Το Ραντάρ είναι μία ξενόφερτη αγγλική λέξη που σημαίνει στα ελληνικά: Επισήμανση με Ραδιοκύματα και Εντοπισμός της Απόστασης, και βγαίνει από τα αρχικά των λέξεων RAdio Detecting And Ranging (RADAR). Ραντάρ ονομάζεται η διάταξη οργάνων και μηχανισμών για την ανακάλυψη και τον προσδιορισμό της θέσης στόχων ή αντικειμένων στον αέρα, στη θάλασσα ή στη ξηρά με τις μεθόδους του ραδιεντοπισμού, για αντικείμενα που δεν είναι ορατά από το ανθρώπινο μάτι. Δεν ανιχνεύεται μόνο η απόσταση και η θέση του στόχου, αλλά αν είναι κινούμενος υπολογίζεται και η ταχύτητα και η πορεία του.
Το ραντάρ δουλεύει πολύ απλά ως εξής : Από μια λυχνία μάγνετρον παράγεται ηλεκτρομαγνητικό κύμα μήκους κύματος από 1 έως 10 cm, ισχυρής έντασης. Το κύμα αυτό ενισχύεται και εκπέμπεται από κεραία, και αν συναντήσει κάποιο στόχο, ανακλάται και επιστρέφει στη συσκευή η οποία από κει και πέρα αναλύει το σήμα επιστροφής και υπολογίζει την απόσταση, την διόπτευση και το σχήμα του στόχου.
Ανάλογα με τον τρόπο της εγκατάστασής τους, καθώς και ανάλογα με τον προορισμό τους τα ραντάρ διαιρούνται:
- Σε επίγεια (κινητά ή μόνιμα) και σε ραντάρ πλοίων για την ανακάλυψη επίγειων θαλάσσιων και εναέριων στόχων. Υπάρχουν πιο τελειοποιημένα ραντάρ που προσδιορίζουν το αζιμούθιο, την απόσταση και το ύψος και χρησιμεύουν συνήθως για την υπόδειξη του στόχου στους σταθμούς συντονισμού του πυρός του αντιαεροπορικού πυραυλικού πυροβολικού.
- Σε ραντάρ σκόπευσης των πυροβόλων, κατεύθυνσης προς το στόχο και αυτοπροσανατολισμού των τηλεκατευθυνόμενων βλημάτων.
- Σε ραντάρ μέτρησης της ταχύτητας πτήσης των βλημάτων.
- Σε ραντάρ υπόδειξης στόχων στα αεροπλάνα, καθώς και σε ραντάρ σκόπευσης των αεροπλάνων (αεροπορικά βομβαρδιστικά όργανα).
- Σε ραντάρ ανακάλυψης και εντοπισμού εναέριων στόχων για τον εναέριο έλεγχο κυκλοφορίας αεροσκαφών.
- Σε ραντάρ ναυτιλίας για τα πλοία και τα αεροπλάνα
Τα ραντάρ λειτουργούν στα υποβραχέα κύματα μήκους από μερικά μέτρα ως μερικά χιλιοστόμετρα. Όσο μειώνεται το μήκος του κύματος, τόσο αυξάνεται η ακρίβεια προσδιορισμού των συντεταγμένων και η διακριτική ικανότητα, μειώνονται οι διαστάσεις και το βάρος των συσκευών.
Τα ραντάρ χαρακτηρίζονται από την απόσταση επενέργειάς του, από τα όρια λειτουργίας με βάση το αζιμούθιο και τη γωνία της τοποθεσίας, από τον αριθμό και την ακρίβεια των προσδιοριζόμενων συντεταγμένων του στόχου, από τη διακριτική ικανότητα ως προς την απόσταση και τις γωνιακές συντεταγμένες, από το χρόνο επισκόπησης του δοσμένου τμήματος του χώρου και από την περιοδικότητα διατύπωσης στοιχείων για το στόχο.
Η απόσταση επενέργειας του σύγχρονου ραντάρ φθάνει ως εκατοντάδες ή και χιλιάδες χλμ. Ακρίβεια προσδιορισμού συντεταγμένων των στόχων: απόστασης – σχετική ακρίβεια ως 10-4 γωνιακών συντεταγμένων – απόλυτη ακρίβεια ως μερικά λεπτά της γωνίας.
Ανάλογα με την αρχή της λειτουργίας τους τα ραντάρ διαιρούνται σε παλμικά (που ακτινοβολούν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια πολύ υψηλής συχνότητας με χωριστούς παλμούς, με ισχύ στον παλμό από δεκάδες ως χιλιάδες χιλιοβάτ και διάρκεια από κλάσματα του μικροδευτερόλεπτου ως μερικά μικροδευτερόλεπτα, με διάρκεια παύσης ανάμεσα στους παλμούς από μερικές εκατοντάδες ως μερικές χιλιάδες μικροδευτερόλεπτα) και σε (λιγότερο διαδομένα) ραντάρ με αδιάκοπη ακτινοβολία (ακτινοβολούν χωρίς διακοπές ταλαντώσεις πολύ υψηλής συχνότητας και είναι διαμορφωμένοι ως προς τη συχνότητα).
Η απόσταση ως το στόχο προσδιορίζεται (στο παλμικό ραντάρ) με τη μέτρηση στον ηλεκτρονικό σωλήνα του δείκτη ραδιεντοπισμού πολύ μικρών χρονικών διαστημάτων από τη στιγμή της ακτινοβολίας του παλμού (από μέρους του ραντάρ) στο χώρο, ως τη στιγμή της λήψης (στο ραντάρ) του ανακλώμενου από το στόχο σήματος.
Το ραντάρ αδιάκοπης ακτινοβολίας προσδιορίζει την απόσταση ως το στόχο με τη μέτρηση της συχνότητας των παλμών που δημιουργούνται στο δέκτη μεταξύ των ακτινοβολούμενων από το ραντάρ ταλαντώσεων, διαμορφωμένων ως προς τη συχνότητα και των ταλαντώσεων που ανακλώνται από το στόχο και λαμβάνονται στο ραντάρ.
Η κατεύθυνση προς το στόχο (αζιμούθιο, διόπτευση, γωνία πορείας, γωνίας θέσης) στα ραντάρ όλων των τύπων προσδιορίζεται από τη θέση της κεραίας τη στιγμή που ο ηλεκτρικός άξονάς της στρέφεται προς το στόχο, πράγμα που πετυχαίνεται με τον εντοπισμό του στόχου από το μέγιστο σήμα που ανακλά ο στόχος με τη μέθοδο της ζώνης ίσων σημάτων.
Η επισκόπηση του γύρω χώρου και αναζήτηση στόχων γίνεται με κυκλική έρευνα (η κεραία του ραντάρ περιστρέφεται στο οριζόντιο επίπεδο με ταχύτητα μερικών στροφών στο λεπτό) ή με έρευνα κατά τομείς (η ακτίνα της κεραίας μετατοπίζεται οριζόντια από δεξιά προς αριστερά ή κατακόρυφα προς τα πάνω και προς τα κάτω σε δοσμένα όρια ως προς το αζιμούθιο ή τη γωνία θέσης).
Βασικές συσκευές του ραντάρ είναι ο πομπός, η κεραία, ο δέκτης, ο ενδείκτης, η συσκευή συγχρονισμού και οι πηγές τροφοδοσίας με ρεύμα. Ως πομποί χρησιμοποιούνται συνήθως τριοδικές (στα μετρικά και δεκατομετρικά κύματα) και μαγνητρονικές γεννήτριες με ηλεκτρονικά ή άλλα όργανα για την παλμική διαμόρφωση.
Ο πομπός του ραντάρ δημιουργεί μικρής διάρκειας παλμούς (σήματα) πολύ υψηλής συχνότητας, οι οποίοι με ορισμένη συχνότητα (συχνότητα αποστολής) εκπέμπονται από την κεραία στο χώρο προς τη δοσμένη κατεύθυνση.
Στα ραντάρ χρησιμοποιούνται κατευθυνόμενες κεραίες με μηχανισμούς για το χειρισμό τους από απόσταση ως προς το αζιμούθιο και τη γωνία θέσης, με συστήματα σταθεροποίησης (ραντάρ πλοίων και αεροπλάνων), με ηλεκτρομηχανικά όργανα για τη μετατόπιση της ακτίνας σε μικρό τομέα (πράγμα απαραίτητο για τη δημιουργία παλμών που διευθύνουν τη θέση της κεραίας, όταν παρακολουθεί αυτόματα το στόχο).
Για τις ενδείξεις της θέσης της κεραίας και για τη διεύθυνσή της, καθώς και για τη μετάδοση των στοιχείων σε άλλα όργανα (π.χ. στα όργανα διεύθυνσης της βολής) χρησιμεύουν τα όργανα συγχρονισμένης παρακολούθησης. Η διοχέτευση στο δίαυλο (κανάλι) της υψηλοσυχνοτικής ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας μεταξύ κεραίας, πομπού και δέκτη γίνεται με ομοαξονικά καλώδια (για μήκος κύματος μέτρου και δεκατόμετρου) και με κυματαγωγούς (για τα εκατοστομετρικά κύματα),
Η κεραία συνδέεται και αποσυνδέεται από τον πομπό στο δέκτη και αντίστροφα με το μεταγωγό κεραίας. Οι δέκτες είναι συνήθως υπερετερόδυνοι, στα εκατοστομετρικά κύματα, με ανακλαστικό κλύστρο σαν ετερόδυνο. Τα σήματα που λαμβάνονται στο σταθμό αναπαράγονται στην οθόνη του δείκτη ραδιεντοπισμού με τη μορφή φωτεινών σημείων που η θέση τους στην οθόνη χαρακτηρίζει τη θέση του στόχου στο χώρο ως προς το ραντάρ.
Ο χαρακτήρας της ένδειξης καθορίζεται από τον προορισμό του ραντάρ. Στα ενδεικτικά μπλοκ, εκτός από τους ηλεκτρονικούς σωλήνες, περιλαμβάνονται επίσης και κυκλώματα για τη δημιουργία των απαραίτητων για τη μετατόπιση της ηλεκτρονικής ακτίνας τάσεων, καθώς και κυκλώματα εισόδου και περιορισμού. Η συσκευή συγχρονισμού δημιουργεί και διοχετεύει στον πομπό, στο δέκτη και τον ενδείκτη τους απαραίτητους για το συντονισμό της λειτουργίας τους παλμούς ορισμένης μορφής, πλάτους και πολικότητας.
Οι πηγές τροφοδοσίας εξασφαλίζουν στο ραντάρ τις απαραίτητες τάσεις της απαιτούμενης συχνότητας, πλάτους και πολικότητας. Εκτός από αυτά το ραντάρ μπορεί να έχει συσκευές: για τον εντοπισμό (διαχωρισμό από το περιβάλλον) κινητών στόχων, για την προστασία του ραντάρ από παράσιτα, για τη συνταύτιση της ραδιεντοπιστικής απεικόνισης με το χάρτη κλπ..
Το ραντάρ αδιάκοπης ακτινοβολίας έχει συνήθως 2 χωριστές κεραίες (για την εκπομπή και για τη λήψη), γιατί ο πομπός και ο δέκτης λειτουργούν ταυτόχρονα και ο καθένας χρειάζεται δική του κεραία. Η διαχωριστική συσκευή και ο ενισχυτής διαχωρίζουν τα σήματα που ανακλώνται από το στόχο από τα σήματα που εκπέμπει το ραντάρ.
Η ενδεικτική συσκευή (οπτική ή ακουστική) σημειώνει τη διαφορά συχνοτήτων, σύμφωνα με την οποία και με βάση το φαινόμενο Ντόπλερ μπορεί να υπολογιστεί η ταχύτητα του στόχου σε σχέση με το ραντάρ. Από τη θέση της κεραίας υπολογίζεται η κατεύθυνση προς το στόχο. Σε πολλά ραντάρ αδιάκοπης ακτινοβολίας οι εκπεμπόμενες ταλαντώσεις διαμορφώνονται ως προς τη συχνότητα, πράγμα που δίνει τη δυνατότητα προσδιορισμού της απόστασης ως το στόχο.
Ραντάρ διεύθυνσης και ελέγχου
Επίγεια ραντάρ με μεγάλη διακριτική ικανότητα για την παρακολούθηση των αεροσκαφών στην περιοχή του αεροδρομίου και των πλοίων στην περιοχή του λιμανιού. Οι σταθμοί αυτοί χρησιμοποιούνται για την εξασφάλιση της ακίνδυνης διακίνησης των σκαφών σε περίπτωση δυσμενών ατμοσφαιρικών συνθηκών.
Ο παρατηρητής παρακολουθώντας στην οθόνη την κίνηση των αεροπλάνων (σκαφών), τους στέλνει με το ραδιοπομπό διάφορες εντολές. Όταν η κίνηση διευθύνεται αυτόματα, τα στοιχεία που συγκεντρώνει το ραντάρ διοχετεύονται σε ταχυκίνητο ηλεκτρονικό εγκέφαλο, που διατυπώνει τις εντολές για τη μετάδοσή τους στα κινούμενα αντικείμενα
