سونار Sonar (رادار دریایی) ساختار ، عملکرد و کاربرد ها (علوم مخابرات)

 نویسنده: افشین رشید 

نکته: برای کاوش و نقشه برداری از اقیانوس مفید است زیرا امواج صوتی نسبت به امواج رادار و نور در آب دورتر حرکت می کنند. در درجه اول از سونار برای تهیه نقشه های دریایی، تعیین مکان خطرات زیر آب برای ناوبری ، جستجو و نقشه برداری از اشیا کف دریا مانند غرق کشتی ها و نقشه برداری از کف کف دریا استفاده می کنند. دو نوع سونار (فعال و منفعل) وجود دارد.

مُبدل های فعال سونار سیگنال صوتی یا نبض صوتی را در آب منتشر می کنند. اگر جسمی در مسیر نبض صدا قرار بگیرد ، صدا از جسم پرش می کند و "اکو" را به مبدل سونار برمی گرداند. اگر مبدل به توانایی دریافت سیگنال مجهز باشد ، قدرت سیگنال را اندازه گیری می کند. با تعیین زمان بین انتشار نبض صدا و دریافت آن ، مبدل می تواند دامنه و جهت جسم را تعیین کند.

سیستم های سونار منفعل

سیستم های سونار منفعل در درجه اول برای تشخیص سر و صدای اشیا ٕ دریایی (مانند زیردریایی ها یا کشتی ها) و حیوانات دریایی مانند نهنگ ها استفاده می شود. برخلاف سونار فعال ، سونار منفعل سیگنال خود را منتشر نمی کند ، این یک مزیت برای کشتی های نظامی است که نمی خواهند پیدا شوند یا برای مأموریت های علمی که متمرکز بر "گوش دادن" بی سر و صدا به اقیانوس هستند. بلکه فقط امواج صوتی را که به سمت آن می آیند تشخیص می دهد. سونار غیرفعال نمی تواند دامنه یک شی را اندازه گیری کند ، مگر اینکه از آن در کنار سایر دستگاه های شنود غیرفعال استفاده شود. چندین دستگاه سونار غیرفعال ممکن است باعث مثلث بندی منبع صدا شود.سونار (ناوبری و بازه صوتی) فناوری است که با استفاده از امواج صوتی موقعیت اجسام در اقیانوس را حس می کند. ساده ترین دستگاه های سونار یک پالس صدا را از  مبدل می فرستند و سپس دقیقاً زمان انعکاس پالس های صدا را اندازه می گیرند  بازگشت به مبدل. فاصله تا یک جسم را می توان با استفاده از این اختلاف زمان و سرعت صدا در آب (تقریباً 1500 متر در ثانیه) محاسبه کرد. سیستم های سونار پیشرفته تر می توانند اطلاعات اضافی جهت و دامنه را فراهم کنند. 

نوشته شده توسط افشین رشید در پنجشنبه بیست و سوم تیر ۱۴۰۱

رادار (پالس دوپلر) Pulse doppler (با موج پیوسته)

نویسنده : افشین رشید

رادار های داپلر برای شناسایی اهداف متحرکی که سطح اکو رادار آنها بسیار کوچکتر از بازگشت شلوغی زمین است استفاده می شوند. اهداف متحرک با استفاده از پدیده داپلر از شلوغی به صورت فراوانی جدا می شوند. رادار های داپلر با موج پیوسته دارای یک قابلیت عملیاتی حداکثر دامنه هستند زیرا نشتی بین فرستنده و گیرنده باعث اشباع گیرنده می شود. این محدودیت در رادار پالس-داپلر با تقسیم زمان در چرخه های انتقال و دریافت برطرف می شود.پردازش سیگنال های راداری پالس داپلر معمولاً به عنوان دنباله ای از مراحل شناخته می شود که به عنوان زنجیره پردازش شناخته می شوند. پردازش سیگنال برای افزایش نسبت سیگنال به نویز و برای افزایش عملکرد تشخیص ، ایجاد تمایز بین اهداف واقعی و تداخل ، درهم ریختگی یا مسدود کردن و استخراج اطلاعات مورد نظر در مورد اهداف که حداقل شامل آنها است ، اعمال می شود. دامنه و سرعت هدف. در حالی که نظم و عملیات دقیق پردازش از رادار به رادار دیگر متفاوت است. 

رادار دوپلر پالس سامانه راداری است که نه تنها موقعیت هدف را شناسایی می ‌کند؛ (از قبیل جهت، برد، و ارتفاع) بلکه سرعت شعاعی هدف را نیز اندازه می ‌گیرد. این رادار از اثر دوپلر برای مشخص کردن سرعت نسبی اشیاء استفاده می ‌کند.

سیستم های راداری داپلر با طراحی خود می توانند اطلاعاتی راجع به حرکت اهداف و همچنین موقعیت آنها ارائه دهند. وقتی پالس امواج رادیویی را منتقل می کند ، سیستم فاز (شکل ، موقعیت و فرم) آن پالس ها را ردیابی می کند.رادار های داپلر برای شناسایی اهداف متحرکی که سطح اکو رادار آنها بسیار کوچکتر از بازگشت شلوغی زمین است استفاده می شوند. اهداف متحرک با استفاده از پدیده داپلر از شلوغی به صورت فراوانی جدا می شوند. رادار های داپلر با موج پیوسته دارای یک قابلیت عملیاتی حداکثر دامنه هستند زیرا نشتی بین فرستنده و گیرنده باعث اشباع گیرنده می شود. این محدودیت در رادار پالس-داپلر با تقسیم زمان در چرخه های انتقال و دریافت برطرف می شود.

نوشته شده توسط افشین رشید در سه شنبه بیست و یکم تیر ۱۴۰۱

رادار (پالس دوپلر) Pulse doppler اثر داپلر از سیگنال بازگشت (برای تعیین سرعت شِی)

نویسنده : افشین رشید 

رادار پالس داپلر نوعی  رادار سیستم است که در محدوده تعیین شده به هدف با استفاده از تکنیک پالس زمان بندی، و با استفاده از اثر داپلر  از سیگنال بازگشت برای تعیین سرعت شی مورد نظر استفاده میگردد. این ترکیبی از ویژگی های رادارهای پالس و رادارهای موج پیوسته است که قبلاً به دلیل پیچیدگی مدار های الکترونیکی از یکدیگر جدا بودند.

سیستم های راداری داپلر با طراحی خود می توانند اطلاعاتی راجع به حرکت اهداف و همچنین موقعیت آنها ارائه دهند. وقتی پالس امواج رادیویی را منتقل می کند ، سیستم فاز (شکل ، موقعیت و فرم) آن پالس ها را ردیابی می کند.رادار های داپلر برای شناسایی اهداف متحرکی که سطح اکو رادار آنها بسیار کوچکتر از بازگشت شلوغی زمین است استفاده می شوند. اهداف متحرک با استفاده از پدیده داپلر از شلوغی به صورت فراوانی جدا می شوند. رادار های داپلر با موج پیوسته دارای یک قابلیت عملیاتی حداکثر دامنه هستند زیرا نشتی بین فرستنده و گیرنده باعث اشباع گیرنده می شود. این محدودیت در رادار پالس-داپلر با تقسیم زمان در چرخه های انتقال و دریافت برطرف می شود.

رادار های داپلر برای شناسایی اهداف متحرکی که سطح اکو رادار آنها بسیار کوچکتر از بازگشت شلوغی زمین است استفاده می شوند. اهداف متحرک با استفاده از پدیده داپلر از شلوغی به صورت فراوانی جدا می شوند. رادار های داپلر با موج پیوسته دارای یک قابلیت عملیاتی حداکثر دامنه هستند زیرا نشتی بین فرستنده و گیرنده باعث اشباع گیرنده می شود. این محدودیت در رادار پالس-داپلر با تقسیم زمان در چرخه های انتقال و دریافت برطرف می شود.پردازش سیگنال های راداری پالس داپلر معمولاً به عنوان دنباله ای از مراحل شناخته می شود که به عنوان زنجیره پردازش شناخته می شوند. پردازش سیگنال برای افزایش نسبت سیگنال به نویز و برای افزایش عملکرد تشخیص ، ایجاد تمایز بین اهداف واقعی و تداخل ، درهم ریختگی یا مسدود کردن و استخراج اطلاعات مورد نظر در مورد اهداف که حداقل شامل آنها است ، اعمال می شود. دامنه و سرعت هدف. در حالی که نظم و عملیات دقیق پردازش از رادار به رادار دیگر متفاوت است.

نوشته شده توسط افشین رشید در جمعه هفدهم تیر ۱۴۰۱ |

رادار (پالس دوپلر) Pulse doppler ساختار ، عملکرد و کاربرد ها (علوم مخابرات) 

نویسنده:  افشین رشید 

نکته: رادار های داپلر برای شناسایی اهداف متحرکی که سطح اکو رادار آنها بسیار کوچکتر از بازگشت شلوغی زمین است استفاده می شوند. اهداف متحرک با استفاده از پدیده داپلر از شلوغی به صورت فراوانی جدا می شوند. رادار های داپلر با موج پیوسته دارای یک قابلیت عملیاتی حداکثر دامنه هستند زیرا نشتی بین فرستنده و گیرنده باعث اشباع گیرنده می شود. این محدودیت در رادار پالس-داپلر با تقسیم زمان در چرخه های انتقال و دریافت برطرف می شود.

پردازش سیگنال های راداری پالس داپلر معمولاً به عنوان دنباله ای از مراحل شناخته می شود که به عنوان زنجیره پردازش شناخته می شوند. پردازش سیگنال برای افزایش نسبت سیگنال به نویز و برای افزایش عملکرد تشخیص ، ایجاد تمایز بین اهداف واقعی و تداخل ، درهم ریختگی یا مسدود کردن و استخراج اطلاعات مورد نظر در مورد اهداف که حداقل شامل آنها است ، اعمال می شود. دامنه و سرعت هدف. در حالی که نظم و عملیات دقیق پردازش از رادار به رادار دیگر متفاوت است.

سیستم های راداری داپلر با طراحی خود می توانند اطلاعاتی راجع به حرکت اهداف و همچنین موقعیت آنها ارائه دهند. وقتی پالس امواج رادیویی را منتقل می کند ، سیستم فاز (شکل ، موقعیت و فرم) آن پالس ها را ردیابی می کند.رادار های داپلر برای شناسایی اهداف متحرکی که سطح اکو رادار آنها بسیار کوچکتر از بازگشت شلوغی زمین است استفاده می شوند. اهداف متحرک با استفاده از پدیده داپلر از شلوغی به صورت فراوانی جدا می شوند. رادار های داپلر با موج پیوسته دارای یک قابلیت عملیاتی حداکثر دامنه هستند زیرا نشتی بین فرستنده و گیرنده باعث اشباع گیرنده می شود. این محدودیت در رادار پالس-داپلر با تقسیم زمان در چرخه های انتقال و دریافت برطرف می شود.

نوشته شده توسط افشین رشید در دوشنبه سیزدهم تیر ۱۴۰۱

(علوم مخابرات ) سیمپلکس و داپلکس در سیستم های مخابراتی

نویسنده: افشین رشید 

نکته : هدف کلی سیستم های مخابراتی - مانند سیستمهای قدرت - انتقال انرژی، از نقطه ای به نقطه دیگر است و  با این تفاوت که در سیستمهای قدرت، مقدار انرژی دریافتی در طرف مصرف کننده بسیار زیاد (توان های در حد کیلو وات تا گیگا وات)، و فرکانس سیگنال پائین (معمولاً تا 400 هرتز) و انتقال انرژی توسط سیم انجام می شود.

در سیستم های مخابراتی، انرژی دریافتی در طرف گیرنده بسیار کم (توانهای در حد پیکو وات تا میلی وات) و فرکانس سیگنال بالاست (فرکانس به بیش از چند صد ترا هرتز نیز میرسد). انرژی در (فیبر نوری) مخابرات توسط سیم و موج بر‌ (بدون واسطه، حتی در خلأ) منتقل یا بصورت امواج رادیویی توزیع می شود.

یک سیستم مخابراتی معمولاً از سه جزء اصلی تشکیل مـی شـود: (فرسـتنده _ کانال _ گیرنده) ؛ برای مثال در ساده ترین حالت، فرستنده می تواند یک میکروفن؛ کانال، دو رشته سیم و گیرنده یک گوشی باشد. یا یک ایستگاه رادیویی بعنوان فرستنده، یک دستگاه رادیو (یا تلویزیون) بعنوان گیرنده و فضای بین این دو به عنوان کانال ارتباطی محسوب می شود. در این موارد که مسیر انتقال اطلاعات از یک نقطه به نقطه دیگر و به عبارت دیگر جهت انتقال اطلاعات ثابت است، سیستم مخابراتی جهت انتقال اطلاعات  یک سیستم یک جهته یا سیمپلکس در کانال دو طرفه باشد، یعنی مسیر سیگنال هم از نقطه A به سمت نقطه B باشد و هم از نقطه B به سمت A گویند. اگر مانند تلفن، انتقال اطلاعات همزمان، در هر دو طرف باشد، سیستم تمام 2 نقطه A ؛ به آن دوپلکس و در صورتی که مانند بی سیم های دستی در هر زمان اطلاعات فقط در یک جهت گفته میشود. ارسال شوند به آن سیستم نیمه دوپلکس میباشد. اگر ابعاد عناصر به کار رفته و سیم های رابط در مداری قابل مقایسه با طول موج سیگنال باشند. انرژی از مدار - بصورت انرژی (امواج ثابت) تشعشعی (امواج الکترومغناطیس) - منتشر میشود . میزان انرژی تشعشعی هنگامی ماکزیمم است که طول سیم های رابط مضرب فردی ازطول موج باشند، در این رابطه: f ، فرکانس؛ λ ، طول موج؛ V ،سرعت انتشار موج در ماده؛ C ،سرعتε ، ضریب دی الکتریک ماده است.

چون در اکثر مواقع ابعاد عناصر به کار رفته و طول سیمهای رابط، خیلی کوچکتر از طول موج سیگنال می باشد، یک قطعه سیم را بعنوان آنتن در خروجی مدار قرار میدهند، بطوری که طول این سیم حدوداً λ باشد. بنابراین آنتن بعنوان یک مبدل انرژی الکتریکی به انرژی الکترومغناطیسی( در مقابل  و بلعکس ) محسوب میشود. بنابراین فرستنده میتواند یک نوسان ساز، بعبارت دیگر یک مولد سیگنال به اضافه یک قطعه سیم به طول 4 باشد. هنگامی که یک سیم به طول مضارب فردی از λ در میدان الکترومغناطیسی قرار گیرد، λ جریانی با همان فرکانس از سیم می گذرد، که میتوان با به کار گیری یک مدار تشدید، ولتاژی تولید نمود.

نوشته شده توسط افشین رشید در شنبه یازدهم تیر ۱۴۰۱

رادار هواشناسی یا (Meteorological radar) (علومِ مخابرات)

نویسنده: افشین رشید 

نکته: رادار های هواشناسی توانایی شناسایی حرکت قطره ‌های باران و شدت بارش را دارند. هر دو نوع این اطلاعات می ‌تواند برای تعیین ساختار طوفان و پتانسیل آن برای ایجاد هوای بد تحلیل شود.

با اندازه گیری شیفت (یا تغییر) فاز بین یک پالس منتقل شده و یک پژواک دریافتی ، حرکت هدف مستقیماً به سمت یا دور شدن از رادار محاسبه می شود. سپس این یک سرعت را در امتداد جهتی که رادار نشان می دهد ، فراهم می کند که سرعت شعاعی نامیده می شود. تغییر فاز مثبت به معنای حرکت به سمت رادار و تغییر منفی نشان دهنده حرکت به دور از رادار است.اصول رادارها این است که پرتویی از انرژی به نام امواج رادیویی از آنتن ساطع می شود. هنگامی که آنها به اشیا objects موجود در جو برخورد می کنند ، انرژی در همه جهات پراکنده می شود و مقداری از انرژی مستقیماً به سمت رادار منعکس می شود.هرچه جسم بزرگتر باشد ، میزان انرژی برگشتی به رادار نیز بیشتر خواهد بود. این توانایی را برای ما فراهم می کند تا قطرات باران را در جو مشاهده کنیم. علاوه بر این ، مدت زمانی که پرتوی انرژی برای انتقال و بازگشت به رادار نیز نیاز دارد ، با فاصله تا آن جسم است.اثر تغییر فاز مشابه "تغییر داپلر" است که با امواج صوتی مشاهده می شود. با "تغییر داپلر" ، به دلیل فشرده  سازی  (تغییر فاز)  امواج صوتی ، صدای صوتی جسمی که به سمت مکان شما حرکت می کند بیشتر است . هنگامی که یک شی از مکان شما دور می شود ، امواج صوتی کشیده می شوند و در نتیجه فرکانس کمتری ایجاد می کنند.احتمالاً این اثر را از وسیله نقلیه یا قطار اضطراری شنیده اید. هنگامی که وسیله نقلیه یا قطار از مکان شما عبور می کند ، آژیر یا سوت هنگام عبور جسم پایین می آید.پالس های رادار داپلر به طور متوسط ​​حدود 450000 وات قدرت انتقال دارند.

علاوه بر این ، رادار هواشناسی یا Meteorological radar از دو قطبی شدن نبض رادار (گیرنده _ فرستنده) استفاده میکند.رادار هواشناسی یا Meteorological radar به پیش بینی کنندگان شرایط آب و هوایی کمک می کند تا باران ، تگرگ ، برف ، خط باران / برف و گلوله های یخی را برای پیش بینی انواع آب و هوا شناسایی کنند.یکی دیگر از مزایای مهم رادار هواشناسی یا Meteorological radar با وضوح بیشتری بقایای گردباد موجود در هوا (توپ آوار) را تشخیص می دهد - به پیش بینی کنندگان اجازه می دهد تا تأیید کنند که گردباد روی زمین است و باعث آسیب می شود تا بتوانند با اطمینان بیشتری به جوامع موجود در این مسیر هشدار دهند. این امر مخصوصاً در شب هنگامی که لکه های زمینی قادر به دیدن گردباد نیستند بسیار مفید است.

نوشته شده توسط افشین رشید در سه شنبه هفتم تیر ۱۴۰۱

رادار هواشناسی یا Meteorological radar از خانواده (پالس دوپلر) Pulse doppler ساختار ، عملکرد و کاربرد ها (علوم مخابرات)

نویسنده: افشین رشید 

نکته : سیستم های راداری داپلر با طراحی خود می توانند اطلاعاتی راجع به حرکت اهداف و همچنین موقعیت آنها ارائه دهند. وقتی پالس امواج رادیویی را منتقل می کند ، سیستم فاز (شکل ، موقعیت و فرم) آن پالس ها را ردیابی می کند . رادار های هواشناسی توانایی شناسایی حرکت قطره ‌های باران و شدت بارش را دارند. هر دو نوع این اطلاعات می ‌تواند برای تعیین ساختار طوفان و پتانسیل آن برای ایجاد هوای بد تحلیل شود.

با اندازه گیری شیفت (یا تغییر) فاز بین یک پالس منتقل شده و یک پژواک دریافتی ، حرکت هدف مستقیماً به سمت یا دور شدن از رادار محاسبه می شود. سپس این یک سرعت را در امتداد جهتی که رادار نشان می دهد ، فراهم می کند که سرعت شعاعی نامیده می شود. تغییر فاز مثبت به معنای حرکت به سمت رادار و تغییر منفی نشان دهنده حرکت به دور از رادار است.

اصول رادارها این است که پرتویی از انرژی به نام امواج رادیویی از آنتن ساطع می شود. هنگامی که آنها به اشیا objects موجود در جو برخورد می کنند ، انرژی در همه جهات پراکنده می شود و مقداری از انرژی مستقیماً به سمت رادار منعکس می شود.هرچه جسم بزرگتر باشد ، میزان انرژی برگشتی به رادار نیز بیشتر خواهد بود. این توانایی را برای ما فراهم می کند تا قطرات باران را در جو مشاهده کنیم. علاوه بر این ، مدت زمانی که پرتوی انرژی برای انتقال و بازگشت به رادار نیز نیاز دارد ، با فاصله تا آن جسم است.اثر تغییر فاز مشابه "تغییر داپلر" است که با امواج صوتی مشاهده می شود. با "تغییر داپلر" ، به دلیل فشرده  سازی  (تغییر فاز)  امواج صوتی ، صدای صوتی جسمی که به سمت مکان شما حرکت می کند بیشتر است . هنگامی که یک شی از مکان شما دور می شود ، امواج صوتی کشیده می شوند و در نتیجه فرکانس کمتری ایجاد می کنند.احتمالاً این اثر را از وسیله نقلیه یا قطار اضطراری شنیده اید. هنگامی که وسیله نقلیه یا قطار از مکان شما عبور می کند ، آژیر یا سوت هنگام عبور جسم پایین می آید.پالس های رادار داپلر به طور متوسط ​​حدود 450000 وات قدرت انتقال دارند. 

علاوه بر این ، رادار هواشناسی یا Meteorological radar از دو قطبی شدن نبض رادار (گیرنده _ فرستنده) استفاده میکند.رادار هواشناسی یا Meteorological radar به پیش بینی کنندگان شرایط آب و هوایی کمک می کند تا باران ، تگرگ ، برف ، خط باران / برف و گلوله های یخی را برای پیش بینی انواع آب و هوا شناسایی کنند.یکی دیگر از مزایای مهم رادار هواشناسی یا Meteorological radar با وضوح بیشتری بقایای گردباد موجود در هوا (توپ آوار) را تشخیص می دهد - به پیش بینی کنندگان اجازه می دهد تا تأیید کنند که گردباد روی زمین است و باعث آسیب می شود تا بتوانند با اطمینان بیشتری به جوامع موجود در این مسیر هشدار دهند. این امر مخصوصاً در شب هنگامی که لکه های زمینی قادر به دیدن گردباد نیستند بسیار مفید است.

نوشته شده توسط افشین رشید در جمعه سوم تیر ۱۴۰۱

(علوم مخابرات) رادارهای (Multistatic) ساختار ، عملکرد 

نویسنده:  افشین رشید 

نکته :  یک سیستم راداری Multistatic یک سیستم راداری Multistatic شامل چندین رادار متنوع فضایی متنوع یا رادار bistatic با یک منطقه تحت پوشش مشترک است. یک سیستم مُتمایز مهم بر اساس هندسه های راداری منفرد میباشد‌.

رادار چند استاتیک مزایای بسیاری نسبت به رادار تک استاتیک معمولی فراهم می کند ، مانند افزایش اطلاعات در مورد مشخصات هدف و بهبود در تشخیص که به دلیل دیدگاه های متعدد و تفاوت در خصوصیات شلوغی است. به علاوه ، این واقعیت که منفعل بودن گره های چند مرحله ای فقط دریافت هستند ، می تواند یک مزیت در کاربرد های نظامی باشد. به منظور تعیین کمیت مزایای عملکرد بالقوه این مزایا ، درک جامعی از رفتار هدف و بی نظمی در حالات چند مرحله ای لازم است. با این حال ، اندازه گیری های بیستاتیک و چند استاتیک به سختی انجام می شوند ، نتایج آنها به متغیر های زیادی مانند هندسه چند استاتیکی ، فرکانس ، قطبش و بسیاری دیگر بستگی دارد.

یک سیستم راداری Multi static اساسی از چندین فرستنده ، سوئیچ ، آنتن ، گیرنده و یک صفحه نمایش خروجی تشکیل شده است. همه چیز با تعدادی فرستنده شروع می شود زیرا یک پالس انرژی بالا را از طریق آنتن ارسال می کند. پس از انتقال کامل سوئیچ کنترل به گیرنده و آنتن آماده دریافت می شود. پس از دریافت سیگنال ، کنترل دوباره به فرستنده بازمی گردد. سوئیچینگ بین فرستنده و گیرنده تا 1000 برابر در ثانیه اتفاق می افتد.رادار هایی که چند فرستنده و گیرنده در مکان های مختلف قرار دارند را Multistatic نام گذاری میشود.

نوشته شده توسط افشین رشید در چهارشنبه یکم تیر ۱۴۰۱