రాడార్

రాడార్ (రేడియో డిటెక్షన్ అండ్ రేంజింగ్ అనే ఇంగ్లీషు మాటకు పొట్టి రూపం)   అనేది రేడియో తరంగాలను ఉపయోగించి ఒక స్థలం నుండి వస్తువుల దూరం (పరిధి), కోణం, రేడియల్ వేగం మొదలైనవాటిని తెలుసుకునే పద్ధతి. ఇది విమానం, నౌకలు, అంతరిక్ష నౌకలు, గైడెడ్ క్షిపణులు, మోటారు వాహనాలు, వాతావరణ ఆకృతులు, భూభాగాలు మొదలైనవాటిని గుర్తించడానికి ఉపయోగపడుతుంది. రాడార్ వ్యవస్థలో, రేడియో లేదా మైక్రోవేవ్ తరంగ దైర్ఘ్యాలలో విద్యుదయస్కాంత తరంగాలను ఉత్పత్తి చేసే ట్రాన్స్‌మిటరు, ట్రాన్స్‌మిటింగ్ యాంటెన్నా, రిసీవింగ్ యాంటెన్నా (ఒకే యాంటెన్నాను ప్రసారం చేయడానికి, స్వీకరించడానికీ ఉపయోగిస్తారు), వస్తువుల లక్షణాలను గుర్తించే రిసీవరు, ప్రాసెసరు ఉంటాయి. ట్రాన్స్‌మిటర్ నుండి బయల్దేరిన రేడియో తరంగాలు (పల్సుల రూపంలో గానీ, నిరంతరాయంగా గానీ) వస్తువులపై పది ప్రతిబింబించి, తిరిగి రిసీవరుకి తిరిగి చేరుతాయి. దాంతో వస్తువుల స్థానాలు, వేగం గురించిన సమాచారాన్ని అందిస్తాయి.

చరిత్ర

తొలి ప్రయోగాలు 
1886 లోనే, జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త హెన్రిచ్ హెర్ట్జ్ రేడియో తరంగాలను ఘన పదార్థాల నుండి ప్రతిబింబించవచ్చని చూపించాడు. 1895లో, క్రోన్‌స్టాడ్ట్‌లోని ఇంపీరియల్ రష్యన్ నేవీ స్కూల్‌లో ఫిజిక్స్ ఉపాధ్యాయుడైన అలెగ్జాండర్ పోపోవ్, సుదూరాన మెరిసే మెరుపులను గుర్తించడానికి కోహెరర్ ట్యూబ్‌ను ఉపయోగించి ఒక ఉపకరణాన్ని అభివృద్ధి చేశాడు. మరుసటి సంవత్సరం, అతను దానికి స్పార్క్-గ్యాప్ ట్రాన్స్‌మిటర్‌ను జోడించాడు. 1897లో, బాల్టిక్ సముద్రంలో రెండు నౌకల మధ్య కమ్యూనికేట్ చేయడానికి ఈ పరికరాన్ని పరీక్షిస్తున్నప్పుడు అతను, మధ్య నుండి మూడవ నౌక దాటడం వల్ల ఏర్పడిన అంతరాయాన్ని గమనించాడు. తన నివేదికలో, పోపోవ్ ఈ దృగ్విషయాన్ని వస్తువులను గుర్తించడానికి ఉపయోగించవచ్చని రాశాడు, అయితే అతను ఈ పరిశీలనతో ఇంకేమీ చేయలేదు. 

జర్మన్ ఆవిష్కర్త క్రిస్టియన్ హల్స్‌మేయర్ "సుదూర లోహ వస్తువుల ఉనికిని" గుర్తించడానికి రేడియో తరంగాలను ఉపయోగించిన మొదటి వ్యక్తి. 1904లో, అతను దట్టమైన పొగమంచులో ఉన్న ఓడను గుర్తించే సాధ్యాసాధ్యాలను ప్రదర్శించాడు. కానీ ట్రాన్స్‌మిటర్ నుండి అది ఎంత దూరంలో ఉందో అది చూపించలేదు.  అతను 1904 ఏప్రిల్‌లో ఆ డిటెక్షను పరికరానికి పేటెంట్  పొందాడు. తర్వాత ఓడకు ఉన్న దూరాన్ని అంచనా వేసే సవరణ కోసం కూడా పేటెంట్  పొందాడు. అతను 1904 సెప్టెంబరు 23 న  పూర్తి రాడార్ సిస్టమ్ కోసం బ్రిటిష్ పేటెంట్‌ను కూడా పొందాడు. దానిని అతను టెలిమోబిలోస్కోప్ అని పిలిచాడు. ఇది 50 సెం.మీ తరంగదైర్ఘ్యంలో పనిచేసింది. పల్సెడ్ రాడార్ సిగ్నలును స్పార్క్-గ్యాప్ ద్వారా సృష్టించాడు. అతని సిస్టమ్ ఇప్పటికే పారాబొలిక్ రిఫ్లెక్టర్‌తో హార్న్ యాంటెన్నా యొక్క క్లాసిక్ యాంటెన్నా సెటప్‌ను ఉపయోగించింది. కొలోన్, రోటర్‌డ్యామ్ రేవుల్లో జర్మన్ సైనిక అధికారులు ప్రాక్టికల్ పరీక్షలు జరిపారు. వారు దాన్ని తిరస్కరించారు. 

1915లో, రాబర్ట్ వాట్సన్-వాట్ ఎయిర్‌మెన్‌లకు ముందస్తు హెచ్చరికను అందించడానికి రేడియో సాంకేతికతను ఉపయోగించాడు.  1920ల సమయంలో బ్రిటను పరిశోధనలకు నాయకత్వం వహించి, రేడియో టెక్నిక్‌లను ఉపయోగించి అయానోస్పియర్ పరిశోధనలు, చాలా దూరాల వద్ద వచ్చిన మెరుపులను గుర్తించడం వంటి ప్రగతి సాధించాడు. తన మెరుపు ప్రయోగాల ద్వారా వాట్సన్-వాట్, రేడియో డైరెక్షన్ ఫైండింగ్‌ను ఉపయోగించడంలో నిపుణుడయ్యాడు. అటువంటి అధ్యయనాలకు, తగిన రిసీవర్ అవసరం. అందుబాటులో ఉన్న షార్ట్‌వేవ్ యూనిట్ల గురించి విస్తృతమైన సమీక్షను నిర్వహించమని "కొత్త కుర్రాడు" ఆర్నాల్డ్ ఫ్రెడరిక్ విల్కిన్స్‌తో చెప్పాడు. జనరల్ పోస్ట్ ఆఫీస్ మాన్యువల్‌లో, విమానం పైన ఎగిరుతునప్పుడు దాని "ఫేడింగ్" ఎఫెక్ట్ (ఆ రోజుల్లో ఇంటర్‌ఫియరెన్స్ ను అలాగే అనేవారు) గురించి రాసిన వివరణ చదివాక విల్కిన్స్, ఆ మోడల్‌ను ఎంచుకుంటాడు.

1922లో అమెరికాలో, పోటోమాక్ నదికి ఎదురుగా ట్రాన్స్‌మిటర్, రిసీవర్‌ను ఉంచి, అంవెరికా నావికాదళ పరిశోధకులు A. హోయ్ట్ టేలర్, లియో C. యంగ్ లు బీమ్ మార్గానికి అడ్డుగా వెళుతున్న ఓడలు అందుకున్న సిగ్నల్ మసకబారడానికి (ఫేడింగు) కారణమవుతాయని కనుగొన్నారు. టేలర్ ఒక నివేదికను సమర్పించాడు. ఈ దృగ్విషయం సహాయంతో, కంటికి సరిగ్గా కనబడని సమయాల్లో, నౌకల ఉనికిని గుర్తించడానికి ఉపయోగించవచ్చని అందులో సూచించాడు. అయితే నౌకాదళం వెంటనే దానిపై పని కొనసాగించలేదు. ఎనిమిది సంవత్సరాల తరువాత, నావల్ రీసెర్చ్ లాబొరేటరీ (NRL) వద్ద లారెన్స్ A. హైలాండ్ ప్రయాణిస్తున్న విమానం నుండి ఇలాంటి ఫేడింగు ప్రభావాలను గమనించారు; ఇది ఒక పేటెంట్ దరఖాస్తుకు దారితీసింది.  అలాగే ఆ సమయంలో టేలర్, యంగ్ ఉన్న NRLలో జరిగే కదిలే లక్ష్యాల నుండి రేడియో-ఎకో సిగ్నల్స్‌పై మరింత లోతైన పరిశోధన కోసం కూడా దారితీసింది. 

అదేవిధంగా బ్రిటనులో 1928 లో ఎల్.ఎస్. ఆల్డర్,  నేవల్ రాడార్‌కు రహస్య తాత్కాలిక పేటెంట్‌ను తీసుకున్నాడు. WAS బట్‌మెంట్, PE పొలార్డ్ బ్రెడ్‌బోర్డ్ లు ఒక పరీక్షా పరికరాన్ని అభివృద్ధి చేశారు. ఇది 50 సెం.మీ తరంగ దైర్ఘ్యం (600 MHz) వద్ద పల్సెడ్ మాడ్యులేషన్‌ను వాడి పనిచేస్తుంది. ఈ పరీక్ష విజయవంతమైంది. 1931 జనవరిలో, రాయల్ ఇంజనీర్స్ నిర్వహించే ఇన్వెన్షన్స్ బుక్‌ ఈ ఉపకరణంపై ఒక వ్యాసం ప్రచురించింది. గ్రేట్ బ్రిటన్‌లో తీరప్రాంత రక్షణలో ఉపయోగించిన సాంకేతికతకు సంబంధించిన మొదటి అధికారిక రికార్డు ఇది. చైన్ హోమ్‌ పథకంలో చైన్ హోమ్ (లో) గా దీన్ని చేర్చారు.  

ఒక జర్మన్ రేడియో ఆధారిత మరణ కిరణానికి సంబంధించిన ఇటీవలి నివేదికలను నిర్ధారించమని బ్రిటను ప్రభుత్వం 1935లో, వాట్సన్-వాట్‌ను అడిగింది. అతను ఆ అభ్యర్థనను విల్కిన్స్‌కి పంపాడు. విల్కిన్స్, ఆ వ్యవస్థ ప్రాథమికంగా అసాధ్యమని నిరూపించాడు. అటువంటి వ్యవస్థ అసలు చేయగలిగేది ఏమిటో పరిశీలించమని వాట్సన్-వాట్ అడిగాడు. విమానాలు రేడియో ఇంటర్‌ఫియరెన్సు కలిగిస్తాయనే మునుపటి నివేదికను విల్కిన్స్ గుర్తుచేసుకున్నాడు. ఇదే 1935 ఫిబ్రవరి 26 నాటి డావెంట్రీ ప్రయోగానికి దారితీసింది. ఒక శక్తివంతమైన BBC షార్ట్‌వేవ్ ట్రాన్స్‌మిటర్‌ను మూలంగాను, వారి GPO రిసీవరునూ ఒక పొలంలో వాడారు. ఆ స్థలం చుట్టూ ఒక బాంబరు విమానం ఎగిరింది. ఆ వ్యవస్థ విమానాన్ని స్పష్టంగా గుర్తించడంతో, సప్లై అండ్ రీసెర్చ్ కు చెందిన హ్యూ డౌడింగ్‌ను, అది బాగా ఆకట్టుకుంది. తదుపరి అభివృద్ధి కోసం వెంటనే నిధులు అందించారు.  వాట్సన్-వాట్ బృందం ఆ పరికరానికి పేటెంట్ పొందింది.   

రాడార్ అభివృద్ధి 1936 సెప్టెంబరు 1 న బాగా విస్తరించింది. వాట్సన్-వాట్ బ్రిటీష్ ఎయిర్ మినిస్ట్రీ ఆధ్వర్యంలో సఫోల్క్‌లో ఫెలిక్స్‌స్టోవ్ సమీపంలో కొత్తగా స్థాపించిన బాడ్సే రీసెర్చ్ స్టేషనుకు సూపరింటెండెంట్ అయ్యాడు. అక్కడ అతను చేసిన కృషి కారణం గానే 1939లో రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం ప్రారంభమయ్యే సమయానికి "చైన్ హోమ్" అనే పేరున్న విమాన గుర్తింపు, ట్రాకింగ్ స్టేషన్‌ల రూపకల్పన జరిగింది. ఈ చైన్ హోమ్‌లను ఇంగ్లండ్ తూర్పు, దక్షిణ తీరాల వెంబడి స్థాపించారు. ఈ వ్యవస్థ బ్యాటిల్ ఆఫ్ బ్రిటన్‌లో రాయల్ ఎయిర్ ఫోర్స్ విజయం సాధించడంలో కీలకమైన ముందస్తు సమాచారాన్ని అందించింది; అది లేకపోయి ఉంటే, శత్రు దాడులకు త్వరగా స్పందించడం కోసం గణనీయమైన సంఖ్యలో యుద్ధ విమానాలు ఎల్లప్పుడూ గాలిలో ఉండవలసి వచ్చేది. గ్రేట్ బ్రిటన్ వద్ద అన్ని విమానాలు లేవు. జర్మనీ యుద్ధవిమానాలను కొనుగొనడానికి పూర్తిగా భూమ్మీద ఉన్న వ్యక్తుల పరిశీలనలపైనే ఆధారపడి ఉంటే, గ్రేట్ బ్రిటన్ ఆ యుద్ధంలో బహుశా ఓడిపోయి ఉండేది. శత్రు విమానాల కదలికలను గుర్తించడం, వాటికి ప్రతిస్పందించడం మొదలైనవాటిని సమన్వయం చేసే "డౌడింగ్ సిస్టమ్"లో రాడార్ ఒక భాగమైంది.

అవసరమైన అన్ని నిధులు, అభివృద్ధి మద్దతుతో, ఈ బృందం 1935లో ఒక పని చేసే రాడార్ వ్యవస్థను ఉత్పత్తి చేసింది. దాని విస్తరణను కూడా ప్రారంభించింది. 1936 నాటికి, మొదటి ఐదు చైన్ హోమ్ (CH) వ్యవస్థలు పని చేస్తున్నాయి. 1940 నాటికి ఉత్తర ఐర్లాండ్‌తో సహా మొత్తం UK అంతటా అవి విస్తరించాయి. ఆనాటి ప్రమాణాల ప్రకారం చూసినా కూడా, CH అనేది ఒక ముతక వ్యవస్థ; యాంటెన్నాను గురిపెట్టి సిగ్నలును ప్రసారం చేయడం, స్వీకరించడం చెయ్యకుండా, CH దానికి ఎదరనున్న మొత్తం ప్రాంతాన్నంతటి లోనూ ప్రసరించే సిగ్నల్‌ను ప్రసారం చేసేది. ఆపై తిరిగి వచ్చే ప్రతిధ్వనుల దిశను నిర్ణయించడానికి వాట్సన్-వాట్ కనిపెట్టిన రేడియో డైరెక్షన్ ఫైండర్‌లలో ఒకదానిని ఉపయోగించేది. అంటే CH ట్రాన్స్‌మిటర్‌లు చాలా శక్తివంతంగా ఉండి, పోటీ వ్యవస్థల కంటే మెరుగైన యాంటెన్నాలను కలిగి ఉండాల్సి వచ్చేది. అప్పటికే ఉన్న సాంకేతికతలను ఉపయోగించుకోవడంతో వాటిని వేగంగా ప్రవేశపెట్టడం వీలైంది.

రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో 
యునైటెడ్ కింగ్‌డమ్‌లో చేసిన క్యావిటీ మాగ్నెట్రాన్ ఒక ముఖ్యమైన అభివృద్ధి. ఇది మీటర్ కంటే తక్కువ రిజల్యూషన్‌తో ఉండడంతో, సాపేక్షంగా చాలా చిన్న వ్యవస్థలను రూపొందించడానికి వీలు కలిగింది. 1940 టిజార్డ్ మిషన్ సమయంలో బ్రిటన్, ఈ సాంకేతికతను అమెరికాకు అందించింది.  

1940 ఏప్రిల్‌లో, వాట్సన్-వాట్ పేటెంట్‌ను ఉపయోగించే రాడార్ యూనిట్ ఉదాహరణను పాపులర్ సైన్స్ పత్రిక ఎయిర్ డిఫెన్స్‌పై రాసిన ఒక కథనంలో చూపించింది.  అలాగే, 1941 చివరిలో పాపులర్ మెకానిక్స్ కూడా ఒక కథనాన్ని ప్రచురించింది. దీనిలో ఒక అమెరికా శాస్త్రవేత్త బ్రిటను తూర్పు తీరంలో ముందస్తు హెచ్చరిక వ్యవస్థ గురించి ఊహించాడు. అది ఏమిటి, ఎలా పని చేస్తుంది అనే ఆ ఊహ వాస్తవానికి దగ్గరగా ఉంది.  1941 లో పెర్ల్ హార్బర్‌పై జపాన్ దాడి చేసిన తర్వాత గగన తల రక్షణ గురించి సలహా ఇవ్వడానికి వాట్సన్-వాట్‌ను అమెరికాకు పంపారు.  ఆల్ఫ్రెడ్ లీ లూమిస్ 1941-45 సంవత్సరాలలో మసాచుసెట్స్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ, కేంబ్రిడ్జ్, మసాచుసెట్స్‌లో రహస్య MIT రేడియేషన్ లాబొరేటరీని నిర్వహించి, మైక్రోవేవ్ రాడార్ సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేసాడు. తరువాత, 1943లో పేజ్, మోనోపల్స్ టెక్నిక్‌తో రాడార్‌ను బాగా మెరుగుపరిచింది. చాలా సంవత్సరాల పాటు చాలా రాడార్ అప్లికేషన్‌లలో దీన్ని ఉపయోగించారు. 

RAF వారి పాత్‌ఫైండర్ ఉపయోగించే ఓబో వంటి కాంప్లిమెంటరీ నావిగేషన్ సిస్టమ్‌లతో సహా రాడార్ కోసం మెరుగైన రిజల్యూషన్, మరింత పోర్టబిలిటీ, మరిన్ని ఫీచర్లను కనుగినే పరిశోధనలను వేగవంతం చెయ్యడానికి యుద్ధం దోహదం చేసింది.

అప్లికేషన్లు 

రాడార్ అందించిన సమాచారంలో, రాడార్ స్కానర్ నుండి వస్తువు యొక్క స్థానం (బేరింగ్, పరిధి) ఉంటుంది. అటువంటి స్థానాల అవసరం చాలా కీలకంగా ఉన్న అనేక రంగాలలో దీన్ని ఉపయోగిస్తారు. రాడార్ మొదటి ఉపయోగం సైనిక ప్రయోజనాల కోసం: గాలిలో, భూమిపైన, సముద్రంలోను ఉన్న లక్ష్యాలను గుర్తించడం. పౌర రంగంలో కూడా విమానాలు, నౌకలు., ఆటోమొబైల్స్ అవసరాల కోసం ఇది పరిణామం చెందింది.  

వైమానిక రంగంలో, విమానంలో రాడార్ పరికరాలు అమర్చి ఉంటాయి. దానికి ఎదురుగా వచ్చే విమానం గానీ, ఇతర అడ్డంకుల గురించి గానీ హెచ్చరిస్తాయి. వాతావరణ సమాచారాన్ని చూపిస్తాయి. విమానం ఎంత ఎత్తున ఎగురుతోందో ఖచ్చితమైన రీడింగులను అందిస్తాయి. కొన్ని యునైటెడ్ ఎయిర్ లైన్స్ విమానాల్లో అమర్చిన 1938 నాటి బెల్ ల్యాబ్ యూనిట్, విమానాలకు అమర్చిన మొదటి వాణిజ్య పరికరం.  రాడార్-సహాయక గ్రౌండ్-కంట్రోల్ అప్రోచ్ సిస్టమ్‌లతో కూడిన విమానాలు పొగమంచులో కూడా కిందికి దిగవచ్చు. ఆపరేటర్లు ప్రెసిషన్ అప్రోచ్ రాడార్ స్క్రీన్‌లపై విమానం స్థానాన్ని గమనించి, తద్వారా పైలట్‌కు రేడియో ల్యాండింగ్ సూచనలను అందిస్తారు. విమానాన్ని ఖచ్చితమైన మార్గంలో రన్వే పైకి వచ్చేలా నిర్వహిస్తారు. మిలిటరీ ఫైటర్ విమానాల్లో శత్రు విమానాలను గుర్తించడానికి, లక్ష్యంగా చేసుకోవడానికి ఎయిర్-టు-ఎయిర్ టార్గెటింగ్ రాడార్‌లు అమర్చుతారు . అదనంగా, పెద్ద ప్రత్యేక సైనిక విమానాలు విస్తృత ప్రాంతంలో విమాన రాకపోకలను గమనించడానికి శక్తివంతమైన ఎయిర్‌బోర్న్ రాడార్‌లను కలిగి ఉంటాయి. యుద్ధ విమానాలను లక్ష్యాల వైపు మళ్లిస్తాయి. 

నౌకలు ఇతర నౌకలతో ఢీకొనకుండా నిరోధించడానికి, నావిగేట్ చేయడానికి, తీరం లేదా ద్వీపాలు, బోయ్‌లు, లైట్‌షిప్‌ల వంటి ఇతర స్థిర సూచనల పరిధిలో ఉన్నప్పుడు సముద్రంలో వాటి స్థానాన్ని సరిచేయడానికి ఓడల బేరింగ్‌ను, దూరాన్ని కొలవడానికి మెరైన్ రాడార్‌లను ఉపయోగిస్తారు. ఓడరేవులో లేదా నౌకాశ్రయంలో, రద్దీగా ఉండే నీటిలో ఓడ కదలికలను పర్యవేక్షించడానికి, నియంత్రించడానికి నౌకల ట్రాఫిక్ సర్వీస్ రాడార్ వ్యవస్థలను ఉపయోగిస్తారు. 

వాతావరణ శాస్త్రవేత్తలు అవపాతాన్ని, గాలిని పర్యవేక్షించడానికి రాడార్‌ను ఉపయోగిస్తారు. ఇది స్వల్పకాలిక వాతావరణాన్ని అంచనా వేయడానికి, ఉరుములు, సుడిగాలులు, శీతాకాలపు తుఫానులు, అవపాతం రకాలు మొదలైన తీవ్రమైన వాతావరణాన్ని చూడటానికి ప్రాథమిక సాధనంగా మారింది. భూమి పైపెంకు కూర్పును మ్యాప్ చేయడానికి భూవిజ్ఞాన శాస్త్రవేత్తలు ప్రత్యేకమైన భూమిలో చొచ్చుకొనిపోయే రాడార్లను ఉపయోగిస్తారు. రోడ్లపై వాహనాల వేగాన్ని పర్యవేక్షించేందుకు పోలీసు బలగాలు రాడార్ గన్లను ఉపయోగిస్తాయి. మానవ కదలికలను గుర్తించడానికి కూడా చిన్న రాడార్ వ్యవస్థలను ఉపయోగిస్తున్నారు. నిద్రను పర్యవేక్షించడం కోసం శ్వాస నమూనా గుర్తింపు,  కంప్యూటర్ పరస్పర చర్య కోసం చేతితో, వేళ్ళతో ఇచ్చే సంజ్ఞల గుర్తింపు దీనికి ఉదాహరణలు.  ఆటోమేటిక్ డోర్ ఓపెనింగ్, లైట్ యాక్టివేషన్, ఇంట్రూడర్ సెన్సింగ్ కూడా రాడార్ వాడి చేసినవే.

మూలాలు 

Pages using multiple image with auto scaled images
కొలత పరికరాలు