سیگنال راداری (Radar Signal)، در ریاضیات (Mathematics)
انواع سیگنال ها (Signal) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سیگنال راداری (Radar Signal) :
تعریف: سیگنال راداری (Radar) یک سیگنال الکترومغناطیسی است که توسط سیستم رادار ارسال می شود و پس از برخورد به هدف، بازتاب آن دریافت می گردد. رادار (مخفف Radio Detection and Ranging) برای شناسایی و تعیین فاصله و سرعت اجسام استفاده می شود.
انواع سیگنال راداری: دو نوع اصلی: پالسی (pulsed) و موج پیوسته (CW). در رادار پالسی، پالس های کوتاه با توان بالا ارسال می شود و زمان تأخیر بازتاب اندازه گیری می شود. در رادار CW، موج پیوسته ارسال و تغییر فرکانس ناشی از اثر داپلر اندازه گیری می شود.
\[ \text{فاصله} = \frac{c \times \Delta t}{2} \]مدولاسیون در رادار: برای بهبود عملکرد، از مدولاسیون های مختلفی استفاده می شود: مدولاسیون فرکانس خطی (LFM) یا چیرپ (chirp) در رادارهای FMCW، مدولاسیون فاز (phase coding) در رادارهای پالسی فشرده.
پردازش سیگنال راداری: مراحل اصلی: ۱- فیلتر منطبق (matched filter) برای افزایش نسبت سیگنال به نویز. ۲- تشخیص هدف (target detection) با آستانه گذاری. ۳- تخمین پارامترها (فاصله، سرعت، زاویه). ۴- ردیابی هدف (tracking).
اثر داپلر (Doppler effect): اگر هدف متحرک باشد، فرکانس سیگنال بازتابی تغییر می کند. این تغییر فرکانس متناسب با سرعت هدف است.
\[ f_d = \frac{2v_r}{\lambda} \]که
\[ v_r \]سرعت شعاعی و
\[ \lambda \]طول موج است.
سطح مقطع راداری (RCS): معیاری است که نشان می دهد یک هدف چقدر امواج رادار را بازتاب می دهد. هواپیماهای رادارگریز (stealth) RCS بسیار کوچکی دارند.
کاربردها: نظامی (شناسایی هواپیما، موشک)، هواشناسی (رادارهای داپلر برای پیش بینی طوفان)، کنترل ترافیک هوایی، کشتیرانی، رادارهای خودرو (کروز کنترل تطبیقی)، و رادارهای نفوذی به زمین (GPR).
چالش ها: نویز و تداخل (clutter) از زمین، دریا، باران، پرندگان و ...، تشخیص اهداف کوچک، و چندمسیره (multipath).
مثال عملی: رادارهای کنترل ترافیک هوایی در فرودگاه ها، با ارسال پالس و دریافت بازتاب از هواپیماها، موقعیت و ارتفاع آنها را تعیین کرده و به برج مراقبت گزارش می دهند.
جمع بندی: سیگنال راداری یک سیگنال حیاتی در کاربردهای نظامی و غیرنظامی است و پردازش آن شامل تکنیک های پیشرفته ای برای استخراج اطلاعات هدف می باشد.
