten sistemiyle alınıp alıcı ünitesine gönderilir. Radarda tek bir anten kullanıldığından, gönderme ve alma esnasındaki anahtarlama düplexer tarafından gerçekleştirilir.Alıcıdaki eko işareti, lokal osilatörce üretilen radyo frekanslı osilasyonlarla karıştırılır.

Lokal osilatör, işaret frekansından biraz farklı fakat kesin kontrollü bir frekansta çalışır. Sonuçta, mikser çıkışından IF fark frekans sinyalleri elde edilir.IF işareti birleşik bir ön ve ara frekans kuvvetlendiricide yükseltilirek bir vidyo işareti elde etmek için dedektörde doğrultulur. Elde edilen pozitif  vidyo palsları , genellikleri vidyo amplifkatöründe önce yükseltilip, sonra limatör katında sınırlaranarak indikatöre uygulanır.

Anten her pruva yönüne geldiğinde, pruva markalayıcı (pruvaçakar) yardımıyla pozitif bir pals CRT ye gönderilir. Monostable mültivibatör, gönderme anında pals üretmeye başlar. Bu plasla birlikte, tarama generatörü, testere dişi dalga üretir ve ekranın taranması başlatılmış olur.Range Ring osilatörü yardımıyla kare dalga üretici vidyo yükseltece bir sinyal göderir. Bu sinyaller ekranda, mesafe ölçmeye yarayan halkaların çıkmasını sağlar. Mesafe seçici anahtar kaç mili gösteriyorsa, iki halka arası mesafenin o kadar mil olduğu anlaşılır. Mekanik bir kol ile mesafe markalayıcı kumanda edilerek ekrana vidyo devresi aracılığıyla bir sinyal gönderilir. Bu sinyal mekanik  bir düzenek yardımıyla tarama sinyali üzerine bindirilerek ekranda, elle kumanda edilen  bir halka oluşturulur. El ile kumanda  edilmek suretiyle, hedef mesafesini direkt okumak için, bu halka hedef işareti üzerine bindirilir.Kumanda kolu yanındaki numaratörden hedefin mesafesi direkt olarak okunur. Tübün merkezinden hedefe olan uzaklık mesafe ölçüsü, hedefin görüldüğü açı ise kerteriz olmaktadır.

VI-RADARIN ÇALIŞTIRILMASI:

            Radarın kontrol fonksiyonları genellikle etkisini göstergede belli eder. Yaklaşık olarak bütün radarların düğme fonksiyonları modelleri farklı olsa bile aynıdır. Aşağıda görülen radar resmine göre açıklama yapılacaktır.

A-Düğmeler ve Görevleri:

1-READY-LAMP (1), pilot lamba. Güç besleme kaynağından uygun voltaj beslendikten yaklaşık üç dakika içerisinde yanarak sistemin hazır olduğunu belirler.

2-TRANSMIT (2), verici anahtarı. Radar anteni dönmeye başladığı andan itibaren elektromanyetik dalga, emisyonuna başlar.

3-RANGE (3), mesafe seçici. Bu mesafe seçici ile 1-3-10-25 ve 50 millik mesafelerden birini seçme imkanı vardır.

4-FIX MARKER (4), sabit mesafe halkaları parlaklık kontrolü. Bu sabit mesafe halkalarının keskin ve parlak şekilde görünmesini sağlayan düğmedir. Şöyle,

Pozisyon                   Halka Sayısı                   Halkalar Arası Mesafe

  1 mil                                  2                                        0,5 mil

  3 mil                                3                                           1 mil

10 mil                                5                                           2 mil

25 mil                                5                                           5 mil

50 mil                                5                                         10 mil

5-VAR-MARKER I (5), ‘değişken mesafe işaretleyici’ parlaklığı. Bu imkanla değişken halkanın parlaklık ve keskinliği ayarlanır.

6-VAR-MARKER II (6), mesafe değiştirme. Düğme döndürüldüğünde mesafe halkası hareket eder.

7-VAR-MARKER III (7), değişken mesafe skala göstergesi. Değişken mesafenin direkt olarak okunmasına imkan sağlar.

8-TUNING (8), alıcı ayarı. Bu ayar en iyi görüntü elde etmek için kullanılır. Bu maksatla test meter seçicisi TUN kısmına getirilir. Bu anda en büyük sapma elde edilir.

9-GAIN (9), alıcı hassasiyeti. Bu düğme saat yönünde çevrildiğinde zayıf, iyi ve net görüntü maksadıyla kullanılmalıdır.

10-STC (10), hassas zaman kontrolü, sudan yansımalar için. Sudan yansıyan girişimlerin resim kalitesini etkilediği durumlarda bu düğme saat ibresi yönünde çevrilerek en iyi resim elde edilir. Genellikle bu düğme saat ibresi ters yönünde ve solda tutulur.

11-FTC (11), yağmur ve kar yansıtma kontrolü. Bu imkan yağmur ve kar yansımaları etkili olduğu zaman kullanılır.

12-CURSOR (13), kürsör hattı. Skop üzerindeki iki skaladan biri sabittir. Diğeri ise hareketlidir. Hareketli olan kürsör hattının da yardımı ile iki skala arasındaki bağıl açı tesbit edilir. Sabit skalanın 0 derecesi geminin başını, 180 derecesi ise geminin kıçını gösterir.

13- BEARING (14), hareketli skala (gösterge) rotasyonu. Geminin baş-kıç hattı ile yaptığı açıyı tain etmek için hareketli skalanın 0 derecesi hedefi gösterdiği anda bağıl açı okunur.

14-HEADING (15), baş parlaklık hattı (pruva çakar). Bu düğme sayesinde geminin baş kısmını gösteren bir ışık hattı çakar. Bu çakma antenin her dönmesinde bir defa olur.

15-LAMP (16), parlaklık. Kerteriz skalası ve kürsör hattının aydınlatılmasını sağlar.

16-SCANNER (17), anten. Antenin hareketini ve durmasını kontrol eder.

17-TEST- METER I (18), test aleti gösterge seçicisi. Bu durumda radarın çeşitli kısımlarının gerilim ve akımları test edilir.

B- RADARIN ÇALIŞTIRILMASI:

1-Voltaj regülatörü anahtarını açıp, çıkış voltajını uygun çalışma gerilimine ayarla.

2-Transmit’i (2), ON durumuna getir.

3-Range’i (3), en iyi mesafeye ayarla.

4-Gain’i (9), maksimuma al.

5-Test-Meter I’i (18), TUN’a getir ve TUNING ile en iyi yansıma alana kadar ayarla.

6-Gain kontrol ile en temiz eko alana kadar ayarla.

7-Eğer eko görüntüleri su yüzünden gelen yansımalarla bozuluyorsa STC’ yi ayarla.

8-Yağmur veya kar yağışında F.T.C’ yi kullan.

9-Karanlıkta LAMP düğmesini aç.

10-FIX-MARKER (4), düğmesini saat yönünde çevirerek hareketli skalanın belirmesini sağla.

11-VAR-MARKER I’ i (5), saat yönünde çevirerek hareketli skalanın belirmesini sağla.

12-CAR-MARKER II (6), düğmesini kullanarak skalanın hedef üzerine gelmesi sağlanarak gemi ile hedef arasındaki mesafe, mesafe penceresinden okunur.

13-Heading (15), düğmesini saat yönünde çevirerek pruva çıkmasını sağla.

14-Cursör’ü (13), kullanarak hattı hedefin üzerine getir. Kürsör hattı üzerinden kerteriz yönünü okuyunuz. Okunan bu değer pruva hattı ile olan açıdır.

15-Gerçek kerteriz açısı okunmak istenirse BEARING’ i (14), kullanarak kerteriz açısını 0 dereceye ayarlayınız. Ve kürsör hattını hedefe getirerek bu anda hareketli kerteriz skalası gerçek kerterizi gösterir.

VII-RADARIN ÇALIŞMA ÖZELLİKLERİ:

Bir radarın çalışma özellikleri aşağıdaki maddelerle tanımlanabilir:

1-Maksimum Mesafe:Nesnelerin araştırılabilme sınırı maksimum mesafe olarak isimlendirilmektedir. Maksimum mesafe, dalga boyuna, transmisyon gücüne, antenin yükseklik ve şekline, nesnelerin yapı ve hacmine, akış hassasiyetine ve bunun gibi özelliklere bağlı olarak değişebilir. Deniz radarları için maksimum mesafe genellikle 50 mil civarındadır.

2-Minimum Mesafe :Minimum mesafe, hedeflerin görüntülenebildiği en kısa uzaklık olarak düşünülür.

            Şayet nesneler çok yakın tesbit ediliyorsa, gönderilen ve dönen dalga üst üste çakışarak nesnelerin birini diğerinden ayırmayı imkansız hale getirir. Eğer pals genişliği 0,1 mikro saniye ise, palslar 30 m’ lik kısa peryod ile çevreye gönderilir ve cisimler 15 metrelik bir daire içinde ayırdedilemez. Bu durum teorik olarak gerçekleşir. Gerçekte ise, ayırdetme mesafesi 30 m’nin kendisidir. Çünkü vericinin transfer zamanı alıcıda geciktirilir.

3-Mesafe Karalılığı :Tarama hattı üzerindeki iki cismin arasındaki ayırdedilebilen minimum mesafe, mesafe kararlılığı olarak adlandırılır. Aşağıdaki cisimlerin arasındaki mesafe pals genişliğinin yarısından daha fazla ise bu cisimler ayırdedilebilir. Şayet mesafe daha kısa ise iki görüntü ayırmak mümkün olmayacak şekilde üst üste çakışırlar. Eğer pals genişliği 0,1 mikro saniye ise palsın dalga boyu 30 metredir.

            Buradan, mesafe karalılığı 15 m olur. Bununla birlikte, pratikte, mesafe karalılığı, minimum mesafedeki benzer nedenlerden dolayı 30 m’ nin kendisine eşit olur.

4-Açı Kararlılığı :Minimum mesafeli bir daire üzerindeki iki nesnenin arasındaki kabul edilebilir ayırdetme aralığı, açısal kararlılık olarak adlandırılır. Açı kararlılığı enerjinin yönlendirilmesi ile oldukça ilgilidir. Genellikle, tarama açısı 1-2 derece yatay genişlikte ve 15 derece dikey genişliktedir.

VIII-RADARDA YALANCI EKOLAR :

            Radar skobunda bazen gerçek hedef görüntüleri yanında yalancı hedef görüntüleri ortaya çıkmaktadır. Veya, bazı hedefler diğer hedefleri örterek tesbit edilmelerini zorlaştırmaktadırlar. Aşağıdaki şekillerde bu durumlar tasvir edilmiştir.

VIII-RADARDA SİSTEMATİK ARIZA ARAMA :

            Sistematik bir arıza arama biçimi aşağıda sıralanmıştır. Arızalar kontrol edilirken cihazın ana besleme anahtarını kapatmak gerekir.

||GMDSS||  ||INMARSAT||  ||CYRO PUSULA||  ||NAVTEX||  ||EPIRB|| ||COSPAS-SARSAT||  ||DSC|| ||ECHO SOUNDER||

 ||CAS MODUL||  ||GPS|| ||HIPERBOLIK SEYIR||  ||PARAKETELER||  ||RADAR||  ||RDF||  ||SATNAV||  ||TELEKS||

 ||FAXIMILE|| ||TESTER OTO||  ||SONAR||  ||STAREC||

||||||||||||||||||||ANASAYFA||||||||||||||||||||

Hazırlayan

Ertan Korhan KARASU