كيف يعمل الرادار؟
عرفنا فيما سبق كيف يمكن ان نستقيد من صدى الصوت في تحديد مواقع الاجسام
ولهذا من الممكن ان نقوم بصناعة راردار يعتمد على الصوت للكشف عن الاجسام
وتحديد مواقعها وهذه فكرة عمل جهاز يسمى السونار وهو جهاز رادار يعتمد على
الامواج فوق الصوتية للرصد الغواصات والسفن في البحار ويسمى السونار.
إلا ان الرادار الذي يعتمد على الصوت له
بعض المشاكل التقنية مثل ان مدى عمل هذا النوع من الرادار لاي تجاوز الـ 2
كيلومتر فقط لان الصوت لا يسافر لمسافات اكثر من ذلك. هذا بالاضافة الى
استخدام الصوت كرادار يمكن ان يسمع من قبل اي شخص الا اذا استخدمت الامواج
فوق الصوتية، كما ان تعقب صدى الصوت يكون صعب لعدم قوته.
ولهذا فإن الرادار يعتمد على امواج الراديو بدلاً من الامواج الصوتية
امواج الراديو امواج غير مرئية وتصل إلى مسافات بعيدة وسهلة التعقب
باستخدام الاجهزة المناسبة.
صورة شاشة رادار للارصاد الجوية
على بارجة حربية لتوجيه القذائف والصواريخ، والصورة على اليسار تظهر
الانتينا الخاصة بمجمع اتصالات تابع لوكالة الفضاء ناسا لتساعد الوكالة في
متابعة الاقمار الصناعية الموجودة في الفضاء
ولفهم كيف يقوم الرادار برصد الاجسام دعنا نأخذ مثالاً على رادرار يقوم
بتعقب الطائرات في الجو والمستخدم في مراكز التحكم في المطارات حيث يثبت
جهاز ارسال امواج الراديو لنظام الرادار على موتور يدور بصورة منتظمة
ويرسل امواج الراديو في جميع الاتجاهات ويطلق جهاز الارسال امواج الراديو
في صورة نبضات فوية ويراقب جهاز الاستقبال الصدى المرتد عن الاجسام التي
من الممكن ان تصطدم بها نبضات امواج الراديو، ويعمل جهاز الاستقبال على
قياس المدة الزمنية التي استغرقها الرصدى للوصول. حيث ان سرعة امواج
الراديو هي نفسها سرعة الضوء والتي تساوي 300,000 كيلو متر في الثانية وهي
سرعة هائلة. ولهذا يستطيع الرادار تحديد مواقع الطائرات بدقة عالية. كما
يستطيع الرادار ايضاً قياس سرعة الطائرة في الجو باستخدام ظاهرة دوبلر من
خلال قياس الفرق بين تردد الموجة المرسلة وتردد الموجة المستقبلة (الصدى).
تقوم محطة الرادار الارضية بارسال امواج
الراديو في صورة نبضات قوية عند تردد معروف. وعندما تصطدم هذه الامواج
بالجسم فإنها تحدث ظاهرة الصدى عندما تنعكس هذه الامواج عن الجسم إلى محطة
الرادار الارضية واذا كان الجسم متحرك تحدث ظاهرة دوبلر ايضا. تلتقط
امواج الارديو المرتدة عن الجسم بواسطة انتينا المحطة وتغذي لاجهزة تحسب
الزمن لتحديد الموقع وتحسب التعديل في التردد لتحدد سرعة الجسم واذا ما
كان مقترباً او مبتعداً.
ومثال اخر على استخدامات الرادار نأخذ فكرة عمل رادار قياس سرعة السيارات
من قبل شرطة المرور المستخدم لمخالفة السائقين المتجاوزين للسرعة
القانيونية، وحيث ان رادار الشرطة يستخدم على الارض فإن هناك احتمالية
كبيرة في ان تتداخل الامواج المرتدة عن السيارة المرصودة مع الامواج
المرتدة عن الاجسام الاخرى الموجودة على الطريق مثل الابنية والجسور
والجدران وغيره. ولتجنب هذه المشكلة فإن اشارات الراديو المرسلة يتم
توجيهها بدقة نحو السيارة المطلوبة في شكل حزمة مركزة حتى تتجنب اصطدامها
باجسام اخرى ويتم الاعتماد على قياس تعديل دوبلر لتحديد سرعة السيارة
كما انه في الكثير من الاحيان يتم تزويد نظام رادار الشرطة بتكنولوجيا
تستخدم اشعة الليزر بدلا من امواج الراديو. ويسمى هذا بالليدار lidar.