مبادئ الرادار البحري الاستخدامات ومعايير الصناعة شرح

تخيّل أنّك تسير في البحر المفتوح في ظلّ ضبابٍ كثيفٍ، ومع ضعف الرؤية. كيف يمكنك تجنب التصادم مع السفن الأخرى والوصول بأمان إلى وجهتك؟تقنية ظهرت خلال الحرب العالمية الثانية، بمثابة "العيون والأذنين" للملاحة البحرية. يستكشف هذا الدليل الشامل تكنولوجيا الرادار البحري ، من المبادئ الأساسية إلى التطبيقات العملية والمعايير التنظيمية.

يبدأ فهم الرادار البحري مع مخطط كتلة النظام. في حين أن أنظمة الرادار الفعلية قد تكون أكثر تعقيدا، يوفر هذا المخطط البسيط المعرفة الأساسية حول مكونات الرادار،تشكيل أساس لتعلم أعمق.

أنظمة الرادار تنقل الموجات الكهرومغناطيسية في النبضات بدلاً من التدفقات المستمرة. هذه النبضات لها مدة محددة وترددات تكرار.مع معايير شكل موجة مختلفة تؤثر على أداء الكشفتشمل أشكال موجات الرادار الشائعة النبضات المستطيلة والنبضات الخطيّة المعدّلة بالتردد.

الرادار البحري يتكون من أربعة مكونات أساسية تعمل معاً للكشف عن الأهداف وعرضها:

• جهاز الإرسال:تولد نبضات كهرومغناطيسية عالية التردد - "قلب" الرادار.
• الهوائي (الماسح الضوئي):يرسل النبضات ويستقبل الصدى - "العيون والأذنين" للرادار.
• المستقبل:تضخم وتعالج إشارات الصدى الضعيفة لاستخراج المعلومات المستهدفة - "الجهاز العصبي".
• العرض:يقدم المعلومات المعالجة بصرياً لتفسير المشغل - "الدماغ".

يحتوي جهاز الإرسال على مصدر طاقة، خط تأخير، معدل، محرك تشغيل، ومغناطيرون.التي تدفع المغناطيس لإنشاء تذبذبات عالية التردد يتم نقلها عبر كابل موجي أو كواكسيال.

ينقل الهوائي نبضات اتجاهية ويتلقى صدى أثناء تدويره على تردد تكرار نبضات محدد مسبقاً (PRF) لفحص المناطق المحيطة.عادة ما يتم تركيبها في أعلى نقطة للسفينةعلى سبيل المثال، سطح البوصلة) لتجنب العقبات.

تتكون من خلية TR، ومذبذب محلي، ومزج، ومضخ IF، ومضخ فيديو،جهاز الاستقبال يعزز إشارات الصدى الضعيفة ويحولها إلى إشارات متوافقة مع الشاشة من خلال التضخيم والتكامل.

تقليديًا باستخدام أنابيب الأشعة الكاثودية (CRT) ، يعرض الرادار معلومات الهدف في تنسيق مؤشر الموقف المخطط (PPI) - وجهة نظر الطيور.شعاع الإلكترونات يخلق خطوط مسح شعاعية متزامنة مع PRF، مع صدى تظهر كبقع مشرقة تشير إلى الأهداف.

يُحسب الرادار مسافة الهدف عن طريق قياس الوقت بين نقل النبض واستقبال الصدى. تتحرك نقطة المسح شعاعياً بنصف سرعة انتشار الموجة الكهرومغناطيسية.عند الوصول إلى حافة الشاشة، قطعت الموجة مرتين من مسافة نصف قطر الشاشة. تظهر الأهداف على شكل بقع مشرقة على مسافات متطابقة ، معززة بحلقات المدى ومؤشرات المدى المتغيرة (VRM) للدقة.

تدور الهوائية الاتجاهية في اتجاه عقارب الساعة (من الأعلى) عند 12-30 دورة في الدقيقة. يظهر العرض المزامنة موقف الهدف كزاوية من مركز الشاشة (0 درجة في الأعلى) إلى نقطة الهدف.علامة مسار ثابتة تشير إلى مسار السفينة.

الرادار البحري يعمل بشكل رئيسي في شريطين تردديين مع خصائص متميزة:

تعمل عند 8-12 غيغاهرتز (عادة 9 غيغاهرتز) مع طول موجة 3 سم:

• المزايا:دقة أعلى لأهداف صغيرة / الكشف عن الفوضى ؛ هوائي مضغوط مناسب للسفن الصغيرة.
• العيوب:نطاق أقصر؛ تدخلات الطقس الأكبر (المطر / الضباب).

تعمل عند 2-4 غيغاهرتز (عادة 3 غيغاهرتز) مع طول موجة 10 سم:

• المزايا:نطاق اكتشاف أطول؛ أداء أفضل في الطقس السيئ.
• العيوب:دقة أقل، حجم الهوائي أكبر.

الفصل الخامس من الاتفاقية الدولية لسلامة الحياة البحرية (SOLAS) يأمر:

• السفن > 300 GT:رادار 9 غيغاهرتز واحد بالإضافة إلى جهاز ECDIS أو جهاز تخطيط إلكتروني
• السفن > 3000 GT:رادار 3GHz إضافي ومساعدة الرادار التلقائية (ARPA).

تمت مراجعتها بموجب قرار منظمة البحرية الدولية MSC.192 (((79) في عام 2004 ، وتشمل المعايير الرئيسية:

1. الدقة:خطأ المسافة ≤30m أو 1% (أيهما أكبر) ؛ خطأ المحرك ≤1°.
2. القرار:إظهار منفصل للأهداف على بعد 40 متر من بعضها البعض في المدى أو 2.5 درجة من بعضها البعض في الاتجاه.
3. الأداء المحافظ عليه أثناء التدحرج/التأرجح بحرية ±10 درجة.
4. الإشارة المقدمة عندما لا يتم الكشف عن أهداف.
5. التشغيل الكامل خلال 4 دقائق من بدء التشغيل البارد، 5 ثواني من الاستعداد.
6. مقاييس المدى المطلوبة: 0.25-24 ميل بحري (المقياسات الإضافية مسموح بها).
7. ما لا يقل عن 2 VRM مع قراءات رقمية تتطابق مع دقة المقياس.
8. مقياس المحامل خارج منطقة العرض مع ترقيم 30 درجة وتدرجات 5 درجات.
9. إنذارات الإشارات/أجهزة الاستشعار الفاشلة (الجيرو، السجل، التوجيه، الفيديو، المزامنة، الاتجاه).
10. ما لا يقل عن أربعة خطوط مؤشر متوازية مستقلة مع عناصر تحكم فردية.