تازه های مخابرات

تازه ترین دانستنی های دنیای مخابرات را در اینجا جستجو کنید

تحول بزرگ رادیوهای ماهواره ای

همه ما دست کم هر روز به رادیو گوش می کنیم، چه در خانه، محل کار، داخل خودرو. سیگنال های فرستنده مرکزی ایستگاه های رادیویی قادرند تا مساحت های وسیعی در حد منطقه ای یا محلی (استان یا شهر) را تحت پوشش خود قرار دهند. چنین پوشش وسیعی ما را یاری می کند تا در حال سکون، یا حرکت (مسافرت درون شهری) همچنان بتوانیم امواج را دریافت نموده و به رادیوی خود گوش کنیم. اما حتماً تجربه کرده اید، هنگامی که مسافت های زیادی را طی می کنیم و در واقع از ایستگاه فرستنده فاصله زیادی می گیریم، دیگر قادر به دریافت و شنیدن سیگنال ها، نخواهیم بود. چرا که اغلب سیگنال های رادیویی بردی در حدود 50 تا 70 کیلومتر (شعاع از مبدأ) را در بر می گیرند. بنابراین در مسافت های طولانی که شما از چندین شهر مختلف عبور می کنید، ممکن است هر ساعت مجبور به تغییر موج رادیوی خود باشید، چرا که هر فرستنده رادیویی محلی، تنها محدوده اطراف خود را تحت پوشش قرار می دهد و شما که در حال عبور از آن مناطق هستید، سیگنال ها را با نزدیک شدن به فرستنده، رفته رفته دریافت و با دور شدن از آن به مرور از دست می دهید.
مسلم است که عمل جستجوی پی در پی برای یافتن ایستگاه هایی که مدام تغییر می کنند کار خوشایندی نخواهد بود. حال تصور کنید که ایستگاه رادیویی وجود د اشته باشد که بتواند سیگنال ها را تا مسافت 35000 کیلومتر دورتر از منبع (فرستنده) ارسال نماید و شما بتوانید آن را با گیرنده رادیویی اتومبیل خود و با وضوح کامل دریافت کنید. در این حالت می توانید از شهری به شهر دیگر سفر کنید، بدون اینکه نیاز به تغییر ایستگاه رادیویی خود داشته و یا اینکه از قطع شدن سیگنال ها نگرانی داشته باشد.

دو ماهواره رادیویی XM و Sirius (سریوس)، خدمات رادیوی ماهواره ای را که به آن رادیوی دیجیتالی نیز می گویند ارایه می دهند.

در چند سال اخیر برخی از کارخانه های بزرگ تولید کننده خودرو، نوعی از این رادیوها را (در هنگام تولید) بر روی خودروی خود نصب و به مشتری ارایه می نمایند. همچنین چندین شرکت تولید کننده لوازم الکترونیکی قابل حمل نیز چند مدل از این رادیوها را به بازار عرضه کرده اند.

در ادامه این مطلب تفاوت رادیوهای معمولی با ماهواره ای را برای شما بیان و آنچه را که برای شنیدن رادیوهای ماهواره ای به آن نیاز دارید، عنوان می کنیم.
شرکت های فعال:

ایده رادیوهای ماهواره ای به بیش از یک دهه پیش باز می گردد. در سال 1992 کمیته ملی ارتباطات آمریکا (FCC) تکه باندی موسوم به «s » با بسامد GHz 2.3 (گیگاهرتز) را برای پخش همگانی سراسری ماهواره ای یا سرویس رادیویی دیجیتالی (DARS)(1) اختصاص داد. پس از آن تنها چهار شرکت نسبت به دریافت مجوز پخش بر روی این باند اقدام کردند که از میان آنها دو شرکت موفق به دریافت پروانه در سال 1997 شدند.

شرکت های CD Radio (هم اکنون به نام رادیوی ماهواره ای سریوس) و شرکت mobile Radio (هم اکنون به نام رادیوی ماهواره ای xm)، هر یک مبلغی در حدود هشتاد میلیون دلار برای کسب مجوز پخش ماهواره ای بر روی باند «s » پرداخت نمودند. سیستم پخش رادیوی ماهواره ای از سه قسمت اصلی به شرح زیر تشکیل یافته است:

- ماهواره ها

- ایستگاه های تکرار کننده زمینی

- گیرنده های رادیویی

اما نکته جالب در مورد این رادیوها پس از فضای تحت پوشش وسیع آنها، کیفیت صدای بسیار بالای آنها است، به طوری که کیفیت صدای موسیقی دریافتی از آنها برابر با کیفیت صدای یک CD است.

رادیوی ماهواره ای xm

xm از دو ماهواره مختلف بر روی دو مدار جداگانه جهت پخش استفاده می کند، یکی در طول جغرافیایی 85 درجه غربی و دیگری در طول جغرافیایی 115 درجه غربی، اولین ماهواره xm به نام «Rock» در تاریخ 18 مارس 2001 به فضا پرتاب شد و ماهواره دیگر به نام «Roll » نیز به دنبال آن در 8 می همان سال در مدار قرار گرفت.

رادیوی ماهواره ای xm، همچنین ماهواره ای به نام Hs-702 را به عنوان پشتیبان، بر روی زمین و آماده پرتاب دارد تا در هر صورت و به هر دلیلی اگر یکی از دو ماهواره فعال دچار مشکل شد، آن را جایگزین گرداند.

ایستگاه های کنترل زمینی رادیوی ماهواره ای xm سیگنال ها را به سمت ماهواره ارسال می کنند. ماهواره ها نیز پس از دریافت و تقویت سینگال های برنامه، آنها را به سوی گیرنده های رادیویی زمینی بر می گردانند. گیرنده های رادیویی زمینی نیز، به گونه ای برنامه ریزی شده اند که قادرند، سیگنال های دیجیتالی را دریافت و آنها را رمز گشایی و پخش کنند. به گونه ای که هر گیرنده قادر است همزمان 100 کانال رادیویی دیجیتال را رمزگشایی و پخش نماید.

به علاوه این رادیوها می توانند اطلاعات اضافی همچون عنوان آهنگ، نام خواننده، سبک موسیقی و مدت زمان آن را دریافت و برای شنونده به نمایش بگذارند.

از دیگر ویژگی های رادیوهای ماهواره ای منحصر به فرد بودن تراشه های قرار گرفته در داخل هر یک از آنهاست. به طوری که این تراشه های کوچک که بخشی از مدار الکترونیکی گیرنده را شامل می شوند، هر یک با دیگری تفاوت دارند و در حقیقت هر کدام دارای یک رمز مخصوص و غیر تکراری می باشند. از این رو هر مشتری پس از خرید یک گیرنده می بایست به سایت اینترنتی رادیوی ماهواره ای مراجعه و با وارد کردن شماره سریال دستگاه و تکمیل فرم مشخصات در قسمتی که به همین منظور و با عنوان «فعال سازی گیرنده» در نظر گرفته شده است، رادیوی خریداری شده را فعال نماید، در غیر این صورت گیرنده به هیچ وجه قادر به دریافت سیگنال های رادیویی و پخش آنها نخواهد بود. با این کار خریدار یک اشتراک از سایت مربوطه دریافت می دارد و با پرداخت مبلغ ماهیانه ای در حدود 13 دلار قادر است تا در حدود 100 کانال رادیویی با برنامه هایی همچون، سرگرمی، موسیقی، اخبار و وضعیت آب و هوا را دریافت کند.
رادیوی ماهواره ای sirius

برخلاف mx، ماهواره های سریوس در مدارهایی دورتر از زمین حرکت می کنند، و مدارهای بیضوی شکلی را می پیمایند. همچنین این رادیو دارای سه ماهواره فعال در مدار فضا و یک ماهواره پشتیبان بر روی زمین است.

سیستم ماهواره ای سریوس نیز همچون xm عمل می کند و دارای ایستگاه های تکرار کننده زمینی است که این قابلیت به کاربران کمک می کند تا در فضاهای شهری که به علت وجود ساختمان های متعدد و بلند مرتبه، سیگنال های ماهواره ای را دچار انحراف و گسیختگی می نمایند، بتوانند سیگنال ها را از ایستگاه های تکرار کننده زمینی به خوبی دریافت کنند.

گیرنده های رادیویی سریوس نیز از دو بخش اصلی تشکیل شده اند، یکی خود گیرنده و دیگری آنتن آن. وظیفه آنتن دستگاه، گرفتن سیگنال های رادیویی از تکرار کننده های زمینی و یا مستقیم از ماهواره به همراه تقویت و فیلتر کردن این سیگنال ها از امواج اضافی و مزاحم است. سپس این سیگنال ها از آنتن به گیرنده منتقل می شوند. درون قسمت گیرنده دستگاه یک تراشه متشکل از 8 تراشه کوچک است که وظیفه آن تبدیل سیگنال های 2.3 گیگا هرتزی به فرکانس های پایین تر است.

سریوس همچنین یک تطبیق دهنده مخصوص را نیز برای تبدیل رادیوهای گیرنده معمولی به گیرنده سیگنال های ماهواره ای ارایه می دهد.

جالب آن که تا کنون شرکت های بسیار بزرگ و معروف همچون Sony,Clarion, Motorola و Pioneer برای ساخت گیرنده های رادیویی ماهواره ای با شرکت های مذکور قرار داد بسته اند. از طرفی شرکت هایی ماند جنرال موتورز و هوندا هر یک قراردادی به مبلغ یکصد میلیون دلار برای نصب گیرنده های رادیویی xm بر روی اتومبیل های تولیدی خود امضا نموده اند. برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید به نشانی اینترنتی شرکت های مذکور مراجعه کنید.

  
نویسنده : امیر حسین بیک ; ساعت ۱۱:٥٢ ‎ق.ظ روز سه‌شنبه ۱۸ اسفند ۱۳۸۸

مقایسه مدولاسیون های DSB SC،DSB و SSB

همانگونه که می دانید مدولاسیون های ذکر شده از مدولاسیون های دامنه یا AMمی باشند که در این نوع مدولاسیون ها، دامنه موج حامل به صورت خطی متناسب با دامنه موج پیام، که می تواند هر کمیت فیزیکی مثل صوت، تصویر، فشار، حرارت و....... باشد، تغییر می کند.

مدولاسیون DSB که مخفف ( Double Side Band ) می باشدبرای ارسال پیام، به یک پهنای باند ( BW=2W ) نیاز دارد، مثلا" اگر فرستادن یک پیام با پهنای باند 4 کیلو هرتز مورد نظر باشد، به یک پهنای باند 8 کیلوهرتزی نیاز داریم. همچنین بخاطر اینکه کریر نیز ارسال می شود، مجبور به ارسال قدرت اضافی هستیم، یعنی در حقیقت، 75 درصد قدرت ارسالی حاوی کریر است و فقط 25 درصد قدرت حاوی پیام است.اگرچه مدولاسیون DSB در فرستنده خود، مشکلات فوق را دارد، اما گیرنده ای ساده به نام آشکار ساز پوش دارد که در آن دیگر به اسیلاتور محلی نیاز نیست.مدولاسیون DSB_SC که مخفف ( Double Side Band_Slur Carrier ) می باشد، نوع اصلاح شده مدولاسیون DSBمی باشد.در این مدولاسیون مشکل ارسال قدرت اضافی ناشی از ارسال کریر،برطرف شده است، اما مشکل پهنای باند ( BW=2W ) همچنان پابرجاست، اما عمده ترین مشکل مدولاسیون DSB_SC این است که کریر فرستنده و گیرنده آن حتما" باید سنکرون باشد، به عبارت دیگر کریر فرستنده و گیرنده،باید هم فاز و هم فرکانس باشند، در غیر این صورت پیام آشکارشده درخروجی، دارای اعوجاج خواهد شد.

مدولاسیون SSB که مخفف ( Single Side Band ) می باشد، هیچ کدام از مشکلات مدولاسیون های DSB و DSB_SC ، را ندارد. یعنی پهنای باند ( BW=W ) بوده و صد در صد قدرت ارسالی نیز حاوی پیام است.می توان محاسبه نمود که توان مصرفی فرستنده SSB برای ارسال یک پیام نوعی، نصف توان مصرفی فرستنده DSB برای ارسال همان پیام است. از این رو، در جاهاییکه مشکل پهنای باند و قدرت وجود دارد، از مدولاسیون SSB استفاده می شود، و برای ارسال پیام به نقاط دور دست مناسب می باشد.لازم به ذکر است که سیستم SSBرا، فقط شرکت مخابرات دارد، چون فرستنده و گیرنده ی خاص خود را می طلبد و تنها شرکت مخابرات از عهده نگهداری و تامین قطعات فنی و اقتصادی آن بر می آید.مهمترین کاربرد SSBدر مخابرات، ارسال تعداد زیادی پیام تلفنی است.در داخل شهر، هر مشترک دارای یک کانال انتقال، که همان زوج سیم تلفنی است، می باشد.ولی در ارتباطات برون شهری، چون یک کانال انتقال داریم، باید پیام ها مدوله و بسته بندی شوند تا بتوان چندین پیام مختلف را از یک کانال انتقال، عبور داد.بسته بندی کردن پیام ها به "مالتی پلکسینگ" مشهور می باشد و به 2 صورت FDM و TDM وجود دارد.

  
نویسنده : امیر حسین بیک ; ساعت ۱۱:٤٢ ‎ق.ظ روز سه‌شنبه ۱۸ اسفند ۱۳۸۸

تعیین هویت با فرکانس رادیویی

شاید بتوان گفت فناوری RFID (تعیین هویت با فرکانس رادیویی)از اولین کاربردهای امواج رادیویی بوده است.

در حالت کلی RFID تعیین هویت با فرکانس رادیویی به این معنی است که یک شی یا شخصی را با استفاده از ارسال فرکانس رادیویی تعیین هویت کنیم. این تکنولوژی می تواند برای تعیین هویت، پیگیری، مرتب کردن، پیدا کردن بخش های متنوع و وسیعی از اشیا بکار رود.و در شکل های متعدید مانند کارت هوشمند، تگ ها، برچسب ها ساعتها، و حتی وسایل کمکی در تلفن همراه به چشم می خورد. فرکانس ارتباطی مورد استفاده بستگی به وسعت کاربرد دارد.

کاربردهای RFID:
امروزه کاربردهای RFID در جای جای زندگی دیده می شود. هم در زندگی روزمره مردم و هم در صنعت. کاربردهای بسیاری را می توان برای آن برشمرد که البته روز به روز در حال پیشرفت و گسترش است. به طور ساده می توان گفت RFID در هر جایی که مفهومی به عنوان شناسایی مطرح باشد اعم از شناسایی انسانها، حیوانات و کالاها می تواند به کار رود. بطور مثال کالاهایی که در یک انبار قرار دارند. با نصب تگ های RFID روی آنها، مشخصات کالا را اعم از نوع، کارخانه تولید، تاریخ تولید، تاریخ انقضا(برای کالاهای تاریخ مصرف دار)، وزن و ... قرار داد و نیز ورود و خروج کالا را کنترل کرد. در ادامه چند مورد از کاربردهای RFID که بسیار متداول شده و اکنون در سطح جهان بطور معمول بهره برداری می شود خواهد آمد: 1- گذرنامه 2- پرداخت هزینه حمل و نقل 3- ردیابی کالاها 4- خودرو 5- نصب روی انسان 6- کتابخانه و ...



گذرنامه:
اولین گذرنامه RFID (e-passport) در سال 1998 در مالزی بکار رفت که اطلاعات مسافرت ها(زمان، تاریخ، مکان) در هنگام ورود و خروج به کشور را مشخص می کرد. در گذرنامه های جدید عکس و اطلاعات شخصی نیز ذخیره می شوند.

کاربرد این نوع گذرنامه ها روز به روز بیشتر می شود. بوطری که در آمریکا در سال 2005 حدود 10 میلیون گذرنامه صادر شد و این عدد تا سال 2006 به 13 میلیون افزایش یافت. کشورهای اروپایی اکنون این مورد را سرلوحه اساسی ترین کارهای خود قرار داده اند و خود را موظف کرده اند که برای همه چنین گذرنامه هایی صادر کنند. عدم جعل این نوع گذرنامه ها و نیز اطلاعات جامع و کاملی که می توان از سفرهای فرد در آن ذخیره کرد از مزایای بسیار خوب آن است. دیگر اینکه محدودیت تعداد صفحات گذرنامه های سنتی را ندارد و نیز تمامی اعمال مربوط به آن می تواند توسط رایانه انجام شود اعم از تمدید گذرنامه و یا صدور ویزا و ... .


پرداخت هزینه حمل و نقل:
پرداخت هزینه حمل و نقل که کاربرد آن را در مترو ایران نیز می توان مشاده کرد در سال 1995 در فرانسه در تمامی شهرها و بعدتر در تمامی اروپا رواج پیدا کرد. می توان به عنوان نمونه به کارتهای T-money در سئول و شهرهای اطراف برای ترانزیت عمومی اشاره کرد.

در سال 2001 در ژاپن برای حمل و نقل ریلی از Felica استفاده شد که شرکت سونی تهیه کرده بود. از این فناوری امروزه در تمامی متروهای دنیا استفاده می شود. سهولت در پرداخت هزینه حمل و نقل، راحتی شارژ کارت ها، عدم احتیاج به تشکیل صف های طویل برای خرید بلیت و نیز احتیاج کم به حمل و نقل پول از مزایای این نوع کارت هاست.


ردیابی کالا:
اولین بار آژانس Canadian Cattle Identification بجای بارکدها از RFID ها استفاده کرد. درآمریکا، دامداران برای ردیابی رمه ها و گله ها از RFID استفاده کردند. بدین ترتیب گله ها و رمه ها از هم قابل تفکیک بود و صاحب هر یک مشخص بودند و نیز اطلاعات حیوانات روی آنها موجود بود. از RFID های UHF در تجارت کالاها در حمل و نقل با کشتی و قطار استفاده می شود و بدین صورت محل دقیق بار برای صاحب آن در هر لحظه مشخص می گردد. صاحبان کالا می توانند کالاهای خود را ردیابی کنند.

در فروشگاه ها برای اجناسی از قبیل کتاب، لباس و ... از RFID استفاده می شود که مشخصات کالا را در بردارد و نیز از دزدیده شدن و خروج غیر متعارف آنها از مغازه جلوگیری می شود. رد یابی چمدان و بار مسافران هوایی یکی دیگر از کاربردها است که مخصوصا با تعتد سفرهای هوایی و حجم زیاد چمدانها و بارها و احتمال بالای گم شدن آنها در پروازهای مختلف بسیار سودمند است.

خودرو:
از سال 1990 برای باز شدن درها و روشن شدن ماشین بکار رفت. از مزایای کاربرد RFID در این مورد جلوگیری از سرقت ماشین است. برای استفاده از ماشین های کرایه ای و پرداخت هزینه آنها نیز از RFID استفاده می شود و این امکان را می دهد که به ماشین های کرایه ای راحت تر دسترسی داشته باشند و نیز پرداخت هزینه آنها بصورت رایانه ای و خودکار صورت گیرد.

شرکت ماشین سازی تویوتا از 2004 برای راه اندازی ماشین ها از Smart Key/Smart Start استفاده کرد ککه از فناوری RFID بهره می برند. بعدتر هوندا و فورد نیز از او تبعیت کردند.

نصب روی انسان:
اولین بار بصورت آزمایشی در حیوانات به کار رفت. سپس در سال 1998 یک پروفسور بریتانیایی بر روی انسان آزمایش کرد که موفقیت آمیز بود.
در نایت کلاب های بارسلونا و روتردام برای مشتریان VIP بر روی آنها نصب شد تا افراد خاصی که دارای این تگ ها هستن فقط اجازه ورود به آن را داشته باشند و بتوانند سفارش نوشیدنی بدهند. در 2004، Mexican Attorney General's office بر روی 18 نفر از اعضای خود برای کنترل دسترسی به اتاق اطلاعات محرمانه نصب شد. روی این 18 نفر تگ هایی نصب شد که به آنها اجازه می داد تا وارد اتاق محرمانه شده و از اطلاعات آن استفاده کنند.

کتابخانه: بر روی کتاب ها، میکرو فیلم ها، فیلم ها، CDها، DVDها و ... در کتابخانه ها به کار می رود که از خروج غیر قانونی آنها از کتابخانه جلوگیری شود. و نیز اطلاعات امانت گیرنده و تاریخ امانت و اطلاعات مربوطه روی آن قرار می گیرد.


RFID چگونه کار می کند؟
سیستم های RFID:
در یک سیستم معمول TAG ها به اشیا متصل شده اند. هر تگ دارای میزان مشخصی از حافظه داخلی است (EPROM) که اطلاعاتی راجع به اشیاء ذخیره کند. همچنین شماره سریال منحصر به فرد آن و یا در بعضی موارد جزییات بیشتری شامل تاریخ ساخت و ترکیبات جنس تولید شده نیز در حافظه ذخیره می شود. وقتی که این تگ ها از میان یک میدان تشکیل شده بوسیله خواننده عبور داده می شوند. اطلاعات خود را به خواننده ارسال می کنند. که بدین ترتیب شی تعیین هویت می شود تا اخیراً تمرکز روی تکنولوژی RFID عمدتاً روی tag ها و خواننده هایی بود که در سیستم هایی که با حجم اطلاعات پایین درگیر بودند کار می کردند. اکنون با توجه به تغییرات RFID در زنجیره تامین انتظار آن می رود که حجم وسیعی از اطلاعات ایجاد شود که باید فیلتر شده و راهی پس زمینه IT شوند. برای حل این موضوع کمپانی ها بسته های نرم افزاری ویژه ای را به نام Savant که به عنوان بافر بین سیستم RFID و پس زمینه فناوری اطلاعات عمل می کنند، توسعه داده اند. Savant ها در صنعت فناوری اطلاعات سخت افزار به شمار می روند.



RFID در ایران:
در این قسمت به بررسی وضعیت موجود در داخل و راهکارهای پیشنهادی در این زمینه می پردازیم. 1- طرح آزمایشی مدیریت ناوگان ریلی راه آهن 2- طرح پیشنهادی ردیابی داروهای با ارزش و کمیاب 3- طرح پیشنهادی توسعه فناوری اطلاعات در هویت ملی ( تفاهم )

طرح آزمایشی مدیریت ناوگان ریلی راه آهن:
مطالعات این طرح با مشارکت گروههای تخصصی از جهاد دانشگاهی صنعتی شریف شرکت مهندسین مشاور مترا دفتر آمار و خدمات راه آهن و با حمایت وزارت راه و ترابری در سالهای 81 – 84 صورت گرفته است. • مزایای اجرای طرح در یک نگاه اجمالی به شرح ذیل است :
o حذف روش دستی ثبت اطلاعات و در نتیجه کاهش خطا
o ارسال سریع و به هنگام اطلاعات مرتبط با ورود و خروج قطار در هر ایستگاه
o آگاهی از وضعیت قطارها در هر ایستگاه و ایستگاههای بعدی به لحاظ آرایش واگن ها.
o اطلاع از آخرین وضعیت واگن ها o در اختیار قرار دادن اطلاعات لحظه به لحظه از مکان با به مشتری
o دسترسی به اطلاعات به هنگام برای تعمیر و نگهداری لوکوموتیوها واگن ها و خطوط.
o کسب اطلاع و پیگیری سریع توقف های نا خواسته ناوگان در ایستگاهها.

این طرح به صورت آزمایشی در حد فاصل مجتمع فولاد مبارکه و معادن گل گهر در 8 ایستگاه اجرا شد. که بدین منظور 1200 واگن برچسب گذاری شدند. در شکل ذیل نقشه کلی طرح قابل مشاهده است.


طرح پیشنهادی ردیابی داروهای با ارزش و کمیاب:
هدف از این طرح جلوگیری از قاچاق و خرید و فروش غیر قانونی داروهای خاص در سطح کشور می باشد.

چگونگی اجرای آن بدین صورت است که با نصب برچسب بر روی دارو به صورت پلمپ متناسب با نوع آن و نصب آنتن و قرائت گر در نقاط مشخص آمار کل در این نقاط بررسی می شود و در صورت عدم ثطبیق با با تعداد اولیه مشخص می شود که به آنها دسترسی غیر مجاز شده است. ایجاد یک پایگاه مرکزی برای ردیابی و بررسی موارد غیر مجاز از دیگر مفاد این طرح است.

طرح پیشنهادی تفاهم:
هدف از این طرح ایجاد یک بسته داده ای متمرکز از اطلاعات شخصی هر فرد در جنبه های مختلف در غالب یک کارت شناسایی ملی هوشمند و استفاده تعریف شده سازمانها و ارگانهای مختلف ازاطلاعات مرتبط با آنها در مراجعات اشخاص حقیقی به آنها است. که با استفاده از آن سرعت و دقت انجام فرآیندهای اداری بسیار افزایش می یابد.

کاربردها :
- جایگزین شناسنامه در موارد خاص مثل انتخابات یا امور محضری و دفتری. - جایگزین گواهی نامه رانندگی و امکان جریمه فرد به جای ماشین. - استفاده به عنوان کارت اعتباری که به صورت واحد در نقاط خرید قابل استفاده باشد. - ثبت اطلاعات اقتصادی افراد حقیقی شامل دارایی و املاک و ... - امکان ثبت ورود و خروج افراد در مکانهای خاص. - کنترل تعداد افراد در اماکن خاص بر حسب ظرفیت. - انجام فرآیندهای دولتی مربوط به شخص حقیقی در سازمانهای مختلف با تعریف دسترسی مجاز.

به نظر می رسد این طرح یگ گام عملیاتی در جهت تحقق دولت الکترونیک با توجه به زیر ساختهای موجود در کشور باشد و برای اجرایی شدن و فرآگیر شدن آن تعریف یک نهاد یا سازمان دولتی به عنوان متصدی اصلی کار ضرورت دارد و همچنین بحث های مربوط به فرهنگ استفاده از فن آوری نیز باید در آن لحاظ شود. البته چالش بزرگ این طرح موضوع امنیت است که با توجه به تجمیع اطلاعات شخصی افراد از اهمیت بالایی برخوردار است.

  
نویسنده : امیر حسین بیک ; ساعت ٤:٠۳ ‎ب.ظ روز چهارشنبه ۱٢ اسفند ۱۳۸۸

مخابرات نوری

مخابرات نوری عبارت است از هر فرم انتقال اطلاعات که در آن نور واسط انتقال داده باشد. کانال چنین ارتباطی می‌تواند فضای آزاد، هوا یا فیبر نوری باشد.

در مخابرات فیبر نوری، نور مورد استفاده عموماً لیزر با طول موج حدود ۱۵۰۰ نانومتر است که بسته به کاربرد، بردهای مختلفی دارد.

مخابرات نوری به صورت اشتراک فرکانسی و اشتراک زمانی انجام می‌شود و فیبر می‌تواند تک-مد یا چند-مد باشد.

فیبر نوری

تاریخچه

بعد از اختراع لیزر در سال 1960 میلادی، ایده بکارگیری فیبر نوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت .خبر ساخت اولین فیبر نوری در سال 1966 همزمان در انگلیس و فرانسه با تضعیفی برابر با اعلام شد که عملا درانتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود تا اینکه در سال 1976 با کوشش فراوان محققین تلفات فیبر نوری تولیدی شدیدا کاهش داده شد و به مقدار رسید که قابل ملاحظه با سیم های کوکسیکال مورد استفاده در شبکه مخابرات بود.
در ایران در اوایل دهه 60 ، فعالیت های تحقیقاتی در زمینه فیبر نوری در مرکز تحقیقات منجر به تاسیس مجتمع تولید فیبر نوری در پونک تهران گردیدو عملا در سال 1373 تولید فیبرنوری با ظرفیت 50.000 کیلومتر در سل در ایران آغاز شد.فعالیت استفاده از کابل های نوری در دیگر شهرهای بزرگ ایران شروع شد تا در آینده نزدیک از طریق یک شبکه ملی مخابرات نوری به هم متصل شوند.

چگونگی
می دانیم هر گاه نور از محیط اول به محیط دوم که غلیظتر است وارد شود دچار شکست میشود.واگر نور از محیط غلیظ با بیش از زاویه حد به سطح آن برخورد کندسطح ماده همانند یک آینه تخت عمل می کند و نور بازتابش می کند.
از این خاصیت در فیبرهای نوری استفاده شده است. فیبرنوری یک موجبر استوانه ای از جنس شیشه (یا پلاستیک) که دو ناحیه مغزی وغلاف با ضریب شکست متفاوت ودولایه پوششی اولیه وثانویه پلاستیکی تشکیل شده است . بر اساس قانون اسنل برای انتشار نور در فیبر نوری شرط : می بایست برقرار باشد که به ترتیب ضریب شکست های مغزی و غلاف هستند . انتشار نور تحت تاثیر عواملی ذاتی و اکتسابی ذچار تضعیف می شود. این عوامل عمدتا ناشی از جذب ماورای بنفش ، جذب مادون قرمز ،پراکندگی رایلی، خمش و فشارهای مکانیکی بر آنها هستند . منحنی تغییرات تضعیف برحسب طول موج در شکل زیر نشا ن داده شده است.

فیبرهای نوری نسل سوم
طراحان فیبرهای نسل سوم ، فیبرهایی را مد نظر داشتند که دارای حداقل تلفات و پاشندگی باشند. برای دستیابی به این نوع فیبرها، محققین از حداقل تلفات در طول موج 55/1 میکرون و از حداقل پاشندگی در طول موج 3/1 میکرون بهره جستند و فیبری را طراحی کردند که دارای ساختار نسبتا پیچیده تری بود. در عمل با تغییراتی در پروفایل ضریب شکست فیبرهای تک مد از نسل دوم ، که حداقل پاشندگی ان در محدوده 3/1 میکرون قرار داشت ، به محدوده 55/1 میکرون انتقال داده شد و بدین ترتیب فیبر نوری با ماهیت متفاوتی موسوم به فیبر دی.اس.اف ساخته شد.

نکته قابل ذکر این است که مشخصات یک محیط (ماده) را با پنج عامل &(سیکما)،u(میو)، 'u(میو پریم)،E(اپسیلن)و'E(اپسیلن پریم) تعریف میکنند.حال فیبر نوری را با یک Eی یعنی از جنسی می سازند تا نور با هر زاویه ای هم که به سطح مقطع آن برخورد کرد از آن خارج نشود و در طول فیبر حرکت کند.فرایند انتقال سیگنال بدین صورت است که یک سیگنال را توسط چند عمل مدولاسیون به فرکانس ۶۴kHzمی رسانند سپس توسط لیزر آن را به فرکانس نور تبدیل و به داخل فیبر می تابانند.چون فر کانس نور در حد گیگابایت است یک پهنای باند فوق العاده زیاد برای انتقال سیگنال در اختیار ما قرار می دهد وهمچنین با مالتی پلکس کردن سیگنالها میتوان ۱۹۲۰ کانال را همزمان از داخل فیبر عبور داد.این خاصیت باعث شده تا ارتباط بین دو مرکز مخابرات تنها با یک رشته فیبر بر قرار شود.اتلاف توان سیگنال در ۱ کیلومتر از فیبر نوری در فرکانس ۴۰۰ گیگا هرتز ۱۰dB است در مقایسه با کابل هم محور به قطر ۱ سانتی متر که در فرکانس ۱۰۰ کیلو هرتز ،۱dBو در فرکانس ۳مگاهرتز dB ۱/ ۵ اتلاف دارد .این اتلاف کم کم فیبرها باعث شده تا در میان راه ازrepeater کمتری استفاده شود و از هزینه ها کاسته شود.همچنین ارزان بودن فیبر وخواصی همچون ضد آب بودن آن باعث شده تا از فیبر روز به روز به طور گسترده تری استفاده شود.تنها ایرادی که به فیبر وارد است اینست که به راحتی سیمها نمیتوان آنها را پیچ وخم داد زیرا زاویه تابش نور در داخل آن تغییر میکند و باعث می شود نور از سطح آن خارج شودو اینکه اتصال دو رشته فیبر نیز احتیاج به دقت ولوازم خاص خود را دارد.

انواع فیبر نوری:

1 -(single mode fiber)ـsmf:قطر هسته ۹ میکرون و طول موج ۳/۱ میکرومتر:



2 -(multi mode fiber)ـmmf:خود بر دو نوع است:



الف:multi mode stop index:زاویه شکست در سراسر کابل یکسان است ودارای پهنای باند ۲۰ تا ۳۰ مگاهرتز است.

ب:multi mode graded index:سرعت انتشار نور در این کابل در جایی که شکست نور تحت زاویه کمتری صورت می گیرد نسبت به جایی که تحت زاویه بزرگتری صورت می گیرد،بیشتر است.پهنای باند آن ۱۰۰مگا هرتز تا ۱ گیگا هرتز است.

فن آوری ساخت فیبرهای نوری

برای تولید فیبر نوری ، ابتدا ساختار آن در یک میله شیشه ای موسوم به پیش سازه از جنس سیلیکا ایجادمی گردد و سپس در یک فرایند جداگانه این میله کشیده شده تبدیل به فیبرمی گردد . از سال 1970 روش های متعددی برای ساخت انواع پیش سازه ها به کار رفته است که اغلب آنها بر مبنای رسوب دهی لایه های شیشه ای در اخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارند .

روشهای ساخت پیش سازه

روش های فرایند فاز بخار برای ساخت پیش سازه فیبرنوری را می توان به سه دسته تقسیم کرد :
- رسوب دهی داخلی در فاز بخار
- رسوب دهی بیرونی در فاز بخار
- رسوب دهی محوری در فاز بخار


موادلازم در فرایند ساخت پیش سازه

- تتراکلرید سیلسکون :این ماده برای تا مین لایه های شیشه ای در فرایند مورد نیاز است .
- تتراکلرید ژرمانیوم : این ماده برای افزایش ضریب شکست شیشه در ناحیه مغزی پیش سازه استفاده می شود .
- اکسی کلرید فسفریل: برای کاهش دمای واکنش در حین ساخت پیش سازه ، این مواد وارد واکنش می شود .
- گازفلوئور : برای کاهش ضریب شکست شیشه در ناحیه غلاف استفاده می شود .
- گاز هلیم : برای نفوذ حرارتی و حباب زدایی در حین واکنش شیمیایی در داخل لوله مورد استفاده قرار می گیرد.
-گاز کلر: برای آب زدایی محیط داخل لوله قبل از شروع واکنش اصلی مورد نیاز است .

مراحل ساخت

+ مراحل سیقل حرارتی: بعد از نصب لوله با عبور گاز های کلر و اکسیژن ، در درجه حرارت بالاتر از 1800 درجه سلسیوس لوله صیقل داده می شود تا بخار اب موجود در جدار داخلی لوله از ان خارج شود.
+ مرحله اچینگ: در این مرحله با عبور گازهای کلر، اکسیژن و فرئون لایه سطحی جدار داخلی لوله پایه خورده می شود تا ناهمواری ها و ترک های سطحی بر روی جدار داخلی لوله از بین بروند .
+ لایه نشانی ناحیه غلاف : در مرحله لایه نشانی غلاف ، ماده تترا کلرید سیلیسیوم و اکسی کلرید فسفریل به حالت بخار به همراه گاز های هلیم و فرئون وارد لوله شیشه ای می شوند ودر حالتی که مشعل اکسی هیدروژن با سرعت تقریبی 120 تا 200 میلی متر در دقیقه در طول لوله حرکت می کند و دمایی بالاتر از 1900 درجه سلسیوس ایجاد می کند ، واکنش های شیمیایی زیر ب دست می آیند.

ذرات شیشه ای حاصل از واکنش های فوق به علت پدیده ترموفرسیس کمی جلوتر از ناحیه داغ پرتاب شده وبر روی جداره داخلی رسوب می کنند و با رسیدن مشعل به این ذرات رسوبی حرارت کافی به آنها اعمال می شود به طوری که تمامی ذرات رسوبی شفاف می گردند و به جدار داخلی لوله چسبیده ویکنواخت می شوند.بدین ترتیب لایه های یشه ای مطابق با طراحی با ترکیب در داخل لوله ایجاد می گردد و در نهایت ناحیه غلاف را تشکیل می دهد.

مزایای فیبر نوری

1- انتقال اطلاعات در فیبر نوری بسیار بالا و در حد سرعت نور می باشد
2- فیبر های نوری از عوامل طبیعی کمتر تاثیر می پذیرند بدین صورت که میدان های مغناطیسی و یا الکتریکی شدید بر آن هیچ تاثیری نمی گذارد
3- به دلیل عدم تاثیر پذیری عواملی چون میدان های مغناطیسی می توان آن را در کنار کابلهای فشار قوی استفاده کرد
4- تولید آن مقرون به صرفه است به طوری که حتی از کابلهای مسی که هم اکنون برای انتقال اطلاعات استفاده می شود مقرون به صرفه تر می باشد
5- به دلیل تضعیف بسیار کم شعاع نوری در فیبر نوری نیار به تقویت کننده های بین راهی در مسافت های طولانی بسیار کمتر از کابلهای کواکسیال می باشد

معایب فیبر نوری

1- از فیبر نوری فقط می توان برای انتقال اطلاعات آن هم به صورت شعاع های نوری استفاده کرد و نمی توان برای انتقال الکتریسیته استفاده نمود
2- اتصال دو فیبر نوری به یکدیگر بسیار مشکل و وقت گیر می باشد و نیاز به دانش فنی خاص خود را دارد
3- نمی توان چند شعاع نوری را به طور همزمان انتقال داد

ادامه
استفاده از نور بعنوان وسیله ای برای ارتباط ، پدیده جدیدی نیست . بشراولیه از نور برای ارسال پیام استفاده میکرد و با فرستادن علائم بصورت دود که خود نوعی ارتباط نوری بود مقاصد خاصی رابه دیگران ابراز مینمود.تا مدتها دود تنها وسیله ارتباطی میان افراد قبایل دور از هم بشمار میرفت . بشر پس از مدتی دریافت که از نور میتوان برای فرستادن پیام و رمز از طربق فانوسهای دریائی نیز بهره بگیرد. تجربیات اولیه و ا بتدائی بشر در قرودن بعد بصورت پیشرفته تری بکار گرفته شد.

برای برقراری ارتباط و انتقال پیام وجود فرستنده و گیرنده و محیط انتشار ضروری است . در سیستمهای مخابراتی کابل بعنوان یکی از محیطهای انتشار و انتقال اطلاعات از فرستنده به گیرنده بکار میرود. بشر از مدتها پیش فکر استفاده از کابلهای دیگر بجای کابل فلزی را در سر میپروراند و برای جایگزینی سیستم کم هزینه اما دارای کیفیت بهتر و کاربرد بیشتر "شیشه و نور" را برای ارسال اطلاعات ، راه حل منطقی و مناسبی یافت و در نهایت الیاف نوری را مناسب تر از کابلهای فلزی تشخیص داد.

اولین کسانی که در قرون اخیر به فکر استفاده از نور افتادند ، انتشار نور را در جو زمین تجربه کردند. اما وجود موانع مختلف نظیر گردوخاک، دود، برف ، باران ، مه و ... انتشار اطلاعات نوری در جو را با مشکل مواجه ساخت . بعدها استفاده از لوله و کانال برای هدایت نور مطرح گردید . نور در داخل این کانالها بوسیه آینه ها و عدسی ها هدایت میشد ، اما از آنجا که تنظیم این آینه ها و عدسی ها کار بسیار مشکلی بود این کارها هم غیر عملی تشخیص داده شد و مطرود ماند.



کاکو و کوکهام انگلیسی برای اولین بار استفاده از شیشه را بعنوان محیط انتشار مطرح ساختند. آنان مبنای کار خود را بر آن گذاشتند که به سرعتی حدود 100 مگابیت بر ثانیه و بیشتر بر روی محیط های انتشار شیشه دست یابند. این سرعت انتقال با تضعیف زیاد انرژی همراه بود .این دو محقق انگلیسی ، کاهش انرژی را تا آنجا میپذیرفتند که کمتر از 20 سی بل نباشد . اگر چه آنان در رسیدن به هدف خود ناکام ماندند ، اما شرکت آمریکائی ( کورنینگ گلس ) به این هدف دست یافت. در اوایل سال 1960 میلادی با اختراع اشعه لیزر ارتباطات فیبرنوری ممکن گردید.

بنحویکه طرح یک منبع نوری تعدیل شده که بتواند اطلاعات را انتقال دهد ارائه شد. در سال 1966 میلادی ، دانشمندان در این نظریه که نور در الیاف شیشه ای هدایت میشود پیشرفت کردند که حاصل آن از کابلهای معمولی بسیار سودمندتر بود . چرا که فیبرنوری بسیار سبکتر و ارزانتر از کابل مسی است و در عین حال ظرفیت انتقالی تا چندین هزار برابر کابل مسی دارد.

توسعه فناوری فیبرنوری از سال 1980 میلادی به بعد باعث شد که همواره مخابرات نوری بعنوان یک انتخاب مناسب مطرح باشد. تا سال 1985 میلادی در دنیا نزدیک به 2 میلیون کیلومتر کابل نوری نصب شده و مورد بهره برداری قرار گرفته است.

فیبر نوری در ایران

اولین فیبرنوری بین شهری بطول 54 کیلومتر بین تهران و کرج در سال 1368 اجرا گردید و در ادامه آن طرح فیبرنوری چهار مسیر با طول 516 کیلومتر در مسیرهای تهران - ساوه ، تهران - گرمسار- تهران - قزوین و ارتباط بین ساختمان میدان امام خمینی و مجتمع مخابراتی انقلاب اسلامی به اجرا گذاشته شد. بخشی از شبکه اصلی فیبرنوری بالغ بر 2130 کیلومتر مربوط به پروژه فیبرنوری بین المللی TAE است که با نصب و راه اندازی این پروژه ، آسیا و اروپا از طیق کابل نوری به یکدیگر متصل شده اند و ایران در این مسیر یکی از مهمترین مراکز ترانزیت مخابراتی است . دراینجا میتوان به نصب و راه اندازی پروژه فیبرنوری TAE داخل کشور از باجگیران تا مرز بزرگان و نصب و راه اندازی پروژه رادیوئی TAE و سیستم پشتیبان فیبرنوری در ترکمنستان اشاره کرد.

فن آوری مورد استفاده برای سیستمهای انتقال SDH میباشد که ظرفیت آن برای تجهیزات رادیوئی 155 مگابیت در ثانیه و برای تجهیزات فیبرنوری 622/2 مگابیت در ثانیه است و با به خدمت گرفتن این فن آوری انتقال 7440 هزار کانال صوتی روی هر زوج تار فیبرنوری امکان پذیر خواهد بود.

شایان ذکراست شرکت کابلسازی شهید قندی از سال 1368 در راستای خودکفائی صنعتی تولید کابل فیبرنوری را با ظرفیت 40 هزار کیلومتر در سال آغاز کرد.


مهمترین پروژه های فیبرنوری ایران

مهمترین پروژه های فیبرنوری در کشور اعم از ارتباطات بین الملل و داخل کشور بشرح ذیل است:

1- پروژه TAE

پروژه مذکور یک شبکه مخابراتی فیبرنوری میان کشورهای اروپائی و آسیائی میباشد که طراحی و اجرا گردیده است و از شانگهای چین شروع و در فرانکفورت آلمان خاتمه مییابد.این پروژه علاوه بر تامین ارتباط مخابرات داخل کشورهای عضو ، ارتباط بین المللی کشورهای عضو را نیز برقرار مینماید. مسیر اصلی که پروژه در ایران طی کرده است 2130 کیلومتر میباشد که ورودی آن از مرز بازرگان در آذربایجانغربی و خروجی آن باجگیران در استان خراسان میباشد و از شهرهای تبریز ، زنجان ،قزوین ، تهران ،سمنان ، شاهرود ، سبزوار و قوچان میگذرد.

2- پروژه جاسک - فجیره

این پروژه در سال 1370 به طول 160 کیلومتر فیبرنوری بین جاسک و فجیره در کشور امارات مورد بهره برداری قرار گرفت و باعث سهولت در امر ارتباطات بین المللی بین ایران و کشورهای حوزه خلیج فارس گردید.

3- پروژه فیبرنوری برنامه پنج ساله اول ، دوم و سوم

در راستای پیگیری جدی شبکه فیبرنوری بعنوان زیرساخت اصلی شبکه انتقال کشور ، برنامه پروژه های فیبرنوری در قالب خطوط اصلی ، بین الملل ، خطوط فرعی و بین مراکز شهری بمنظور تامین نیاز روزافزون ارتباطات مخابراتی ( تلفن ثابت - همراه - دیتا و ...) تنظیم گشته و در جهت تحقق اهداف قدمهای موثری برداشته شده است.

بطوریکه طی سالهای برنامه پنج ساله اول حدود 1577 کیلومتر فیبرنوری ( خطو اصلی ، خطوط بین الملل و بین مراکز شهری) و دربرنامه پنج ساله دوم حدود 7351 کیلومتر (خطوط اصلی و بین مراکز شهری) نصب و راه اندازی شده است. همچنین در برنامه پنج ساله سوم(83-79 ) نصب و راه اندازی 17132 کیلومتر فیبرنوری پیش بینی شده بود که با تلاش شبانه روزی پرسنل متخصص شرکت مخابرات ایران تا پایان برنامه ، 16249 کیلومتر آماده بهره برداری گردید

  
نویسنده : امیر حسین بیک ; ساعت ۱٢:۳٧ ‎ب.ظ روز یکشنبه ٩ اسفند ۱۳۸۸

رادار تصویری

چکیده :

رادار یک سیستم الکترومغناطیسی است که برای تشخیص و تعیین موقعیت هدف بکار می رود . با رادار می توان درون محیطی را که برای چشم ،غیر قابل نفوذ است دید مانند تاریکی ،باران،مه.برف،غبار و غیره . اما مهمترین مزیت رادار توانایی آن درتعیین فاصله یا حدود هدف می باشد .کاربرد رادارها در اهداف زمینی ، هوایی،دریایی، فضایی و هواشناسی می باشد. ایجاد سیستمی با توانایی بالا در ردیابی پدیده ها و ایجاد تصاویر با کیفیت بالا از آنها هدف عمده ساخت رادار تصویری می باشد .


مقدمه :


گاه امکان بررسی اجسام از نزدیک وجود ندارد . برای مثال جهت بررسی سطح اقیانوس ها نقشه برداری از عراضی جغرافیایی لزوم ساخت وسایلی که بتوانند از راه دور این کاررا انجام دهند به چشم می خورد . با دستیابی به تکنولو؟ی سنجش از راه دور بسیاری از این مشکلات برطرف گشت . در واقع در این روش امکان بررسی اجسام وسطوحی که نیاز به بررسی از راه دور دارند را فراهم می آورد . سنجش از راه دور رامی توان به دو بخش فعال وغیر فعال تقسیم کرد . گستره طول موج امواج مایکرویو نسبت به طیف مادون قرمز ومرئی سبب گردیده تا از سنجش از راه دور به وسیله امواج از این طیف استفاده گردد .
عملکردسیستم های سنجش غیرفعال همانند سیستم های سنجش دما عمل می کنند .در اینگونه سیستم ها با اندازه گیری انر؟ی الکترومغناطیسی که هر جسم به طور طبیعی از خود ساتع می کند نتایج لازم کسب می گردد .هواشناسی واقیانوس نگاری از کاربردهای این نوع سنجش می باشد .
در سیستم های سنجش فعال از طیف موج مایکرویو برای روشن کردن هدف استفاده می شود . این سنسورها را می توان به دو بخش تقسیم کرد : سنسورهای تصویری وغیرتصویری (فاقد قابلیت تصویربرداری) .

از انواع سنسور های غیر تصویری می توان به ارتفاع سنج واسکترومتر ها(پراکنش سنج ) اشاره کرد .کاربرد ارتفاع سنج ها در عکس برداری جغرافیایی وتعیین ارتفاع ازسطح دریا می باشد .اسکترومتر که اغلب بر روی زمین نصب میگردند میزان پراکنش امواج را ازسطوح مختلف اندازه گیری می کنند . این وسیله در مواردی همچون اندازه گیری سرعت باد در سطح دریا و کالیبراسیون تصویر رادار کابرد دارد .

معمول ترین سنسور فعال که عمل تصویربرداری را انجام می دهد رادار می باشد . رادار(radio detection and ranging) مخفف وبه معنای آشکارسازی به کمک امواج مایکرویو است .به طور کلی می توان عملکرد رادار را در چگونگی عملکرد سنسورهای آن خلاصه کرد . سنسورها سیگنال های مایکرویو را به سمت اهدف مورد نظر ارسال کرده وسپس سیگنال های بازتابیده شده از سطوح مختلف را شناسایی می کند . قدرت (میزان انر؟ی) سیگنالهای پراکنده شده جهت تفکیک اهداف مورد استفاده قرارمی گیرد . با اندازه گیری فاصه زمانی بین ارسال ودریافت سیگنال ها می توان فاصله تا اهداف را مشخص کرد . از مزایای شاخص رادار می توان به عملکرد رادار در شب یا روز وهمچنین قابلیت تصویربرداری درشرایط آب و هوایی مختلف اشاره کرد . امواج مایکرویو قادر به نفوذ در ابر مه ,گردوغبار وباران می باشند . از آنجاییکه عملکرد رادار با طرز کار سنسورهایی که با طیف های مرئی ومادون قرمز کار می کنند متفاوت است لذا می توان با تلفیق اطلاعات بدست آمده تصاویر دقیقی را بدست آورد .

تاریخچه :

اولین تجربه در مورد بازتابش امواج رادیویی توسط هرتز آلمانی در سال 1886 بدست آمد . پس از گذشت مدت زمان کمی اولین رادار که از آن برای آشکارسازی کشتی ها استفاده می شد مورد بهره برداری قرار گرفت . در سالهای 1920 تا 1930 پیشرفت هایی در جهت ساخت رادار با قابلیت تعیین فاصله اهداف صورت گرفت . اولین رادارهای تصویری درطی جنگ جهانی دوم برای آشکارسازی وموقعیت یابی کشتی ها وهواپیماها استفاده شد . بعد از جنگ جهانی دوم راداربا دید جانبی (SLAR) جهت جستجوی اهداف نظامی و کشف مناطق نظامی ساخته شد . اینگونه رادارها با داشتن آنتن درسمت جپ وراست مسیر پرواز قادر به تفکیک دقیقتر اهداف مورد نظر بودند . در سال 1950 با توسعه سیستم های SLAR تکنولو؟ی رادار دهانه ترکیبی ( رادار با آنتن ترکیبی) گامی در جهت ایجاد تصاویر با کیفیت بالا برداشته شد . در سال 1960 استفاده از رادارها ی هوایی وفضایی توسعه یافت وعلاوه برکاربرد نظامی جهت نقشه برداری های جغرافیایی و اکتشافات علمی و... نیز مورد استفاده قرار گرفتند .


اصول رادار :

مهمترین نکته حائز اهمیت در بخش قبل را میتوان معرفی رادار به عنوان وسیله اندازه گیری معرفی کرد . اجزاء تشکیل دهنده سیستم رادار فرستنده , گیرنده آنتن وسیستم های الکتریکی جهت ثبت و پردازش اطلاعات می باشد .
همانطور که در تصویر شماره 1 مشاهده می شود فرستنده پالس های کوتاه مایکرویو (A) را که بوسیله آنتن راداربه صورت پرتو متمرکز می شوند(B) با فاصله زمانی معیین تولید می کند . آنتن راداربخشی از سیگنال های بازتابیده شده (c) از سطوح مختلف را دریافت می کند.

              تصویر شماره ١

با اندازه گیری مدت زمان ارسال پالس و دریافت پ؟واک های پراکنده شده از اشیاء مختلف می توان فاصله آنها ودر نتیجه موقعیت آنها را تعیین نمود .با ثبت و پردازش سیگنال بازتابیده توسط سنسور تصویر دو بعدی از سطح مورد نظر تشکیل می گردد .


پهنای باند :

از آنجاییکه گستره طیف امواج مایکرویو نسبت به طیف های مرئی ومادون قرمزوسیع تر می باشد لذا اکثر رادار ها از این طیف استفاده می کنند . در رادارهای تصویری اغلب از طول موج های زیر استفاده می شود:
X_band
C_band
S_band
L_band
P_band
تمامی طول موج های استفاده شده در رادارهای تصویری در محدوده سانتیمتر است . طول موج رادار در نحوه تشکیل تصویر موثر می باشد . با افزایش طول موج شاهد تصاویر با کیفیت بهتر می باشیم .در دو تصویر زیر(تصاویر شماره 2و3) از دو طول موج متفاوت استفاده شده است . شما می توانید تفاوت آشکاری را که دراین تصاویر وجود دارد مشاهده نمایید . علت این تفاوت تغییر در نحوه فعل وانفعال سیگنال با سطح اشیاء میباشد که در ادامه درباره این موضوع صحبت خواهد شد .

تصویر شماره 2

                    تصویر شماره ٢

                  تصویر شماره ٣

قطبیدگی(polarization) :

هنگامی که در مورد امواج الکترومغناطیسی همانند امواج مایکرویو صحبت می گردد بحث درباره قطبیدگی حائز اهمیت می باشد . قطبیدگی عبارت است از جهت میدان الکتریکی در امواج الکترومغناطیسی . به طور کلی می توان قطبیدگی امواج را به سه دسته تقسیم بندی کرد : قطبیدگی خطی و دایره ای وبیضوی .
اغلب رادار های تصویری از قطبیدگی خطی استفاده کرده , که این نوع قطبیدگی را می توان به دو بخش عمودی(vertical) وافقی (horizontal) تقسیم بندی کرد (تصویر شماره4). اغلب سنسورهای رادار طوری طراحی شده اند که قابلیت ارسال وهمچنین دریافت امواج را به یکی از دو صورت بالا دارا هستند . در بعضی از رادارها دریافت وارسال امواج با ترکیبی از دو نوع قطبیدگی انجام می پذیرد .

                تصویر شماره ۴

به طور کلی می توان چهارترکیب از قطبیدگی رادرا در نظر گرفت :

VV
HV
VH
حرف H نشان دهنده قطبیدگی افقی وحرفV نمایانگر قطبیدگی عمودی میباشد . درچهارترکیب بالا حرف سمت راست نحوه دریافت سیگنال را نشان می دهد .

هندسه رادار (radar geometry) :

درسیستم تصویربرداری رادار هوایی با جابجانمودن سکو در یک مسیر مستقیم که مسیرپرواز(flight direction)(A) نامیده می شودعمل تصویربرداری انجام میگردد . پای قائم در صفحه تصویر را ندیر(nadir)(B) می نامیم .آنتن رادار امواج را برای روشن کردن نوارتصویر(swath) (C) ارسال می کند . با قرار گرفتن نوارهای تصویر در کنار هم ناحیه تصویر(track) (ناحیه خاکستری رنگ ) تشکیل می گردد که این ناحیه نسبت به خط ندیر فاصله دارد . محور طولی ناحیه تصویرکه با مسیر پروازموازی می باشدرا سمت(azimuth)(E) ومحورعرضی راکه برمسیرپروازعمود است را برد(range)(D) می نامیم .

               تصویر شماره ۵

واژه شناسی :

محدوده نزدیک (Near range) : بخشی از نوارتصویر که به خط ندیر نزدیک است .

محدوده دور(far range) : بخشی از نوار تصویر که در فاصله دور نسبت به خط ندیر قرار دارد .

برد مایل (slant range) : خط شعاعی که از رادار به هریک از اهداف می توان نظیر کرد .

برد زمینی (ground range ) : تصویر برد مایل در سطح زمین .

زاویه تابش(incidence angle) : زاویه بین پرتورادار و سطح زمین .

زاویه دید(look angle) : زاویه بین خط عمود وپرتو رادار.


اثرات سطح بر تصویر رادار :

میزان روشنایی ( درخشندگی ) تصویر به میزان پراکندگی(scattering) سیگنال های مایکرویودر برخورد باسطح بستگی دارد . پراکنش سیگنال به پارامترهایی از قبیل مشخصات رادار (فرکانس قطبیدگی هندسه دید و...) وهمچنین خصوصیات سطح (پستی وبلندی نوع پوشش و...) وابسته است . به طور کلی می توانیم عوامل بالا را در سه عامل اصلی زیر خلاصه کنیم :


صیقلی بودن سطح مهمترین عامل تعیین کننده روشنایی تصویرمی باشد . سطوح صاف موجب بازتابش آیینه ای(A) در فعل وانفعال سیگنال رادار با سطح می گردند . درنتیجه این نوع بازتابش مقدار اندکی ازسیگنال های بازتابیده شده به سمت رادار باز میگردند . بنابراین سطوح صاف با درجه تیره گی بیشتر در تصویر ظاهر خواهند گشت . سطوح ناصاف سیگنال های رادار راتقریبا به صورت یکنواخت بازتاب می دهند . و درنتیجه بخش عمده ای از این سیگنال ها به سمت راداربازمیگردند . بنابراین سطوح ناصاف با درجه روشنایی بیشتر در تصویر مشاهده می شوند . به این نوع انعکاس بازتابش پخشیده(B)گفته می شود . احتمال وقوع انعکاس زاویه ای (C) در نواحی که از سطوح عمود برهم تشکیل شده وجود دارد. به بیان ساده تر سیگنال های بازتابیده شده از سطح اول پس از برخورد به سطح دوم به سمت رادار بازتاب داده میشود .این نوع انعکاس به طور معمول در مناطق شهری (ساختمان ها خیابان ها پل ها و... ) اتفاق می افتد . صخره ها کوه ها ونیزار رودخانه ها نیز سیگنال رادار را اینگونه بازتاب می دهند .

                تصویر شماره ٧

زاویه تابش(incidence angle) نیز در نحوه شکل گیری تصویر همچنین صیقلی بودن سطوح نقش ایفا می کند . با در نظر گرفتن سطح وطول موج ثابت با افزایش زاویه تابش سیگنال های کمتری به سوی رادار بازمیگردند ودر نتیجه درجه تیره گی افزایش می یابد .به بیان دیگر با افزایش زاویه تابش سطوح صیقلی تر از مقدار واقعی خود در تصویر ظاهرمی شوند .

به طور کلی تغییر در هندسه دید در بهبود نقشه های جغرافیایی وهمچنین برطرف کردن اختلال هایی از قبیل سایه دارشدن و کاهش عمق تصویرموثر می باشد .

وجود رطوبت در خصوصیات الکتریکی وحجم اجسام موثر می باشد . تغییر در خواص الکتریکی در جذب ارسال وهمچنین نحوه شکل گیری تصویر موثر می باشد . بنابراین درصد رطوبت اجسام در فعل وانفعال سیگنال رادارومتعاقبا تصویر موثر می باشد . معمولا با افزایش رطوبت جسم سیگنال های بیشتری توسط جسم بازتابیده می شود . برای مثال علفزارهای وسیع در هنگامی که مرطوب هستند در تصویر رادار روشنتر ظاهر می شوند .


دقت تفکیک(spatial resolution) :

به میزان توانایی رادار جهت تفکیک اشیاء مختلف از همدیگر دقت تفکیک گفته می شود . بر خلاف سیستم های نوری افزایش دقت تفکیک در رادار بر اساس خصوصیات امواج مایکرویو وهمچنین تاثیرات هندسی انجام می پذیرد . دررادارهایی که از یک آنتن جهت ارسال امواج استفاده می کنند یک پالس موج ارسال گشته و با دریافت پ؟واک آن توسط گیرنده تصویر تشکیل می شود .
دقت تفکیک را می توان در دو راستا بررسی کرد . در جهت سمت ناحیه تصویر که دقت سمت (azimuth resolution) نامیده می شود ودر جهت برد که آن را دقت برد (range resolution) می نامیم .

دقت برد به طول پالس رادار (P) بستگی دارد . در صورتی که عمل تفکیک با طول بیشتر از نصف پالس صورت گیرد اهداف از یکدیگر قابل تشخیص اند . برای مثال در شکل شماره 8 اهداف 1و2 در تصویر به صورت یک جسم مشخص شده در حالیکه هدف های 3و4 به راحتی از هم تفکیک شده اند .
با افزایش زاویه تابش (افزایش برد )شاهد کاهش دقت برد می باشیم
تصویر شماره 8
دقت سمت به پهنای ستون امواج رادار یا پهنای زاویه ای (beam width) (A) و همچنین برد مایل(slant range) وابسته است . با افزایش پهنای زاویه ای می توانیم شاهد دقت سمت باشیم . در تصویرشماره 9 اهداف 1و2 که در محدوده نزدیک قرار دارند توسط رادار به راحتی قابل تشخیص اند درحالیکه هدف های 3و4 که در محدوده دور قرار گرفته اند قابل تشخیص نمی باشند . همچنین با افزایش طول آنتن رادار می توان دقت سمت را افزایش داد .

                  تصویر شماره ٩

رادار دهانه ترکیبی (synthetic aperture radar) :

همانطور که در قسمت قبل گفته شد جهت بالابردن دقت سمت می توانیم طول آنتن رادار را افزایش دهیم . اگرچه در این افزایش طول ما با محدودیت هایی مواجه هستیم . در رادرهای هوایی طول آنتن رادار بین 1 تا 2 متر در نظر گرفته می شود . در ماهواره ها ما می توانیم این محدوده را بین 10 تا 15 متر در نظر بگیریم . با تغییراتی در چگونگی حرکت سکوی رادار وثبت و پردازش سیگنال های بازتابیده شده می توان بر محدودیت اندازه غلبه کرد . بدین طریق که ما با تغییر در نحوه رفتار رادار به صورت مجازی طول آنتن رادار را افزایش داده ایم .
تصویر شماره 10 چگونگی رسیدن به این خواسته را تشریح می کند .

1) ابتداشیءهدف (A)سیگنال های مایکرویو را به صورت پالس دریافت کرده . پ؟واک های هر پالس توسط رادار ثبت می شوند . سکوی رادار در مسیر مستقیم به طور پیوسته در حال حرکت است . در طول زمانی که شیء هدف در معرض پالس های رادار قرار داردعمل ثبت سیگنال های بازتابیده شده از شیءتوسط رادار انجام می پذیرد .2) زمان چندانی طول نمی کشد تا طول آنتن ترکیبی (B) مشخص گردد .
تصویر شماره 10
با افزایش پهنای زاویه ای وهمچنین کاهش سرعت سکو می توانیم دقت سمت را در محدوده دور افزایش دهیم .در نتیجه شاهد ثابت ماندن دقت تفکیک درراستای سمت می باشیم .به تکنولو؟ی فوق که جهت افزایش دقت برد صورت می پذیرد رادار دهانه ترکیبی یا SAR گفته می شود .این روش در اکثررادارهای هوایی وفضایی استفاده می شود .

خصوصیات تصویر رادار :

در تصاویر رادار با نوعی اختلال مواجه هستیم که به نویز اسپیکل(speckle) معروف است . این اختلال که باعث ظاهرشدن دانه های ریزودرشت (بافت فلفل نمکی) در تصویر می شود زاییده ساختار بهم ریخته سطح و همچنین تداخل سیگنال های بازتابیده می باشد . به عنوان نمونه یک سطح هموار مانند علفزار(تصویر شماره 11) را در نظر می گیریم . بدون در نظر گرفتن اثر این اختلال پیکسلهای تصویر با درجه روشنایی یکسان مشاهده می شوند . حال آنکه در تصویر حقیقی به علت تداخل سیگنال های پراکنده شده پیکسل ها دارای درجات روشنایی متفاوت می باشند .

                  تصویر شماره ١١

در واقع نویز اسپیکل کیفیت تصاویر راکاهش داده ودر نتیجه درتحلیل تصاویربا مشکل مواجه می شویم .حال برای کاهش این اثر میتوان دو روش را بکار برد :

در این روش هر پرتو رادار به چندین زیرپرتو (اشعه) تقسیم شده و هر اشعه وظیفه پوشش دادن یک ناحیه را بر عهده دارد . با ثبت تصاویر تشکیل شده توسط هر اشعه ومعدل گیری از آنها جهت تشکیل تصویر نهایی می توان نویز اسپیکل را کاهش داد .


پس از پایان یافتن مرحله اول وتشکیل تصویر اولیه فیلترکردن تصویر آغاز می شود . در این روش با حرکت دادن یک پنجره متشکل از تعدادی پیکسل (معمولا 5*5 یا 3*3 ) در طی سطر وستون تصویر از پیکسل هایی که هر پنجره پوشش می دهد معدل گیری (درجه روشنایی پیکسل های موجود در هر پنجره اندازهگیری شده وپیکسلی با درجه روشنایی واحد جایگزین پنجره مربوطه می گردد) انجام می شود.

                   تصویر شماره ١٣

بایستی توجه داشته باشیم که کاهش نویز اسپیکل باعث کاهش وضوح تصویر می گردد . همانطور که درتصاویر شماره 14 و 15مشاهده می شود تصویر شماره 15نسبت به تصویر دیگر دارای وضوح کمتری است . در نتیجه برای ایجاد تصاویر با جزئیات دقیق نمی توان از این روش استفاده کرد . زمانی که سطح هدف را وسیع در نظر بگیریم کاهش نویز اسپیکل می تواند مثمر ثمرباشد .

             تصویر شماره ١۴

             تصویر شماره ١۵

گاه نیاز به استفاده از اندازه گیریهای دقیق جهت مقایسه مشاهدات وبدست آوردن نتایج لازم می باشد . در نتیجه بایستی دقت دقت ابزار اندازه گیری افزایش پیدا کند . این فعل توسط فرآیندی به نام کالیبراسیون (calibrasion) انجام پذیر است . ازآنجاییکه عمل اندازه گیری از اعمال اصلی رادار می باشد در نتیجه کالیبراسیون بسیار مهم می باشد . کالیبراسیون تلاش می کند تا اختلاف میان مقدار انر؟ی سیگنال بازتابیده با مقدار اندازه گیری شده توسط رادار کاهش یابد . در نتیجه کالیبراسیون دقیق ما شاهد تصاویری با دقت اندازه گیری یکسان توسط رادار خواهیم بود .
در کالیبراسیون نسبی سعی بر افزایش دقت سیستم رادار است . در حالیکه در کالیبراسیون مطلق با نصب دستگاه هایی بر روی زمین انر؟ی سیگنال های بازتابیده شده از سطح اندازه گیری شده و پس از تقویت به سوی رادار فرستاده می شوند. رادار می تواند با استفاده از این مقادیر به مقدار حقیقی انر؟ی دست پیدا کند .ودر نتیجه استنباط دقیقتری ازسطح حاصل داشته باشد .

کاربردهای پیشرفته :

علا وه بر کسب واستفاده درست از اطلاعات کابرد های خاص رادار به شرح زیر می باشد :

نخست تکنولو؟ی تصویر سه بعدی (stereo image) می باشد . در این روش با پوشش دادن ناحیه تصویر با زوایای تابش متفاوت وهمچنین بهره گیری ازجهت های دید متفاوت یا مخالف و انطباق تصاویر ایجادشده می توان یک تصویر سه بعدی از ناحیه تصویر ایجاد کرد .در نتیجه اختلال هایی از قبیل سایه دارشدن بعضی نواحی برطرف گردیده وزمینه برای تحلیل دقیقتر تصاویر فراهم می گردد . این تکنولو؟ی در تحلیل تصاویر مناطق جنگلی و جغرافیایی وهمچنین نقشه برداری از عراضی کاربرد دارد .

از دیگر پیشرفت های حاصل شده می توان به قطبش سنجی (polqrimetry) اشاره کرد . در این روش امکان دریافت و ار سال سیگنال های مایکرویو به صورت ترکیبی از قطبیدگی افقی و عمودی وجود دارد . در نتیجه ما می توانیم چهار ترکیب HH VV VH HV را برای دریافت یا ارسال امواج در نظر بگیریم . بدین طریق با ایجاد تصویری با وی؟ گی های مختلف نتایج لازم جهت دستیابی به تصویر دقیقتر حاصل می گردد .

نتیجه :

با در نظر گرفتن شرایط فعلی که در دنیای امروز وجود دارد ، لزوم دستیابی به فناوری هایی از قبیل ساخت رادار ، وبه طور گسترده تر، سنجش از راه دور ، احساس می شود . لذا ابتدا بایستی به اطلاعات ترکیبی از رشته های مختلف ، نظیر زمین شناسی ، مخابرات ، هواشناسی و... ، دسترسی داشته باشیم ، تا بتوانیم به یک تکنولوﮋی کوچک اما پیچیده دست پیدا کنیم .
بنابراین با دسترسی به علوم جدید ، علاوه بر بالا بردن دید خود نسبت به مسائل علمی مختلف ، می توانیم در جهت پیشرفت علمی کشور عزیزمان گام برداریم.

  
نویسنده : امیر حسین بیک ; ساعت ۱٢:۱٥ ‎ب.ظ روز شنبه ۸ اسفند ۱۳۸۸

فرستنده و گیرنده راداری

چکیده:
در مسایل راداری همواره قسمت زیادی از سیگنال در محیط انتشار هدر می رود و مقدار کم و ضعیفی از آن به همراه مقدار زی ادی سیگنال ناخواسته دریافت می شود . پس باید سیگنال دریافتی ناخواسته را حذف کرد و بعد سیگنال مورد نظر را تقویت و دمدولاسیون نمود ، اختلاف اساسی ای که بین گیرنده های مختلف وجود دارد بعلت نحوه دمدولاسیون سیگنال دریافتی است . از میان انواع مختلف گیرنده های رادیویی که در زمانهای مختلف عرضه شده فقط دو نوع آن از نظر عملی و تجاری دارای اهمیت است، این دو نوع گیرنده عبارتند از و گیرنده های سوپر هترودین که در ادامه به بررسی ومقایسه (TRF) گیرنده های فرکانس رادیویی تطبیق شده آنها خواهیم پرداخت.


در این مقاله سعی بر آن است اص ول رادار و مدارهای فرستنده وگیرنده در رادار به طورکلی مورد بررسی قرار گیرد که در این راستا به بررسی عناوین زیر خواهیم پرداخت:
اصول
رادار
فرستنده های راداری
گیرنده های راداری
واژگان کلیدی: رادار، فرستنده، مگنترون، گیرنده، سوپرهترودین
-1 مقدمه:
رادار وسیله ای است برای جمع آوری اطلاعات از اشیا یا هدف های محیط به ویژه در فواصل دورکه در آن از تجزیه و تحلیل امواج الکترومغناطیس برگشتی، فاصله، ابعاد، سرعت و بسیاری از خواص هدف موردنظر تعیین می شود . بطور کلی رادار شامل یک فرستنده و یک گیرنده و یک یا چند آنتن است . فرستنده قادر است که توان زیادی را توسط آنتن ارسال دارد و گیرنده تا حد امکان انرژی برگشتی از هدف را جمع می کند، از آنجا که بیشتر رادارها انرژی فرستنده را به صورت پالس ارسال می کنند، بنابراین استفاده از یک آنتن هم برای فرستنده و هم برای گیرنده توسط یک تقسیم ک ننده زمان امکان پذیر خواهد بود. از موارد مهم در طراحی رادار نوع آنتن و پترن تشعشعی آن می باشد . آنتن های رادار را معمولا برای مرور نواحی بخصوص از فضا طراحی می کنند که مسیر مرور بستگی به کاربرد آن دارد، آنتن ها در بیشتر رادارها منعکس کننده های سهموی با تغذیه شیپور ی یا دو قطبی می باشند. البته در برخی موارد ناچار به استفاده از رادارهایی با آنتن آرایه فازی می باشیم. رادارهای ،MTI ،CW برای تامین برد راداری مطلوب باید فرستنده از توان کافی برخوردار باشد . رادارهای آرایه فازی و ... هر یک ویژگیهای خاصی دارند که بر فرستنده و روش عملکرد آن اثر می گذارد . از مباحثی که باید در طراحی رادار و انتخاب فرستنده مورد توجه قرار گیرد، برد ، ثابت یا متحرک بودن ، وزن، اندازه ، حفاظت و ولتاژ بالا، شرایط مدولاسیون و حتی مسئله خنک کردن آن است. x در برابر اشعه کار گیرنده رادار، آشکار سازی پی امهای اکوی مورد نظر در حضور نویز ، تداخل یا اکوهای ناخواسته (کلاتر ) می باشد . گیرنده باید پیامهای مطلوب را از نامطلوب جدا نموده و پیامهای مطلوب را تا حدی که اطلاعات هدف برای کاربر قابل نمایش بوده و یا د ر داده پرداز خودکار قابل استفاده باشد، تقویت نماید . ساختار گیرنده رادار نه تنها به شکل موج آشکار شونده بستگی دارد، بلکه به ماهیت اکوهای کلاتر، تداخل و نویز که با پیامهای اکو مخلوط می شوند هم بستگی دارد . نویز ممکن است از طریق پایانه آنتن، به همراه پیام مورد نظر، وارد گیرنده خروجی، گیرن ده S/N شود و یا ممکن است در داخل خود گیرنده ایجاد گردد. برای به حداکثر رساندن نسبت و یا معادل آن باشد. بدیهی است که گیرنده باید طوری (Matched Filter) باید دارای یک فیلتر انطباقی طراحی شود که کمترین نویز داخلی را بخصوص در طبقات ورودی که پیام های مطلوب در ضعیف ترین حالت خود هستند، ایجاد نماید.
در سیستم های راداری از گیرنده های سوپر هترودین، بدلیل حساسیت خوب، بهره زیاد، قابلیت گزینش فرکانس و ضریب اطمینان خوب تقریبا همیشه استفاده می شود و هیچ نوع گیرنده ای قابل رقابت با این نوع گیرنده ها نیستند.
-2 اصول رادار:
در واقع اختراع رادار از یک پد یده فیزیکی و بسیار طبیعی به نام انعکاس ناشی شده است . همه ما بارها بازگشت صدا را در مقابل صخره های عظیم تجربه کرده ایم. امواج رادیویی و الکترومغناطیس نیز قابلیت انعکاس و بازتاب دارند و رادار بر اساس همین خاصیت ساده بوجود آمد . به کمک امواج الکترومغناطیسی نه تنها از وجود اجسام در فاصله دور باخبر می شویم، بلکه بطور دقیق می توان تعیین کرد ساکن هستند یا از ما دور و یا به ما نزدیک می شوند. حتی سرعت جسم نیز بخوبی قابل محاسبه است . امواج برگشتی توسط دستگاههای خاص در مبدا تقویت شده و از روی مدت زمان رفت و برگشت این امواج، فاصله بین جسم و رادار اندازه گیری می شود. می توان گفت رادار یک سیستم الکترومغناطیسی است که برای تشخیص و تعیین موقعیت هدفها بکار می رود. این دستگاه بر اساس ارس ال یک شکل موج خاص به طرف هدف و بررسی شکل موج برگشتی کار می کند . با رادار می توان درون محیطی را که برای چشم غیر قابل نفوذ است دید، مثل تاریکی، باران ، مه ، برف ، غبار و غیره، اما مهمترین مزیت رادار، توانائی آن در تعیین فاصله یا موقعیت و حتی ماهیت هدف می باشد. ساده ترین رادارها در حقیقت از یک فرستنده و یک گیرنده رادیویی بوجود آمدند . در ابتدا این وسیله فقط قادر بود وجود شیء را اعلان کند و به هیچ وجه توانایی تشخیص اندازه و ویژه گی های دیگر آن را نداشت. یک رادار ساده شامل آنتن ، فرستنده، گیرنده و عنصر آشکار ساز انرژی برگشتی بصورت قابل شناسایی می باشد . آنتن فرستنده پرتوهای الکترومغناطیسی تولید شده توسط نوسا نگر را دریافت و ارسال می دارد . معمولی ترین شکل موج در رادارها یک قطار از پالسهای باریک مستطیلی است که موج حامل سینوسی را مدوله می کند. اکنون رادارها در روی زمین و در هوا، دریا و فضا بکار گرفته شده اند، رادارهای زمینی بیشتر برای آشکار سازی، تعیین موقعیت و ر دیابی هواپیم ا و یا سایر اهداف هوایی مورد استفاده قرار می گیرند . رادارهای دریایی بعنوان یک وسیله کمکی به کشتیرانی و وسیله ای مطمئن برای تعیین موقعیت شناورها ، خطوط ساحل و دیگر کشتیها و همچنین دیدن هواپیم اها بکار می روند . رادارهای هوایی برای آشکار سازی هواپی م ا، کشتی و وس ایل نقلیه زمینی و یا نقشه برداری زمین ، اجتناب از طوفان جلوگیری از برخورد با زمین و یا ناوبری می توانند مورد استفاده قرار گیرند . در فضا ،رادار به هدایت اجسام پرنده کمک می کند و برای ارتباط راه دور با زمین و دریا بکار می رود.
در رادارهای زمینی قضی ه خیلی پیچیده تر از رادارهای هوایی است، هنگامی که یک رادار پلیس به ارسال پالس موج رادیویی می پردازد بخاطر وجود اجسام بسیار در سر راهش مانند نرده ها، پلها، تپه ها و ساختمانها اکوهای بسیاری را دریافت می کن د، اما از آنجایی که تمام این اجسام به جزء خودروی مورد نظر ثابت هستند ، سیستم رادار خودروهای پلیس، باید از میان امواج منعکس شده، فقط آنهایی را انتخاب کند که در آنها پدیده داپلر قابل شناسایی باشد، آن هم به اندازه ای که جسم متحرک اضافه سرعت داشته باشد در ضمن آنتن این رادارها باید دهانه تنگی داشته باشد ، چرا ک ه فقط بر روی یک خودرو تنظیم می شوند . البته امروزه پلیس در برخی کشورها از جمله کشور خودمان از تکنولوژی لیزر برای تعیین سرعت خودروها در بزرگراهها استفاده می کند. این تکنولوژی به نام لیدار شناخته می شود و در این مدل بجای امواج رادیویی از لیز ر استفاده شده است.
-3 فرستنده های راداری:
اولین رادارهایی که قبل از جنگ جهانی د وم با موفقیت آماده بهره برداری شدند، از لامپ خلا معمولی دارای استفاده می کردند. نوسان ساز مگنترون، که باعث پیدایش و توسعه ،VHF شبکه کنترل و مناسب کار در باند رادارهای مایکروویو در زمان جنگ جهانی دو م شد، یکی از پر مصرف ترین و کاربردی ترین فرستنده های راداری بود همچنین تقویت کننده های کلیسترون امکان کار با شکل موج ه ای پیچیده تر از رشته پالسهای معمولی را فراهم کرد.
که از خانواده مگنترون بود و انواع گوناگونی دارد ساخته (CFA) در دهه 1960 تقویت کننده میدان متقاطع شد. ویژگیهای عمومی آنها باند وسیع، بهره نسبتا کم و کوچکی ابعاد آن می باشد و بیش تر شبیه مگنترون است تا کلیسترون همچنین ابزارهای نیمه هادی از قبیل ترانزیستورها و دیودهای بهمنی نیز به عنوان نوعی فرستنده به کار می روند اما توان هر یک به تنهایی کم است. برای تامین برد راداری مطلوب باید فرستنده از توان کافی برخوردار باشد، ام ا در عین حال سایر شرایط لازم رادارهای آرایه فازی و ... هر یک ویژگیهای خاصی دارند که بر ،MTI ،CW را هم باید بر آورده نماید . رادارهای فرستنده و روش عملکرد آن اثر می گذارد . از مباحثی که باید در طراحی رادار و انتخاب فرستنده مورد توجه و ولتاژ بالا ، شرایط مدولاس یون و x قرار گیرد، برد ، ثابت یا متحرک بودن ، وزن، اندازه ، حفاظت در برابر اشعه حتی مسئله خنک کردن آن است . البته از آنجا که فرستنده بخش بزرگی از رادار می باشد چگونگی انتخاب آن بسیار حائز اهمیت است. با توجه به معادله کلاسیک رادار دیدیم که اگر بخواهیم به 2 برابر برد موجود برسیم باید توان ارسالی رادار را 16 برابر کنیم ولی افزایش برد با این روش بسیار پر هزینه است. فرستنده ها بسیار پیچیده تر از ی ک لامپ هستند و شامل تقویت کننده های راه انداز ، تقویت کننده های توان بالا ، منبع تغذیه برای تولید جریان و ولتاژ
in out P GP A p 2 a R4 = مورد نیاز لامپ، مدولاتور، خنک کننده لامپ، مبدل دما، وسایل ایمنی برای تخلیه جرقه ها، کلید های ایمنی، می باشد. راندمانی که برای بیشتر لامپها تعریف x وسایل نشان دهنده وضعیت سیستم و محافظی در برابر اشعه ورودی که برای DC خروجی لامپ به توان RF می باشد که عبارتست از توان RF می شود ، راندمان تبدیل برقراری جریان الکترونها لازم است . البته مهندسین سیستم بیشتر، راندمان کلی فرستنده را مورد توجه قرار می دهند. دو ساختار اصلی برای رادارها وجود دارد یکی نوسان س از توان بالای خود تحریک از جنس مگنترون و دیگری یک تقویت کننده توان بالا ، که خود شامل یک نوسان ساز پایدار و کم توان است و خروجی آن پس از یک یا چند مرحله تقویت به میزان مورد نیاز تقویت می شود. فرستنده هایی که از تقویت کننده های توان بهره می گیرند عموماً دارای توان بیشتری بوده و نیز حجیم ترند ، در عین حال دارای پایداری بیشتری نیز می باشند و سایر رادارهای داپلر حایز اهمیت است. MTI که این امر برای
رادار
مگنترون نوسان سازی است که بیش از هر لامپ دیگری در سیستم های راداری کاربرد دارد . مگنترون کلاسیک دارای وزن و اند ازه مناسب، قیمت کم و بازدهی زیاد می باشد . ولتاژ کاری آن به قدری کم است که آن نیز قابلیت اعتماد، طول عمر (دوام) و پایداری (coaxial) نمی شود و نوع هم محور x باعث تولید اشعه بیشتری نسبت به نوع کلاسیک آن دارد و اما تقویت کننده های کلیسترون توان بالا، بهره زیاد ، پایداری و و تراکم پالس را در اختیار طراح قرار می دهد و د ر رادارهای توان بالا MTI بازدهی خوب و لازم برای رادارهای مشابه تقویت های کلیسترون است با این تفاوت که وسعت کاری و TWT مورد توجه قرار می گیرد . لامپ هم از خانواده CFA پهنای باند آن بسیار وسیع تر می باشد و بهره کمتری دار د. تقویت کننده میدان متقاطع یا از پهنای باند وسیعی برخوردار است اما بهره آن نسبتا کمتر است، بنابراین در یک TWT مگنترون بوده و مانند زنجیره تقویت، بیش از یک مرحله تقویت لازم دارد. نوسان ساز مگنترون: این نوسان ساز توان بالا در سال 1939 اخت راع شد و بیش از هر وسیله دیگری در پیدایش و توسعه رادارهای مایکروویو در زمان جنگ جهانی دوم نقش داشت و از آنجا که میدان الکتریکی آن بر یک میدان مغناطیسی ساکن عمود است، یکی از انواع ابزارهای میدان متقاطع محسوب می شود . این کاربرد حفره های تشدید کننده در ساخت ار مگنترون بود که امکان تولید یک نوسان ساز مایکروویوی کارآمد و با توان و بازدهی زیاد را فراهم کرد.
مگنترون دارای مجموعه ای از حفره ها و شیارهاست که مانند مدارهای تشدید عمل می کنند و کاری مورد استفاده در فرکانس کمتر ) انجام می دهند . حفره ه ا، معادل سیم پیچ های ) LC مشابه مدارهای تشدید و L نامیده می شود) هر یک از p القاگر، و شیار ها معادل خازن می باشند . در حالت کاری مطلوب ( که حالت ها با هم موازی هستند و فرک انس مگنترون تقریبا برابر فرکانس هر یک از تشدیدکننده ها است . کاتد باید از C جنس سختی باشد تا بتواند در مقابل گرما و تجزیه ناشی از برخوردهای الکترونی (بمباران معکوس الکترونی ) مقاومت کند . بمباران معکوس الکترونی موجب افزایش دمای کاتد شده و گسیل الکترونهای ثانویه را به دنبال دارد به همین دلیل است که پس از شروع نوسان، برق سیم گرمساز کم و یا قطع می شود . تقاطع میدانهای الکتریکی و مغناطیسی باعث می شود که الکترونها تقریبا به محض گسیل شدن از کاتد به طور کامل دسته بین حفره های مجاور 180 RF بندی شوند . بهترین حالت کاری مگنترون حالتی است که در آن فاز میدان گویند. p درجه اختلاف فاز داشته باشند که به آن حالت هستند، یعنی می توانند با دو فرکانس (degenerate) از نوع چند فرکانسی p تمام حالتها به جز حالت مختلف متناسب با چرخش نمودار ایستا و عوض شدن جای گره و شکم ، نوسان کنند. بنابراین در یک مگنترون فرکانس وج ود دارد که مگنترون می تواند در هر یک از این حالتها نوسان کند و این مسئله (n- حفره ( 1 n با p ریشه مشکل پایداری است ولی مگنترون باید فقط برای یک حالت کاری غالب طراحی شود که معمولا حالت را ترجیح می دهند زیرا به آسانی از سایر حالتها جدا می شود. در حفره مرکزی ذخیره می شود می توان با وارد کردن یک محور متحرک (مانند RF چون بیشتر انرژی پیستون) در حفره به طوریکه تماسی با جدار آن نداشته باشد، مگنترون را با اطمینان در یک باند وسیع تنظیم نمود. فرکانس مگنترون معمولی با وارد کردن این عنصر تنظیمی که میزان القاگری (اندوکتانس) مدار تشدید را تغییر می دهد قابل تغییر است . لازم نیست که حرکت عناصر تنظیم زیاد باشد بلکه حرکت کسری از اینچ برای تغییر 5 تا 10 درصدی فرکانس کار کافی است . در مگنترونهای معمولی، تغییر فرکانس از طریق تغییر ظرفیت خازنی نیز امکان پذیر است . در رادارهای ب ا تغییر سریع فرکانس، فرکانس مگنترون ممکن است پالس به پالس و به گونه ای تغییر کند که تمام باند تنظیمی را بپوشاند . چنین رادارهایی ممکن است برای تسهیل در کشف هدفهای دارای سطح مقطع متغیر و کاهش اثر لرزش هدف به کار روند . این تنظیم سریع در یک باند باریک به منظور ایجاد تغییرات فوری فرکانس را گاهی تنظیم موتوری یا تنظیم دید می نامند. تقویت کننده کلیسترون:
کلیسترون نمونه ای از لامپهای دارای پرتو خطی می باشد، مشخصه بارز لامپهای دارای پرتو خطی آن است که الکترونهای صادر شده از کاتد، به صورت یک پرتو استوانه ای و بلند درمی آیند که قبل از رسیدن به ناحیه تمام انرژی پتانسیل میدان الکتریکی را دریافت می کند . لامپهای کم قدرت ممکن است برای ،RF واکنش جفت کردن پیام با پرتو در دهانه ورودی خود دارای یک شبکه باشند در حالیکه در لامپهای پر قدرت معمولا در دهانه ورودی شبکه ای وجود ندارد ز یرا شبکه نمی تواند قدرت زیاد را تحمل کند. در مورد پهنای باند باید گفت فرکانس این نوع نوسان ساز به وسیله حفره های تشدید آن تعیین می شود که اگر تمام حفره ها برای یک فرکانس تنظیم شده باشند، بهره لامپ زیاد، اما پهنای باند آن کم خواهد بود . به این روش، تنظیم هماهنگ می چند IF گویند. افزایش پهنای باند کلیسترونهای چند حفره ای به گونه ای مشابه افزایش پهنای باند نوسان ساز مرحله ای است یعنی با تنظیم هر یک از حفره ها به یک فرکانس متفاوت بدست می آید که به آن تنظیم ردیفی گویند. بدین ترتیب پهنای باند گسترش خواهد یافت.
یا لامپ موج سیار: TWT
هم یکی دیگر از انواع لامپهای با پرتو خطی می باشد و از این لحاظ که واکنش بین پرتو الکترونی و TWT که TWT رخ می دهد با کلیسترون تفاوت دارد . ویژگی خاص TWT در سرتاسر فضای انتشار RF میدان مورد توجه مهندسین قرار دارد، پهنای باند نسبتا وسیع آن است ، زیرا در کاربری هایی که به تفکیک فاصله ای خوب نیاز باشد و یا اجتناب از اختلالهای عمومی و یا تداخل بین رادارهای مجاور مورد توجه باشد ، استفاده از مشابه کلیسترون است، اما معمولا مقادیر آنها اندکی کم تر TWT باند وسیع ضرورت دارد . بهره، بازدهی و توان از کلیسترون با همان ابعاد می باشد . در این تقویت کننده ها یک میدان مغناطیسی محوری هم وجود دارد که RF خود را به میدان DC مانند کلیسترون، تمرکز پرتو الکترونی را حفظ می کند ، پس از اینکه الکترونها انرژی تحویل دادند، به وسیله الکترودها جمع آوری می شوند. کلیسترون می تواند د ر گستره نسبتا وسیعی از ولتاژ پرتو کار کند بدون اینکه تغییر عمده ای در بهره آن های پرقدرت در صورتیکه ولتاژ پرتو آنها کاهش یابد دچار نوسان می شوند TWT ایجاد شود در حالیکه بنابراین هر چه پهنای باند لامپ بیشتر باشد، قدرت تحمل پرتو آن در برابر تغییرات ولتاژ هم بیشتر خواهد بود . ها علاوه TWT . هم مشابه نیازهای کلیسترون است اما مشکلتر از آن می باشد TWT نیازهای حفاظتی لامپ بر اینکه بعنوان یک لامپ توان بالا در سیستم های راداری پرقدرت مورد استفاده قرار می گیرد، در سطوح توان پایین تر نیز بعنوان راه انداز لامپ های پرقدرت (از قبیل تقویت کننده های میدان متقاطع )، و در رادارهای آرایه فازی که برای افزایش قدرت از تعداد زیادی لامپ استفاده می کنند، هم به کار می روند.
:CFA تقویت کننده های میدان متقاطع یا

هم مانند مگنترون ، وجود میدانهای الکتریکی و مغناطیسی عمود بر CFA مشخصه بارز تقویت کننده های هم می باشد . اینگونه لامپ ها، بازدهی زیاد حدود 40 تا 60 درصد دارند، ولتاژ نسبتا کم، اندازه کوچک و وزن کم دارند و برای استفاده در سیستم های سیار، مفید هستند. این تقویت کننده ها، طیف وسیع، توان اوج بالا و پایداری فاز ی خوبی دارند اما بهره آنها چندان بالا نمی باشد البته برای دستیابی به قدرت بیشتر می توان را به طور موازی در مدار قرار داد . این لامپها می تواند به عنوان تقویت کننده بعد از مگنترون CFA تعدادی بعنوان بخش راه انداز و TWT و CFA بعنوان بخش تقویت کننده توان نوسان ساز یا به همراه سایر لامپهای یا بعنوان فرستنده مجزا در رادارهای آرایه فازی پرتوان مورد استفاده قرار گیر ند. تقویت کننده میدان متقاطع از اصول واکنش الکترونی مگنترون بهره می گیرند، بنابراین همان ویژگی های مگنترون را دار است و (CFA) TWT از جوانبی نیز مشابه CFA . از نظر ظاهری هم مشابه مگنترون هستند ،CFA حتی بسیاری از لامپهای هستند زیرا تقابل الکترونی در هردوی آنها به رو ش موج متحرک (سیار) صورت می گیرد . اجزای تشکیل دهنده انواع این تقویت کننده ها عموماً عبارتند از : ساختار کاهنده سرعت موج، کاتد، آند و دریچه های ورودی و خروجی الکترون.
فرستنده های نیمه هادی:
دو گروه نیمه هادی وجود دارند که در سیستم های راداری بعنوان منابع بالقوه انرژی مایکروویو تلقی می شوند یکی تقویت کننده های ترانزیستوری و دیگری دیودهای مایکروویو یک قطبی ، که بعنوان نوسان ساز و یا تقویت کننده با مقاومت منفی، عمل می کنند . در گذشته ترانزیستورهای دو قطبی سیلیسی در فرکانسهای و پایین تر) مورد استفاده قرار می گرفتند و دیودها در فرکانسهای بالاتر به کار می L پایین مایکروویو (باند از جنس گالیوم – آرسنید نیز در فرکانسهای بالاتر استفاده می شدند، از ویژگیهای FET رفتند. ترانزیستورهای این دو نوع مولد امواج مایکروویو ترانزیستوری و دیودی، قدرت کم آنها در مقایسه با لامپهای پرتوان (قدرتی ) ذکر شده می باشد . به دلیل قدرت کم و سایر ویژگیهای ابزار نیمه هادی، کاربرد آنها در سیستم های راداری با کاربرد لامپهای پرقدرت متفاوت است . گرچه در زمینه ابزار های نیمه هادی، پیشرفتهای چشمگیری حاصل شده و آنها از ویژگیهایی متفاوت با سایر منابع مایکروویو برخوردارند، اما میزان کاربری آنها در سیستمهای راداری همچنان محدود است.
ترانزیستورهای مایکروویو:
از یک ترانزیستور مایکروویو بدست می آید، مم کن است به دهها وات L مقدار انرژی پیوسته ای که در باند برسد، برخلاف لامپهای خلا، توان اوجی که ترانزیستورها، با پ السهای باریک می توانند ایجاد کنند فقط در حدود دو برابر توان پیوسته آنها می باشد و این امر باعث می شود که ترانزیستورها، با پالسهای پهن و ضریب کاری زیاد، کار کنند ولی در رادارهای تجس سی هوابرد ممکن است پهنای پالس به دهها میکرو ثانیه یا بیشتر هم برسد 0 که خیلی بیشتر از ضریب کار لامپهای مایکروویو است مواجه شویم. این ضریب کاری زیاد، / و با ضریب کاری 1 طراحان سیستم راداری را متقاعد نمود که فرستنده های نیمه هادی نمی توانند جایگزین فرستنده های لامپی گردند و برای استفاده از نیمه هادی ها باید مبانی طراحی سیستم را بطور کلی تغییر داد. به هر حال برای استفاده از نیمه هادی ها در سیستم های راداری، مشکلات زیادی جدا از قیمت نیز وجود دارد، همانطور که اشاره شد فرستنده های نیمه هادی تفاوت چشمگیری با فرستند ه های لامپی دارند . بخش اصلی مولد انرژی نسبتا کوچک است، بنابراین برای کسب انرژی مورد نیاز رادار بخشهای تقویت کننده زیادی باید با هم ترکیب شوند، هر چه فرکانس بالاتر باشد انرژی حاصل از عناصر نیمه هادی کمتر و ترکیب انرژی زیاد PRF بعلت افزایش عناصر مورد نیاز دشوارتر خو اهد بود . رادارهای ترانزیستوری باید پالسهای بلند و یا داشته ب اشند که عموماً هیچکدام برای رادار مطلوب نمی باشد به همین دلیل کاربرد آنها محدود و خاص به می شود، در رادارهای نظامی پالس پهن یک ایراد CW مواردی از قبیل رادارهای پالس داپلر یا رادارهای محسوب می شود زیرا با شروع پالس پهن سیستم های ایجاد نویز و اختلال می توا نن د فرکانس کاری رادار را مشخص نموده و در خلال دوره پالس، بسرعت سیستم ایجاد نویز و اختلال را بر روی فرکانس صحیح تنظیم کنند و ضمنا شناسایی و ردیابی رادار نیز آسان تر می باشد.
مدولاتورها:
کار مدولاتورها روشن و خاموش کردن لامپ فرستنده به منظور تولید شکل موج مورد نظر می باشد، اگر موج ارسالی به صورت پالس باشد، مدولاتور را پالس ساز هم می گویند . هر لامپ توان بالا، ویژگیهای خاص خود را دارد که تعیین کننده نوع مدولاتور مورد نیاز می باشد . مثلا مدولاتور مگنترون باید طوری طراحی شود که و TWT قدرت تحمل تمامی انرژی پالس را داشته باشد و یا از سوی دیگر خواهیم دید که تمام انرژی لامپهای کلیسترون را می توان به وسیله مدولاتورها که فقط بخش کوچکی از کل انرژی پرتو را تحمل می کند قطع و غالبا از نوع کلید کاتدی می باشند CFA وصل نمود . این نوسان ساز ها دارای ک لید آندی هستند ولی لامپهای نیز دارای عملکرد مستقیم هستند یعنی می CFA که به مدولاتور پرقدرت نیاز دارند البته برخی از لامپهای روشن شده و با اعمال یک پالس باریک و کم انرژی به الکترود قطع یا همان خامو ش RF توانند با شروع پالس روشن و خاموش می شوند و به ،RF با شروع و خاتمه پالس CFA شوند، همچنین برخی دیگر از لامپهای مدولاتور نیازی ندارند.
انرژی حاصل از یک منبع ، انرژی در دوره بین پالسی (زمان بین دو پالس )، در یک عنصر ذخیره ساز انرژی ذخیره می گردد . امپدانس شارژ، سرعت تح ویل انرژی به عنصر ذخیره ساز را محدود می کند . در یک زمان بسرعت تخلیه گرد یده و شکل پالس را RF معین، کلید بسته شده و انرژی ذخیره شده از طریق بار یا لامپ عناصر پایه ای یکی
از انواع مدولاتور پالس عنصر ذخیره امپدانس شارژ انرژی منبع انرژی o بار کلید o مسیر دشارژ مسیر شارژ ایجاد می کند . در طول دوره تخلیه بار، امپدانس شارژ از هدر رفتن انرژی موجود در عنصر ذخیره گر جلوگیری می کند.
-4 گیرنده های راداری:
کار گیرنده رادار، آشکار سازی پی امهای اکوی مورد نظر در حضور نویز ، تداخل یا کلاتر می باشد . گیرنده باید پیامهای مطلوب را از نامطلوب جدا نموده و پیامهای مطلوب را تا حدی که اطلاعات هدف برای کاربر قابل نمایش بوده و یا د ر داده پرداز خودکار ق ابل استفاده باشد، تقویت نماید . ساختار گیرنده رادار نه تنها به شکل موج آشکار شونده بستگی دارد، بلکه به ماهیت اکوهای کلاتر ، تداخل و نویز که با پیامهای اکو مخلوط می شوند هم بستگی دارد . نویز ممکن است از طریق پایانه آنتن، به همراه پیام مورد نظر، وارد گیرنده شود و یا ممکن است در داخل خود گیرنده ایجاد گردد البته در فرکانس های مایکروویو که معمولا در رادار به کار می روند، نویزهای خارجی که از طریق آنتن وارد گیرنده می شوند به قدری ناچیز است که معمولا حساسیت گیرنده را بر حسب نویز داخلی گیرنده تنظیم می کنند ، مقدار نویز داخلی گیرنده را عدد نویز می نامند. خوب بودن گیرنده خروجی آن تعیین می شود. برای به حداکثر رساندن (S/N) بر مبنای بیشترین مقدار نسبت سیگنال به نویز و یا معادل آن باشد. (Matched Filter) نسبت سیگنال به نویز خروجی، گیرنده باید دارای یک فیلتر انطباقی گیرنده راداری را مشخص می کند. IF تابع پاسخ فرکانسی بخش Matched Filter قسمت بدیهی است که گیرنده باید طوری طراحی شود که کمترین نویز داخلی را بخصوص در طبقات ورودی که پیام های مطلوب در ضعیف ترین حالت خود هستند، ایجاد نما ید. در طراحی و ساخت گیرنده رادار، همچنین باید دستیا بی به بهره کافی، پایداری فاز و دامنه، برد دینامیک (پویا)، تنظیمات، استحکام و دوام و نیز سادگی و سوختگی های ناشی از تداخل (Over load) مورد توجه قرار گیرد، ابزار ایمن سازی در برابر بار اضافی فرستنده های مجاور هم باید فراهم گردد . همچنین زمانبندی و پیام مبنا هم برای استخراج صحیح اطلاعات رادارهای ردگیر یا رادارهایی که برای به حداقل ،MTI هدف ضروری است . رادارهای خاصی از قبیل رادارهای رساندن کلاتر طراحی شده اند هم هر یک شرایط خاصی را برای گیرنده ایجاب می کنند . گیرنده هایی که با نیاز دارند . (AFC) فرستنده های چند فرکانسی کار می کنند به نوعی سیستم خودکار کنترل فرکانس رادارهایی که با تداخلهای الکترونیکی مهاجم (ناشی از جنگ الکترونیک ) مواجه می شوند، به گیرنده هایی نیازمندند که بتوانند اثرات این گونه تداخلها را به حداقل برسانند . با توجه به مطالب اخیر طراحان سیستم های گیرنده برای تامین شرایط یک سیستم راداری پیشرفته و با کیفیت خوب با مس ایل و ضرورتهای خاصی روبرو هستند.
: TRF
یک گیرنده ساده منطقی می باشد حسن این نوع گیرنده که امروزه تنها به عنوان گیرنده TRF گیرنده فرکانس ثابت مورد استفاده قرار می گیرد، در سادگی و حساسیت زیاد آن می باشد . که این خود نسبت به و... regenation گیرنده هایی که تا آن زمان مورد استفاده قرار می گرفت مانند گیرنده های کریستالی پیشرفت بزرگی بود. که با هم هماهنگ شده اند (تطبیق یافته اند ) برای انتخاب و RF در این نوع گیرنده 2 تا 3 تقویت کننده تقویت فرکانس ورودی و سپس حذف سایر فرکانس ها مورد استفاده قرار می گیرند. سیگنال گزینش شده بعد از اینکه به حد قابل قبولی برسد تقویت و د مدوله (آشکار) می شود. این چنین گیرنده هایی به سادگی برای تنظیم می شوند ولی در فرکانس های بالاتر با مشکلاتی مو اجه KHz ورودی فرکانس های 535 تا 1640 بودند، که این بیشتر به دلیل خطر ناپایداری ناشی از تقویت زیاد یک فرکانس توسط یک تقویت کننده چند طبقه می باشد. تغییر عرض باند در طول فاصله تنظیم گیرنده است بعلاوه به علت استفاده ،TRF یکی از عیوب گیرنده اجباری از مدار های تطبیق شده تک فرک انسی در فرکانس های بالا امکان انتخاب فر کانس های مختلف به اندازه کافی وجود ندارد ، در عین حال تطبیق بین بلوکهای مختلف تقویت کننده نیز با مشکلا ت زیادی همراه است . این ضعف ها به همراه مشکلاتی چون ناپایداری، حذف غیرکافی (نامطلوب ) فرکانس های مجاور و تغییرات وجود داشت با استفاده از گیرنده سوپر هترودین برطرف شد. TRF پهنای باند که در گیرنده های گیرنده سوپر هترودین: در این نوع جدید از گیرنده ها ولتاژ سیگنال ورودی با ولتاژ نوسان ساز محلی جمع شده و معمولا به یک همان نوع مدولاسیون حامل (IF) سیگنال با فرکانس ثابت تبدیل می شوند ، سیگنالی که در این فرکانس میانی اصلی را دارد، در اینجا تقویت و آشکار می شود تا اطلاعات اولیه را تولید نماید بنابراین یک گیرنده سوپر می باشد مضاف ا کًه دارای میکسر ونوسان ساز محلی و تقویت کننده TRF هترودین دارای همان اجزای اساسی معمولا از 2 یا 3 ترانسفورمر استفاده می شود . با این IF نیز است . در تقویت کننده های (IF) فرکانس میانی تعداد زیاد مدارهای تطبیق شده مضاعف که در یک فرکانس ثابت تعیین شده کار می کنند، این تقویت است که تا حد زیادی تقویت مورد نیاز و در نتیجه حساسیت و پهنای باند لازم برای گیرنده را تامین IF کننده می نمایند. شمای کلی گیرنده سوپرهترودین LO fLO = fc ± fIF تقویت کننده آشکارساز دومین صدا تقویت کنند ه توان Demodulator ̃ RF IF آنتن BT < BRF < 2fIF امواج برگشتی سیگنال های ناخواسته BIF ≈ BT اولین تقویت کننده RF مستقل از فرکانسی است که گیرنده روی آن تنظیم شده است، انتخاب گری IF از آنجایی که تقویت کننده و حساسیت گیرنده سوپر هترودین معمولا در تمام باند آن نسبتا یکنواخت بوده و مشکل تغییر پهنای باند که اکثرا برای انتخاب فرکانس RF وجود داشت بوجود نمی آید . در این گیرنده ها از مدارهای TRF در گیرنده موردنظر و ر د فرکانس های تداخلی و ک اهش عدد نویز گیرنده کمک می گیرند. مزایای گیرنده سوپر هترودین گیرنده ه ایی با بان د ،FM و AM باعث شده تا در مواردی که گیرنده رادیویی مورد نیاز است ، مانند مخابرات جانبی تکی و حتی گیرنده های رادار ی، فقط با تغییرات جزیی در اجزای آن به مناس ب ترین نوع گیرنده با همان اصول اولیه هترودین دست یافت. :(Mixers) میکسرها در بسیاری از گیرنده های راداری سوپر هترودین، میکسرها اولین طبقه آنها را تشکیل می دهند . اگر چه عدد نویز گیرنده هایی که در طبقه اول آنها میکسر وجود دارد به کمی گیرنده های دیگر نیست اما برای بسیاری از کاربردهای رادار که عوامل دیگری بجز نویز کم در آنها اهمیت دارند، قابل قبول می باشند . کار میکسرها آن تبدیل کند. دیودهای شاتکی و IF را با کمترین تلفات و بدون پاسخ های نادرست به انرژی RF است که انرژی سیلیکان دارای تماس نقطه ای که اتصال نیمه هادی به فلز در آنها دارای مقاومت غیرخطی می باشد بعنوان GaAs ، میکسر مورد استفاده قرار می گیرند . البته در فرکانسهای مایکروویوی یا بالاتر در خانواده دیود شاتکی (گالیم- آرسنیک ) نسبت به سیلیکان برتری دارد . دیودهای شاتکی نسبت به دیودهای معمولی (دارای تماس نقطه ای ) عدد نویز کمتر ی دارند اما دیودهای تماس نقطه ای سیلیکان کمتر می سوزند . یکی دیگر از اجزای نیز از اهمیت خاصی IF است همچنین در طراحی میکسرها تقویت کننده (LO) میکسرها، نوسان ساز محلی برخودار است زیرا در بهبود عدد نویز کلی تاثیر بسزایی دارد. هم ظاهر می شود. اگر بخواهیم که IF در فرکانس ،LO بدلیل رفتار غیرخطی میک سرها، نویز همراه با پیام حذف گردد. یکی از راههای حذف این نویز، LO گیرنده از بیشترین حساسیت برخوردار باشد، باید نویز همراه با در بین نوسان ساز محلی و میکسر می باشد. فرکانس مرک زی این فیلتر ،RF قرار دادن یک فیلتر باند باریک و فرکانسهای تصویر، در LO و پهنای طیف آن باید باریک باشد تا نویز موجود در پیام ،LO باید برابر فرکانس بدون مشکلات مربوط به فیلترهای باند باریک، ،LO میکسر ظاهر نگردد . یکی دیگر از روش های حذف نویز استفاده از میکسرهای متوازن است. استفاده نمی RF در اوایل، گیرنده ه ای سوپر هترودین مایکروویو در ابتدای مدار خود از تقویت کننده های ساخته شده اند که عدد نویز مناسبی دارند . تقویت کنند های RF کردند اما اکنون تعدادی تقویت کننده ترانزیستوری را می توان در بخش وسیعی از طیف فرکانس راداری مورد استفاده قرار داد، در ترانزیستور های نوع گالیوم – آرسنید ، نویز گرمایی بیشتر از نویز شاتکی می باشد، بنابراین با خنک کردن می توان نویز FET آنها را کاهش داد. در سیستم های راداری از گیرنده های سوپر هترود ین، بدلیل حساسیت خوب، بهره زیاد، قابلیت گزینش فرکانس و ضریب اطمینان خوب تقریبا همیشه استفاده می شود و هیچ نوع گیرنده ای قابل رقابت با این نوع گیرنده ها نیست ند. در طراحی و ساخ ت گیرنده رادار، عوامل بسیاری دخالت دارند، اما در اینجا فقط عدد نویز بدلیل اینکه تعیین کننده حساسیت گیرنده می باشد مورد بحث قرار می گیرد. عدد نویز: عدد نویز، مقدار نویز ایجاد شده توسط یک گیرنده واقعی، نسبت به نویز یک گیرنده ایده آل است و عدد نویز یک شبکه خطی را می توان به صورت زیر تعریف کرد: n F = out out in in S N S N = K B G N n out o T آنها برابر، اما عدد نویز و ( Bn ) در جایی که چند شبکه متوالی داشته باشیم در صورتی که پهنای باند نویز بهره مفید آنها متفاوت باشد نیز خواهیم داشت: 1 2 1 2 1 3 1 2 1 ... 1 1 ... 1 - - + + - + - = + N N t GG G F GG F G F F F ام می باشد. از طرف دیگر می توان نویز i بهره (گین) طبقه ،Gi ام و نیز i عدد نویز شبکه ، Fi که در آن نیز بیان کرد که عبارتست از مقدار دمای موجود در ورودی ( Te ) حاصل از یک شبکه را به صورت دمای نویز در خروجی می گردد بنابراین: DN شبکه که باعث ایجاد نویز N G eD = KT B ... 1 2 3 1 2 1 = + + + GG T G T T T e دمای نویز یک گیرنده چند طبقه عدد نویز یک گیرنده در حین کار رادار افزایش می یابد و باعث کاهش قابلیتهای آن می گردد . بنابراین در یک رادار عملیاتی باید وسیله ای برای نشان دادن عدد نویز فراهم گردد تا در صورتی که حساسیت گیرنده ب دتر شود، بتوان آن را تشخیص داده و تصحیح نمود . نشان دادن عدد نویز ممکن است به صورت خودکار انجام شود و یا توسط کاربر صورت گیرد . به کمک یک منبع نویز طیف پهن که شدت آن معلوم باشد، از قبیل لامپ گ ازی و یا یک منبع نویز نیمه هادی، می توان عدد نویز گیرنده را اندازه گیری نمود. علاوه بر عدد نویز، عوامل دیگری هم در انتخاب اولین طبقه یک گیرنده موثر هستند . هزینه، سوختن عناصر ، برد دینامیکی ، پهنای باند لحظه ای، مقدار قابلیت تنظیم، پایداری فاز و دامنه و نحوه خنک کردن، نیز بر انتخاب طبقه اول گیرنده تاثیر بسزایی دارند. :(Duplexer) داپلکسر داپلکسر وسیله است که به یک رادار امکان می دهد که هم بعنوان گیرنده و هم بعنوان فرستنده مورد استفاده قرار گیرد . در هنگام ارسال باید گیرنده را در برابر سوختن و یا خرابی محافظت کند و در هنگ ام دریافت باید مسیر را برای عبور پیام اکو باز نماید . داپلکسرها بخصوص در رادارهای پرقدرت ، از نوعی وسیله گازی (جهت خالی کردن بار خازن خود) و همچنین از قطعات نیمه هادی استفاده می کنن د. در موارد عادی ممکن است توان اوج فرستنده به چند مگاوات برسد و این در حالیست که بهترین توانی که گیرنده می تواند با ایمنی تحمل 60 جدایی ایجاد dB بکند ش اید کمتر از چند وات باشد بنابراین داپلکسر باید بین فرستنده و گیرنده بیش از کند و در عین حال پیامهای مورد نظر را تضعیف نکند، علاوه بر این در فاصله بین پالسها و یا زمانیکه رادار خاموش است، گیرنده باید در مقابل تابشهای پرقدرت رادارهای مجاور ک ه ممکن است با قدرتی کمتر از میزان لازم برای فعال کردن داپلکسر، اما بیش از میزان قابل تحمل برای گیرنده، وارد آنتن رادار گردند، محافظت گردد. برای این کاربرد دوگانه آنتن های رادار دو روش اصلی وجود دارد ، در روش قدیمی که بوسیله داپلکسر ارسال – ) TR انشعابی و داپلکسر متوازن انجام می شد و برای انجام عملیات قطع و وصل خود از لامپهای گازی دریافت) استفاده می کردند و در روش دوم ، برای جداسازی فرستنده و گیرنده از سرکولاتور (موجگردان ) فریت و دیود محدود کننده استفاده می کنند. TR و یک محافظ گیرنده شامل لامپ گازی :(Branch Type Duplexer) داپلکسر انشعابی و TR این نوع داپلکسر از قدیمی ترین اشکال داپلکسر است که مورد استفاده قرار گرفته و شامل یک کلید ضد ارسال – دریافت ) است که هر دوی آنها از نوع گازی هستند . هر گاه فرستنده روشن ) ATR یک کلید یونیزه می شوند و روش ن می شوند (شروع بکار می کنند ). در هنگام دریافت ATR وTR باشد، گاز درون که به فاصله 4 ATR فعال نیستند. مدار باز ATR و TR فرستنده خاموش است و هیچکدام از لامپهای از l خط انتقال اصلی فاصله دارد در مسیر خط انتقال مانند یک اتصال کوتاه ظاهر می شود و چون این اتصال کوت اه به اندازه 4 با خط انتقالی انشعابی گیرنده فاصله دارد، فرستنده به طور موثری از خط جدا شده و انرژی پیام l اکو مستقیما بسوی گیرنده هدایت می شود. :(Balanced Duplexer) داپلکسر متوازن این داپلکسر شامل دو قطعه موجبر است که به صورت طولی، کنار هم قرار گرفته و از یکی از دایواره ها بهم چسبیده اند و در محل اتصال دیواره باریک و مشترک آنها یک شکاف ایجاد شده که امکان انتقال انرژی بین دو شاخه را فراهم می کند . در حالت ارسال از طریق اولین اتصال شکافدار، انرژی به طور یکسان در هر دو موجبر فعال شده و انرژی را به سمت شاخه آنتن هدایت می کنند و در حالت TR توزیع می شود و هر دو لامپ غیر فعال هستند و پیام اکو از داپلکسر عبور نموده و به گیرنده می رسد. توان قابل تحمل TR دریافت، لامپهای این داپلکسر از داپلکسرهای انشعابی بیشتر است و پهنای باند آن هم وسیع تر می باشد. :(TR Tube) لامپهای ارسال و دریافت پرقدرت، یونیزه و فعال شده و با جذب RF این لامپها یک وسیله گازی هستند که به محض ورود انرژی انرژی به طور ناگهانی و به سرعت غیر فعال می گرد ند. داپلکسرهایی که از ابزارهای محافظ غیرفعال استفاده می کنند، مدت بازیابی (زمان گذرا) بین کسری از میکروثانیه تا ده ها میکروثانیه دارند و با بکارگیری اصول م التی پلکس (انتخاب سریع انرژی های مایکروویو توان بالا)، زمان بازیابی را می توان به زیر 5 نانوثانیه هم رساند. مالتی پلکس یک لامپ خلا است و صفحاتی د ارد که در اثر برخورد یک الکترون ، الکترونهای ثانویه زیادی الکترونها را وادار به برخوردهای پیاپی می کند تا با پرتاب الکترونهای ثانویه، یک ابر ،RF آزاد می کنند . انرژی ورودی حرکت RF الکترونی وسیع ایجاد نماید، این ابر الکترونی به صورت همفاز با نوسانات میدان الکتریکی را جذب م ی کند . ایراد م التی پلکسر آن است که پیچیده بوده و در صورت RF کرده و بخشی از انرژی میدان خاموش بودن دستگاه ایمنی گیرنده را تامین نمی کند. آنتن های راداری: نقش آنتن آن است که در حین ارسال، انرژی تابشی را به شکل یک پرتو معین که به جهتی خاص در فضا اشاره دارد متمرکز نماید و در هنگام دریافت، انرژی موجود در پیام اکو را جمع آوری نموده و به گیرنده تحویل دهد بنابراین ، آنتن رادار دو نقش متضاد اما هم ربط را ایفا می کند . این دو نقش عبارتند از بهره ارسال و سطح مفید دریافتی زیاد. سطح مفید وسیعی که برای کشف هدفهای دور لازم است، باعث باریک شدن پهنای پرتو می گردد و اهمیت پرتوهای باریک آنجا آشکار می شود که بخواهیم تعیین اندازه زاویه بطور دقیق انجام شود و یا هدفهای نزدیک بهم از یکدیگر تمیز داده شوند. مزیت فرکانسهای مایکروویو در سیستم های راداری آن است که برای سطوح به ابعاد فیز یکی کوچک ، می توان به راحتی پرتو های باریک ایجاد نمود و از ویژگیهای بارز آنتنهای راداری، پرتوهای جهت دار آنها می باشد که معمولا بسرعت می چرخند، با این دو پارامتر می توان محیط را حتی به صورت نقطه ای مورد بررسی قرار داد. در اینجا در مورد هدایت جهت دار پرتو دو تعریف متفاوت اما نزدیک به ه م برای آنتن وجود دارد، توانایی گویند و بهره توان (بهره انرژی) که با (GD ) آنتن در متمرکز کردن انرژی در یک جهت معین را ضریب هدایت نشان داده می شود ، که تلفات هدر دهنده آنتن را هم در نظر می گیرد اما تلفات سیستمی ناشی از G حرف عدم انطباق امپدانس یا قطبیت را شامل نمی شود. G = 2 4 l p e A = 2 4 l p aP A شدت تابش آنتن جهت دار مورد نظر
شدت تابش آنتن ایزتروپ (همه جهته) و با همان انرژی G = حداکثر شدت تابش
Directive Gain GD = میانگین شدت تابش -5 مراجع :
1) سیستمهای مخابراتی، ا.ب.کارلسون ترجمه محمد خیام روحانی
2) INTRODUCTION TO RADAR SYSTEMS
Third Edition - by Merrill I.Skolnic
3) ANTENE THEORY AND DESIGN L.Stutzman – Virginia Polytechnic Institute 4)

  
نویسنده : امیر حسین بیک ; ساعت ۱٢:٠۸ ‎ب.ظ روز شنبه ۸ اسفند ۱۳۸۸

انواع رادار

رادارهایی که امروزه در هوانوردی غیرنظامی استفاده میشود در دو گروه کلی مورد بحث قرار میگیرد:
Primary Suveillance Radar و Secondary Suveillance Radar

از آنجایی که این دو رادار از هر جهت کامل نیستند اکثرا با هم در یک سایت نصب میشوند.
در اینجا سعی میکنم این دو سیستم رو به همراه معایب و محاسن معرفی کنم.

(Primary Suveillance Radar )PSR :
این اولین نوع رادار بود که در هواپیمایی بکار گرفته شد . اساس کار بر مبنای فرستادن یک سیگنال و محاسبه زمان برگشت آن از هدف بود . این آنتن در ساده ترین حالت از چهار بخش مهم تشکیل شده :
1-فرستنده
2-گیرنه
3-آنتن
4-صفحه نمایش(Plan Position Indicator)

در ابتدای کار آنتن در حالت فرستندگی است و در زمانی بسیار کوتاه ( حدود 2 میکرو ثانیه) امواج الکترومغناطیسی رو پخش میکند . به این زمان Tx Time میگویند.
انرژی به یک آنتن Directional تغذیه شده و در فضا پخش میشود . دقت کنیم که آنتن رادار در اصل یک آنتن سمتی است ( پخش کننده در یک سمت ) ولی وقتی که به گردش در میاید کار یک آنتن همه جهته (Omindirectional) را میکند.

بعد از پخش اموج نوبت به دریافت برگشتی حاصل از برخورد به اهداف است . از اینرو فرستنده خاموش و گیرنده روشن میشود . در مدت زمانی حدود چندین هزار میکرو ثانیه گیرنده روشن میماند . به این زمان Rx Time گویند.

برگشتی های رادار در صفحه نمایش PPI نمایش داده میشود .
برای سوییچ بین فرستنده و گیرنده نیز از یک Duplexer استفاده میشود .

برد رادار ها نیز تابع قرت خروجی فرستنده و زاویه نصب آنتن نصبت به افق است . (Tilt Angle)
در مبحث رادار دو تعریف اصولی داریم که بیان علمی و فنی پارامترهای Rx Time و Tx Time است:

* Pulse Repitation Frequency : تعداد پالسهای فرستنده در واحد زمان است . این مقدار با برد رادار نسبت عکس دارد یعنی هرچه برد بیشتر شود چون Rx Time زیاد میشود PRF کم میشود .

* Pulse Repitation Intervals : به فاصله دو پالس متوالی میگن و در حقیقت همان Rx Time است . هر چه برد بیشتر شود PRI نیز زیاد میشود.

سیستم رادار اولیه به دلیل نبودن سیستم کمکی خارجی ( نظیر آنچه که در Secondary Suveillance Radar استفاده میشود ) دارای معایب گوناگونی است . تلاشها مخصوصا در کاربرهای نظامی بر این بوده که این محدودیتها به حداقل برسد . بطور کلی محدودیتهای PSR به شرح زیر است:

1- اهمیت قدرت فرستنده برای پوشش برد حداکثر .
2- مشکل تفکیک اهداف ثابت و متغیر
3- مشکل در تشخیص اهداف از همدیگر
4- نداشتن ارتفاع اهداف


رادارهای اولیه یا همون PSR اشکالاتی داشت که سعی شد با تکنیکهای مختلف اونها رو رفع کنند . یکی از این تکنیکها خاصیت داپلر بود.

طبق خاصیت داپلر اگر فرستنده و یا گیرنده از منبع تولید انرژی دور و یا به آن نزدیک شوند مقدار فرکانس دریافتی توسط گیرنده بسته به جهت و اندازه سرعت کم و یا زیاد میشود.

تصور کنید که از یک رادار معمولی در یک منطقه کوهستانی میخوایم استفاده کنیم. طبق تعریف سیستم گیرنده رادار برگشتی از هر مانع خوا ثابت و خواه متحرک رو بر روی PPI نشان میدهد و نتیجتا صفحه نمایش بسیار شلوغ شده و تفسیر اطلاعات رادار سخت و یا نا ممکن میشود. ولی اگر سیستم رو با یک مقایسه کننده فاز( Phase Comparator ) مجهز کنیم تا اصل داپلر را برای ما پیاده کند دیگر با چنین مشکلی مواجه نخواهیم بود . به این ترتیب فاز سیگنالهای برگشتی رادار در PRFهای متوالی با هم مقایسه شده و در صورت یکسان بودن فازها هدف ثابت فرض شده و از صفحه نمایش حذف میشود. لذا در حال حاضر سیستمها به همراه واحدی به نام
Moving Target Indicator یا MTI همراه است و کنترلر میتواند با فعال کردن آن Phase Comparator را وارد مدار گیرنده کرده و هدفهای ثابت را از سیستم حذف کند.

سیستم MTI اگرچه برای رفع برخی از معایب مفید بود ولی اشکالاتی نیز به همراه داشت که در حیطه نظامی بسیار حساس و خطرناک بود . این اشکالات به این ترتیب است:

*** سرعت کور Blind Speed : برای هر سیستم رادار(از نوع داپلر) میتوان یک سرعت پیدا کرد که اگر هواپیما ضمن حرکت در امتداد مرکز آنتن رادار آن سرعت را حفظ کند در رادار نشان داده نخواهد شد . این سرعت به فرکانس کاری رادار بستگی دارد و از یک رادار به رادار دیگر بدلیل اختلاف فرکانسها متفاوت است. در سیستمهای نظامی فرکانس رادارها محرمانه است و از تکنیکهای جنگ الکترونیک هوایی کشف فرکانس رادار دشمن برای پیدا کردن سرعت کور است ولی در سیستم غیر نظامی این سرعت را محاسبه کرده و هواپیماها را طوری هدایت میکنند که در این سرعت قرار نگیرند.
این پدیده هنگامی اتفاق میافتد که تغییر مکان محور جابجایی یک هواپیما در امتداد مرکز رادار برابر ضریب صحیحی از نصف طول موج اواج رادار باشد سیگنالهای برگشتی از هدف همفاز سیگنالهای فرستاده شده بوده و هدف ثابت فرض میشود. اگر L طول موج رادار باشد سرعت کور از رابطه زیر بدست میاید:

Blind Speed ( m/s ) = (L/2) * PRF Blind Speed ( Knots ) = (L*PRF) / 102.5

برای رفع خطر Blind Speed یا میتوان MTI را خاموش کرد و یا از دستگاهی به نام Stagger استفاده کرد. این دستگاه در لحظات مختلف بصورت رندم از PRF ( فرکانس) مختلف استفاده میکند.

*** Arcfading : دومین عیب بزرگ سیستم MTI این است که اگر هواپیما روی قوسی از دایره به مرکزیت آنتن رادار حرکت کند به علت هم فاز بودن دریافتی رادار در دو PRF متوالی سیستم این هواپیما را جسم ثابت تلقی کرده و آن را حذف میکند.

در ادامه توضیح مبحث رادار اولیه و معایب اون نوبت مشکلی به اسم Resolution یا قدرت تفکیک CRT صفحه نمایش رادار است .
Resolution در سه دسته بررسی میشود:
1-Rang Resolution
2-Bearing Resolution
3-CRT Resolution

هر کدام از این موارد باعث میشود تا هدف بر روی صفحه PPI ظاهر نشود.

قبل از شرح این سه مورد باید یادآوری کنم که امواج الکترومغناطیسی که از رادار در حالت فرستندگی پخش میشود دارای یک طول است. طول این امواج رادار در فضا را Package میگویند. با استفاده از فرمول X=V.T میتوانیم طول امواج پخش شده در فضا را بدست آوریم. برای مثال اگر عرض پالس فرستنده یک میکرو ثانیه طول این Package برابر 300 متر خواهد بود و همینطور اگر عرض پالس 4 میکرو ثانیه باشد طول Package برابر 1200 متر خواهد بود.

مشکل Rang Resolution هم از همینجا شروع میشود به طوری که اگر دو هواپیما با زاویه یکسان و فاصله های متفاوت طوری باشند که فاصله آنها کمتر از نصف طول Package ارسالی از رادار باشد این دو هواپیما بر روی PPI یک Blip (یا همون نقطه) ظاهر میشوند.

لذا در شکل زیر میبینید که وقتی فاصله دو هواپیما از هم از نصف Package ارسالی ( 300متر ) تنها یک برگشتی از مجموعه دو هواپیما خواهیم داشت چونPackage قبل از اینکه هواپیمای اول را رد کند به هواپیمای دوم میرسد و برگشتی این دو هدف با هم به رادار میرسد ولی همانطور که در شکل دوم میبینیم در صورت وجود فاصله مناسب ( بیش از نصف طول Package ) برگشتیهای جداگانه خواهیم داشت.

این Package برگشتی قویتر است و در نتیجه Blip ظاهر شده بر روی صفحه PPI نیز قویتر خواهد بود. این مورد را میتوان در شکل زیر با مقایسه قدرت سیگنالهای برگشتی مشاهده کرد.

زمان جنگ از این روش برای نزدیک شدن به هدف بدون اینکه در رادار دیده شوند استفاده میشد. مثلا هواپیمای عراقی خودش رو پشت یک هواپیمای بزرگ مثل C130 قرار میداد و با اون تا خود تهرون میامد. فاصله دو هواپیما طوری بود که رادار آنها را یک هدف میدید.

این مشکل به عوامل متعددی مثل عرض پالس فرستنده , بزرگی هدف و قدرت تفکیک گیرنده بستگی دارد.

مشکل دوم Bearing Resolution است. امواجی که از رادار پخش میشوند شکل مخروطی دارند و اگر از بالا به آنها نگاه کنیم چیزی مانند شکل زیر را میبینیم:

این حالت اینطور تعریف میشود که اگر دو هواپیما با فاصله یکسان و و زوایای متفاوت باشند , میتوانند از دید رادار یک هدف مشاهده شوند به شرط آنکه اگر Beam هنگامی که به هواپیمای دوم رسیده باشد هنوز هواپیمای اول را ترک نکرده باشد و اگر زاویه Beam آنقدر کوچک باشد که وقتی به هواپیمای دوم رسیده باشد هواپیمای اول را ترک کرده باشد انگاه این دو هواپیما با دو blip جداگانه بر روی PPI ظاهر میشوند . طبق آنچه در شکل میبینید اگر فاصله دو هواپیما از هم از فرمول داده شده بیشتر باشد مشکل Bearing Resolution را نخواهیم داشت . از این فرمول میفهمیم که Range Resolution به پارامترهای برد (R) و زاویه Beam رادرا بستگی دارد .هرچه فاصله دو هواپیما از رادار کمتر و هرچه زاویه Beam کمتر باشد رادار ما توانلیی بالاتری در تفکیک اهداف خواهد داشت .

مشکل بعدی CRT Resolution است . صفحه رادار ( PPI ) بسته به کیفیت CRT بکار رفته در آن قدرت تفکیک محدودی دارد . ولی در کل هرچه هدف به رادار نزدیکتر باشد انرزی برگشتی از هدف قویتر و لذا Blip ظاهر شده بر روی صفحه نمایش درشتتر خواهد بود و این میتواند در تفکیک اهدف نزدیک به هم مشکل ایجاد کند.

  
نویسنده : امیر حسین بیک ; ساعت ۱۱:٥٩ ‎ق.ظ روز شنبه ۸ اسفند ۱۳۸۸

رادار

مقدمه

خیالپردازی در بسیاری از مواقع به حقیقت می‌پیوندد. جالب است بدانید که اختراع رادار هم در حقیقت همانند بسیاری از اختراعات دیگر ریشه در یک داستان علمی - تخیلی دارد. واژه رادار که امروزه در سرتاسر دنیا کاربرد دارد، همانند رادیو و تلویزیون یک اصطلاح بین المللی شده است. در واقع اختراع رادار از یک پدیده فیزیکی و بسیار طبیعی به نام انعکاس گرفته شده است، همه ما بارها و بارها بازگشت صدا را در مقابل صخره‌های عظیم تجربه کرده‌ایم. نور خورشید هم با استفاده از همین پدیده است که از سوی ماه و در هنگام شب به ما می‌رسد.

امواج رادیویی و الکترومغناطیس نیز قابلیت انعکاس و بازتاب دارند و رادار بر اساس همین خاصیت ساده بوجود آمد. ساده‌ترین رادارها در حقیقت از یک فرستنده و یک گیرنده رادیویی بوجود آمدند. این وسایل ابتدایی فقط قادر بودند وجود شیء را اعلان کنند و به هیچ وجه توانایی تشخیص اندازه و ویژگیهای دیگر آن را نداشتند. بنابراین بشر در ساخت رادار نیز از طبیعت استفاده‌های فراوان و اساسی کرده و با تغییراتی جزئی برای خود وسیله‌ای سودمند ساخته است.

تاریخچه

نخستین بار در سال 1901 « هوگو ژرنسبارک » که او را «ژول ورن» آمریکایی می‌نامند، در یک داستان علمی _ تخیلی ، آن را طرح ریزی کرد. در سال 1906 ، یک دانشجوی 23 ساله آلمانی ، به نام « هولفس یر » دستگاهی ساخت که با اصول رادارهای امروزی می‌توانست امواجی را بسوی موانع بفرستد و بازتاب آنها را دریافت دارد. آزمایش اساسی ارسال امواج الکترومغناطیسی بسوی هواپیماهای در حال پرواز ، بوسیله یک دانشمند فرانسوی به نام « پیر داوید » انجام یافت. در آغاز جنگ دوم جهانی بود که تکنسینهای انگلیسی موفق شدند، نخستین مدلهای راداری امروزی را بسازند. اما کار او یک مشکل اساسی داشت. امواج تا نقطه‌ای که او می‌خواست نمی‌رسیدند و تنها تا پنج هزار متر برد داشتند.

به همین دلیل یک فرانسوی دیگر به نام "موریس پونت" در سال 1930 موفق به اختراع دستگاهی جالب به نام "مانیترون" شد که امواج بسیار کوتاه رادیویی را بوجود می‌آورد و به همین دلیل رادارهایی که به کمک این وسیله تکمیل شدند توانستند تا دهها کیلومتر بیش از رادار قبلی امواج را ارسال کنند. دستگاه اختراعی پونت در سال 1935 ابتدا در کشتی معروفی به نام نرماندی نصب شد و توانست آن را از خطر برخورد با کوههای عظیم یخی شناور در اقیانوس محافظت کند و به این ترتیب رادار لاوه بر استفاده وسیع در هوا ، سطح دریاها را هم به تسخیر خود در آورد.
مکانیسم عمل

همانطور که امواج دریا و امواج صوتی پس از رسیدن به مانعی منعکس می‌شوند، امواج الکترومغناطیسی هم وقتی به مانعی برخورد کردند، بر می‌گردند و ما را از وجود آن آگاه می‌سازند. به کمک امواج الکترومغناطیسی نه تنها از وجود اجسام در فاصله دور باخبر می‌شویم، بلکه بطور دقیق تعیین می‌کنیم که آیا ساکن هستند یا از ما دور و یا به ما نزدیک می‌شوند؟ حتی سرعت جسم نیز بخوبی قابل محاسبه است. وقتی امواج منتشر شده از رادار ، به یک جسم دور برخورد می‌کنند، به طرف نقطه حرکت بر می‌گردند. امواج برگشتی توسط دستگاههای خاص در مبدا تقویت می‌شوند و از روی مدت رفت و برگشت این امواج ، فاصله بین جسم و رادار اندازه گیری می‌شود
کاربردها

زمانی رادار وارد جنگلها شد، انگلستان پایگاههای وسیعی را با رادار مجهز کرد و به این ترتیب هواپیماهای آلمانی در کار خودشان دچار اختلال شدند. به عقیده بسیاری از کارشناسان همین رادار بود که آلمان را علی رغم حمله‌های گسترده هوایی بر روی شهرهایی نظیر لندن ، ناکام گذاشت. همچنین بسیاری از زیر دریاییهایی که تعداد زیادی از کشتیهای حمل و نقل و ناوهای جنگی متفقین را به قعر دریا می‌فرستادند، با کمک رادارها شناسایی شدند و در عملیات گوناگون خود دچار شکست گردیدند.

رادارها حتی در توپخانه‌ها ، موشک اندازها و جنگهای زیر دریاییها نیز وارد عمل شدند و توجه قدرتهای بزرگ تسلیحاتی را ، حتی پس از شکست هیتلر و پایان جنگ جهانی به خودشان جلب کردند. اما صرف نظر از کاربردها نظامی، رادار خدمات صلح آمیز بسیاری را برای انسان امروزی در برداشته است. کاهش سوانح در مسافرت های دریایی و هوایی همگی مدیون رادار هستند.

در حقیقت یکی از مهمترین کاربردهای علمی رادار با آغاز عصر فضا ه وجود آمد و بشر توانست برای اولین بار با کمک رادار به فضا دسترسی پیدا کند و حتی سطح سیاره ها و اشکال گوناگون آنها را شناسایی کند. این موفقیت سالها قبل از آنبود که سفینه ها بتوانند از سطح سیارات عکسبرداری کنند. بنابراین رادار علی رغم خرابی هاییکه با گسترده تر کردن جنگلها به وجود آورد، توانست خدمات بسیار ارزنده ای را برای جامعه بشری به ارمغان آورد و انسان این همه را مدیون طبیعت بی ادعاست!
مرکز کنترل ترافیک فرودگاهها برای ردیابی هواپیماها چه آنها که بر روی باند فرودگاه قرار دارند و چه آنها که در حال پرواز هستند و هدایت آنها از رادار استفاده می‏کنند. در برخی از کشورها پلیس از رادار برای شناسایی خودروهای با سرعت غیر مجاز استفاده می‏‏کند. ناسا از رادار برای شناسایی موقعیت کرة زمین و دیگر سیارات استفاده می‏کند، همین طور برای دنبال کردن مسیر ماهواره‏ها و فضاپیماها و برای کمک به کشتی‏ها در دریا و مانورهای رزمی از آن استفاده می‏شود. مراکز نظامی نیز برای شناسایی دشمن و یا هدایت جنگ‏افزارهایشان از آن استفاده می‏کنند.

هواشناسان برای شناسایی طوفانها، تندبادهای دریایی و گردبادها از آن استفاده می‏برند. شما حتی نوعی خاص از رادار را در مدخل ورودی فروشگاهها می‏بینید که در هنگام قرار گرفتن اشخاص در مقابلشان، درب را باز می‏کنند. بطور واضح می‏بینید که رادار وسیله‏ای بسیار کاربردی می‏باشد. در این بخش از مقالات ما به اسرار رادار می‏پردازیم. استفاده از رادار عموماً در راستای سه هدف زیر می‏باشد:

شناسایی حضور یا عدم حضور یک جسم در فاصله‏ای مشخص – عمدتاً آنچه که شناسایی می‏شود متحرک است و مانند هواپیما ، اما رادار قادر به شناسایی حضور اجسام که مثلاً در زیر زمین نیز مدفون شده‏اند، می‏باشد. در بعضی از موارد حتی رادار می‏تواند ماهیت آنچه را که می‏یابد مشخص کند، مثلاً نوع هواپیمایی که شناسایی می‏کند. شناسایی سرعت آن جسم- دقیقاً همان هدفی که پلیس از آن در بزرگراهها برای کنترل سرعت خودروها از آن استفاده می‏کند.

جابجایی اجسام – شاتل‏های فضایی و ماهواره‏های دوار بر دور کره زمین از چیزی به عنوان رادار حفره‏های مجازی برای تهیه نقشه جزئیات ، نقشه‏های عوارض جغرافیایی سطح ماه و دیگر سیارات استفاده می‏کنند. تمام این سه عملیات می‏تواند با دو پدیده‏ای که شما در زندگی روزمره با آن آشنائید پیاده شود: «پژواک» و «پدیده دوپلر» این دو پدیده بسادگی قابل فهم می‏باشند، چرا که هر روزه شما با آنها در حوزه شنوایی خویش برخوردارید. رادار از این دو پدیده در حوزه امواج رادیویی استفاده می‏برد

رادار در طبیعت

شاید رادار طبیعی بیشترین استفاده را برای خفاش دارد. چرا که این پرنده شب پرواز ، دارای حس بینایی ضعیفی است و به کمک طبیعت راداری که دارد، می‌تواند موانع دور و بر خود را تشخیص دهد. خفاش هنگام پرواز فریادهای ابر صوتی خاصی ایجاد می‌کند که پس از برخورد با اجسام مختلف ، منعکس می‌شود و به گوش خفاش می‌رسد. بوسیله همین پژواک صداهای ابر صوتی است که نوع مانع و فاصله آن را تشخیص می‌دهد و طوری پرواز می‌کند که از تصادم با آنها در امان باشد.
بالنها و دلفینها نیز از همین پدیده بازتاب استفاده می‌کنند که در مورد بازتابهای صوتی به آن "سونار" گفته می‌شود.

  
نویسنده : امیر حسین بیک ; ساعت ۱۱:۳٩ ‎ق.ظ روز شنبه ۸ اسفند ۱۳۸۸
تگ ها : رادار

درباره ی تلفن همراه

فناوری های جدید و دو دهه اخیر تاثیرات بسیاری بر زندگی ما داشته اند و تا حد زیادی سبک زندگی را تغییر داده اند،تلفن همراه فیزیکی از انواع پدیده هایی است که زندگی جوامع بشری را تحت الشعاع قرارداده است.در همین راستا،نخستین مرحله از راه اندازی سیستم تلفن همراه در سال 73 با دایری 9200 شماره در شهر تهران آغاز به کار کرد.بنابراین با توجه به نیاز و تقاضای مردم به این پدیده فعالیت هایی متناسب با جهت گیری جهانی برای توسعه شبکه تلفن همراه در اهداف عالی مجموعه مخابرات کشور قرارگرفت.در پایان سال 82، این شبکه دارای 3 میلیون و 450 هزار مشترک بود که این تعداد،با عملکردی معادل یک میلیون و 630 هزار شماره در سال 83 به 5 میلیون و 75 هزار شماره،در حال حاضر،رسیده است.اکنون شبکه تلفن همراه علاوه براین،افزایش بیش از 25هزار کیلومتر جاده و 851 شهر تحت پوشش این سیستم را پیش رو دارید.

بر این اساس در طول برنامه سوم 4 میلیون و 590 شماره تلفن همراه واگذار شد.که با 934.8 در صد رشد رو به رو بوده است و ضریب نفوذ تلفن همراه از 0.78 در ابتدای برنامه سوم به 7.50 در انتهای برنامه افزایش پیدا کرد و سه استان اول از نظر ضریب نفوذ در پایان برنامه سوم تهران،اصفهان و یزد بودند و نیز از نظر عملکرد واگذاری تلفن همراه تهران،اصفهان و فارس اول بودند.

در راستای توسعه تلفن همراه‌، وزارت ارتباطات و اطلاعات شرکت مخابرات ایران قرارداد واگذاری 2میلیون شماره تلفن همراه اعتباری را نیز با بخش خصوصی امضا کرده که تاکنون بیش از 426 هزار شماره از حجم قرارداد واگذار شده و همچنین در نظر دارد، با اپراتور دوم وسوم نیز قرارداد توسعه شبکه تلفن همراه را منعقد کند. سرویس‌های ویژه تلفن همراه که مشترکین از آنهابهره‌مند می‌شوند، شامل انتقال و انتظار مکالمه‌، نمایشگر شماره‌، سرویس FDN، امکان دسترسیمحدود، اتصال به نمابر و دیتا، سرویس SMS و VMS (صندوق صوتی‌) و سرویس رومینگ بین‌المللمی‌باشد. رومینگ بین‌الملل اکنون با 78 کشور ارتباط برقرار می‌کند و در آینده نیز رو به افزایش است

« تلفن همراه ماهواره‌ای »

شرکت مخابرات ایران و شرکت ارتباطات ماهواره‌ای بین‌المللی ثریا (امارات متحده عربی) برای عرضه‌ی خدمات تلفن همراه ماهواره‌ای در ایران ، قراردادی منعقد کردند و برای اجرایی شدن آن ، هماهنگی های لازم صورت گرفت.



سیستم ارتباطات تلفن ماهواره‌ای همراه ، به کمک ماهواره ، ارتباط می‌دهد و مکمل شبکه‌های تلفن همراه GSM است .

کاربرد تلفن همراه ماهواره‌ای ، عموماً برای نقاطی است که اولاً امکان پوشش ارتباطی با تلفنهای معمولی را ندارد و ثانیاً کسانی تمایل دارند از این سیستم ارتباطی برای مراودات بین‌المللی استفاده کنند. تلفن همراه ماهواره‌ای (ثریا) در حال حاضر 99 کشور را پوشش می‌دهد که عمدتاً کشورهای خاورمیانه ، آسیای میانه ، هند ، شمال آفریقا و برخی کشورهای اروپایی است . ضمناً واگذاری تلفن همراه ماهواره‌ای (ثریا) در سطح کل کشور آغاز گردیده است.

سیر و تحول تلفن همراه در جهان

امروز در جهان ارتباطات، تلفن به عنوان یک وسیله ی ارتباط شخصی بیشترین موارد استفاده را داراست.

فکر متحرک یا سیار کردن تلفن و به کارگیری آن در مکان های مختلف به منظور بهره گیری بیشتر از این وسیله، از دهه ی 1960 میلادی در کشور های اسکاندیناوی( سوئد، نروژ، دانمارک،فنلاند ) پا گرفت و در اواخر آن دهه، اولین تلفن نقطه به نقطه به کار گرفته شد که نقطه ى عطفی در روند مخابراتی به شمار آمد و این ایده ی انسان به تحقق پیوست.

این فناوری در سال 1975 میلادی از سوی کشور های اسکاندیناوی با سیستم آنالوگ به بازار عرضه شد.

اولین شبکه ی تلفن متحرک NMT ( Nordic Mobile Telephone ) نیز از سوی همین کشورها راه اندازی گردید. در اوایل سال 1980 میلادی، استفاده از تلفن های دیجیتالی در اتومبیل مورد توجه قرار گرفت.

در سال 1977 میلادی کانادا اولین شبکه ی اطلاعات عمومی را طراحی و راه اندازی کرد. شبکه های عمومی اطلاع رسانی جهانی با استفاده از کامپیوتر، ماهواره و گیرنده ها و فرستنده های میکروویو به وجود آمده است.

در سال 1983 میلادی امریکا سیستم NMT ( Nordic Mobile Telephone ) را وارد بازار کرد.

ژاپن نیز سومین کشور در جهان بود که سیستم سیار خود را با ویژگی های دو نوع اسکاندیناوی و امریکایی به نام HCMS عرضه کرد و سپس سیستم NTT با قابلیت اتصال به شبکه را ایجاد نمود. انگلستان در سال 1985 میلادی با عرضه ی سیستم TACS بود، به گروه دارندگان تلفن سیار پیوست و سپس ایرلند نیز این سیستم را پذیرفت. پس از این تاریخ، سیستم NMT با فرکانس 450 مگا هرتز در کشورهای دانمارک، نروژ، سوئد و فنلاند مورد استفاده قرارگرفت. فادور نیز به شبکه ی استفاده کنندگان از این سیستم پیوستند.

هلند، لوکزامبورگ و بلژیک با تغییر جزئی آن را پذیرفتند و در سال 1989 قبرس نیز به این شبکه پیوست. در این زمان بود که کانادا سیستم AMPS آمریکا را پذیرفت.

در سال 1985 میلادی انستیتو ETSI - EUROPEAN TELECOMMUNICATION STANDARD INSTITUTE متشکل از 17 کشور اروپایی درصدد طراحی و ابداع یک استاندارد مشترک برای تاسیس شبکه ی سلولی برآمد تا این استاندارد به صورت هماهنگ، طرح تلفن سیار دیجیتال را اجرا کند، این استاندارد GSM نام گرفت. در حال حاضر، استاندارد GSM شامل سه سیستم است که عملکردهای اساسی کاملاُ یکسانی دارند ولی باند فرکانس آنها متفاوت است.

در سال 1986 میلادی شبکه ی جهانی اطلاع رسانی اینترنت، فراگیرترین شبکه ی اطلاع رسانی بین الملل، راه اندازی شد و در سال 1987 میلادی طرح باند باریک انتخاب شد و در همان تاریخ 13 کشور اروپایی یادداشت تفاهمی تحت عنوان MOU ( MEMORANDUM OF UNDER STANIG ) امضا کردند، مبنی بر اینکه هر عضو متعهد شد تمام مشخصات GMS را رعایت کند. همچنین با موافقت این 13 کشورن بازار بزرگی نیز برای فعالیت های تجاری در این زمینه باز شد. با گسترش شبکه های اطلاع رسانی عمومی در کنار شبکه های تلفنی، نیاز به یکپارچه سازی آنها در دهه ی 1980 میلادی احساس شد و منجر به ایجاد شبکه ی ISDN گردید. شبکه ی ISDN در پی تحقیقات و تلاش های دانشمندان در زمینه ی فناوری دستگاه های رقمی یاد دیجیتال در دهه ی 1960 بوجود آمد. در سیستم دیجیتال، ارتباط قطعات ، دستگاه ها و تجهیزات، براساس دیجیت ( اعداد) است و کار مکانیکی در آن بسیار کم و فاقد صدا و حرکت است.

شبکه ی ISDN ( شبکه ی رقمی خدمات مجتمع ) در اواسط این دهه به منظور مطالعه به اتحادیه بین المللی ارتباطات دور ارائه شد.

این شبکه که تا کنون درچندین کشور راه اندازی شده است، نوعی شبکه ی کلید ی بسته ای است که در آن، خدمات صدا و داده از طریق وسایل کلیدرنی(سوتیچینگ) ارائه می شود. این فناوری در تبادل اطلاعات با حجم بالا و کثرت تقاضا در مورد ارتباط تلفنی، کامپیوترهای مادر، پایانه های کامپیوتری و خدمات دیگری که مستلزم سازگاری با شبکه های دیگر است، قابلیت انعطاف و کارایی بیشتر و هزینه ی کمتری دارد.

از جمله دیگر فناوری هایی که در دهه های اخیر مورد استفاده قرار گرفته است، ویدئوکنفرانس و شبکه های چند منظوره ( مولتی مدیا ) است که در دهه ی 1970 توسط شرکت ATST در نیویورک عرضه شد. در این شبکه ها با بهره گیری از فناوری های سوئیچ TDM همگام با انتقال صورت برروی یک زوج سیم ، تصویر و داده نیز منتقل می شود در امکان کنترل از راه دور فراهم می گردد.

نسل اول تلفن های همراه در سال 1979 میلادی برای استفاده ی تجاری در امریکا و ژاپن به کار گرفته شد.

این تلفن ها که از سیستم مخابرات سلولی استفاده می کردند، بعد ها تکامل پیدا کردند که این تکامل منجر به پیدایش نسل دوم تلفن همراه و سیستم های دیجیتالی شد. تکامل این سیستم نیز که امکان شنود در آن کمتر بود و افزایش تعداد مشترکان را به همراه داشت، باعث پدید آمدن نسل سوم تلفن همراه شد، به طوریکه ْارتباطات سیار بین المللی 2000 ْ دیدگاه ITU در مورد ارتباطات سیار در قرن بیست و یکم است.

IMT-2000 یک ارتباط موبایل پیشرفته برای تهیه ی سرویس های مخابراتی در مقیاس جهانی بدون در نظر گرفتن مکان شبکه و ترمینال استفاده شده است. با یکپارچگی سیستم های موبایل زمینی و ماهواره ای، انواع مختلفی از دسترسی بی سیم به صورت جهانی، شامل سرویسهای موجود در شبکه ی مخابراتی ثابت و سرویس هایی که برای استفاده کنندگان موبایل تعیین گردیده است، عملی خواهد گردید . IMT-2000 استفاده از انواع ترمینال های موبایل را که با شبکه های زمینی یا ماهواره ای در ارتباط می باشند و همچنین ترمینال هایی را که برای کاربری ثابت و یا سیار طراحی گردیده است، امکان پذیر می نماید.

سیر و تحول تلفن همراه در ایران و وضعیت موجود

بهره برداری از اولین فاز شبکه ی تلفن همراه کشور در مرداد ماه سال 1373 در شهر تهران با استفاده از 176 فرستنده و گیرنده در 24 ایستگاه رادیویی و با ظرفیت 9200 شماره آغاز شد.

به دنبال استقبال غیرمنتظره مشترکین از این پدیده ، شرکت مخابرات ایران در صدد گسترش پوشش آن از تهران به کل کشور بر آمد، به طوری که در سال 1374 تعداد تلفن های دایری به 15907 شماره افزایش یافت و افزون بر تهران ، شهرهای مشهد، اهواز، تبریز، اصفهان و شیراز نیز زیر پوشش شبکه ی تلفن همراه قرار گرفت.

گسترش شبکه ی ارتباطات سیار در سالهای بعد نیز ادامه یافت، به طوری که در سال 1375 علاوه بر شهرهای یاد شده 28 شهر دیگر به این شبکه پیوست، ضمن آنکه تعداد تلفن های دایر شده در این سال به 59967 شماره بالغ گشت و در پایان سال 1382 به 3449878 شماره رسید.

در همین خصوص و در راستای سیاست برخورداری کلیه ی اقشار کشور، اعم از ساکنین شهرهای کوچک و بزرگ از امکانات ارتباطی ، تعداد شهرهای تحت پوشش تلفن همراه از 134 شهر در آغاز سال 76 به 667 شهر در پایان سال 82 رسیده است.

هم اکنون شبکه ارتباطات سیار کشور دارای هشت میلیون و 510 هزار مشترک، 999 شهر و 26 هزار کیلومتر جاده تحت پوشش، ضریب نفوذ معادل 12.43 درصد، ارتباط رومینگ بین الملل با 78 کشور جهان، بهره مندی 8.5 میلیون مشترک از سرویس SMS و 220 هزار مشترک از سرویس VMS می باشد.

  
نویسنده : امیر حسین بیک ; ساعت ٦:٤٢ ‎ب.ظ روز شنبه ۱ اسفند ۱۳۸۸

آشنایی با برخی از انواع خطوط مخابرتی و اینترنتی

خطوط آنولوگ معمولی:
منظور از این خطوط همان خطوط تلفنی معمولی می باشد. نرخ انتقال Data توسط این خطوط حداکثر 6/33 kb/s می باشد.
T1 : نام خطوط مخابراتی مخصوص است که در آمریکا و کانادا ارایه می شود . بر روی هر خط T1 تعداد 24 خط تلفن معمولی شبیه سازی می شود.
هر خط T1 می تواند حامل 5/1 mb/s پهنای باند باشد.

E1:
نام خطوط مخابراتی مخصوصی است که در اروپا و هم چنین ایران ارائه می شود بر روی هر خط E1 تعداد 30 خط تلفن معمولی شبیه سازی می شود.
هر خط E1 می تواند حامل 2 mb/s پهنای باند باشد. نرخ انتقال Data توسط این خطوط جهت مودم های ارائه شده در ایران حداکثر 56 kb/s می باشد.
که البته در صورت فراهم نمودن مودم های سریع تر کاررب می تواند برابر سرعت مودم خود دیتا را دریافت نماید. مشخصه این سیستم پیش شماره متفاوت آنها نسبت به خطوط عادی می باشد.

ISDN:
اساس طراحی تکنولوژی ISDN به اواسط دهد 80 میلادی باز می گردد که بر اساس یک شبکه کاملا دیجیتال پی ریزی شده است. در حقیقت تلاشی برای جایگزین سیستم تلفنی آنالوگ با دیجیتال بود که علاوه بر داده های صوتی ، داده های دیجیتال را به خوبی پشتیبان کند.به این معنی که انتقال صوت در این نوع شبکه ها به صورت دیجیتال می باشد. در این سیستم ، صوت ابتدا به داده های دیجیتال تبدیل شده و سپس انتقال می باید.
ISDN به دو شاخه اصلی تقسیم می شود: N-ISDN و B-ISDN .
B-ISDN بر تکنولوژی ATM استوار است که شبکه ای با پهنای باند بالا برای انتقال داده می باشد که اکثر BACKBONE های جهان از این نوع شبکه برای انتقال داده استفاده می کنند.(از جمله شبکه دیتای ایران)

نوع دیگر B-ISDN با ISDN با پهنای باند پایین است که برای استفاده های شخصی طراحی شده است.
در N-ISDN دو استاندارد مهم وجود دارد.
BRI و PRI نوع PRI برای ارتباط مراکز تلفن خصوصی (PBX) ها با مراکز تلفن محلی طراحی شده است.
E1 یکی از زیر مجموعه های PRI است که امروزه استفاده زیادی دارد . E1 شامل 30 کانال شامل (B-channel) و یک کانال برای سیگنالینگ (D-channel) می باشد که هر کدام 64 kb/s پهنای باند دارند.

بعد از سال 94 میلادی و با توجه به گسترش اینترنت ، از PRI ISDN ها برای ارتباط ISP ها با شبکه PSTN استفاده شد که باعث بالا رفتن تقاضا برای این سرویس شد. هم چنان که در ایران نیز ISP هایی که خدمات خود را با خطوط E1 ارایه می کنند روز به روز در حال گسترش است.
نوع دیگر ISDN ، BRI است (نوعی که در کیش از آن استفاده می شده) که برای کاربران نهایی طراحی شده است. این استاندارد دو کانال حامل 64 kb/s و یک کانال برای سیگنالینگ با پهنای باند 16 kb/s را در اختیار مشترک قرار می دهد.
این پهنای باند در اواسط دهه 80 میلادی که اینترنت کاربران مخصوصی داشت و سرویس های امروزی همچون Voip ، HTTP ، MultiMedia و ... به وجود نیامده بود ، مورد نیاز نبود هم چنین برای مشترکین عادی تلفن نیز وجود یک ارتباط کاملا دیجیتال چندان تفاوتی با سیستم های آنالوگ فعلی نداشت و به همین جهت هزینه های اضافی برای این سرویس از سوی کاربران بی دلیل بود و به همین جهت از این تکنولوژی استقبال چندانی نشد.
تنها در اویل دهه 90 بود که برای مدت کوتاهی مشترکین ISDN افزایش یافتند . پس از سال 95 نیز با وجود تکنولوژی هایی با سرعت های بسیار بالاتر مانند ADSL که سرعتی حدود 8 mb/s برای دریافت و 640 kb/s را برای دریافت با هزینه کمتر از ISDN در اختیار مشترکین قرار می دهد، انتخاب ISDN از سوی کاربران عاقلانه نبود.

  
نویسنده : امیر حسین بیک ; ساعت ٦:٢٧ ‎ب.ظ روز شنبه ۱ اسفند ۱۳۸۸