بررسی از بین بردن در همریختگی ناشی از اهداف ثابت در رادارها و سونارهای دریایی active sonar ؛ passive sonar (علوم مخابرات)

نویسنده: افشین رشید

(تفاوت رادار با سونار sonar) بلوک دیاگرام یک رادار نسبتاً پیشرفته نشانگر از استفاده بخش ها و ماژول های مخابراتی مختلف در آن از (داپلکسر تا میکسر ) و نهایتاً Antena

تکنولوژی سونار چیست؟

سونار (sonar) ، ناوبری و تشخیص فاصله توسط صوت ( sound navigation and ranging)، تکنولوژی است که با استفاده از انتشار صدا در زیر آب قادر به شناسایی دیگر ناوها یا کشتی ها است

امروزه فیلترهای شانه ای در کاربرد های گسترده ای نظیر حذف نمودن هارمونیک های خطوط تغذیه و از بین بردن در همریختگی ناشی ازاهداف ثابت در رادارها و سونارهای نشان دهنده هدف متحرک استفاده می شوند.

تصویربرداری از اهداف زیر آب با استفاده از امواج صوتی، (sonar )

تصویربرداری از اهداف زیر آب با استفاده از امواج صوتی، مشابه روش به کار رفته در رادار روزنه مصنوعی، امکان پذیر است و در سال های اخیر در پژوهش های متعددی به موضوع سونار روزنه مصنوعی پرداخته شده است. در مواردی که نیاز به تصویربرداری از اهداف زیر آبی متحرک باشد، ایده سونار روزنه مصنوعی معکوس با الهام گرفتن از رادار روزنه مصنوعی معکوس قابل به کارگیری است اما باید شرایط و محدودیت های کانال زیر آب، مدنظر قرارگیرد. در سونار روزنه مصنوعی معکوس تک پایه و چالش های به کارگیری آن، سونار روزنه مصنوعی معکوس چندپایه ای پیشنهاد خواهد شد که با شرایط و هندسه خاص قرارگیری و با استفاده از منابع مجازی ایجاد شده به دلیل نحوه انتشار امواج در آب های کم عمق، تصاویر باکیفیت تری از اهداف متحرک زیر آب نسبت به حالت تک پایه ایجاد خواهد کرد. کیفیت بهتر تصاویر به دلیل دستیابی به چندگانگی مکانی ناشی از چندپایه کردن مجازی سونارهاست که با استفاده از خاصیت آب های کم عمق و چندمسیرگی موجود در آن و با استفاده از تنها یک فرستنده واقعی ایجاد گشته است.

تفاوت سونار با رادار:
رادارها امواج الکترومغناطیسی به کار می برند، و سونارها از امواج فراصوتی، که مانند امواج صوتی، ولی دارای بسامد بسیار بالا هستند استفاده می کنند. امواج فراصوتی هم مانند امواج صوتی و نور بازتابش می شوند. به کمک این امواج بازتابش شده ی نقشه ی سطح زیر دریاها و جای پستی و بلندی ها کاملاً مشخص می شود.

شرط عملکرد سیستم سونار :
نسبت سیگنال به پارازیت مشخص میکند که آیا سونار می تواند سیگنال هایی را در حضور پارازیت های زمینه در اقیانوس مشخص کند یا خیر.
برای این کار مواردی از جمله مرتبه منبع ، انتشار صدا ، جذب صدا ، اتلاف در انعکاس ، صداهای محدود و ویژگی های دریافت کننده در نظر گرفته می شود.

انواع سونار:

سونار دو نوع است :
۱) (سونار فعال)Active Sonar
۲) (سونار غیر فعال)Passive Sonar
سونار فعال ( محدوده پژواک ):
سیستم سونار فعال ، مثل ماهی یابها ، صداهای پژواک و سونارهای نظامی یک پالس صدا را می فرستند و منتظر پژواک آن می مانند . در سیستم سونار فعال منبع مانند یک دریافت کننده عمل میکند.

عملکرد سونار active فعال:
معادله باید موارد زیر را در نظر بگیرد:
بلندی شدت منبع صدا (مرتبه منبع)
انتشار صدا و میرایی هنگامی که پالس صدا از سونار به سوی هدف حرکت میکند(اتلاف حرکتی)
مقدار صدای منعکس و برگردانده شده به سمت سونار توسط هدف (توانایی هدف)
انتشار صدا و میرایی هنگامی که پالس منعکس شده به سوی دریافت کننده برمیگردد(اتلاف حرکتی)
پارازیتهای زمینه در دریافت کننده(مرتبه پارازیتها)
عبارتها در معادلات سونار بر حسب دسیبل هستند و با یکدیگر جمع میشوند تا معادلات سونار را بوجود آورند.

عملکرد سونار passive غیر فعال :

سونار غیر فعال با ایجاد پالس های صوتی (معروف به پینگ) ، وسپس گوش دادن به پالس بازگشتی عمل میکند . برای تشخیص فاصله از هدف ، شخص می تواند مدت زمان بین دریافت و ارسال پالس را اندازه گیری کند. برای اندازه گیری جهت و راستای هدف می توان از هیدروفونیک های متعدد استفاده کرده ، و سپس زمان دریافت پالس توسط هر یک از این هیدروفون ها را اندازه گرفت ، و با مقایسه این زمان ها به راحتی می توان جهت و راستای هدف را تعیین نمود .

نوشته شده توسط افشین رشید در پنجشنبه بیست و دوم آبان ۱۴۰۴ |

بررسی آثار مخرب قدرت نفوذ امواج بر حسب کاربری فرکانس ها (عمومی _ نظامی)

نویسنده : افشین رشید

انرژی الکترو مغناطیسی توسط بدن جذب می شود و به انرژی حرارتی تبدیل می گردد که اگر میزان جذب انرژی از حدود 4وات بر متر مربع، بیشتر شود، دمای بدن را به اندازه 1 تا 2 درجه سانتی گراد افزایش می دهد. لذا از این امواج در فرکانس های نزدیک به ۲۷MHz و MHz ۲۵۰ برای مقاصد درمانی استفاده می شود. فرکانس های Extra Low Frequency در حدود 50 تا 80 هرتز، خطرناک ترین فرکانس ها برای بدن می باشند. در این فرکانسها جریان بسیار کوچک باعث آثار بیولوژیک قابل توجهی می شوند. به عنوان مثال عبور جریان MA23 در فرکانس های حدود 50 تا 60 هرتز منجر به شوک دردناک و مشکلات شدید قلبی و تنفسی می شود؛ در حالی که اثری مشابه در فرکانس های Khz 100 با جریانی حدود MA 20 ایجاد میشود.

قدرت نفوذ امواج الکترومغناطیس در سلاح های نظامی وECM جنگ الکترونیک

در زمینه امواج الکترو مغناطیسی که به طور طبیعی در اطراف ما وجود دارد مانند امواج موبایل، رادار، مایکروویو، رادیو، تلویزیون و بررسی های انجام شده بر روی انسان هایی که در نزدیکی (منبع تولید امواج پر قدرت الکترو مغناطیس) زندگی می کنند، به بررسی آثار ناشی از این امواج می پردازیم. از طرف دیگر، سلاح های الکترو مغناطیس که توسط کشورهای پیشرفته جهت صدمه و آسیب رسانی به انسانها و مراکز الکتریکی و الکترونیکی از جمله ادوات ، ادارات و مراکز نظامی ساخته می شوند.

نکته : بطور کلی امواج فرکانس بالا (طول موج بالاتر ) بیشترین قدرت نفوذ را دارا میباشند و پر قدرت ترین و کاربردی ترین امواج مخابراتی _دیتا (امواج ماکروویو ) میباشد. که این امواج خود قابل تضعیف و تقویت میباشد.

اگر بافتهای حساسی مانند چشم یا تخمدانها در معرض تابش شدید الکترو مغناطیس قرار بگیرند، ممکن است ضایعات مشخصی در این بافت ها ایجاد شود. پرتوگیری مایکروویو با بازده زمانی حدود 2 تا 3 ساعت و با SAR حدود 100تا140 وات بر متر مربع باعث افزایش دمای لنزی حدود 43-41 درجه میشود.

اثرات زیان بار امواج الکترو مغناطیس شامل امواج رادار، مایکروویو و بر روی انسان:

بیشترین اثرات حیاتی امواج الکترو مغناطیسی ناشی از امواج مایکروویو، سیستم های راداری، امواج رادیویی و ، بر روی نظامیان و افرادی است که در نزدیکی این ایستگاه ها زندگی می کنند. حتی تلفن همراه که یکی از مهم ترین منابع میدانهای الکترو مغناطیس می باشد و فرکانسهای بالایی در حدود MHz900 تا بیش از Ghz1 را ارسال و دریافت می کند، باعث آثار زیانباری خواهد شد. تحقیقات انجام شده بر روی این امواج نشان داد که اثرات این امواج بر روی تولید مثل، منجر به مشکلات ژنتیکی بعد از زایمان و به خصوص سندرم داون می شود. در تحقیقی بر روی کارگران، جوابهای مثبت و منفی ناشی از تاثیر این امواج بر زاد و ولد مشاهده شد. باید توجه داشت که تعداد افراد مورد مطالعه بسیار کم است و همچنین شدت امواج را در این افراد، نمی توان به وضوح اندازه گیری کرد. ابتلاء به سرطان، افزایش خطر ابتلاء به لوسمی و لنفوم در بین نظامیانی که در معرض میدانهای الکترو‌مغناطیس قرار گرفته بودند، مشاهده گردید اما شدت میدان در این تحقیق به خوبی مشخص نشده است.

نکته: هر مقدار که قدرت امواج الکترومغناطیس بیشتر باشد .آسیب مخرب ناشی از آن نیز بیشتر است.

زمانی که فرکانس امواج از Khz100 به Mhz10 افزایش یابد؛ آثار ناشی از میدانهای قوی از تحریک عصبی عضلانی به سمت آثار گرمایی تغییر می‌کند. در فرکانس Khz100 تحریک اولیه به صورت تیک عصبی و در Mhz10 این اثر به صورت گرم شدن مغناطیسی بروز می کند. گرم شدن به میزان 1 تا 2 درجه سانتی گراد میتواند سلامتی فرد را به خطر بیندازد.

نوشته شده توسط افشین رشید در شنبه هفدهم آبان ۱۴۰۴ |

معرفی و بررسی شکست فرکانس Frequency failure (ساختار و عملکرد)

نویسنده: افشین رشید

وقتی موج الکترو مغناطیسی به یک سطح برخورد می کند ، تا حدی از سطح منعکس شده و به سطح آن شکسته می شود و شکست فرکانس Frequency failure بوجود می آید ، میزان انعکاس و شکست آن به خصوصیات سطح بستگی دارد. اگر موج به سطحی برخورد کند که کاملاً صاف نباشد ، در همه جَهات منعکس می شود. فقط بخش بسیار کمی از موج اصلی در جهت گیرنده منعکس می شود.

در علوم مخابرات فرکانس را می‌توان تعداد تکرار یک واقعه در واحد زمان تعریف کرد. این تعریف که به فرکانسِ زمانی نیز موسوم است، به تقابل دو فرکانسِ زاویه‌ای و فرکانسِ فضایی تاکید دارد.در علوم مخابرات میتوانیم تعریف فرکانس را موسم به دوره (Period) استخراج کنیم. دوره که اصولاً با نام دوره تناوب شناخته می‌شود، مدت زمانی است که یک رخداد یا واقعه، روند یا سیکل (Cycle) کاملی را (۱ بار) کامل طی می‌کند و در واقع دوره تناوب را می‌توانیم عکس فرکانس تعریف کنیم. فرکانس یکی از مهم‌ترین پارامتر‌های علوم مخابرات است که به وسیله‌ آن، تمامی پدیده‌های ارتعاشی، نوسانی و انواع موج‌های مکانیکی و صوتی را تفسیر می‌کنند. از آنجا که دوره تناوب و فرکانس در واقع یک مفهوم هستند، جهت راحتی کار، معمولاً برای امواج آهسته و طولانی نظیر امواج سطحی اقیانوس‌ها از دوره تناوب موج و برای امواج کوتاه و سریع از فرکانس استفاده می‌کنند.واحد فرکانس Hz یا به نوعی برثانیه میباشد.در علوم مخابرات فرکانس مفهومی است که در هر جا امواج در‌حال (رفت و آمد) منظم در حال تکرار است مثلا تعداد رفت و آمد امواج در ثانیه، اگر در یک ثانیه ۶ بار تکرار شود در آن صورت فرکانسش میشود 6 hz هرتز (فرکانس با واحد هرتز (Hz) اندازه گیری می شود )برخی کلمات در مباحث مختلف معنای متفاوتی دارند که فرکانس نیز از آن دسته است.تعریف عمومی یا جنرال فرکانس عبارت است از تعداد چرخه در ثانیه (Cycles Per Second) به عبارت دیگر تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می‌گیرند).

نوشته شده توسط افشین رشید در چهارشنبه هفتم آبان ۱۴۰۴ |