1. MERANJE BRZINE PRIMENOM DOPLEROVOG RADARA
1.1
Uvod o radarima
Radar je skraćenica od engleskog izraza Radio Detection and Ranging koji se odnosi na
uređaj za otkrivanje prisustva objekata u prostoru, određivanje njihovog položaja i brzine
kretanja. Razvijen je za potrebe vojske, za otkrivanje prisustva letelica, brodova,tenkova i
drugih borbenihsredstava. Kasnije je našao primenu i u civilnom sektoru. U kontroli
vazdužnog i drumskog saobraćaja a posebno u otkrivanju i praćenja kretanja oblaka u
atmosferi (meteorolški radar). Sastoji se iz više složenih komponenti zasnovanih na
savremenoj tehnologiji elektronike. Princi rada se zasniva na emitovanju generesinah,i
detekciji povratnih (reflektovanih) elektromagnetnih talasa u obliku uskog snopa visoke
učestanosti, u prostoru u kome se nalazi objekat, a cilj je otkrivanja i nadgledanje.
Elektromagnetni talasi se pravolinijski prostiru iz izvora, kada naiđu na prepreku
(objekat) sa refleksnom površinom, od nje se odbijaju i pravolinijski vraćaju u prostor.
Prijemnik radara, njihov uhvaćeni deo, prihvata. Ti signali se računarski obrađuju i
analiziraju, a dobijeni rezultati daju odgovor o prisustvu otkrivenog objekta, njegovoj
udaljenosti i brzini kretanja. Na osnovu analiziranih odbijenih signala i dobijenih parametara
o objektu, isti se može identifikovati. Intezitet uhvaćenog dela vraćenih elektromagnetnih
talasa obično je vrlo slab, te se isti pojačava pomoću odgovarajućih uređaja. Kada su
elektromagnetni talasi veoma male energije, lako se višestruko pojačavaju, sa uređajima koji
se zovu pojačivači. Zbog ovih karakteristika, radar je pogodan za detekciju objekata na veoma
velikim udaljenostima, gde bi refleksija od svetlosti ili od zvuka bila veoma slaba. Opšti
razvoj elektronike, automatike, digitalne i računarske tehnologije, osnova je za veoma
dinamičan razvoj radarskih sistema.
1.2 Princip rada radara
Radarski sistem poseduje predajnik koji emituje elektromagnetne talase, koji se
nazivju radarski signali, usmereni u određenom pravcu i smeru antena(cilja). Kada isti stignu
u kontakt sa objektom oni se reflektuju u više pravaca, u zavisnosti od oblika spoljne površine
istog. Radarski signali, dobro se odbijaju od materijala velike električne provodljivosti,
posebno od metalnih objekata, površine morske vode, mokrog zemljišta i od površine
močvare.
Radarski prijemnici su najčešće, ali ne uvek, na istoj lokaciji kao i predajnik. Odbijeni
radarski signali, uhvaćeni sa prijemnom antenom su obično veoma slabi, te se sa elektronskim
uređajem pojačavaju u funkciji i za potrebe radarskog prikaza rezultata detekcije. Sa visoko
sofisticiranim metodima obrade signala, sa procesorom visokih performansi, isti se koriguju
za prigodnu i korisnu prezentaciju na prikazivaču.
1.2.1 Doplerov efekat
Klasična metoda određivanja brzine, sa merenjem pređenog puta za proteklo vreme i
podelom tih vrednosti, zasniva se na definiciji brzine kao izvedenoj fizičkoj veličini iz
osnovnih, dužine i vremena. Doplerov efekat je direktan metod merenja brzine, veoma
precizan i brz, pri čemu radarski sistem ne zahteva memoriju. Zasniva se na principu promene
učestanosti usled relativnog kretanja radara i objekta, predmeta detekcije. Tada dolazi do
promene učestanosti talasa registrovanog u prijemniku radara. Na primer, zvuk putuje sa
relativno malom brzinom, oko 360 m/s, i zbog toga je moguće zapaziti Doplerov efekat kada
prođe vozilo sa brzinom od 3 m/s i sa uključenom sirenom. Mada ovaj primer rezultira u
maloj promeni učestanosti, svega od (1%), ali ljudsko uho to veoma dobro registruje.
Slika1. Primer doplerovog efekta u fizici
Slika 2. Primer Doplera u drumskom saobracaju
Slika 2. ilustruje kako automobil izaziva sa zvukom sirene Doplerov efekat. Intezitet zvuka
raste pri približavanju automobila, a pri udaljavanju opada. Ružičasti krugovi su zvučni talasi.
Kada se automobil kreće levo od posmatrača (prošao ga), svaki sledeći talas se emituje sa
pozicije dalje na levo od prethodnog. Dakle, za posmatrača ispred automobila, svaki talas ima
malo manje vremena da ga dostigne od prethodnog talasa. Talasi se
gomilaju
, pa je vreme
između dolaska dva susedna smanjeno, dajući im veću učestanost. Za posmatrača sa leđa
2
