عرض مصدر رادار

{{بطاقة آلة}}
[[ملف:Radarops.gif|تصغير|أساسيات عمل الرادار: يرسل نبضة طاقة (الخضراء) على الجسم فتنتشر الارتدادات (أزرق) ويعود جزء بسيط منها إلى مصدره.]]
[[ملف:WSR-57 antenna.jpg|تصغير|هوائي رادار وضع في ميامي عام 1956.]]
'''الرادار''' أو '''الرَّدار''' {{إنج|Radar}} هو نظام يستخدم موجات [[كهرطيسية]] للتعرف على [[مسافة|بعد]] و[[ارتفاع (توضيح)|ارتفاع]] و[[اتجاه (هندسة رياضية)|اتجاه]] و[[سرعة]] الأجسام الثابتة والمتحركة، [[طائرة|كالطائرات]] و[[سفينة|السفن]] و[[سيارة|العربات]] وحالة [[علم الأرصاد الجوية|الطقس]] وشكل ال[[تضاريس]]. يبعث [[اتصالات (توضيح)|جهاز الإرسال]] [[موجة|موجات]] [[اتصال لاسلكي|لاسلكية]] تنعكس بواسطة الهدف فيتعرف عليها [[مستقبل (توضيح)|جهاز الاستقبال]]. وتكون الموجات المرتدة إلى المستقبل ضعيفة، فيعمل جهاز الاستقبال على تضخيم تلك [[موجة|الموجات]] مما يسهل على '''الرادر''' أن يميز [[موجة|الموجات]] المرسلة عن طريقه من الموجات الأخرى ك[[موجة|الموجات]] ال[[صوت]]ية وموجات ال[[ضوء]]. يُستخدم الرادر في مجالات عديدة [[مناخ|كالأرصاد الجويّة]] لمعرفة موعد هطول [[مطر|الأمطار]] و[[مراقبة جوية|المراقبة الجوية]] ومن قبل ال[[شرطة]] لكشف السرعة الزائدة، وأخيراً والأهم استخدامه [[جيش|بالمجال العسكري]]. سمي '''الرادار''' بهذا الاسم اختصارًا للعبارة [[اللغة الإنجليزية|الانجليزية]] ('''<u>RA</u>'''dio '''<u>D</u>'''etection '''<u>A</u>'''nd '''<u>R</u>'''anging)<ref>{{استشهاد بويب
| مسار = http://www.nasaexplores.com/show_k4_teacher_st.php?id=030703122033
| عنوان = RADAR means: Radio Detection and Ranging
| مؤلف = NASA
| مؤلف-وصلة = National Aeronautics and Space Administration
| عمل = Nasa Explores
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20071014061010/http://nasaexplores.com/show_k4_teacher_st.php?id=030703122033
| تاريخ أرشيف = 2007-10-14
}}</ref><ref>{{استشهاد بويب
| مسار = https://www.answers.com/search?q=radar
| عنوان = Radar definition in multiple dictionnaries
| تاريخ =
| ناشر = Answers.com
| تاريخ الوصول = 2008-10-09
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20171207084553/http://www.answers.com/topic/radar
| تاريخ أرشيف = 07 ديسمبر 2017
}}</ref><ref>{{استشهاد بويب
| مسار = https://www.merriam-webster.com/dictionary/radar
| عنوان = Radar definition
| تاريخ = 2008
| ناشر = Merriam Webster Dictionnary
| تاريخ الوصول = 2008-10-09
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170202134117/https://www.merriam-webster.com/dictionary/radar
| تاريخ أرشيف = 02 فبراير 2017
}}</ref><ref>{{استشهاد بويب
| مسار = http://www.webster-dictionary.org/definition/radar
| عنوان = Radar definition
| ناشر = Webster Dictionnary
| تاريخ الوصول = 2008-10-09
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170716062709/http://webster-dictionary.org/definition/radar
| تاريخ أرشيف = 16 يوليو 2017
}}</ref>، وتعني «الكشف الراديوي وتحديد المدى».
== التاريخ ==
{{مفصلة|تاريخ الرادار}}
أول من استعمل الموجات اللاسلكية للكشف عن وجود أجسام معدنية عن بعد كان العالم الألماني [[كريستيان هولسماير]] الذي كشف عن وجود [[سفينة]] في ال[[ضباب]] ولكن من غير تحديد المسافة وذلك في عام [[1904]].<ref>[http://www.radarworld.org/huelsmeyer.html هولسماير مخترع الرادار] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20171227233002/http://www.radarworld.org/huelsmeyer.html |date=27 ديسمبر 2017}}</ref><ref name="RadarWorld">[http://www.radarworld.org/huelsmeyer.html Christian Hülsmeyer by Radar World] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20171227233002/http://www.radarworld.org/huelsmeyer.html |date=27 ديسمبر 2017}}</ref><ref>(German) [https://dgpt.org/DE/Biografien/2007_biografien/Christian_Huelsmeyer.php '''Christian Hülsmeyer Biografie'''] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090310063954/http://www.dgpt.org/DE/Biografien/2007_biografien/Christian_Huelsmeyer.php |date=10 مارس 2009}} {{وصلة مكسورة|تاريخ=2020-10-13|bot=JarBot}}</ref>
أنشأ [[نيكولا تسلا|نيكولا تيسلا]] رائد [[كهرباء|علم الكهرباء]] الأسس المرتبطة بين الموجات ومستوى ال[[طاقة]] قبل [[الحرب العالمية الثانية]]، وبالتحديد في شهر [[أغسطس]] من سنة [[1917]]، فكان هذا الرادار البدائي.<ref>[[The Electrical Experimenter]], 1917</ref>
أما الرادار أحادي النبض فقد ظهر في عام [[1934]] ب[[الولايات المتحدة]] ثم [[ألمانيا]] و[[فرنسا]]، وذلك على يد إم يلي جيراردو، الذي اخترع أول رادار فرنسي<ref>[https://radar-france.fr/brevet%20radar1934.htm براءة اختراع فرنسي للرادار] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160624225805/http://www.radar-france.fr/brevet%20radar1934.htm |date=24 يونيو 2016}} {{وصلة مكسورة|تاريخ=2020-10-13|bot=JarBot}}</ref><ref>[http://www.teslasociety.com/time.jpg tesla society] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180707163714/http://www.teslasociety.com/time.jpg |date=07 يوليو 2018}}</ref><ref>[http://v3.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=FR&NR=788795&KC=&FT=E FR patent 788795] Nouveau système de repérage d'obstacles et ses applications {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090823000157/http://v3.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=FR&NR=788795&KC=&FT=E |date=23 أغسطس 2009}}</ref><ref name="radarnet">{{أيقونة فرنسية}} [https://radar-france.fr/brevet%20radar1934.htm '''Copy of Patents for the invention of radar'''] on www.radar-france.fr {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160624225805/http://www.radar-france.fr/brevet%20radar1934.htm |date=24 يونيو 2016}} {{وصلة مكسورة|تاريخ=2020-10-13|bot=JarBot}}</ref> حسب تصورات [[تسلا (توضيح)|تيسلا]] الأساسية، في حين أن أول ظهور للرادار الكامل كان في [[المملكة المتحدة|بريطانيا]]، حيث طوّر كأحد وسائل الإنذار المبكرة عن أي هجوم للطائرات المعادية، وذلك في عام [[1935]].<ref name="radarnet" /><ref>[http://www.vectorsite.net/ttwiz_01.html اختراعات الإنجليز للرادار] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180829212225/http://www.vectorsite.net/ttwiz_01.html |date=29 أغسطس 2018}}</ref><ref>[http://aka.ipo.gov.uk/media/pressrelease/2001/1009.htm '''British man first to patent radar'''] official site of the ''Patent Office'' {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060719224405/http://www.patent.gov.uk/media/pressrelease/2001/1009.htm |date=19 يوليو 2006}}</ref><ref>[http://v3.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=GB&NR=593017&KC=&FT=E GB patent 593017] Improvements in or relating to wireless systems {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090822032219/http://v3.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=GB&NR=593017&KC=&FT=E |date=22 أغسطس 2009}}</ref> ازدادت نسبة الأبحاث خلال [[الحرب العالمية الثانية]] بهدف ابتكار أفضل الكواشف بوصفها تقنيات دفاعية، حتى ظهرت كواشف متحركة بمواصفات أفضل. وخلال السنوات التي تلت الحرب، استخدم الرادار بشكل كبير في المجال المدني، ك[[مراقبة جوية|مراقبة الملاحة الجوية]] وال[[علم الأرصاد الجوية|أرصاد]] وحتى بالمجال [[علم الفلك|الفلكي]] بعلم [[علم القياسات الفلكية|القياسات الفلكية]].
== أساسيات عمل الرادار ==
[[ملف:Weather Radar Equipment - geograph.org.uk - 727492.jpg|تصغير|برج رادار لعمليات [[مرصد جوي|الرصد الجوي]]]]
=== الانعكاس ===
[[ملف:Corner-reflector.svg|تصغير|طريقة عمل الزوايا العاكسة.]]
[[انعكاس (فيزياء)|تنعكس]] الموجات [[كهرومغناطيسية|الكهرومغناطيسية]]، وأحيانًا تتبدد، عند أي اختلاف كبير في ثوابت العزل [[كهرباء|الكهربائي]] أو التعاكس [[مغناطيس|المغناطيسي]] ([[مغناطيسية معاكسة|الديامغناطيسية]])، وهذا يعني أن المواد الصلبة الموجودة ب[[غلاف الأرض الجوي|الهواء]] أو [[فراغ (توضيح)|الفراغ]] أو أي تغيير ملموس [[كثافة|بالكثافة]] [[ذرة|الذرية]] بين [[جسم (توضيح)|الجسم]] و[[بيئة|البيئة]] المحيطة به سوف يبدد الإشعاع أو الموجات اللاسلكية، وتنطبق هذه الظاهرة على الموصلات الكهربائية [[معدن|كالمعادن]] والألياف [[كربون|الكربونية]] والتي تساعد الرادار على الكشف على [[طيران|الطائرات]] و[[سفينة|السفن]] بسهولة.
تحتوي المواد التي تمتص موجات الرادار على [[مقاومة (توضيح)|مقاومة]] و[[مغناطيس|مواد مغناطيسية]] وتستخدم بالعربات العسكرية لخفض انعكاس الموجات، وكذلك الحال بالنسبة [[صبغ (توضيح)|للأصباغ]] الداكنة.
تتشتت موجات الرادار بعدة أشكال اعتمادا على [[طول الموجة]] وشكل الهدف. فإذا كان [[طول الموجة]] أقصر من حجم الهدف فإن [[موجة|الموجة]] سترتد باتجاهات متغايرة كالضوء على [[مرآة|المرآة]]، وإذا كانت الموجة أطول من حجم الهدف فإن الهدف سيكون [[متقاطب]] (الشحنات الموجبة والسالبة منفصلة) مثل ال[[إريال ثنائي الأقطاب]]. استخدمت الكواشف المبكرة موجات ذات أطوال عالية أطول من الهدف مما جعلها تستقبل إشارات مبهمة، لكن الحديثة منها تستخدم أطوال قصيرة جدا بحيث يمكنها التقاط أهداف بحجم رغيف [[خبز|الخبز]].
[[انعكاس (فيزياء)|تنعكس]] الموجات [[اتصال لاسلكي|اللاسلكية]] القصيرة من [[زاوية (توضيح)|الزوايا]] والمنحنيات بطريقة مشابهة للمعان قطعة [[زجاج]] مدورة. وللأهداف الأكثر عكسا للموجات القصيرة زوايا يصل قياسها إلى 90 [[درجة (زاوية)|درجة]] بين الأسطح المنعكسة، [[بدن|الجسم]] الذي يحتوي على 3 أسطح تلتقي بزاوية واحدة [[زاوية (توضيح)|كزاوية]] علبة، تعكس الموجات الداخلة إليها مباشرة إلى المصدر وتسمى بالزوايا العاكسة وهذه الطريقة تستعمل لتسهيل الكشف الرإداري وتوجد [[قارب|بالقوارب]] لتسهيل حالات [[البحث والإنقاذ|الإنقاذ]] وتقليل [[اصطدام (توضيح)|الاصطدامات]].
وهناك أنواع من الأجسام المصممة لتجنب الكشف الراداري، وذلك بعمل [[زاوية (توضيح)|زوايا]] أجسامها بطريقة تمنع الكشف، حيت أن حوافها تكون [[عمودية (توضيح)|عمودية]] لاتجاه الكشف مما يقود لاتجاه العكس كما ب[[نورثروب غرومان بي 2 سبيرت|طائرة الشبح]]، ومع ذلك فإن التخفي لا يكون كاملا بسبب عامل [[حيود|انحراف الموجات]] وخاصة للموجات الطويلة.
=== معادلة الرادار ===
[[ملف:Weather radar.jpg|تصغير|رادار جوّي. لاحظ المناطق الباهتة التي تدل على انعكاس الموجات اللاسلكية.]]
[[كمية]] [[طاقة|الطاقة]] لل[[إشارة (توضيح)|إشارة]] المرتدة إلى الرادار المرسل تعطى [[معادلة (توضيح)|بالمعادلة]] التالية:
:<math>P_r = {{P_t G_t  A_r \sigma F^4}\over{{(4\pi)}^2 R_t^2R_r^2}}</math>
في حال كان جهاز الإرسال والاستقبال على نفس الموضع فستكون المسافة المرسلة إلى الهدف هي نفسها.
:<math>P_r = {{P_t G_t  A_r \sigma F^4}\over{{(4\pi)}^2 R^4}}</math>
حيث أن:
* ''P''<sub>t</sub> = الطاقة المرسلة
* ''G''<sub>t</sub> = زيادة إرسال الهوائي (معامل التضخيم)
* ''A''<sub>r</sub> = مساحة سطح هوائي الاستقبال الفعالة
* ''σ'' = المقطع العرضي للرادار
* ''F'' = عامل الانتشار
* ''R<sub>t</sub>'' = [[مسافة|المسافة]] أو المدى بين المرسل والهدف
* ''R<sub>r</sub>'' = [[مسافة|المسافة]] أو المدى بين المستقبل والهدف
* ''R'' = [[مسافة|المسافة]] أو المدى بين المرسل أو المستقبل والهدف (في حال كانا في نفس الموضع)
يلاحظ من خلال المعادلة أن [[كمية]] [[طاقة]] [[إشارة (توضيح)|الإشارة]] المرتدة تضعف إلى مستوى أقل من ربع [[طاقة]] المدى مما يعني أن قوة الإشارة المستلمة تكون ضعيفة جدا.
عامل الانتشار=1 في حالة [[فراغ (فيزياء)|الفراغ]] مما يفيد بعدم وجود أي تشويش، وهذا العامل ينسب إلى تأثير الانتشار والتضليل وطبيعة [[بيئة|البيئة]] المحيطة وحتى الفقدان خلال الطريق. بعض [[رياضيات|المعادلات الرياضية]] التي تطور [[إشارة (توضيح)|إشارة]] الرادار تضيف [[تصنيف (توضيح)|تصنيف]] [[زمن]] [[تردد|التردد]] ([[مويجة (توضيح)|المويجة]]) وتستخدم في كشف الأهداف المتحركة.
=== الاستقطاب ===
يتعامد [[حقل كهربائي|المجال الكهربائي]] لإشارات الرادار المرسلة مع اتجاه الموجة، واتجاه هذا المجال يكون هو استقطاب الموجة، وبالتالي فإن قطبية الرادار تكون إما أفقية أو عمودية أو على شكل [[خط (توضيح)|خط مستقيم]] أو [[دائرة|دائرية]]، حتى يمكنه الكشف على عدة أنواع من [[انعكاس (فيزياء)|الانعكاسات]]، فمثلا الاستقطاب الأفقي يستخدم لتقليل التشويش الآتي من [[مطر|المطر]]، والاستقطاب المعاد على خط مستقيم يستخدم للتعريف على الأجسام المعدنية، والاستقطاب العشوائي المعاد يدل على الأسطح الصغيرة والأجسام الصلبة ك[[صخر|الصخور]] و[[تربة|الأرض]] وهذا النوع من الكواشف يستخدم ل[[مراقبة جوية|مراقبة الملاحة الجوية]].
=== التداخل ===
يهدف نظام الرادار إلى تخطي بعض الإشارات غير المرغوبة الناشئة من مصادر داخلية أو خارجية، سواء سلبية أو إيجابية، حتى تظهر الأهداف الحقيقية. وتعرف تلك المقدرة على تخطي موجات التشويش بنسبة الإشارة إلى [[ضجيج مزيف|الضجيج]]، {{إنج|signal to noise ratio, SNR}}، وكلما كانت النسبة سالفة الذكر مرتفعة كلما كانت نقاوة الموجة المستقبلة أفضل.
==== الضوضاء ====
إشارة [[تلوث ضوضائي|الضوضاء]] هي مصدر داخلي من الاختلافات المتعددة للإشارة، وتشكلت إلى حد ما من قبل [[دارة متكاملة|القطع الإلكترونية]] الداخلية. وهي مضافة بشكل [[عشوائية|عشوائي]] على الموجة المرتدة بالرادار المستقبل، وكلما ضعفت الإشارة المستقبلة كلما زادت صعوبة تطهيرها من [[ضجيج مزيف|الضجيج]]، وأفضل مثال على ذلك هو سماع [[مهموس (توضيح)|همسات]] بجانب [[طريق]] مزدحم. لذلك من الأهمية تقليل تلك الضوضاء بتقليل عواملها، وتقاس تلك الضوضاء المنتجة داخل الجهاز المستقبل مقارنة مع الجهاز المثالي وكلما قلت الكمية المقروءة كلما كان الاستقبال أفضل.
هناك ضوضاء ذات مصدر خارجي يكون سببها عادة [[حرارة|الحرارة]] [[علوم طبيعية|الطبيعية]] المحيطة بالهدف. في أنظمة الرادار الحديثة، تكون أجهزة الاستقبال ذات كفاءة بحيث أن الضوضاء الداخلية تكون بسيطة وأقل حدة من [[تلوث ضوضائي|الضوضاء]] الخارجية. أيضا هناك ما يعرف بالضوضاء المتقطعة، التي تظهر خلال مرور [[إلكترون|الإلكترونات]] وتكون ذات علاقة عكسية مع [[موجة|الموجة]]، بمعنى أنه كلما زادت قوة الموجة كلما قلت تلك الضوضاء بشكل كبير. يستخدم الرادار النبضي النظام التمازجي، بمعنى [[اقتران (توضيح)|اقتران]] ترددين.
==== الموجة المزعجة ====
يرجع مصدر [[موجة|الموجة]] المزعجة أو [[فوضى|الفوضوية]] إلى الموجة اللاسلكية الحقيقية، وهي عبارة عن [[صدى]] لموجة تعود من الهدف غير ذات فائدة بالنسبة للعامل على الرادار. ومن الأهداف التي تحتوي على الموجة [[فوضى|الفوضوية]]:
* الأجسام طبيعية [[تربة|كالأرض]] و[[بحر|البحر]]، والمنتشرة [[مطر|كالمطر]] و[[ثلج|الثلج]] و[[إعصار|الأعاصير]] [[رمل|الرملية]] والجوية و[[حيوان|الحيوانات]] وتأثير [[غلاف جوي|الغلاف الجوي]] و[[نيزك|النيازك]] الصغيرة وحتى الأجسام المبتكرة من قبل [[إنسان|البشرية]] كالمباني أو مضادات الكواشف كالشذرات والخدع الرإدارية.
[[ملف:Waveguide17-with-UBR120-flanges.png|تصغير|صورة لمرشد الموجة الذي يوضع بين الهوائي والجهاز المرسل المستقبل.]]
[[ملف:Chaff-Northsea.gif|تصغير|موجات مشوشة تظهر وتختفي.]]
[[ملف:Multipath ar.png|تصغير|أهداف غير حقيقية: أشباح أو خيال.]]
* تظهر إحدى أشكال التشويش بسبب طول كبل [[دليل موجة|مرشد الموجة]] {{إنج|waveguide}} ما بين جهاز المرسل-المستقبل {{إنج|transceiver}} وبين الهوائي، بشاشات الرادار ذات مبين الموقع الإسقاطي {{إنج|plan position indicator, PPI}} عليها ورادارها الدوار، حيث تظهر نقط أشبه بالومضات بمنتصف الشاشة تكون عادة بسبب صدى الغبار الذي يسبب تغيير بالإشارة اللاسلكية. معظم تلك الومضات تكون بسبب انعكاس الموجات المرسلة قبل خروجها من الهوائي، وفي سبيل التقليل من تلك الومضات ينبغي تغيير التوقيت ما بين لحظة الإرسال واللحظة التي يبدأ الاستقبال بالعمل.
* بعض الموجات المزعجة تكون غير معرفة لبعض الكواشف، ومثال ذلك [[سحاب|غيوم]] [[إعصار|الأعاصير]] التي لا يتعرف عليها رادار أسلحة [[دفاع جوي|الدفاع الجوي]] ولكنها معرفة بكواشف [[علم الأرصاد الجوية|الأرصاد الجوية]]، بتلك الحالة تعتبر هذه [[موجة|الموجة]] [[سالب (توضيح)|سلبية]] بسبب عدم الحاجة لها. هناك عدة طرق لكشف وتحييد تلك الموجات التي تعتبر بتلك الحالة مزعجة، وتعتمد تلك الطرق على ظهور الموجة المزعجة ثابتة خلال الكشف الرإداري، لذلك عند مقارنة تسلسل [[صدى]] الكشف يلاحظ أن الموجات المرغوبة تتحرك بينما جميع موجات [[صدى|الصدى]] الثابتة تختفي من على الشاشة.
* موجات [[بحر|البحر]] الفوضوية تقلل بواسطة [[استقطاب (توضيح)|الاستقطاب]] الأفقي و[[مطر|المطر]] يقلل بواسطة [[استقطاب (توضيح)|الاستقطاب]] [[دائرة|الدائري]]. يلاحظ أنه بحالة رادار الأرصاد الجوية تكون تلك الخصائص مطلوبة لذلك يستعمل [[استقطاب (توضيح)|استقطاب]] [[خط (توضيح)|الخط المستقيم]] لكشف [[مطر|المطر]] وحالة [[بحر|البحر]] وغيرهما. هناك طريقة تسمى "ثابت معدل الإنذارات الكاذبة" {{إنج|Constant False-Alarm Rate}}، وهي شكل من أشكال ضبط الزيادة التلقائية {{إنج|Automatic Gain Control}}، وهي تعتمد على كون [[صدى]] الموجات الفوضوية الراجعة أكثر بكثير من صدى الأهداف المرغوبة، وبالتالي فإن زيادة الجهاز المستقبل ستعدل تلقائيا للمحافظة على المعد الثابت للموجات الفوضوية المرئية، وقد لا يمكن لهذا الجهاز أن يعمل بكفاءة في حالة استقبال هدف يكون مغلفاً بموجة فوضوية قوية، ولكن له المقدرة على تمييز مصدر الموجات القوية. كان ضبط الزيادة التلقائية يُتَحَكَّمُ به إلكترونيا في السابق، لكن حاليا أصبح مبرمجا ويسيطر على الزيادة مع قابلية أكثر للتعديل للكشف عن [[خلية|خلايا]] محددة بالرادار.
* قد تنشأ بعض الموجات الفوضوية من صدى ذي مسارات متعددة صادر عن هدف حقيقي وذلك بسبب الانعكاسات الأرضية والغلاف الجوي أو انعكاس الغلاف الأيوني. يعتبر هذا النوع من الموجات الفوضوية مزعجا بالنسبة للبعض بسبب أنها تتحرك وتتصرف كهدف حقيقي، الأمر الذي ينتج عنه ما يسمى ب[[شبح|الأشباح]] أو [[خيال (توضيح)|الخيال]].
ومثال هذا: صدى [[طائرة|الطائرة]] إلى الرادار هو انعكاس من عدة اتجاهات من [[الأرض]] ومن فوق الهدف يظهر على جهاز الاستقبال كهدف حقيقي تحت الهدف الأصلي. قد يحاول الرادار أن يوحد الأهداف معطيا للهدف [[ارتفاع (توضيح)|ارتفاع]] غير حقيقي أو قد يمنعها بالمرة وهو الاحتمال الأسوأ، بسبب اختلاف المعطيات للهدف أو لأن التطبيقات تكون غير ممكنة. يمكن التغلب على تلك المشاكل بواسطة دمج [[خريطة|الخريطة]] بالرادار ومنع جميع أنواع [[صدى|الصدى]] التي تظهر تحت [[الأرض]] أو فوق [[ارتفاع (توضيح)|ارتفاع]] معين.
تستخدم الأنواع الحديثة من الكواشف الأرضية [[مطار|للمطارات]] [[خوارزمية|الخوارزميات]] للتعرف على الأهداف [[مزيف|المزيفة]] بواسطة مقارنة النبضات الآتية حديثا مع المجاورة معها، مثل حساب الراجع غير المحتمل مثل حساب الارتفاع والمسافة والتوقيت ما بين الإرسال والاستقبال.
==== التشويش ====
إن مصدر تشويش الردار هو الموجات اللاسلكية الناشئة من خارج النظام، وهي ترسل على موجة الردار وتخفي الأهداف المرغوبة. قد يكون التشويش متعمدا، كما في حالة الأسلحة المضادة للردارات المستخدمة في الحروب الإلكترونية، وقد يكون غير متعمد كما في حالة موجات الردارات الصديقة التي تعمل على نفس الموجة الرإدارية. ينظر إلى التشويش على أنه قوة تداخل فعالة، لأنها تنشأ من عناصر خارج [[نظام (توضيح)|النظام]] غير مرتبطة بإشارات الردار.
يعتبر التشويش مشكلة معقدة، ذلك لأن الموجة المشوشة تحتاج أن تتوجه إلى الرادار المعني دون حاجة للرجوع، بينما موجة الرادار تتجه ذهابا وإيابا: '''الرادار-الهدف-الرادار'''، فتقل قوتها بشكل ملموس مع عودتها للمستقبِل. تحتاج أجهزة التشويش إلى طاقة أقل من أجهزة الرادار ولكنها تبقى ذات فعالية قوية وقادرة على إخفاء الأهداف، الواقعة ضمن مدى البصر، من المشوش إلى الرادار (فص التشويش الرئيسي، Mainlobe Jamming). للمشوش تأثير مضاف إلى تأثير الرادار على طول مدى [[بصر (توضيح)|البصر]] خلال استقبال موجة الأخيرة، ويسمى هذا التأثير "فص التشويش الجانبي" {{إنج|Sidelobe Jamming}}. يمكن تقليل فص التشويش الرئيسي عن طريق تضييق [[زاوية (توضيح)|الزاوية]] المجسمة له، ولكن لا يمكن إزالتها خاصة عندما تواجه مباشرة المشوِش الذي يستخدم نفس الموجات ونفس الاستقطاب الذي يستخدمه الرادار. يمكن التغلب على الفصوص الجانبية للتشويش بواسطة تصميم هوائي يقلل استقبال الفصوص الجانبية، وأيضا عن طريق استخدام هوائي لجميع الاتجاهات {{إنج|omnidirectional antenna}} لكشف وإهمال إشارات الفصوص الجانبية.
من التقنيات الأخرى المضادة للتشويش: الاستقطاب وقفزات التردد، والأخيرة عبارة عن تغيير التردد بتسلسل عشوائي يعرفه المرسل والمستقبل فقط. يشكل التداخل حاليا مشكلة للنطاق ''C-band'' الذي تستخدمه الأرصاد الجوية على موجة 5.4 جيغا [[هرتز]] مع [[تقانة|تقنية]] ال[[واي فاي]].<ref>[http://ronja.twibright.com/interference.php مشكلة تداخل الواي فاي مع الرادار] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160901204324/http://ronja.twibright.com/interference.php |date=01 سبتمبر 2016}}</ref><ref>[http://ronja.twibright.com/interference.php Example of WiFi equipment jamming meteorological radars.] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160901204324/http://ronja.twibright.com/interference.php |date=01 سبتمبر 2016}}</ref>
== تجهيز إشارة اللاسلكي ==
=== قياس المسافة ===
==== وقت العبور ====
[[ملف:Sonar Principle ar.png|تصغير|رحلة الموجة ذهابا وإيابا.]]
هناك طريقة واحدة لقياس بعد الهدف وهي إرسال نبضة قصيرة من [[موجة]] [[اتصال لاسلكي|لاسلكية]] ([[موجة كهرومغناطيسية|إشعاع كهرومغناطيسي]]) ثم حساب [[زمن|الوقت]] حتى عودتها من الهدف، وسرعة الموجة هي [[سرعة الضوء]](186.000 ميل بالثانية) و[[مسافة|المسافة]] تكون نصف الرحلة كلها (ذهابا وإيابا)، ويتطلب حساب هذه المسافات بدقة بعض الأجهزة المتطورة الدقيقة.
إن المستقبِل لا يعمل في لحظة إرسال الموجة والسبب هو جهاز المبدل التناوبي {{إنج|Duplexer}}، وهو يعمل على تناوب الرادار ما بين إرسال واستقبال بمعدل زمني محدد سلفا، ولمعرفة مسافة الهدف يقاس طول الموجة ويضرب بالسرعة ويقسم الحاصل على اثنين. أما الكشف على أهداف أقرب فيتطلب توافر موجات أقصر.
ومن العوامل التي تفرض استعمال المدى الأقصى، عودة النبضة من الهدف بلحظة إرسال نبضة أخرى، الأمر الذي يجعل المستقبِل لا يستطيع التمييز بين النبضات، وبهذه الحالة ينبغي إطالة المدى باستخدام وقت أطول بين النبضات أو ما يسمى '''توقيت تكرار النبضات''' {{إنج|pulse repetition time}}. المشكلة أن هذين العاملين يميلان لأن يكونا متضادين، إذ ليس سهلا دمج موجتين إحداهما قصيرة المدى والأخرى طويلة برادار واحد، والسبب أن النبضات القصيرة المطلوبة عند الحد الأدنى للبث الجيد ذات طاقة ضعيفة، مما يقلل عدد الموجات العائدة وتكون الأهداف صعبة الكشف، ولتجنب ذلك تتم زيادة النبضات مرة أخرى لتقليل الحد الأعلى للمسافة، لهذا السبب فإن كل رادار يستخدم نوعاً خاصاً من الإشارة. فالكواشف ذات المدى البعيد تستخدم نبضات طويلة ذات توقيت انتشار أطول، والكواشف ذات المدى القصير تستخدم نبضات قصيرة مع توقيت انتشار أقل، لتشكيل عدد من النبضات والتوقيت يسمى '''تردد النبضات المتكرر''' {{إنج|pulse repetition frequency}}، وهو أحد الصفات المهمة للرادار. ومنذ أن تطورت أنظمة الكواشف بحيث أصبح بإمكانها تغيير '''تردد النبضات المتكرر''' ومن ثم تغيير المدى، أصبحت الكواشف المتطورة أو الحديثة تطلق نبضتين بالضربة الواحدة، إحداهما للمسافات القصيرة، أي لحوالي 6 أميال، والأخرى لحوالي 60 ميل للمسافات الطويلة. يعتمد تحليل المسافة ومميزات الإشارة المستقبلة (مقارنة مع الإزعاج الآتي معها) بقوة على شكل النبضة. تكون النبضة عادة معدلة للحصول على كفاءة أفضل بتقنية تسمى '''انضغاط النبضات''' {{إنج|pulse compression}}.
==== تعديل التردد ====
شكل آخر لقياس المسافة بالرادار يستند على تعديل التردد FM، ومقارنة التردد ما بين إشارتين أكثر دقة إلى حد بعيد (حتى بالأنظمة الرإدارية القديمة) من توقيت الموجة، عن طريق تغيير تردد الإشارات الراجعة ومقارنتها مع الأصلية ثم حساب الفرق بينهما. تستخدم هذه التقنية برادار الموجة المتصلة وبالطائرات كذلك الأمر حيث يطلق عليه تسمية [[مقياس الارتفاع الراداري|مقياس الارتفاع الراديوي]]. تكون إشارة الرادار الحاملة بتلك الأنظمة معتدلة التردد، أو تتخذ شكل موجة الجيب أو شكل سن [[منشار|المنشار]] لترددات الصوت، وهذه الإشارة ترسل بهوائي ويستقبلها هوائي آخر (وتلك الهوائيات تكون بالجانب السفلي من [[طائرة|الطائرة]]) وتتم المقارنة بين الإشارات بشكل متواصل. بما أن تردد الإشارة يتغير فالإشارة العائدة تكون مزاحة عن ترددها الأصلي، فمعدل الإزاحة يزداد كلما ازدادت الفترة لعودة الإشارة، أي كلما ازداد الفرق بالتردد كلما كانت المسافة أطول. يعتبر نظام معالجة الموجة هنا مشابها لنظام [[رادار دوبلر]].
=== قياس السرعة ===
السرعة هي فرق المسافة مع الزمن، لذلك فإن النظام الموجود لقياس المسافة يقترن مع سعة الذاكرة لمعرفة مكان وجود الهدف فيسهل عليه قياس السرعة. كانت الذاكرة بالقلم والمسطرة على الشاشة لاستخراج السرعة سابقا، أما الآن فالرادار الحديث يستخلص السرعة بكفاءة أفضل بواسطة [[حاسوب|الحاسوب]]. وإذا كانت معطيات المرسل متماسكة أي متطابقة المراحل، فسيكون هناك تأثير آخر لجعل قياسات السرعة فورية دون حاجة للذاكرة، وهو ما يسمي ب[[تأثير دوبلر]]. تستخدم هذه الأساسيات بالأنظمة الحديثة للرادار وتسمى "رادار دوبلر النبضي". تكون الإشارات العائدة من الهدف منحرفة عن التردد الأصلي خلال تأثير دوبلر مما يمكن حساب سرعة الجسم بالنسبة إلى الرادار. يمكن لتأثير دوبلر أن يحدد السرعة النسبية للهدف خلال مدى البصر الخاص الممتد من الرادار للهدف فقط. فأي عنصر من سرعة المستهدف يكون عمودياً على مدى البصر لا يمكن تحديده بطريقة تأثير دوبلر وحدها، ولكن يمكن تحديده بمتابعة اتجاه [[سمت الرأس|السمت]] للهدف، وهذا النظام الأخير يسمى "رادار الموجة المتصلة".
=== تقليل تأثيرات التداخل ===
يُستخدم معالج الإشارة بالرادار لتقليل آثار التداخل، وذلك بالأنظمة التالية: بيان الأهداف المتحركة و[[رادار دوبلر]] ومعالجات كشف الأهداف المتحركة ومعالجة تكيف الزمن الفضائي وثابت معدل الإنذارات الكاذبة ومعالج التضاريس الرقمي الذي يستخدم في بيئات الموجات المزعجة بالإضافة إلى أنه مرتبط بأهداف رادار المراقبة الثانوي.
== هندسة الرادار ==
يحتوي نظام الرادار على العناصر التالية:
* المرسل: هو الذي يولد الإشارة اللاسلكية مع المذبذب مثل [[أنبوب مغناطيسي إلكتروني|الماغنترون]] (وهو صمام إلكتروني مغناطيسي) و[[كليسترون|الكليسترون]] الذي يتحكم بعمل الدورة بواسطة مغير الموجة.
* [[دليل موجة|مرشد الموجة]]: وهو متصل بالمرسل والمستقبل.
* المبدل التناوبي: وهو يعمل على تناوب الهوائي ما بين إرسال واستقبال.
* المستقبل: يعرف شكل الإشارة المستلمة أو (النبضة)، والمستقبلات المثالية تكون ذات مصفاة ملائمة.
* الجزء الإلكتروني الذي يهيمن على المنظومة والهوائي لأداء المسح الراداري الذي تتطلبه البرمجيات.
* وصلة المستخدم.
=== تصميم الهوائي ===
تنتشر إشارة الموجة اللاسلكية التي تبث من الهوائي بجميع الجهات، كذلك فإن الهوائي الذي يستقبل الإشارات يستقبلها من جميع الجهات، وهذا ما يسبب للكواشف مشكلة تحديد موقع جسم الهدف. كانت الأنظمة القديمة تستخدم هوائي متعدد الاتجاهات للبث مع هوائيات استقبال محددة الاتجاه، ومثال على ذلك نظام "''Chain Home''"، الذي يستخدم هوائيين متعامدين للاستقبال، كل هوائي بشاشة مختلفة،<ref>[http://www.vectorsite.net/ttwiz_01.html#m2 chain home system] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20171208231408/http://www.vectorsite.net/ttwiz_01.html |date=08 ديسمبر 2017}}</ref> حيث يستقبل الهوائي المتعامد على جسم الهدف أعلى إشارات الموجات، ويستقبل الهوائي المواجه له الإشارات الدنيا، عندها يستطيع العامل على الرادار أن يعرف مكان الهدف بتحريك الهوائي، فيظهر جسم الهدف المطلوب بوضوح على الشاشة بينما تظهر الأجسام الأخرى بشكل بسيط. أحد أوجه القصور المهمة مع هذا النوع من الحلول هو أن البث سيكون بجميع الاتجاهات، لذلك ستكون نسبة الطاقة المفحوصة من المكان المطلوب قليلة وبالتالي للحصول على كمية معقولة من الطاقة الآتية من الهدف يفضل أن يكون هوائي الإرسال موجّه.
[[ملف:C-band Radar-dish Antenna.jpg|تصغير|طبق من النوع العاكس مكافئ القطع.]]
==== عاكس مكافئ المقطع ====
تستخدم الًأنظمة الحديثة طبقا ذا توجيه [[قطع مكافئ|مكافئ المقطع]] لإنتاج حزمة بث قوية وطبقاً مماثلا للمستقبل لها، مثل تلك الأنظمة تدمج ترددين بالهوائي المفرد للحصول على توجيه تلقائي، أو ما يسمى "غلق الرادار".
==== أنواع المسح ====
* '''مسح أولي''': يقوم الهوائي الرئيسي بإنتاج حزمة المسح، مثال:المسح الدائري والمسح النطاقي.
* '''مسح ثانوي''': تقوم تغذية الهوائي بإنتاج حزمة المسح، مثال: المسح [[مخروط|المخروطي]] والمسح المقطع أحادي الاتجاه.
* '''مسح متقاطع أو نخيلي''': تنتج حزمة المسح من تحريك الهوائي مع عناصر تغذيته، وهذا المسح عبارة عن دمج المسحين الأولي والثانوي.
==== مرشد الموجة المخروم ====
[[ملف:USS Paul Hamilton radar.jpg|تصغير|هوائي مرشد الموجة المخروم.]]
استخدامه مثل استخدام العاكس مكافئ القطع، فهوائي مرشد الموجة المخروم [[ميكانيكا كلاسيكية|ميكانيكي]] النقل وملائم لأنظمة مسح الأسطح الغير متابعة {{إنج|non-tracking surface scan systems}} حيث النمط العمودي يبقى ثابتا. يستخدم هذا المرشد [[سفينة|بالسفن]] و[[مطار|المطارات]] وكواشف مراقبة [[ميناء|الموانئ]] بسبب كلفته القليلة ومقاومته [[ريح|للرياح]] بشكل أكبر من الهوائي العاكس المكافئ.
==== المنظومة التدريجية ====
من أشكال الكواشف الأخرى ما يسمى بالمنظومة الرادارية التدريجية، التي تستخدم مجموعة من الهوائيات المتشابهة مماثلة التباعد. وفي هذه المنظومة تكون [[إشارة (توضيح)|الإشارة]] لكل هوائي منفردة، لذلك فإنها تكون قوية بالاتجاه المطلوب وملغية بالاتجاهات الأخرى، فإذا كانت تلك الهوائيات المنفردة على مستوى واحد والإشارة تغذي الهوائيات كل على حدة في كل مرحلة، فإن الإشارة ستكون قوية بالاتجاه العمودي للسطح المستوي. وبتغيير الشكل النسبي للإشارة المغذاة لكل هوائي فإن اتجاه الحزمة سيتحرك لأن اتجاه التداخل البناء سيتحرك، ولأن رادار المنظومة التدريجية لا يتطلب حركة للمسح فالحزمة يمكنها مسح آلاف الدرجات [[ثانية|بالثانية]] الواحدة وبسرعة كافية للإشعاع ولتتبع أهداف كثيرة، وتدير مدى واسع من البحث بكل مرحلة. يمكن تشغيل بعض الهوائيات وإطفائها ببساطة والحزمة يمكنها الانتشار للبحث والتضييق لمتابعة الهدف، أو تنشطر إلى رإدارين حقيقيين أو أكثر حتى، ولكن الشعاع لا يمكن توجيهه بشكل فعال على زوايا صغيرة بأسطح المصفوفات، ولأجل تغطية شاملة فالمصفوفات المتعددة مطلوبة كلها. يقول الخبراء أن التوزيع المثالي للمصفوفات هو على أوجه [[هرم|مثلث هرمي]].
[[ملف:PAVE PAWS Radar Clear AFS Alaska.jpg|تصغير|يمين|رادار المنظومة التدريجية.<ref>[http://www.harpoonhq.com/waypoint/articles/Article_044.pdf تفاصيل عمل المنظومة التدريجية بالسفن] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20171118103754/http://www.harpoonhq.com/waypoint/articles/Article_044.pdf |date=18 نوفمبر 2017}}</ref>]]
كانت كواشف المنظومة التدريجية تستخدم منذ أن ظهر الرادار للمرة الأولى أيام [[الحرب العالمية الثانية]]، ولكن محدودية [[حاسوب|الأنظمة الإلكترونية]] أدت إلى خلل بالدقة. وهي حاليا تستخدم [[صاروخ|بالصواريخ]] الدفاعية، وهو نظام الدرع الوقائي الموجود بالسفن وأنظمة صواريخ الباتريوت.
بما أن أسعار [[برمجية|البرمجيات]] والإلكترونيات هبطت، فإن ذلك النظام أصبح أكثر شمولية، فجميع أنظمة الرادار العسكرية الحديثة تقريبا تعتمد على المنظومة الرادارية التدريجية، ومع ذلك لا تزال الهوائيات المتحركة التقليدية منتشرة على نطاق واسع والسبب هو رخص [[سعر|السعر]]، وهي موجودة بمراقبة [[ملاحة|الملاحة الجوية]] وكواشف [[طائرة|الطائرات]] المدنية وغيرها.
هذا النظام له قيمة وأهمية بسبب أنه يمكنه تتبع أكثر من هدف. أول [[طائرة]] استعملت هذا النظام هي'' بي-بي1 لانسر''. وأول مقاتلة استخدمت تلك المنظومة الرإدارية (''SBI-16 زاسلون'') هي طائرات [[ميكويان ميج-31|ميغ 31]]،<ref>[https://fas.org/nuke/guide/russia/airdef/mig-31.htm منظومة زاسلون بطائرات ميغ 31] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170626152153/https://fas.org/nuke/guide/russia/airdef/mig-31.htm |date=26 يونيو 2017}}</ref> وهي تعتبر إحدى أفضل أنظمة الرادار المحمولة جوا.
[[ملف:Erdfunkstelle Fuchsstadt.jpg|بدون|تصغير|320x320بك|صورة لمجموعة كواشيف]]
== انظر أيضًا ==
* [[رادار الموجة المتصلة]]
* [[تقنية التخفي]]
* [[رادار دوبلر]]
* [[النظر لأسفل/الإطلاق لأسفل|النظر لأسفل]]
* [[نظام رادار كولشوغا]]
* [[حساس كهروضوئي]]
* [[ضجيج مزيف|الضجيج المزيف]]
* [[دليل موجة|مرشد الموجة]]
* [[هرتز]]
* [[تأثير دوبلر]]
* [[ميسترام]]
* [[دوغا|رادار دوغا]]
* [[غاما -دي إي (رادار)]]
* [[فلق (رادار)]]
== المصادر ==
{{مراجع|2}}
== وصلات خارجية ==
* [http://www.radartutorial.eu/index.en.html أساسيات الرادار]
* [http://mysite.wanadoo-members.co.uk/historicalradar/index.html أرشيف من تاريخ الرادار]
* [http://www.radartechnology.eu/ تعريف تقنية الرادار]
* [https://sites.google.com/site/moutamanpage/publications كتاب مبادئ الرادار ، كتاب منهجي باللعة العربية]، تأليف د. مؤتمن ميرغني
{{روابط شقيقة}}
{{مصطلحات الشرطة}}
{{حساسات}}
{{سيارات ذاتية القيادة}}
{{ضبط استنادي}}
{{أنظمة إلكترونية}}
{{شريط بوابات|إلكترونيات|اتصال عن بعد|الفيزياء|جغرافيا|طيران|ملاحة|هندسة}}
[[تصنيف:رادار|*]]
[[تصنيف:أجهزة طيران]]
[[تصنيف:أجهزة قياس]]
[[تصنيف:أجهزة ملاحة]]
[[تصنيف:اختراعات بريطانية]]
[[تصنيف:استهداف (حرب)]]
[[تصنيف:العلوم والتقانة خلال الحرب العالمية الثانية]]
[[تصنيف:إلكترونيات الطيران]]
[[تصنيف:تقانات الأمواج الصغرية]]
[[تصنيف:مراقبة جوية]]