रडार क्षितिज

रडार क्षितिज

For broader coverage of this topic, see रेडियो क्षितिज.

राडार क्षितिज हवाई यातायात प्रणालियों के लिए प्रदर्शन का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है जिसे उस दूरी से परिभाषित किया जाता है जिस पर रडार बीम पृथ्वी की सतह से अधिक ऊपर उठता है जिससे की निम्न स्तर पर लक्ष्य का पता लगाया जा सके और यह प्रदर्शन के कम ऊंचाई वाले क्षेत्र से जुड़ा है, और इसकी ज्यामिति इलाके, रडार की ऊंचाई और संकेत प्रोसेसिंग पर निर्भर करती है। यह 'रडार छाया', 'अव्यवस्था क्षेत्र' और 'साफ क्षेत्र' की धारणाओं से जुड़ा है।

नैप-ऑफ-द-अर्थ मार्गदर्शन नामक तकनीक का उपयोग करके रडार का पता लगाने से बचने के लिए एयरबोर्न ऑब्जेक्ट्स रडार शैडो ज़ोन और क्लटर ज़ोन का लाभ उठा सकते हैं।

परिभाषा

वायुमंडल के माध्यम से अपवर्तन को ध्यान में रखे बिना, राडार क्षितिज, राडार से क्षितिज तक की ज्यामितीय दूरी $D_{h}$ होती है, मात्र समुद्र तल से ऊपर राडार की ऊँचाई $H$, और पृथ्वी की त्रिज्या $R_{e}$ को ध्यान में रखते हुए (लगभग 6.4·10³ किमी) है:

$D_{h}={\sqrt {2\times H\times R_{e}+H^{2}}}$

जब H, $R_{e}$ की तुलना में छोटा होता है, तो इसका अनुमान इस प्रकार लगाया जा सकता है:

$D_{h}={\sqrt {2\times H\times R_{e}}}$

[प्रतिशत त्रुटि, जो ऊंचाई के अनुपात में सामान्यतः बढ़ जाती है, 1% से कम है जब एच 250 किमी से कम होती है।]

इस गणना के साथ, 1-मील (1.6 किमी) की ऊंचाई पर रडार के लिए क्षितिज 89-मील (143 किमी) है। समुद्र के ऊपर 75 फीट (23 मीटर) की एंटीना ऊंचाई वाला रडार क्षितिज 10-मील (16 किमी) है। चूंकि, वायुमंडल का दबाव और जल वाष्प सामग्री ऊंचाई के साथ बदलती है, इसलिए रडार बीम द्वारा उपयोग किया जाने वाला पथ घनत्व में परिवर्तन से अपवर्तन होता है। एक मानक वातावरण के साथ, विद्युत चुम्बकीय तरंगें सामान्यतः नीचे की ओर मुड़ी या अपवर्तित होती हैं। यह छाया क्षेत्र को कम करता है, लेकिन दूरी और ऊंचाई मापने में त्रुटियां उत्पन्न करता है। व्यवहार में, $D_{h}$ को खोजने के लिए, वास्तविक के अतिरिक्त प्रभावी पृथ्वी की त्रिज्या $R_{e}$ (इसके 4/3) के लिए 8.5·10³ किमी के मान का उपयोग करना होता है।

तो समीकरण बन जाता है:

$D_{h}={\sqrt {2\times H\times \left({\frac {4R_{e}}{3}}\right)}}$

और उन्हीं उदाहरणों के लिए: 1-मील (1.6 किमी) की ऊंचाई पर रडार के लिए रडार क्षितिज 102-मील (164 किमी) और 75 फीट (23 मीटर) पर 12-मील (19 किमी) होता है।

इसके अतिरिक्त, तापमान या आर्द्रता के व्युत्क्रम प्रवृत्ति वाली परतें वायुमंडलीय वाहिनी का कारण बनती हैं, जो बीम को नीचे की ओर मोड़ती हैं या फिर यहां तक कि रेडियो तरंगों को भी पकड़ लेती हैं जिससे की वे लंबवत रूप से फैल न जाएं यह घटना दो परिस्थितियों में होती है:

• उच्च आर्द्रता की एक पतली स्थिर परत
• स्थिर तापमान उलटा (मौसम विज्ञान)

आवृत्ति कम होने पर डक्टिंग प्रभाव मजबूत हो जाता है। 3 मेगाहर्ट्ज से नीचे, हवा की पूरी मात्रा रडार छाया में भरने के लिए वेवगाइड के रूप में कार्य करती है और डक्ट ज़ोन के ऊपर रडार संवेदनशीलता को भी कम करती है। डक्टिंग छाया क्षेत्र में भरता है, अव्यवस्था क्षेत्र की दूरी बढ़ाता है, और कम पीआरएफ रडार के लिए प्रतिबिंब बना सकता है जो यंत्रित सीमा से परे हैं।

सीमित कारक

छाया क्षेत्र

$D_{h}$ से आगे की वस्तुएं मात्र तभी दिखाई देंगी जब ऊंचाई निम्नलिखित आवश्यकता को पूरा करती हैं।

$H_{T}>{\frac {\left(R_{T}-{\sqrt {2\times H\times R_{e}}}\right)^{2}}{2\times R_{e}}}$

जहाँ $H_{T}$ लक्ष्य ऊंचाई है और $R_{T}$ लक्ष्य सीमा है।

इस ऊँचाई से नीचे की वस्तुएँ रडार की छाया में होती हैं।

अव्यवस्था क्षेत्र

अव्यवस्था क्षेत्र वह जगह है जहां रडार ऊर्जा सबसे कम कई हजार फीट हवा में होती है। यह राडार क्षितिज के लगभग 120% की दूरी तक फैला हुआ है।

इन ऊंचाई वाले कोणों पर जमीन पर बड़ी संख्या में रिफ्लेक्टर लगे होते हैं। लगभग 15 मील/घंटे की प्रचलित हवाएँ इन परावर्तकों को गतिमान बनाती हैं, और यह हवा में छोटी वस्तुओं को उठाती है। इस हस्तक्षेप को अव्यवस्था (रडार) कहा जाता है।

भूमि पर या उसके निकट संचालन करते समय अव्यवस्था क्षेत्र में तटवर्ती क्षेत्र और भू-भाग सम्मलित होते हैं।

जब तक रडार पल्स 10 मील (16 किमी) तक पहुंच जाता है, तब तक एक बीम $1^{o}$ चौड़ा सतह के लाखों वर्ग फुट को रोशन कर देता है, लक्ष्य सामान्यतः बहुत छोटे होते हैं, इसलिए अव्यवस्था से ढके रहते है। अव्यवस्था प्रतिबिंब अवांछित लाई लक्ष्य बना सकते हैं।

रडार के लिए बिना संकेत प्रोसेसिंग अव्यवस्था-घटाने के सुधार के लिए एंटीना भारी कंप्यूटर और उपयोगकर्ताओं से बचने के लिए सामान्यतः जमीन के पास लक्षित नहीं होता है।

मूविंग टारगेट इंडिकेशन (एमटीआई) अव्यवस्था को लगभग 35 डीबी तक कम कर सकता है। यह वस्तुओं को जितना छोटा करने की अनुमति 1,000 square feet (93 m²) देता है। इस प्रकार प्रचलित हवा और मौसम एमटीआई के प्रदर्शन को कम कर सकते हैं, और एमटीआई ने रडार स्कैलपिंग का परिचय दिया है।

पल्स-डॉपलर रडार 60 डीबी से अधिक अव्यवस्था को कम कर सकता है, जो इससे छोटी वस्तुओं को अनुमति दे सकता है, 1-square-foot (0.093 m²) कंप्यूटर और उपयोगकर्ताओं को ओवरलोड किए बिना पता लगाया जा सकता है। पल्स-डॉपलर संकेत प्रोसेसिंग का उपयोग करने वाले प्रणाली में हवा की गति के ऊपर सेट स्पीड अग्रहण के साथ कोई अव्यवस्था क्षेत्र नहीं है। इसका मतलब यह है कि साफ क्षेत्र जमीन तक सभी प्रकार से फैला हुआ है।

साफ क्षेत्र

साफ क्षेत्र वह क्षेत्र है जो कम ऊंचाई वाले कोणों पर रडार क्षितिज से कई किलोमीटर दूर प्रारंभ होता है।

स्वच्छ क्षेत्र स्वच्छ आसमान के साथ कम ऊंचाई वाले कोणों से ऊपर का क्षेत्र भी है।

मौसम और भारी जैविक गतिविधि वाले क्षेत्रों में (बारिश, बर्फ, ओलावृष्टि, तेज हवाएं और प्रवास) कोई साफ क्षेत्र नहीं है।

क्षितिज के परे

Main article: रडार क्षितिज के परे

कई रडार प्रणाली विकसित किए गए हैं जो छाया क्षेत्र में लक्ष्य का पता लगाने की अनुमति देते हैं। इन प्रणालियों को सामूहिक रूप से क्षितिज के परे रडार के रूप में जाना जाता है। सामान्यतः तीन प्रणालियों का उपयोग किया जाता है; सबसे सामान्य आयनमंडल का एक परावर्तक के रूप में उपयोग करता है और संकेत को आकाश की ओर बीम करता है और फिर उन छोटे संकेतों को सुनता है जो आकाश से लौटते हैं, अन्य दूर के एंटेना के साथ एक बिस्टैटिक व्यवस्था का उपयोग करते हैं जो उनके बीच से गुजरने वाली वस्तुओं की तलाश करते हैं, और प्रणाली की एक छोटी संख्या रेंगने वाली तरंगों का उपयोग करें जो छाया क्षेत्र में यात्रा करती हैं।

यह भी देखें

• लाइन-ऑफ़-विज़न प्रचार
• बख़्तरबंद युद्ध