Radar

Radar (varem ka RADAR; inglise keeles "radio detection and ranging" – 'raadiojälgimine ja kauguse määramine') on õhuruumi raadioseireseadeldis ehk raadiolokaator, mis toimib elektromagnetkiirguse, siin raadiolainete levimise põhimõttel ruumis. Raadiolokaatorit kasutatakse ruumis või veepinnal asuvate objektide avastamiseks ning nende kauguse, kõrguse, kiiruse ja liikumise suuna määramiseks.
Eristatakse kolme liiki radareid:
Radari saatja pöörlevast suundantennist kiirguvad kitsasse ruuminurka elektromagnetlaine impulsid. Elektromagnetilise laine dielektrilise ja magnetilise läbitavuse erinevuse tõttu keskkonnas on ka peegeldused sealt erineva tugevusega. Peegeldunud raadiolaine võetakse vastu enamasti sama radari vastuvõtuantenniga. Peegeldunud raadiolainete energia moodustab tavaliselt 10−19 kuni 10−3 saatja kiirgusenergiast.
Radar töötab impulssrežiimis võimsusega kuni mitukümmend MW. Objekti leidmiseks muudetakse antenni suunda, radari ekraanilt jälgitav peegeldunud impulsi hilistus on võrdeline objekti kaldkaugusega (1 mikrosekund vastab 150 m). Ekraanidena kasutatakse tavaliselt elektronkiiretorusid (tänapäeval LCD või muud ekraanid), mille ekraanile on kantud kaugusringid ja äärele asimuudiskaala. Objekti asimuut määratakse suunal, mil objektilt peegeldunud signaal on maksimaalne.
Üheaegselt impulsi kiirgumisega hakkab indikaatori ekraani keskmest radiaalselt liikuma elektronkiire tekitatud helendav täpp; selle heledus on võrdeline saabuva impulsi tugevusega ning kaugus keskpunktist võrdeline ajaga, mis impulsil kulub objektini ja tagasi jõudmiseks. Antenni pöörlemise tõttu kiirgub iga impulss eelmisega võrreldes väikese nurga all ja sama nurga võrra pöördub ka kiir indikaatori ekraanil. Nii saadakse ekraanil erisuguse heledusega täpid. Doppleri efekti põhjustatud peegeldunud signaali sageduse muutus võimaldab määrata objekti radiaalsuunalist kiirust ja välistada seisvate objektide kujutisi. Raadiolained peegelduvad seda tugevamalt, mida suurem on objekt või mida parem on vastuvõtuantenn.
Sarnane süsteem on lidar ("Light Detection And Ranging") elektromagnetkiirguse valguskiirguse (optilistel) sagedustel, milles kasutatakse lasereid. Laseri lainepikkus on raadiolainest tublisti väiksem. Lainepikkuse ja optilise süsteemi apertuuri suhe rubiinlaserist väljuva valguskiire jaoks on märksa väiksem kui sama suhe raadiolainete ja näiteks 100-meetrise diameetriga radarpeegli korral – laserikiirega on objekti asukoha täpne kindlaksmääramine radari ees suur eelisega. Paraku muudavad atmosfääris olev niiskus (pilvisus, udu) ja suits laserkiire kasutamise hajumise tõttu sageli vähe tõhusaks.
Ajalugu.
2. aprillil 1935 patenteeris Šoti füüsik Robert Watson-Watt radari tööpõhimõtte ("radio detection and ranging"). Esimesed radarid ehitati Robert Watson-Watti juhtimisel Suurbritannia saare idarannikule; need olid mõeldud õhuruumi kaitseks ja võimaldasid avastada lennukeid juba 75 miili kauguselt.
Teise maailmasõja ajal olid radarid tugeva kaitsesüsteemi tähtsaks osaks Saksa Luftwaffe pommituslennukite rünnakute vastu. Sõja lõpus kasutati ka mobiilseid lennukitele paigutatud radareid, mis tegi lõpu Saksa allveelaevade laiutamisele Atlandi ookeani vetes.
Radari arengu tähtsaks teetähiseks saab pidada magnetroni leiutamist Birminghami ülikoolis 1940. aasta algul. Magnetron võimaldas inglastel kasutada oma radarites palju kõrgemat raadiosagedust kui sakslastel suurtes kohmakate antennidega radarites. Magnetron on kõigi hilisemate radari arenduste tuumikseadeldis.