Kaip veikia radaras?

Radijo bangų naudojimo objektams aptikti koncepcija siekia net 1902 m., tačiau praktinė sistema, kurią žmonės žino kaip radarą, atsirado XX amžiaus trečiojo dešimtmečio pabaigoje. Britų išradėjai, padedami kitų šalių tyrimų, sukūrė elementarią perspėjimo sistemą, galinčią aptikti objektus, judančius Anglijos pakrantės link. Sistema naudojo aukšto dažnio radijo bangas Vokietijos lėktuvams aptikti ir jų atstumui apskaičiuoti. Dėl šio tikslo atsirado terminas, kuris iš tikrųjų yra radijo aptikimo ir diapazono santrumpa.

Šios technologijos principas iš pradžių gali pasirodyti painus, tačiau paprastu eksperimentu galima parodyti pagrindus. Žmogus, turintis labai tikslų chronometrą ir puikią klausą, žiūri į kalno pusę kažkur tolumoje. Ji laiko chronometrą vienoje rankoje ir pradeda skaičiuoti laiką, kuo garsiau rėkdama link kalno. Kai pasigirsta pirmasis jos balso aidas, ji nustoja skaičiuoti laiką. Dabar ji tapo pagrindiniu radaru – žinodama, kaip greitai sklinda garsas, ji gali apskaičiuoti atstumą tarp savęs ir kalno, naudodama chronometro laiką.

Radarai veikia pagal daugelį tų pačių principų, kaip parodyta šiame eksperimente. Vietoj to, kad vienas žmogus rėktų, tam tikru dažniu išsiunčiamas galingas radijo spindulys. Kai šis radijo energijos pliūpsnis atsitrenks į kietą objektą, bent dalis tos energijos atsispindės atgal į siųstuvą. Šis signalas gali būti nelabai stiprus, bet jautrus elektroninis imtuvas gali jį sustiprinti. Siųstuvas ir imtuvas paprastai montuojami arti vienas kito, panašiai kaip žmogaus burna ir ausys.

Apskaičiuodamas radijo bangų greitį ir laiką, per kurį signalas atsimuša į objektą ir atsitrenkia į imtuvą, radaro operatorius gali įvertinti atstumą tarp savęs ir objekto. Perkėlus siųstuvą į skirtingus taškus, operatorius gali gauti kelis grąžinimus. Visi šie atskiri atspindžiai sujungiami, kad būtų galima įvertinti smogamo objekto ar objektų dydį.

Technologijos gerokai patobulėjo nuo Antrojo pasaulinio karo laikų, tačiau pagrindiniai principai išlieka tie patys. Skaičiavimai apie objekto greitį ir kryptį atliekami pagal siųstuvo ir imtuvo duomenų rezultatus. Kai matoma, kad radaro antena sukasi vietoje, ji siunčia tūkstančius signalų ir taip pat greitai juos priima.

Šiuolaikinių sistemų radijo dažniai dabar daugiausia yra mikrobangų diapazone, skirtingai nei trumpųjų bangų radijo dažniai, kuriuos naudojo britų išradėjai. Radaro trukdžiai naudoja suderintus dažnius, kad suklaidintų imtuvus, ieškančius autentiškų, tačiau mikrobangų dažnius trukdyti daug sunkiau.