رادار هواشناسی - weather radar

نویسنده : نوید رمضانی سعدی 

رادار هواشناسی نوعی رادار است که برای نشان دادن  شدت هوای همرفتی به خلبانان استفاده می شود و در قسمت دماغه هواپیما (قسمت گنبدی شکل) قرار دارد و اشعه آن برای انسان مضر است و در صورت برخورد های زیاد با بدن انسان امکان عقیم شدن برای آن فرد وجود داردلذا هنگام روشن کردن آن فاصله ایمن را که در کتاب هر رادار گفته شده بایستی رعایت شود. البته لازم نیست نگران باشید این فاصله حتی در رادارهای قوی هواپیما بیشتر از 10 متر نیست.

 بیماریهایی که در اثر این امواج انسان به آن دچار می شود عبارتند از :

1- تعداد گلبولهای قرمز وسفید را کم و زیاد می کند

2- سیستم ایمنی بدن را تضعیف می کند

3- فرسودگی استخوان

4- از دست دادن موی سر

5- سرخی پوست

6- سرطان پوست

7- تیک عصبی

8- زخم عفونی

9- عقیم شدن

10- آب مروارید

رادارهای هواشناسی مدرن عمدتاً رادارهای داپلر هستند که می توانند حرکت قطرات باران را علاوه بر 

شدت بارندگی شناسایی کنند.  اکثر رادراهای آب و هوایی با فرکانس 5200 تا 5900 مگاهرتز در باند C و 8500 تا 10000 مگا هرتز در باند X کار می کنند.

در این بخش به علت بالا بودن فرکانس از کابل های هم محور استفاده نمی کنند و به جای آن از موج برها (Wave Guide) استفاده می کنند. یک موج بر یک لوله فلزی تو خالی است که امواج الکترومغناطیس از قسمت عایق ( هوا ) عبور می کنند. دیواره های موج بر صرفا برای محدود کردن محیط انتشار به کار می روند.

جنس دماغه از فایبرگلاس ساخته شده تا امواج را کاملا از خود عبور دهد تا باعث تضعیف آنها نشود، گیرنده- فرستنده که رابط مابین پنل کنترل، آنتن و صفحه نمایش است با روشن شدن رادار شروع به تولید انرژی الکترومغناطیسی در حد چند کیلووات می کند. این سیگنال از طریق لوله ی مخصوصی با سطح مقطع مستطیل که این سطح مقطع با طول موج نسبت دارد تا افت را به حداقل برساند به سمت آنتن ارسال می گردد و از آنتن در فضا پخش می گردد. سیگنال برگشتی از ابرها نیز در جهت عکس، مسیر را طی و به  گیرنده-فرستنده می رسد، در قسمت گیرنده بررسی لازم روی سیگنال صورت و اطلاعات به نمایشگر که قسمتی از پنل کنترل می باشد ارسال و نمایش داده می شود.

شعاع حرکتی اشعه این رادار 240 درجه هست و تا 240درجه اطرافش  را پوشش می‌دهد. خروجی رادارهای آب و هوایی در گذشته در حدود صد ها کیلو وات بوده است ولی امروزه با بالارفتن حساسیت گیرنده ها و همچنین دیجیتال شدن پردازش سیگنال ها این خروجی به کمتر از 100 وات تقلیل یافته است .

سیستم رادار های آب و هوایی امروزه از نوع خروجی 24 وات بوده و از یک آنتن سطح صاف 12 اینچی تشکیل شده است که می تواند تا 340 ناتیکال مایل را پوشش دهد.

سیگنال‌های آنتن توسط یک کامپیوتر پردازش می‌شوند و روی صفحه‌ای ارائه می‌شوند که ممکن است توسط خلبان‌ها مشاهده شود. اندازه قطرات نشانگر خوبی از جریان‌های صعودی قوی درون ابرهای کومولونیمبوس و آشفتگی مرتبط است و روی صفحه با الگوهایی نشان داده می‌شود.

اصول کار تمامی رادارها بر اساس پرتاب پالس های پر انرژی از آنتن و دریافت برگشتی آنها(ECHO) از اهداف مقابل می باشد، با اندازه گیری زمان رفت و برگشت پالس می توان به فاصله ابر یا عوارض از هواپیما پی برد، همچنین بر اساس جهت حرکت آنتن هنگام پرتاب پالس که هماهنگ با جارو کردن صفحه ی نمایش رادار است می توان به موقعیت هدف نسبت به جهت دماغه هواپیما و ارتفاع آن نسبت به هواپیما نیز پی برد.

برخی از سیستم های رادار هوابرد نیز ممکن است قادر به پیش بینی وجود wind shear باشد.

Windshear پدیده ای است که در آن سرعت و جهت باد به یک باره تغییر می کند، در نتیجه هواپیمایی که در ارتفاع کم در پرواز است شاهد باد شدید از جلو و لذا افزایش نیروی بالا برنده و سپس باد عقب و کاهش نیروی بالا برنده خواهد بود که می تواند خطرناک باشد، البته این پدیده می تواند توسط سامانه های دیگر هواپیما نیز شناسایی شود.

این نکته قابل اشاره است که عملیات های هوایی نظامی و تجاری سالهاست به ویش بینی های هواشناسی در قالب سیگنال های دیجیتال دسترسی دارند اما آنچه در حال تغییر است مقدار پهنای باند موجود است به طوری که ارائه دهنده های برنامه های نرم افزاری و سازندگان تجهیزات راداری بتوانند تصویری دقیق تر، راحت تر ، سریع تر و بروز شده تر از حریم هوایی در طول مسیر پرواز ارائه کنند در‌نتیجه سیستم های خودکار هواپیما و خلبان می‌تواند بهترین و مناسب ترین مسیر یابی و تصمیم گیری مجدد را انجام دهند