تويت
الـــرادار
الرادار هو جهاز يستخدم لتحديد مكان وهوية الأجسام بعيدة المدى، فأشعة الرادار ترتد من على أسطح الأجسام، ونظام الرادار يلتقط صدى الأشعة التي ارتدت، والرادار يمكن أن يحدد المسافة والسرعة واتجاه الحركة وشكل الجسم، كما أنه يحدد هذه الخصائص وهي خارج نطاق الرؤية وفي أي وقت وتحت أي ظروف جوية.
تاريخه
في عام 1904م اخترع العالم الألماني كريستيان هولسمييـر جهازاً بسيطاً يستخدم أشعة الراديو لمنع السفن من الاصطدام ببعضها البعض في البحار، وفي عام 1922م ظهر أول نظام لراديو طويل المدى على يـــدي العـــالم الايطالي جوجليلمو ماركوني.
الحرب العالمية الأولى
إبان الحرب العالمية الأولى كان السلاح الجوي الألمــاني يقصف المدن البريطانية باستخدام المنطاد ذوي المحرك (Zeppelins)، وكانت تطير على ارتفاع شاهق بحيث لا تســتطيع الدفاعات الأرضية إســـقاطها، ولعدم معرفة البريطانيـــين بمـوعد قــدوم القـاذفات فكانت الطـــائرات البريطــانية لا تزال على الأرض، ومع إقلاع الطائرات من الأرض تكون القــــاذفات قد انتهت من إلقاء قنــابلها وبــــدأت بالعــــودة إلى وطنها وقبل أن تصل الطائرات البريطانية إلى الارتفاع المطلوب، فكـانت تشكل خطراً ومشــكلة يجب حلها فكانت هناك حاجة مـــاسة لوجود نظام إنذار مبكــــــر.
الحرب العالمية الثانية
وقبل الحرب العالمية الثانية كانت كل من الولايات المتحدة الأمريكية وبريطانيا وفرنسا قائمة ببرامج خاصة وسرية لتطوير الرادار، وفي عام 1934م ادعى هتلر بامتلاكه "شعاع الموت"، وهو سلاح جديد يستخدم الموجات اللاسلكية القادر على تدمير المدن، فنادت الحكومة البريطانية باختراع جهاز كرد لهذا التهديد الكبير الذي يعمل بالموجات الكهرومغناطيسية أو الموجات اللاسلكية كي يقوم بإسقاط الطائرات الألمانية وهي في طريقها لمهاجمة بريطانيا، فاستدعت الحكومة العالم السير روبرت واطسون وات الذي كان يعمل في ذلك الوقت في المختبر القومي للأبحاث الفيزيائية،
وكان هذا العالم يعلم أنه لا يمكن اختراع سلاح كهذا، ولكنه اخترع جهازاً يستطيع التقاط الطائرات ويظهرها على شاشة كهربائية كنقاط وهي ما زالت خارج نطاق الرؤية، وتم إجراء تجربة بناءً على النظرية التي كانت الفكرة الأساسية لها هي إرسال موجات كهرومغناطيسية باستمرار على هيئة موجات لاسلكية في الجو، وعند اصطدامها بأي طائرة ترتد هذه الموجات إلى الجهاز، وتظهر الطائرة كنقطة على الشاشة، فتمت التجربة بنجاح وأطلق على هذا الجهاز "رادار".
والموجات الكهرومغناطيسية عبارة عن طاقة تنتقل بشكل أمواج بسرعة قريبة من سرعة الضوء، ويرتكز نظام الرادار على أربعة عناصر أساسية هي محوّل، هوائي، مستقبل، وشاشة العرض.
فالمحول يقوم بإنتاج إشارات كهربائية، والهوائي يرسل هذه الإشارات على هيئة موجات كهرومغناطيسية، كما يقوم أيضاً بالتقــاط الموجــات العائدة ومن ثم تحويلها إلى المستقبل الذي يحلل هذه الموجـــات ثم يحولهــا إلى شاشــة العــرض.
وكان المدى الأقصى للرادار في بدايته لا يتجاوز خمسة أميال، وبعد أربعة أشهر تم تطويره ليلتقط الطائرات على بُعد 72 كيلومتراً، ومع نهاية العام ازداد المدى إلى 150 كيلومتراً، عندئذ قُرر بناء خمس محطات للرادار لتغطي مداخل لندن.
ومع بداية الحرب العالمية الثانية تم بناء 18 محطة رادار لتغطية الساحل البريطاني التي سميت بـ "Chain Home"، ولتشارك بدور مهم في "معركة بريطانيا"، وعندما بدأت الحرب كان السلاح الجوي الإمبراطوري الألماني المخضرم(Luftwaffe) مركزاً على تدمير المطارات البريطانية، مع علمهم التام ببناء هذه المحطات، ولكن ما لم تفهمه القيادة الألمانية العليا هو مدى أهمية شبكة رادار بريطانيا التي سوف تحمي بريطانيا من أي دخول جوي مفاجئ بإعطاء إنذار مبكر قبل الهجمات، مما جعل البريطانيين على أتم استعداد لها، وما كان يذهل الطيــــارين الألمان هو كيفية علم البريطـانيين بمكانهم ووقتهم دائماً.
وفي عام 1939م، وبعد النجاحات التي حققتها هذه المحطات والفائدة التي أضافتها لبريطانيا، أدرك الألمان خطورتها، وشن السلاح الجوي الألماني هجوماً على ست محطات منها، وبعد ذلك بثلاثة أيام قام بالهجوم على محطات أخرى، لكن بقي شيء لم يتنبه له الألمان ألا وهو أن قصف هذه المحطـات بالقنابل كان فيه خطورة عليهم، وتبديل هذه المحطات كان سهلاً على بريطانيا، الشيء الذي كان من الصعب على بريطانيا تبديله حيث سيخسرها الكثير هن النساء العاليات التدريب اللاتي كن يدرن تلك المحطات، لذلك لم تتمكن ألمانيا من تدميرهن، وفي نفس العام كانت عدة دول قد امتلكت أجهزة رادار مثل بريطانيا، فرنسا، ألمانيا، هنجاريا، هولندا، ايطاليا، اليابان، روسيا، سويسرا والولايات المتحدة الأمريكية.
وخلال سنوات الحرب كانت الموجات الكهرومغناطيسية المستخدمة تعمل بتردد يساوي 10 ميجاهيرتز، ومن المعروف أنه كلما زاد التردد زادت دقة الرادار، ومع التطوير المستمرة وصل التردد إلى 800 ميجاهيرتز، وفي عام 1940م طور الأمريكيون راداراً خاصاً مركباً داخل قاذفات القنابل التي تسمى (H2S)، وكان هذا الجهاز هو قلب تلك الطائرات، فكان الرادار يستخدم تردداً يساوي 3 جيجاهيرتز وبه شاشة تبين الأراضــي والتضــاريس بدقــــة عالية، والتردد عال بالنسبة لأجهزة الإنذار الموجـــودة لدى الألمـان والتي كان حد التقاطها 800 ميجاهيرتز، بالإضافة إلى أن الألمان لم يعلموا بذلك أبداً مما كان ذا خطورة هائلة على الألمان.
ولكن في عام 1943م حدث ما كان يخشاه الأمريكيون، حيث تمكن الألمان من إسقاط إحدى هذه الطائرات، فكانت مفاجئة كبيرة حينما رأوا جهاز الرادار، وبعد سنة من الدراسة تمكنوا من تشغيله، غير أن الحرب كانت قد اقتربت من نهايتها، وظل الرادار سرياً إلا في عام 1946م عندما أعلنت الولايات المتحدة الأمريكية للملأ عن أول جهاز أميركي قام بقياس المسافة من الكرة الأرضية إلى القمر بنجاح.
وخلال الحرب الباردة بين الولايات المتحدة الأمريكية والاتحــاد السوفييتـــي، وبعـــد تفجيـــر الاتحاد السوفييتـــي لأول قنبلــة ذريــــة عام 1949م، زاد الاهتمام بتطوير الأسلحة بعيدة المدى ممــــا زاد من الاهتمام بتطــــوير الرادار وخــــاصة للدفاع الجوي، ممـــا أوصــل الرادار إلى ما هو عليه في الوقت الحــالــــي.
مجالات استخداماته
لا يقتصر استخدام الرادار على الحروب فقط، بل أصبح اليوم يلعب دوراً هاماً في كثير من المجالات المدنية، حيث يستخدم للملاحة الجوية والبحرية لمنع الطائرات والسفن من الاصطدام ببعضها البعض، بالإضافة إلى استخدامه من قبل شرطة المرور لضبط حركة السيارات والالتــــزام بالســـرعة القــانونية، بالإضافة إلى رصد الأحوال الجــــوية، ويســــتخدم أيضاً للدراســـات العلمــية مثل دراسة الكواكب والأقمار والنيازك والنجوم البعيدة.
أنواع الرادار
جميع أنظمة الرادار تعتمد في عملها على نفس المبدأ الذي تم ذكره آنفاً، ولكن هناك أنواع متــعددة مــن أنظمة الرادار لاختلاف طبيــعة الاســـتخدام وهي:
* "الرادار البسيط" وهو ابسط أنواع الرادار، في هذا النظام يقوم المحول بإرسال إشارات كهربائية متقطعة بفاصل زمني معين، وفي هذه الفواصل يقوم باستقبال صدى الموجات المنعكسة من الأجسام. ومعظم هذه الرادارات يتحرك هوائيها دائرياً حول نفسه، وهي ممتازة لتحديد مكان الأجسام وليست دقيقة جدا في تحديد السرعة.
* "الرادار المستمر" وهذا النوع يرسل الموجات باستمرار ودون انقطاع، وهي ممتازة في تحديد السرعة والاتجاه ولكن ليست دقيقة في تحديد المكان مثل الرادار البسيط، وبعض الأنظمة تقوم بضم النظامين معاً للتوصل إلى الحل الأمثل.
* "رادار التصويب" وهذا الرادار يستخدم في تقفي الأهداف الأرضية من الجو...
* "رادار النظام المرحلي" معظم الرادارات تحتوي على واحد هوائي كبير ولكن يستطيع أن يتم دورة حول نفسه كما جاء سابقاً، ولكن هذا الرادار يحتوي على عدد من الهوائيات الصغيرة كل منها يستطيع أن يدور حول نفسه دورة كاملة، فبعد تحديد اتجاه كل هوائي يقوم المستقبل باستقبال إشارات كل هوائي ثم جمعها جميعا لتكون كإشارة واحدة، ما يميز هذا النوع هو أنه لو كان لديك رادار نظام مرحلي كبير جدا تستطيع تغيير اتجاهه أسرع من أي رادار آخر.
* "الرادار الفرعي" نظام الرادار الذي يرسل أشعة ثم يستقبل الصدى يسمى بالرادار الأساسي، وهناك نوع آخر يسمى الفرعي، يعمل مثل الأساسي لكن بالإضافة إلى أنه يقرأ موجات الرادار المشفرة، فيرسل موجات مشفرة للطائرة وهي عبارة عن أسئلة رقمية ويستقبل من الطائرة أجوبة خاصة مثل هوية الطائرة ومن أي دولة، وذلك لكي تتعرف الدفاعات الجوية عليها وتحدد إن كانت مسالمة أم عدائية، حركة المرور الجوي تعتمد بشكل أساسي على هذا النوع من الرادارات.
الرادار هو جهاز يستخدم لتحديد مكان وهوية الأجسام بعيدة المدى، فأشعة الرادار ترتد من على أسطح الأجسام، ونظام الرادار يلتقط صدى الأشعة التي ارتدت، والرادار يمكن أن يحدد المسافة والسرعة واتجاه الحركة وشكل الجسم، كما أنه يحدد هذه الخصائص وهي خارج نطاق الرؤية وفي أي وقت وتحت أي ظروف جوية.
تاريخه
في عام 1904م اخترع العالم الألماني كريستيان هولسمييـر جهازاً بسيطاً يستخدم أشعة الراديو لمنع السفن من الاصطدام ببعضها البعض في البحار، وفي عام 1922م ظهر أول نظام لراديو طويل المدى على يـــدي العـــالم الايطالي جوجليلمو ماركوني.
الحرب العالمية الأولى
إبان الحرب العالمية الأولى كان السلاح الجوي الألمــاني يقصف المدن البريطانية باستخدام المنطاد ذوي المحرك (Zeppelins)، وكانت تطير على ارتفاع شاهق بحيث لا تســتطيع الدفاعات الأرضية إســـقاطها، ولعدم معرفة البريطانيـــين بمـوعد قــدوم القـاذفات فكانت الطـــائرات البريطــانية لا تزال على الأرض، ومع إقلاع الطائرات من الأرض تكون القــــاذفات قد انتهت من إلقاء قنــابلها وبــــدأت بالعــــودة إلى وطنها وقبل أن تصل الطائرات البريطانية إلى الارتفاع المطلوب، فكـانت تشكل خطراً ومشــكلة يجب حلها فكانت هناك حاجة مـــاسة لوجود نظام إنذار مبكــــــر.
الحرب العالمية الثانية
وقبل الحرب العالمية الثانية كانت كل من الولايات المتحدة الأمريكية وبريطانيا وفرنسا قائمة ببرامج خاصة وسرية لتطوير الرادار، وفي عام 1934م ادعى هتلر بامتلاكه "شعاع الموت"، وهو سلاح جديد يستخدم الموجات اللاسلكية القادر على تدمير المدن، فنادت الحكومة البريطانية باختراع جهاز كرد لهذا التهديد الكبير الذي يعمل بالموجات الكهرومغناطيسية أو الموجات اللاسلكية كي يقوم بإسقاط الطائرات الألمانية وهي في طريقها لمهاجمة بريطانيا، فاستدعت الحكومة العالم السير روبرت واطسون وات الذي كان يعمل في ذلك الوقت في المختبر القومي للأبحاث الفيزيائية،
وكان هذا العالم يعلم أنه لا يمكن اختراع سلاح كهذا، ولكنه اخترع جهازاً يستطيع التقاط الطائرات ويظهرها على شاشة كهربائية كنقاط وهي ما زالت خارج نطاق الرؤية، وتم إجراء تجربة بناءً على النظرية التي كانت الفكرة الأساسية لها هي إرسال موجات كهرومغناطيسية باستمرار على هيئة موجات لاسلكية في الجو، وعند اصطدامها بأي طائرة ترتد هذه الموجات إلى الجهاز، وتظهر الطائرة كنقطة على الشاشة، فتمت التجربة بنجاح وأطلق على هذا الجهاز "رادار".
والموجات الكهرومغناطيسية عبارة عن طاقة تنتقل بشكل أمواج بسرعة قريبة من سرعة الضوء، ويرتكز نظام الرادار على أربعة عناصر أساسية هي محوّل، هوائي، مستقبل، وشاشة العرض.
فالمحول يقوم بإنتاج إشارات كهربائية، والهوائي يرسل هذه الإشارات على هيئة موجات كهرومغناطيسية، كما يقوم أيضاً بالتقــاط الموجــات العائدة ومن ثم تحويلها إلى المستقبل الذي يحلل هذه الموجـــات ثم يحولهــا إلى شاشــة العــرض.
وكان المدى الأقصى للرادار في بدايته لا يتجاوز خمسة أميال، وبعد أربعة أشهر تم تطويره ليلتقط الطائرات على بُعد 72 كيلومتراً، ومع نهاية العام ازداد المدى إلى 150 كيلومتراً، عندئذ قُرر بناء خمس محطات للرادار لتغطي مداخل لندن.
ومع بداية الحرب العالمية الثانية تم بناء 18 محطة رادار لتغطية الساحل البريطاني التي سميت بـ "Chain Home"، ولتشارك بدور مهم في "معركة بريطانيا"، وعندما بدأت الحرب كان السلاح الجوي الإمبراطوري الألماني المخضرم(Luftwaffe) مركزاً على تدمير المطارات البريطانية، مع علمهم التام ببناء هذه المحطات، ولكن ما لم تفهمه القيادة الألمانية العليا هو مدى أهمية شبكة رادار بريطانيا التي سوف تحمي بريطانيا من أي دخول جوي مفاجئ بإعطاء إنذار مبكر قبل الهجمات، مما جعل البريطانيين على أتم استعداد لها، وما كان يذهل الطيــــارين الألمان هو كيفية علم البريطـانيين بمكانهم ووقتهم دائماً.
وفي عام 1939م، وبعد النجاحات التي حققتها هذه المحطات والفائدة التي أضافتها لبريطانيا، أدرك الألمان خطورتها، وشن السلاح الجوي الألماني هجوماً على ست محطات منها، وبعد ذلك بثلاثة أيام قام بالهجوم على محطات أخرى، لكن بقي شيء لم يتنبه له الألمان ألا وهو أن قصف هذه المحطـات بالقنابل كان فيه خطورة عليهم، وتبديل هذه المحطات كان سهلاً على بريطانيا، الشيء الذي كان من الصعب على بريطانيا تبديله حيث سيخسرها الكثير هن النساء العاليات التدريب اللاتي كن يدرن تلك المحطات، لذلك لم تتمكن ألمانيا من تدميرهن، وفي نفس العام كانت عدة دول قد امتلكت أجهزة رادار مثل بريطانيا، فرنسا، ألمانيا، هنجاريا، هولندا، ايطاليا، اليابان، روسيا، سويسرا والولايات المتحدة الأمريكية.
وخلال سنوات الحرب كانت الموجات الكهرومغناطيسية المستخدمة تعمل بتردد يساوي 10 ميجاهيرتز، ومن المعروف أنه كلما زاد التردد زادت دقة الرادار، ومع التطوير المستمرة وصل التردد إلى 800 ميجاهيرتز، وفي عام 1940م طور الأمريكيون راداراً خاصاً مركباً داخل قاذفات القنابل التي تسمى (H2S)، وكان هذا الجهاز هو قلب تلك الطائرات، فكان الرادار يستخدم تردداً يساوي 3 جيجاهيرتز وبه شاشة تبين الأراضــي والتضــاريس بدقــــة عالية، والتردد عال بالنسبة لأجهزة الإنذار الموجـــودة لدى الألمـان والتي كان حد التقاطها 800 ميجاهيرتز، بالإضافة إلى أن الألمان لم يعلموا بذلك أبداً مما كان ذا خطورة هائلة على الألمان.
ولكن في عام 1943م حدث ما كان يخشاه الأمريكيون، حيث تمكن الألمان من إسقاط إحدى هذه الطائرات، فكانت مفاجئة كبيرة حينما رأوا جهاز الرادار، وبعد سنة من الدراسة تمكنوا من تشغيله، غير أن الحرب كانت قد اقتربت من نهايتها، وظل الرادار سرياً إلا في عام 1946م عندما أعلنت الولايات المتحدة الأمريكية للملأ عن أول جهاز أميركي قام بقياس المسافة من الكرة الأرضية إلى القمر بنجاح.
وخلال الحرب الباردة بين الولايات المتحدة الأمريكية والاتحــاد السوفييتـــي، وبعـــد تفجيـــر الاتحاد السوفييتـــي لأول قنبلــة ذريــــة عام 1949م، زاد الاهتمام بتطوير الأسلحة بعيدة المدى ممــــا زاد من الاهتمام بتطــــوير الرادار وخــــاصة للدفاع الجوي، ممـــا أوصــل الرادار إلى ما هو عليه في الوقت الحــالــــي.
مجالات استخداماته
لا يقتصر استخدام الرادار على الحروب فقط، بل أصبح اليوم يلعب دوراً هاماً في كثير من المجالات المدنية، حيث يستخدم للملاحة الجوية والبحرية لمنع الطائرات والسفن من الاصطدام ببعضها البعض، بالإضافة إلى استخدامه من قبل شرطة المرور لضبط حركة السيارات والالتــــزام بالســـرعة القــانونية، بالإضافة إلى رصد الأحوال الجــــوية، ويســــتخدم أيضاً للدراســـات العلمــية مثل دراسة الكواكب والأقمار والنيازك والنجوم البعيدة.
أنواع الرادار
جميع أنظمة الرادار تعتمد في عملها على نفس المبدأ الذي تم ذكره آنفاً، ولكن هناك أنواع متــعددة مــن أنظمة الرادار لاختلاف طبيــعة الاســـتخدام وهي:
* "الرادار البسيط" وهو ابسط أنواع الرادار، في هذا النظام يقوم المحول بإرسال إشارات كهربائية متقطعة بفاصل زمني معين، وفي هذه الفواصل يقوم باستقبال صدى الموجات المنعكسة من الأجسام. ومعظم هذه الرادارات يتحرك هوائيها دائرياً حول نفسه، وهي ممتازة لتحديد مكان الأجسام وليست دقيقة جدا في تحديد السرعة.
* "الرادار المستمر" وهذا النوع يرسل الموجات باستمرار ودون انقطاع، وهي ممتازة في تحديد السرعة والاتجاه ولكن ليست دقيقة في تحديد المكان مثل الرادار البسيط، وبعض الأنظمة تقوم بضم النظامين معاً للتوصل إلى الحل الأمثل.
* "رادار التصويب" وهذا الرادار يستخدم في تقفي الأهداف الأرضية من الجو...
* "رادار النظام المرحلي" معظم الرادارات تحتوي على واحد هوائي كبير ولكن يستطيع أن يتم دورة حول نفسه كما جاء سابقاً، ولكن هذا الرادار يحتوي على عدد من الهوائيات الصغيرة كل منها يستطيع أن يدور حول نفسه دورة كاملة، فبعد تحديد اتجاه كل هوائي يقوم المستقبل باستقبال إشارات كل هوائي ثم جمعها جميعا لتكون كإشارة واحدة، ما يميز هذا النوع هو أنه لو كان لديك رادار نظام مرحلي كبير جدا تستطيع تغيير اتجاهه أسرع من أي رادار آخر.
* "الرادار الفرعي" نظام الرادار الذي يرسل أشعة ثم يستقبل الصدى يسمى بالرادار الأساسي، وهناك نوع آخر يسمى الفرعي، يعمل مثل الأساسي لكن بالإضافة إلى أنه يقرأ موجات الرادار المشفرة، فيرسل موجات مشفرة للطائرة وهي عبارة عن أسئلة رقمية ويستقبل من الطائرة أجوبة خاصة مثل هوية الطائرة ومن أي دولة، وذلك لكي تتعرف الدفاعات الجوية عليها وتحدد إن كانت مسالمة أم عدائية، حركة المرور الجوي تعتمد بشكل أساسي على هذا النوع من الرادارات.
يعمل الرادار النبضي من خلال إرسال نبضات قصيرة جدا من الموجات الكهرومغناطيسية باتجاه الهدف وبمعدل يتم تحديده بناءا على البعد الأقصى الذي يمكن للرادار أن يقيسه. ويتم تحديد بعد الهدف في الرادار النبضي من خلال قياس الفترة الزمنية التي استغرقتها النبضة من وقت إطلاقها إلى رجوعها للرادار ومن ثم يتم حساب بعد الهدف من خلال ضرب سرعة انتشار الموجات الكهرومغناطيسية في الفضاء والبالغة ثلاثمائة ألف كيلومتر في الثانية بنصف قيمة الفترة الزمنية المقاسة. 
أما سرعة الأهداف المتحركة فيمكن قياسها باستخدام تأثير دوبلر (Doppler effect) والذي مفاده أن تردد الموجة الكهرومغناطيسية المرتدة عن الهدف المتحرك قد يزيد أو ينقص عن تردد الموجة المرسلة بمقدار يتناسب طرديا مع مركبة سرعة الهدف باتجاه الرادار ففي حالة الزيادة فإن الهدف يقترب من الرادار وفي حالة النقصان فإنه يبتعد عنه. ومن الواضح أن سرعة الهدف لا يمكن تحديدها بشكل مطلق إلا في حالة واحدة وهي إذا كان الهدف يتحرك بشكل مباشر نحو الهدف أما إذا كان يتحرك بزاوية عامودية أو مائلة على الخط الواصل بين الهدف وموقع الرادار فإنه من غير الممكن تحديد السرعة المطلقة. ويمكن حساب سرعة الهدف المطلقة بشكل غير مباشر إذا ما تمكنت المعالجات الموجودة في الرادار من تحديد اتجاه سير الهدف والسرعة الشعاعية (radial velocity) التي تم قياسها من خلال رادار دوبلر. ويقوم جهاز موجود في مستقبل الرادار بمقارنة الترددين وإيجاد الفرق بينهما ومن ثم يتم احتساب السرعة الشعاعية بضرب فرق التردد بثابت معين يتم تحديده حسب الوحدات المستخدمة لإظهار السرعة كأن تكون كيلومتر في الساعة. ولا بد من التنويه أن حساب السرعة يكون صحيحا إذا كان الرادار ثابتا أما إذا كان الرادار من النوع المحمول فإن السرعة التي يقيسها للهدف هي السرعة الشعاعية النسبية وهي حاصل جمع السرعتين الشعاعيتين إذا كانا يقتربان من بعضهما وحاصل الطرح في حالة التباعد. 
wave) بحيث يزداد تردد الموجة الجيبية خطيا من قيمة دنيا عند بداية الدورة إلى قيمة عليا عند نهايتها ويسمى هذا النوع رادار الموجة المتصلة بتعديل التردد (frequency-modulated continuous wave radar). وعندما يقوم المستقبل بمقارنة تردد الموجة المرتدة مع تردد الموجة المرسلة عند لحظة زمنية معينة نجد أن هنالك فرقا بينهما نتيجة للتأخير الزمن في الموجة المرتدة ومن السهل إثبات أن بعد الهدف عن الرادار يتناسب مع الفرق في التردد. ويستخدم هذا النوع من الرادار لقياس بعد الأهداف الثابتة حيث أن الأهداف المتحركة تعمل أيضا على تغيير التردد مما يجعل الأمر ملتبسا على المستقبل فلا يستطيع التمييز فيما إذا كانت الإزاحة في التردد ناتجة عن التأخير الزمني أو عن تأثير دوبلر. ومن الواضح أيضا أن هذا النوع من الرادارات لا يمكنه قياس سرعة الهدف وذلك لنفس السبب. ولذلك فإن رادار الموجة المتصلة بتعديل التردد يستخدم بكثرة في الطائرات لقياس ارتفاعها عن الأرض والذي يسمى راديو مقياس الارتفاع (radio altimeters).
لا يختلف رادار المصفوفة الطورية عن الرادار التقليدي سوى في نوع الهوائي المستخدم والطريقة التي يتم بها مسح الفضاء بشعاع الهوائي. ففي الرادار التقليدي تستخدم الهوائيات الصحنية والتي يتم تدويرها بسرعة معينة لكي تتم عملية المسح بينما يستخدم رادار المصفوفة الطورية هوائيات ثابتة لا تتحرك وتتم عملية مسح الفضاء المحيط بتوجيه الشعاع وتحريكه بطريقة إلكترونية. ويكمن سر هذا الرادار في هوائي المصفوفة الطورية (phased array antenna) وهو عبارة عن مجموعة من الهوائيات البسيطة (dipole antennas) يتم تغذيتها بتيارات يمكن التحكم بشدتها وبأطوارها (phases) بطريقة إلكترونية ومن خلال اختيار شدة التيارات وأطوارها للهوائيات البسيطة يمكن الحصول على شعاع أو أكثر وبأي اتجاه للهوائي الكلي. وتتميز هوائيات المصفوفة الطورية كذلك بقدرتها على تشكيل أكثر من شعاع ويمكن تحريك كل شعاع بشكل مستقل عن بقية الأشعة وهذا يناسب رادارات التتبع (tracking radars). لقد ظهرت فكرة استخدام الرادارات ذات المصفوفة الطورية خاصة في الطائرات الحربية أثناء الحرب العالمية الثانية ولكن لم تنجح محاولات بنائها إلا في الستينات بعد تطور تكنولوجيا الإلكترونيات. لقد أصبح هذا النوع من الرادارات هو المفضل في كثير من التطبيقات بسبب عدم الحاجة لتحريك الهوائيات ميكانيكيا وأكثر ما تستخدم في الطائرات بمختلف أنواعها وذلك لصعوبة وضع رادارات تقليدية على ظهرها.
يتطلب تصوير بعض الأهداف بحيث تظهر تفصيلات معالمه هوائيات ذات حجم بالغ الكبر وذلك للحصول على شعاع ضيق جدا يمكنه مسح تفصيلات الهدف. وغالبا ما يصعب بناء مثل هذه الهوائيات الكبيرة أو يصعب حملها بالطائرات إذا كان التصوير من الجو. وقد تم التغلب على هذه المشكلة من خلال استخدام مبدأ بسيط وهو أن عددا من الهوائيات الصغيرة الحجم المتباعدة مكانيا والموجهة نحو الهدف يمكن أن تقوم مقام هوائي كبير الحجم شريطة القيام بمعالجة معقدة للإشارات التي تلتقطها هذه الهوائيات من زوايا مختلفة وذلك باستخدام الحواسيب. وقد تم استخدام ما يشبه هذه الطريقة في تصوير المجرات حيث يتم توزيع الهوائيات على مناطق جغرافية متباعدة ويتم معالجة الصور الفردية الملتقطة غير الواضحة للحصول على صورة عالية الوضوح. وكذلك يتطلب تصوير أهداف موجودة على سطح الأرض بدقة واضحة من الجو باستخدام رادارات محمولة بالطائرات هوائيات كبيرة الحجم يصعب في الغالب وضعها على هذه الطائرات. وبدلا من استخدام عدة رادارات موزعة في الجو وهو ما يصعب تحقيقه تقوم طائرة واحدة تحمل رادار بهوائي صغير بالتحرك فوق الهدف وأخذ صور متلاحقة من أماكن مختلفة في الجو وعند معالجة هذه الصور يتم الحصول على صورة رادارية عالية الوضوح. يستخدم هذا النوع من الرادارات في تطبيقات لا حصر لها كالاستشعار عن بعد وفي تصوير الأهداف والمنشئات العسكرية.
رادار التتبع (Tracking Radar)
(Duplexer) والذي يقوم بربط المرسل بالهوائي عند الإرسال بينما يكون المستقبل معزولا تماما عن المرسل وإلا احترق بسبب القدرة الهائلة للإشارة المرسلة وبعد انتهاء الإرسال يتم ربط الهوائي بالمستقبل لكي يتمكن من استقبال الإشارة الضعيفة جدا المرتدة من الأهداف. وعند استلام الإشارة تقوم دوائر إلكترونية بمعالجة الإشارة المستلمة واستخلاص المعلومات المتعلقة بالهدف وإظهارها على شاشة العرض وفي الأنواع الحديثة تتم عملية المعالجة بالكامل باستخدام معالجات الإشارات الرقمية ويتم التحكم بكامل عمل الرادار بالحواسيب والمتحكمات الدقيقة (microcontrollers). وأما شاشة العرض الأكثر استعمالا في الرادارات فهي ما يسمى بمؤشر الموقع التخطيطي (plan position indicator (PPI) وهي عبارة عن أنبوبة أشعة مهبطية كتلك المستخدمة في التلفزيونات ولكن لها شكل دائري وتظهر الأهداف على الشاشة على شكل نقاط مضيئة. ويظهر موقع الرادار في مركز الشاشة ويتم تدريج محيطها بالزاوية الأفقية لتحديد اتجاه الهدف بينما يتم رسم دوائر متعددة حول مركز الشاشة لتبيِن المسافة بالميل أو بالكيلومتر حيث أن المسافة بين نقطة الهدف ومركز الشاشة هي مقدار بعد الهدف عن الرادار. وفي الرادارات ثنائية الأبعاد تكون ارتفاعات الأهداف البعيدة الظاهرة على الشاشة أعلى منها في الأهداف القريبة وذلك بسبب تحدب الأرض وبسبب أن شعاع الرادار يتم إمالته بزاوية معينة عن سطح الأرض. وفي حالة عدم توفر رادار من نوع دوبلر لقياس سرعة الهدف يمكن تحديد سرعة الهدف بشكل تقريبي من خلال قياس الوقت الذي تستغرقه النقطة لتقطع مسافة معينة على شاشة الرادار. ولقد طرأت تحسينات كثيرة على شاشات الرادار حيث يمكن إظهار كثير من المعلومات عن الهدف بشكل رقمي توضع عند أطراف الشاشة. أما المزامن وهو عبارة عن إشارات توقيتية تضبط سرعة دوران الهوائي وتغذى إلى شاشة العرض لكي يتم إظهار الهدف في المكان المناسب على الشاشة وذلك لتحديد الزاوية الأفقية لموقع الهدف.
إن أكثر المجالات استخداما للرادار هي القوات المسلحة بمختلف أنواعها البرية والبحرية والجوية وقد كانت الاحتياجات الحربية هي الدافع الرئيسي في ظهور الرادار وفي تطويره للمستوى الذي هو عليه الآن. يستخدم الرادار في الأنظمة العسكرية في مهام لا حصر لها ويتراوح حجم الرادار فيها من تلك التي تحمل باليد إلى التي تحتل مئات الأمتار المربعة أما تعقيدها فيتراوح بين تلك التي تقيس بعد الهدف إلى التي ترسم صورا ثلاثية الأبعاد لساحات المعارك. إن أهم مهام الرادار في الأنظمة الحربية هو في كشف وتحديد مواقع الأهداف العسكرية للعدو كالطائرات الحربية والصواريخ بمختلف أنواعها وحاملات الطائرات والغواصات والسفن والزوارق الحربية والدبابات والمدافع والمركبات وحتى الأفراد. أما المهمة الثانية فهي في توجيه الصواريخ وقذائف المدافع والدبابات ضد أهداف العدو بشكل آلي وإصابتها بدقة عالية وذلك من خلال تحديد موقع الهدف أو من خلال إضاءة الهدف بالأمواج الكهرومغناطيسية للصواريخ المحملة برادارات تلتقط الموجة المنعكسة عن الهدف فتقوم بتوجيه الصواريخ نحوه. ويبلغ مدى الرادارات المستخدمة في المدافع المضادة للطائرات عشرة كيلومترات بينما يصل إلى ثلاثين كيلومتر في الصواريخ قصيرة المدى وإلى مائة كيلومتر في الصواريخ متوسط المدى وإلى آلاف الكيلومترات في الصواريخ بعيدة المدى. 
المراقبة الثانوي (Secondary Surveillance Radar(SSR)) أن تتعرف على هوية الطائرة من خلال نظام اتصالات يتراسل مع جهاز آلي تحمله الطائرة يسمى المستجيب (transponder) يقوم بتزويد المطار بالمعلومات اللازمة عن الطائرة. ويقوم رادار الاقتراب الدقيق (Precision approach radar (PAR)) وبمساعدة برج المراقبة الطائرات على الهبوط بشكل آمن على مدرج المطار خاصة في الأحوال السيئة. ويوجد في معظم الطائرات الحديثة أنواع مختلفة من الرادارات تساعد الطيار أثناء الطيران وعند الإقلاع والهبوط فعلى سبيل المثال يستخدم رادار مقياس الارتفاع (radar altimeter) لتحديد ارتفاع الطائرة عن سطح تضاريس الأرض وخاصة عند الإقلاع والهبوط. ويوجد في الطائرات أيضا رادارات توضع في مقدمة الطائرة لمعرفة الأحوال الجوية في مسار الطائرة وذلك لمساعدة الطيار على تجنب الأحوال السيئة واتخاذ القرارات المناسبة عند الهبوط. 
تستخدم الرادارات لمساعدة العاملين في دوائر الأرصاد الجوية في معرفة أحوال الطقس والتنبؤ بها حيث تقوم الرادارات بالكشف عن وجود الغيوم والأمطار والثلوج والعواصف والأعاصير بمختلف أنواعها ورسم خرائط لها على شاشات الرادار. ويقوم العاملين في مجال الأرصاد الجوية باستخلاص كثير من المعلومات عن حالة الجو من حيث كثافة الغيوم وما تحمله من أمطار وثلوج وارتفاعاتها وحجمها واتجاه سيرها وكذلك كثافة هطول الأمطار والثلوج. وتستخدم أنواع معينة من الرادار لتحديد سرعة واتجاه الرياح في طبقات الجو المختلفة. وتستخدم رادارات الطقس النوع النبضي حيث تتناسب شدة النبضة المرتدة طرديا مع كثافة الغيوم والأمطار والثلوج والرمال ويمكن تحديد سرعة حركتها باستخدام تأثير دوبلر. ويجب أن يتم اختيار التردد الذي يعمل عليه رادار الطقس بشكل دقيق وضمن مدى معين وهو ما بين ثلاثة إلى ثلاثين جيقاهيرتز وذلك لأن شدة النبضة المرتدة تعتمد على طول الموجة المرسلة بالمقارنة مع أحجام قطرات المطر وحبات البرد وقطع الثلج. وتتراوح قدرات الموجة المرسلة في رادارات الطقس بين مائة واط وخمسين كيلواط وذلك حسب نوع الرادار والمدى الذي يغطيه. وتستخدم رادارات الطقس الحديثة أنظمة معالجة الصور (image processing) للحصول على صور دقيقة لحالة الطقس. وتستخدم المطارات والموانئ رادارات قصيرة المدى لا يتجاوز مدها المائة كيلومتر لمعرفة أحوال الطقس حولها وذلك لإرشاد الطائرات والسفن وإعطاء النصائح المناسبة للطيارين والربان عند دخول أجواءها.
عليه من مكونات وذلك من خلال إرسال نبضات كهرومغناطيسية بترددات معينة ومن ثم التقاط النبضات المرتدة عن سطح الأرض والقيام بتحليلها باستخدام معالجات الإشارات الرقمية لرسم صور عن المنطقة الممسوحة. وتستخدم هذه الصور لاستخلاص معلومات مهمة عن طبيعة الأرض التي تم مسحها من قبل شعاع الرادار ومن هذه المعلومات طبيعة التضاريس الأرضية وطبوغرافيتها ونوع الغابات والنباتات والمحاصيل المزروعة والآفات الزراعية والظروف المناخية والبيئية والبراكين والأعاصير والفياضانات والثروات المعدنية والمياه الجوفية والبترول . ويوجد أنواع مختلفة من رادارات الاستشعار عن بعد يتم تصميمها بناءا على نوع المعلومات المراد استشعارها وغالبا ما يعتمد هذا على مقدار التردد المستخدم في الرادار فالبحث عن ثروات الأرض يتطلب استخدام ترددات تقل عن واحد جيقاهيرتز وذلك لقدرتها على اختراق سطح الأرض بينما يتطلب رسم خارطة طبوغرافية ترددادت أعلى من ذلك بكثير للحصول قدرة تمييز عالية لتضاريس الأرض.
يستخدم الرادار الخارق للأرض في تطبيقات لا حصر لها في الجيولوجيا لمعرفة عمق وسمك الطبقات الصخرية وأنواع التربة والرواسب ووضع خرائط للتراكيب الجيولوجية وتحديد الكهوف والشقوق الطبيعية والصدوع وكشف المياه الجوفية وآبار البترول والغاز. ويستخدم في التطبيقات البيئية لكشف التسريبات في خزانات المياه ووضع خرائط لمراقبة المواد الملوثة في المياه السطحية وكشف مواقع دفن النفايات وتحديد مواقع خزانات الوقود المدفونة وبراميل الزيت وتحديد مواقع التسربات النفطية. ويستخدم في مجال الهندسة المدنية لعمل الاختبارات الخرسانية وتحليل رصف الطرق وتحديد الفراغات وقوة الرصف وتحديد مواقع المرافق العامة المدفونة مثل أنابيب المياه والمجاري الحديدية والبلاستيكية والخرسانية وكذلك الكيبلات الكهربائية والهاتفية. ويستخدم في مجال الآثار لتحديد مواقع الأشياء المعدنية المدفونة كالكنوز ومواقع الكهوف السطحية والآبار والأجسام الأثرية. ويستخدم في التطبيقات العسكرية لكشف حقول الألغام بشكل عام والكشف عن مكان اللغم بالتحديد. 
تعليق