Glavni Reference Kako deluje radar: Tehnologija, ki jo je proslavila vojna

Kako deluje radar: Tehnologija, ki jo je proslavila vojna

Radarski sistem

(Zasluge za sliko: Getty)

Skočiti:

Radar je bil med najpomembnejšimi tehničnimi preboji druge svetovne vojne. Tehnologija je Veliki Britaniji in njenim zaveznikom pomagala zmagati med bitko za Britanijo, zračno vojno, ki je potekala nad britanskim nebom leta 1940, glede na Cesarski vojni muzeji (IWM) (odpre se v novem zavihku).

Radar – kar pomeni Radio Detection and Ranging – je sistem za zaznavanje, ki uporablja radijske valove za lociranje predmetov. Še vedno se pogosto uporablja danes, vendar z napredkom tehnologije zdaj pogosto uporabljajo mikrovalovne pečice, pravi Laboratorij za opazovanje Zemlje (odpre se v novem zavihku). Ti so na višjem frekvenčnem koncu radijskega spektra in zagotavljajo natančnejše odčitke.

Povezano : Kaj je elektromagnetno sevanje?

Izum radarja

Čeprav je zaradi te dobesedne preizkušnje z ognjem radar postalo splošno ime, je tehnologija, ki stoji za njim, začela delovati veliko prej in se osredotočala na preučevanje elektromagnetnih (EM) valov.

EM sevanje je oblika energije, ki je povsod in lahko prevzame veliko različnih oblik, kot so radijski valovi,mikrovalovne pečice,rentgenski žarki,gama žarkiinultravijolično(sončna svetloba). EM valovi so tudi osnova za delovanje mobilnih telefonov in brezžičnih računalniških omrežij.

In leta 1885 je bil to škotski fizikJames Clerk Maxwellki je prišel na idejo, da bi morda radijske valove lahko odbijali kovinski predmeti, tako kot bi jih lahko svetlobni valovi.

radarska kontrola zračnega prometa

Človeški operaterji pri kontroli zračnega prometa morajo nenehno spremljati svoje radarske zaslone.(Zasluge za sliko: Getty)

Nekaj ​​let kasneje se je nemški fizik Heinrich Hertz odločil to dokazati. V poskusu, ki ga je izvedel leta 1888, je odkril, da se res odbijajo nazaj. Kot prvi, ki je uporabil Maxwellovo teorijo, so enoto frekvence EM valovanja po njem poimenovali hertz.Znanost v živože poročali. Leta 1904 je bil nemški inženir Christian Hülsmeyer izdan patent za tisto, kar so imenovali 'detektor ovir in ladijska navigacijska naprava'. Ime ni privlačno, a kljub temu — rodila se je vrsta zgodnjega radarskega sistema.

Kljub temu se je šele v 30. letih prejšnjega stoletja pojavila potreba po tehnologiji, predvsem zaradi izuma vojaških bombnikov dolgega dosega, zaradi česar so države vlagale v sistem, ki bi lahko zaznal njihovo približevanje in zagotovil zgodnje opozarjanje. Enciklopedija Britannica (odpre se v novem zavihku).

Vse glavne svetovne sile v tistem času so nadaljevale raziskave, vendar sta bili ZDA in Združeno kraljestvo tisti, ki sta lahko izboljšali tehnologijo. Glede na Kraljeva družba (odpre se v novem zavihku).

Kako deluje radar?

Tipičen sistem ima štiri glavne komponente, to so:

• Oddajnik: vir radijskega impulza.

• Antena: potrebna za pošiljanje impulza v eter in za sprejem, ko se odbije nazaj.

• Stikalo: Ta pove anteni, kdaj naj oddaja ali sprejema impulze.

• Sprejemnik: potreben za zaznavanje in obračanje impulzov, ki se vrnejo v vizualno obliko, ki jo lahko prebere operater.

Postopek usmerjanja umetnih radijskih valov proti predmetom imenujemo osvetlitev. Čeprav so radijski valovi nevidni človeškemu očesu, pa tudi optičnim kameram. Po navedbah NASA (odpre se v novem zavihku), se pošiljajo s približno 300.000.000 metri na sekundo –svetlobna hitrost.

Nekateri odbiti radijski valovi (odmevi) so usmerjeni nazaj proti radarju, kjer jih sprejmejo in ojačajo, pri čemer podatke interpretirajo usposobljeni operaterji s pomočjo računalnikov, glede na Avstralski urad za meteorologijo (odpre se v novem zavihku). Ko so vrnjeni, zagotovijo informacije, kot sta doseg in smer.

Generiranje radijskih valov je poceni, lahko prehajajo skozi sneg, meglo in meglo ter so varni za razliko od žarkov gama in X.

Radar se lahko uporablja za zaznavanje ladij, letal in satelitov ali bližje domu – policija uporablja radarske hitrostne puške za izračun hitrosti avtomobilov, pri čemer so vsi, ki vozijo prehitro, v vrsti za kazen za prehitro vožnjo. Enciklopedija Britannica (odpre se v novem zavihku). Meteorologi uporabljajo radar tudi za kartiranje in spremljanje vremenskih sistemov po vsem svetu.

Bitka za Britanijo

Nemčija je v bitki za Britanijo izgubila več kot 1700 letal – skoraj dvakrat toliko kot Britanci.(Zasluge za sliko: Getty)

Med bitko za Britanijo je radar RAF-u omogočil odkrivanje prihajajočih nemških letal s pomočjo radijskih valov, glede na Spletna stran muzeja RAF (odpre se v novem zavihku).

Z radarskih stolpov, razporejenih po južnem in vzhodnem delu države, bi sistem pošiljal te valove, ki bi potovali naprej, dokler ne bi zadeli nečesa, kot je prihajajoče letalo, in se odbili nazaj, da bi jih pobral sprejemnik. Z izračunom, koliko časa je trajalo, da so se valovi vrnili, so lahko usposobljeni operaterji ugotovili nadmorsko višino, doseg in smer prihajajočih sovražnih letal, glede na RAF (odpre se v novem zavihku).

S tem je dal RAF (odpre se v novem zavihku)dovolj časa, da se z lastnimi letali spopade s prihajajočo grožnjo. Biti na pravem mestu ob pravem času je Združenemu kraljestvu pomagalo zmagati v bitki in zadati smrtonosni udarec načrtom invazije Tretjega rajha, glede na račun operaterja radarja, ki ga je objavil BBC (odpre se v novem zavihku).

Dopplerjev radar

dopplerjev radar

Policijske hitrostne puške uporabljajo Dopplerjev radar za spremljanje hitrosti premikanja vozil.(Zasluge za sliko: Getty)

Kot piše Encyclopaedia Britannica, je bil brez dvoma eden največjih napredkov v povojni radarski tehnologiji Dopplerjev radar. Ker potrebe po obrambi pred bombniki zdaj ni več, je bila nova motivacija za izboljšanje tehnologije uporaba za sledenje vremenu.

Medtem ko lahko običajni radar ugotovi doseg in lokacijo, nam Doppler lahko pove tudi podatke o hitrosti predmeta. Deluje po principuDopplerjev učinek, zamisel, da bodo valovi, ki jih proizvaja predmet, stisnjeni bližje skupaj, če se premika proti vam, ali da se bodo razširili, če se oddaljuje.

To se uporablja za sledenje vremenskim sistemom, ki so nenehno v gibanju, glede na Nacionalna uprava za oceane in atmosfero (NOAA) (odpre se v novem zavihku).

Prav tako lahko zberejo ogromno informacij, zato so sodobni Dopplerjev radarji odvisni od naraščajoče procesorske moči. Dopplerjev radar je prav tako tisto, kar bi našli tudi v policijski pištoli!

Dodatni viri in branje

Padavine, ki jih zazna radarska tehnologija NOAA, lahko opazujete in spremljate v živo z uporabo interaktivna spletna stran pregledovalnika radarjev (odpre se v novem zavihku).

Ali želite izvedeti več o tem, kako radarska tehnologija spreminja prometno varnost? Prisluhnite strokovni skupini na srečanju Future of the Car Summit 2020 v tem video avtor NXP (odpre se v novem zavihku).

Bibliografija

Robert Alexander Watson-Watt. 13. april 1892 -- 5. december 1973'. Biografski spomini članov Kraljeve družbe (1975). https://www.jstor.org/stable/769695 (odpre se v novem zavihku)

'Veliki izzivi pri obdelavi radarskih signalov'. Obdelava radarskega signala (2021). https://www.frontiersin.org (odpre se v novem zavihku)

'Dopplersko radarsko sondiranje čiste atmosfere'. Bilten Ameriškega meteorološkega društva (1978). https://journals.ametsoc.org (odpre se v novem zavihku)

Zanimivi Članki