Atmosferik oluklama ve radar menzilinin sayısal analizi

Abstract

Atmosferik kırılma, radar performansının artmasına ve azalmasına neden olan en önemli dış etkenlerden birisidir. Atmosferik kırılma; atmosferdeki sıcaklık, basınç ve nem parametrelerine bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Elektromanyetik (EM) enerjinin atmosferdeki yayılım yönü atmosferik kırılma nedeniyle değişebilir ve super kırılma, ters kırılma ve oluklama gibi etkiler ortaya çıkar. Özellikle oluklama durumunda, EM dalgalar atmosferik kırılma değerindeki değişime bağlı olarak atmosferik bir katman içinde hapsolabilir ve bu katman içerisinde radar menzilinin çok ötesinde uzun yollar kat edebilirler. Atmosferde üç çeşit oluklama durumu bulunmaktadır. Bunlar; yüzey oluklaması, yükseltilmiş oluklama ve buharlaşma oluklamasıdır. Bu çalışmada söz konusu oluklama türleri için farklı frekanslara sahip radarların performansları, alçak gözlem irtifasında radar denklemi kullanılarak analiz edilmiştir. Radar denkleminde EM dalganın atmosferik kırılma ve mesafeye bağlı değer değişimlerini tanımlayan parametreye yayılım faktörü denmektedir. Çalışmada, EM sinyallerin yayılımını Ayrık Adım Fourier Yöntemi ile modelleyen MATLAB tabanlı bir radar performans analiz yazılımı olan PETOOL programı kullanılmıştır.

Atmospheric refractivity is one of the most important external effect that may have an increase or decrease on radar performance. Atmospheric refractivity depends on temperature, humidity and vapour pressure parameters in atmospheric environment. The direction of propagation of electromagnetic energy may change due to atmospheric refractivity, and super refractivity, adverse refractivity and ducting effects occur. There are three types of ducting effect. These are evaporation duct, surface based duct and elevated duct. In this study, the performance of radars that have different frequencies are analyzed by using radar equation at low altitude observations for aforementioned ducting types. The parameter which defines the changes in EM wave's value that depends on atmospheric refractivity and range is called propagation factor. In this study, a MATLAB based radar performance analyse software is used to model EM signal propagation, called PETOOL which uses Split Step Fourier Transform Method.