CW Radar in Hindi

CW Radar in Hindi

Continuous-Wave (CW) Radar प्रणाली एक स्थिर आवृत्ति के साथ काम करती है, वेग को माप सकती है, लेकिन सीमा नहीं माप सकती। एक एंटीना से प्रेषित एक संकेत जिसमें निश्चित आवृत्ति होती है, लक्ष्य द्वारा आवृत्ति में मामूली बदलाव, यानी डॉपलर फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट (Doppler frequency shift) के साथ वापस परावर्तित होती है। प्राप्त आवृत्ति (Received Frequency) के साथ संचरित आवृत्ति (Transmitted Frequency) की तुलना से लक्ष्य की गति का निर्धारण होता है (लेकिन इसकी सीमा नहीं)।

CW radar (सीडब्ल्यू राडार) cos 2πf0t फॉर्म की साइन वेव का उपयोग करते हैं, जहां क्लटर (यानी स्थिर लक्ष्य) से प्रतिध्वनि आवृत्ति स्पेक्ट्रम में f0 पर केंद्रित होती है। गतिमान लक्ष्यों की गूँज से निकाली गई केंद्र आवृत्ति, डॉपलर आवृत्ति, fd के रूप में जानी जाने वाली आवृत्ति द्वारा स्थानांतरित की जाएगी। इस प्रकार फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट (f0 ~ fd) को मापकर लक्ष्य वेग को सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है।

Radar Modulator in Hindi

Doppler Effect (डॉपलर प्रभाव)

यदि ट्रांसमीटर या रिसीवर गति में है, जिसके परिणामस्वरूप आवृत्ति में एक स्पष्ट बदलाव होता है, तो यह डॉपलर प्रभाव है और निरंतर-तरंग (CW) रडार का आधार है। मान लीजिए कि लक्ष्य की सीमा R है, और तरंग दैर्ध्य है। परिभाषा के अनुसार प्रत्येक तरंग दैर्ध्य (λ) 2π रेडियन के चरण परिवर्तन से मेल खाती है। दोतरफा प्रसार पथ के लिए कुल तरंग दैर्ध्य (यानी रडार से लक्ष्य तक और रडार पर इसकी वापसी) 2R/λ है। फिर सिग्नल के दो-तरफा पथ में कुल चरण परिवर्तन द्वारा दिया जाता है,

\phi =2\pi \times \frac{2R}{\lambda} rad

 

\phi = \frac{4\pi R}{\lambda} rad

 

आइए मान लें कि लक्ष्य रडार के संबंध में गति में है, इसलिए जब सीमा (R) बदलती है, चरण (φ) में भी परिवर्तन होता है। फिर चरण के परिवर्तन की दर \left ( \frac{d\phi }{dt} \right ) को कोणीय आवृत्ति, ωd कहा जाता है। इसलिए, समय के संबंध में उपरोक्त समीकरण को differentiate  करके कोणीय आवृत्ति प्राप्त की जा सकती है।

 

\omega _{d}=2\pi f_{d}=\frac{d\phi }{dt}=\frac{4\pi }{\lambda }\left ( \frac{dR}{dt} \right )=\frac{4\pi \nu _{r}}{\lambda }

 

जहां, \nu _{r}= radial velocity = \frac{dR}{dt} (knots)

 

इसलिए डॉप्लर आवृत्ति किसके द्वारा दी जाती है

 

f_{d}= \frac{2 \nu _{r}}{\lambda }

 

आमतौर पर, रेडियल वेग knots (या kt) की इकाइयों में दिया जाता है, तरंग दैर्ध्य (λ) meter में होता है, फिर डॉपलर आवृत्ति Hertz (Hz) में मापी जाती है। इस प्रकार, उपरोक्त समीकरण को इस प्रकार लिखा जा सकता है,

f_{d}= \frac{1.03 \nu _{r}\left ( kt \right )}{\lambda\left ( m \right ) }

जहां, 1 knot = 1.852 किमी/घंटा या 0.514 मीटर/सेकंड।

साधारण सीडब्ल्यू रडार का ब्लॉक आरेख नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। सीडब्ल्यू रडार गतिमान लक्ष्य की पहचान करने के लिए डॉपलर फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट सिद्धांत का उपयोग करता है।

 

Block Diagram of continuous-wave (CW) radar

CW Radar in Hindi

Working of continuous-wave (CW) radar

डॉपलर फिल्टर का मुख्य उपयोग स्थिर लक्ष्यों से गूँज (echoes) को फ़िल्टर और समाप्त करना है, और कमजोर डॉपलर इको सिग्नल को भी बढ़ाता है ताकि इसे डिस्प्ले डिवाइस में पहचाना जा सके। इन कमजोर संकेतों को फ़िल्टर में फ़्रीक्वेंसी डोमेन में फ़िल्टर किया जाता है।

मिक्सर इको सिग्नल को संबंधित प्रेषित संकेत (या संदर्भ संकेत) के साथ ft ± fd पर मिलाता है, जो निरंतर साइनसोइडल दोलनों की आवृत्ति (ft) है। संचरण के दौरान, ऐन्टेना एक आवृत्ति (ft) पर निरंतर साइनसॉइडल दोलनों को विकीर्ण (radiates ) करता है।

इस विकिरणित ऊर्जा (radiated energy) के एक हिस्से को लक्ष्य द्वारा अवरोधित किया जाता है और पुन: विकिरणित ऊर्जा को रिसीवर एंटीना द्वारा एकत्र किया जाता है। अगर हम मानते हैं कि लक्ष्य वेग (vr) से राडार के सापेक्ष आगे बढ़ रहा है, तब सिग्नल को प्रेषित आवृत्ति को ft ± fd द्वारा बदला जाता है। यदि लक्ष्य रडार की ओर बढ़ रहा है, तो आवृत्ति परिवर्तन ft + fd द्वारा किया दिया जाता है।इस प्रकार, एक निकट लक्ष्य से प्रतिध्वनि संकेत की आवृत्ति उस से अधिक होती है जो प्रेषित की गई थी।

यदि लक्ष्य रडार से दूर जा रहा है, तो आवृत्ति बदलाव ffd   किया जाता है। डॉपलर फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट का उपयोग करने के लिए, रडार को प्राप्त इको सिग्नल और ट्रांसमिटेड सिग्नल के बीच अंतर करने में सक्षम होना चाहिए।

CW रडार में प्रत्येक लक्ष्य वेग CW वाहक की एकल विशिष्ट डॉपलर आवृत्ति उत्पन्न करता है। इसका परिणाम स्पष्ट डॉपलर माप में होता है, जो सीडब्ल्यू रडार में एक मुख्य लाभ है। जबकि सीडब्ल्यू राडार का उपयोग करके रेंज के मापन में अनिश्चितता है, क्योंकि सभी लौटे हुए तरंग निरंतर हैं और इसलिए रडार प्राप्त विभिन्न गूँज के बीच अंतर करने में सक्षम नहीं है। अधिकांश आधुनिक राडार एक पल्स वेवफॉर्म तकनीक का उपयोग करते हैं, जिसमें एकल एंटीना का उपयोग संचारण और प्राप्त करने के कार्यों दोनों के लिए किया जाता है।

 

Advantages of CW Doppler Radar (सीडब्ल्यू डॉपलर रडार के लाभ)

  • यह सरल, सस्ता, रखरखाव में आसान और पूरी तरह से स्वचालित है।
  • इसे कम शक्ति की आवश्यकता होती है और यह आकार में कॉम्पैक्ट होता है।
  • चरम शक्ति कम है, क्योंकि कर्तव्य चक्र एकता है।
  • स्थिर वस्तुएं रडार के प्रदर्शन को प्रभावित नहीं करती हैं।

Disadvantages of CW Doppler Radar (सीडब्ल्यू डॉपलर रडार के नुकसान)

  • सीडब्ल्यू रडार की अधिकतम सीमा में शक्ति द्वारा एक सीमा है।
  • अधिकतम शक्ति अलगाव की मात्रा और ट्रांसमीटर शोर पर निर्भर करती है, जो रिसीवर संवेदनशीलता को प्रभावित करती है।
  • सीडब्ल्यू डॉपलर रडार द्वारा लक्ष्य सीमा प्राप्त नहीं की जा सकती है।
  • जब अधिक संख्या में लक्ष्य होते हैं तो अस्पष्टता की संभावना होती है।

Applications of CW Doppler Radar (सीडब्ल्यू डॉपलर रडार के अनुप्रयोग)

सीडब्ल्यू डॉपलर रडार का उपयोग वेग की जानकारी निर्धारित करने के लिए किया जाता है लेकिन रेंज नहीं; मिसाल के तौर पर,

  • क्रिकेट में गेंद की गति मापने के लिए
  • यातायात की निगरानी के लिए यातायात में
  • गति सीमा से अधिक कारों को पकड़ने के लिए पुलिस रडार में
  • गति मापने के लिए विमान के नेविगेशन में
  • ऊर्ध्वाधर टेकऑफ़ विमानों के लिए दर-दर-चढ़ाई संकेतक के रूप में विमानों में

 

 

 

 

 

 

 

 

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