ELEKTRONIČKA NAVIGACIJA

1. ELEKTRONIČKA NAVIGACIJA KARAKTERISTIKE RADARSKIH VALOVA REFLEKSIJA EM VALOVA

2. Karakteristike radarskog sustava • Prema IMO Rezoluciji definirano je šest relevantnih karakteristika radara i definirane su njihove minimalne i maksimalne vrijednosti : • Maksimalni domet radara • Minimalni domet radara • Točnost mjerenja udaljenosti • Točnost mjerenja kuta • Razdvajanje objekata po udaljenosti • Razdvajanje objekata prema kutu

3. Maksimalni domet radara • Određuju ga sljedeći elementi : • Broj impulsa emitiranih u jedinici vremena (PRF). Za veći domet treba poslati što više impulsa u jedinici vremena, međutim pojava lažnih jeka zbog bočnih lepeza ograničava broj impulsa na većim udaljenostima uglavnom na 600 do 800 imp/sec • Oblik, dimenzije i visina antene. Duža antena emitira uži snop, pa je gustoća energije na mjestu udaljenijeg objekta veća. Sa visinom antene raste i radarski horizont. Na radara valne dužine 3 cm standardno se ugrađuju antene dužine 6 stopa • Maksimalna emitirana snaga EM signala. Veća snaga emitiranog signala omogućuje i jaču jeku s udaljenijih objekata • Valna dužina (ʎ)- EM signali veće valne dužine putujući kroz prostor bivaju manje gušeni od valova kraćih valnih dužina .Porastom valne dužine raste i domet radara.

4. Maksimalni domet radara • Osjetljivost prijamnika. Osjetljiviji prijamnik primit će i slabije signale s većih udaljenosti i tako povećati maksimalni domet radara – “bolji” prijamnik posebnom obradom primljenog signala odvaja njegov korisni dio od nakupljenog šuma. • Karakteristike objekta.Jačina radarskog odjeka i domet radarskog signala značajno ovise o položaju , materijalu objekta, obliku objekta i ostalim svojstvima objekta. • Geometrijska udaljenost radarskog horizonta- funkcija zakrivljenosti Zemlje

5. Maksimalni domet radara • Prema IMO Resolution A.477(XII) propis o najvećem dometu X-band radara zahtijeva da taj radar pri visini antene od 15 m iznad mora i radarskoj slici bez odjeka s valova i padalina ima jasan prikaz slike : • 1. Obalne crte- obalne crte visoke 60 m na udaljenosti od 20 M- obale visoke 6 m na udaljenosti od 7 M • 2. Površinskih ciljeva- broda od 5000 BT na udaljenosti od 7 M- broda duljine 10 m na udaljenosti od 3 M- cilja nadomjesne površine od 10 m kvadratnih, na udaljenosti od 2M (stožasta plutača druge kategorije ima nadomjesnu površinu od 10 m kvadratnih. Ako se njezin odraz na radaru vidi u najmanje 50% osvjetljavanja radar ispunjava ovaj propis) • Radari valne duljine 10 cm (S-band) moraju imati za najmanje 5 dB (3,162 puta) bolje značajke od značajki X-band radara.

6. Najveći domet radara – IMO odredbe

7. Minimalni domet radara • - minimalna udaljenost od broda do točke na morskoj površini do koje ne dopiru EM valovi što se naziva„mrtvi ili slijepi” sektor , a ovisi o visini antene radara nad morem i kutu isijavanja EM valova u vertikalnoj ravnini i o vremenu trajanja dužine radarskog impulsa. • - minimalni domet radara može biti veći od dmin jer je prijemnik blokiran za vrijeme rada predajnika.

8. Najmanji domet radara • Cilj A nalazi se u području koje nije osvjetljeno radarom -mrtva zona – područje od broda do prvog dodira radarskog snopa i mora) te se njegova slika ne može pojaviti na ekranu radara. Cilj B je izvan mrtve zone i osvjetljen je radarom. IMO propis o najmanjem dometu odnosi se na cilj B i glasi : površinski ciljevi moraju biti jasno vidljivi na udaljenostima od 50 m do 1 M bez podešavanja radara , izuzevši promjenu dometa radara. • Na najmanjem dometu od 0,25 M ima puno smetnji ,a malo manevarskog prostora i vremena tako da se radar na tom dometu vrlo malo koristi. Dobra zamjena za radar na tom dometu je kamera i termovizija.

9. Točnost mjerenja udaljenosti pomoću radara • Preciznost mjerenja vremena, a time i udaljenosti ovisi najviše o ravnomjernosti(linearnosti) gibanja svijetle točke odnosno linearnosti vremenske baze. Točnost mjerenja udaljenosti biti će bolja ako se vanjski rub crte daljinara (VRM) postavi na unutarnji rub (prednji brid) slike cilja , jer dubina slike cilja ne mora biti u mjerilu dubine samog cilja. Pritom slika mora biti oštra zbog lakšeg prepoznavanja prednjeg ruba.

10. Veličina slike cilja u funkciji udaljenosti • Cilj na udaljenosti od 1 M imat će dimenzije 120 x 149 m , a cilj na udaljenosti od 11 M imati će dimenzije 287m x 149 m. (149 m je debljina svijetle točke).

11. Točnost mjerenja kuta pomoću radara • Kut (azimut ili pramčani kut) mjeri se pomoću elektroničkog smjerala (EBL- electronicbearing line).IMO propis nalaže da greška pri mjerenju kuta pomoću radara kada je cilj na rubu zaslona , ne smije biti veća od 1° , što čini 0,23 % skale od 360°. Mjerenje kutova je manje točno od mjerenja udaljenosti .Slika obale pri konačnoj širini radarskog snopa Radarska slika uskog okomitog cilja- drugi kraj cilja se ne vidi pa se slika cilja proširi za kut (αh/2 ) - širina slike na zaslonu l = d’(udaljenost) x αh/2 (širina snopa u radijanima)

12. Razdvajanje objekata po udaljenosti • - Definirana je IMO Rezolucijom- razdvajanje objekata po udaljenosti . • - Razdvajanje objekata po udaljenosti je sposobnost radara da dva objekta koji se nalaze na istom pramčanom kutu ali na različitim udaljenostima prikaže kao dva odvojena objekta. Pritom se pretpostavlja da se udaljeniji objekt ne nalazi u radarskoj sjeni bližeg objekta. • Glavni faktor koji utječe na sposobnost razdvajanja objekata prema udaljenosti je dužina emitiranog impulsa. • Odredba IMO Rezolucije : • Radar ARPA mora razlikovati dva objekta na istom azimutu čija međusobna udaljenost nije veća od 40 metara, na skali udaljenosti 1,5NM na udaljenosti koja je između 50% i 100% te skale udaljenosti. • Dvije plutače reflektirajuće površine 10 m kvadratnih na dometu radara od 2 M ili manjem i međusobnom razmaku od najmanje 50 yardi (1 yard=0,9144m) moraju se na vanjskoj polovini zaslona radara vidjeti kao dva odvojena cilja.

13. Razdvajanje objekata po kutu • Definirana je IMO Rezolucijom – razdvajanje objekata po kutu. • Razdvajanje objekata po kutu je sposobnost radara da dva objekta koja se nalaze na istoj udaljenosti ali na različitim pramčanim kutovima prikaže kao dvije odvojene jeke • Temeljni faktor koji utječe na ovo svojstvo je horizontalni kut isijavanja radarske antene (1°) • Odredba IMO Rezolucije : • Radar ARPA mora razlikovati dva objekta na istoj udaljenosti koja su međusobno udaljena 0,75NM ili više na skali udaljenosti od 1,5NM i čija razlika azimuta nije veća od 2,5°

14. Razdvajanje objekata po kutu • - Jeka s objekta B započet će u trenutku kada prestane jeka s cilja A. Zbog toga će se obje jeke na zaslonu vidjeti kao jedan neprekinuti široki objekt. Objekti C i D koji su na istom međusobnom razmaku kao i objekti A i B , ali bliže vlastitom brodu (područje užeg dijela snopa) , biti će prikazani kao dva odvojena objekta jer se radarski snop uspio “provući” između njih.

15. Ostale značajke radarskog sustava • - Pretraživanje (Scanning) – mora biti neprekinuto unutar kruga od 360° u smjeru kazaljke na satu. Broj okretaja antene mora biti veći od 12 o/min pri relativnoj brzini vjetra od 100 čv.- Stabilizacija kompasom – oprema mora imati priključak za kompasni ponavljač. Točnost podešavanja kursa mora biti bolja od 0,5° pri vrtnji kompasa matice od 2 o/min. Kod prestanka rada žiro-kompasa , sustav mora bez zastoja nastaviti raditi u nestabiliziranom načinu rada.- Sustavi za brisanje smetnji – pojavu smetnji od valova , padalina , oblaka i pješčanih oluja mora biti moguće ručno ukloniti. Sustav je u položaju “Off- Isključeno” kada je dugme za podešavanje u krajnjem lijevom položaju. Automatski sustavi za brisanje smetnji moraju imati preklopku za prijelaz na ručno upravljanje.- Rad s radarskim odgovaračima (Racon- Radar Beacon) – trocentimetarski radarski sustavi (X-band) koji pobuđuju racone moraju imati vodoravnu polarizaciju EM vala. Odziv racona mora biti moguće isključiti ako smeta osmatranju slike.- Višestruke radarske instalacije – dva radarska sustava jednog broda moraju biti instalirana tako da mogu raditi neovisno jedan o drugome , te da se oba mogu napajati iz pričuvnog izvora napajanja. - tehničke karakteristike sustava – propisane su preporukom ITU-R M. 1313 i odnose se na svojstva antene , odašiljača i prijamnika radara u frekvencijskim opsezima od 2900 – 3100 Mhz , 5479 – 5650 MHz , 8850 – 9000 MHz i 9200 – 9500 MHz . Razlikuju se tri skupine radara : IMO radari koji moraju udovoljavati propisima navedenim u točkama 2.1 do 2.6 ovog poglavlja , uključujući i ribarske brodove , radare u unutarnjoj plovidbi (riječni radari) i radari na brodovima za razonodu.

16. IMO i ribarski brodovi – svojstva radarskog odašiljača i prijamnika

17. Riječni radari – svojstva odašiljača i prijamnika

18. Radari za plovila i razonodu – svojstva odašiljača i prijamnika

19. Refleksija elektromagnetskih valova Ovisi o sljedećim elementima : • Položaj objekta u odnosu na brod • Oblik objekta • Materijal od kojeg je objekt izrađen • Dimenzije objekta

20. Položaj objekta uhorizontalnoj ravnini - Odnosi se na kut upada EM vala mjeren u horizontalnoj ravnini - aspekt

21. Položaj objekta u vertikalnoj ravnini • - odnosi se na kut upada EM vala mjeren u vertikalnoj ravnini. • Svojstva površine objekta (hrapavost ili glatkoća) direktno djeluju na radarsku jeku. Ako se sa Δh označe najveće neravnine od glatke površine , površina objekta se smatrahrapavom ako vrijedi sljedeći odnos : • Za radar valne dužine λ = 3 cm , površina s neravninama od 2 do 3 mm ponašat će se kao glatka površina.

22. Oblik objekta • U jednadžbi radara izraz za primljenu snagu na izlazu antene glasi : • Dr- gustoća reflektirane snage na udaljenosti R od objektaAr – “efektivna površina antene” , Pt – najveća emitirana snaga radara, Gt- dobitak anteneσ – refleksijska površina ciljaAr – “efektivna površina” antene – pojam koji opisuje učinkovitost antene u odašiljanju i prijamu EM signala. Teorijski su dobitak antene (G) i njezin otvor povezani sljedećom jednadžbom : . U ovoj jednadžbi G i A nemaju indekse jer ista antena služi i kao odašiljačka i prijamna antena.U jednadžbi svojstvo cilja(objekta) opisano je “efektivnom površinom” (σ) . Veličina (σ) ne označava samo površinu cilja nego se odnosi i na sva ostala svojstva cilja (oblik,položaj,materijal i veličina). Efektivna površina se stoga određuje kao omjersnage impulsa odbijenog prema radaru prema prostornom kutu i snazi impulsa na mjestu cilja :R – udaljenost radar – cilj , Er – jačina odbijenog električnog polja na mjestu prijamnika radara , Ei – jačina upadnog polja na mjestu cilja. U radarskoj navigaciji analiziraju se tri osnovna oblika cilja : vertikalni valjak , kugla i uspravni stožac.

23. Vertikalni valjak • Za vertikalno postavljeni valjak dimenzija i oznaka prema donjoj slici za 0 < Θ < 90° efektivna površina odjeka - (σ) -(omjer snage impulsa odbijenog prema radaru prema prostornom kutu i snazi impulsa radara) jednaka je :

24. Kugla • Odbijanje EM vala od kuglastih tijela dijeli se na : a)Rayleighovo područje – kada je opseg kugle r manji od valne duljine EM vala (2πr/λ <1) , b)Mie ili područje rezonancije – kada je radijus kugle približno jednak valnoj duljini EM vala , c)optičko područje – kada je radijus kugle veći od valne duljine EM vala (2πr/λ >1) .

25. Kugla • U prvom dijelu krivulje σ kugle je mala i postepeno raste , a reflektirana energija formira dvije latice: jednu u smjeru upadnog polja , a drugu premaizvoru EM zračenja. U području Mie raspršenja , latica se izdužuje u smjeru dolaznog vala, a refleksijska površina se oscilatorno stabilizira na vrijednost σ kugle = r rπ. Površina postiže najveću vrijednost za 2πr/λ =1 i nakon toga pada na najmanju vrijednostispod optičke vrijednosti.U trećem –optičkom dijelu krivulje dijagram refleksije EM vala dobiva oblik dijagrama isijavanja usmjerene antene sa izraženom laticom u smjeru dolaznog EM vala i nekoliko bočnih latica, a refleksijska površina postaje neovisna o frekvenciji : σkugle = r rπ .Za valne duljine navigacijskih radara u Rayleighovom području nalaze se ciljevi kao smetnje (kapljice kiše, magle, …) , a navigacijski ciljevi (obala, objekti,…) ulaze duboko u optičko područje.

26. Stožac- refleksijska površina uspravnog stošca • Refleksijska površina stošca u odnosu na valjak i kuglu je daleko najmanja i značajno ovisi o kutu (Θ) upada EM vala . Za stožac prikazan slikom Θ = 0° (signal pada na šiljak stošca) vrijedi sljedeća jednadžba: Za stožac prikazan slikom za Θ = 90°-α (signal pada vertikalno na izvodnicu stošca)vrijedi sljedeća jednadžba :

27. Materijal objekta • Koeficijent refleksije - definira se kao odnos reflektirane i primljene energije i značajno ovisi o materijalu objekta. Bolji vodiči električne energije imaju i veći koeficijent refleksije. • Ova pojava objašnjava se činjenicom da će djelovanjem EM vala radara veliki broj slabo vezanih elektrona u atomima vodiča promijeniti svoje putanje tj. energetska stanja na viši stupanj ( prelazak elektrona u više orbite ) • Po prestanku djelovanja radarskog impulsa elektroni se vraćaju na svoja normalna energetska stanja čime ti elektroni emitiraju znatnu količinu energije što daje jaku povratnu radarsku jeku. • Elektroni u atomima izolatora (staklo, plastika…, mali broj slabo vezanih elektrona) teško će mijenjati svoja energetska stanja (prelazak u više orbite) pa će povratna jeka biti slaba

28. Materijal objekta • Na granici dva materijala , od kojih je jedan atmosfera, a drugi materijal objekta , EM val se dijelomodbija , a dijelom lomi. Slika prikazuje EM val na granici dva materijala:Iz uvjeta jednakosti komponenti vektora električnog i magnetskog polja s obje strane granične ravnine slijedi zakonodbijanja (refleksije) : Θp = Θu , iz čega slijedi Snellov zakonprolaznog vala : sinΘp/sinΘu = γ1/γ2. γ1 i γ2 – valne konstante širenja EM vala određenejednadžbom sljedećeg oblika : • ω – frekvencija EM valak – provodnost materijala ε – električka propustljivost ili permitivnost materijalac – brzina širenja EM vala

29. Materijal objekta • More je dobar vodič (elektrolit) i njegov koeficijent refleksije je vrlo visok 0,8, ali na sreću EM valovi odbijaju se od mora mimo prijemne antene u svim smjerovima inače bi radar bio neupotrebljiv. Drvo i plastika su vrlo loši vodiči s izrazito niskim koeficijentom refleksije. Koeficijent refleksije golog zemljišta značajno ovisi o njegovom sastavu. Metalne rude na površini povećavaju refleksiju EM signala.

30. Dimenzije objekta • Jeka s objekta po svojoj snazi i veličini ovisi i o dimenzijama objekta : • Širina objekta – ako je objekt širi od radarskog snopa u horizontalnoj projekciji, jačina jeke će biti proporcionalna maksimalnoj jeci s dijela objekta zahvaćenog radarskim snopom ali ne i ukupnoj širini objekta. Zato će široki objekti dati široku ali ne uvijek i jaku jeku. Širina slike objekta užeg od horizontalne projekcije snopa je funkcija širine snopa, dok je njezina dubina ovisna o dužini impulsa kao i o debljini svijetle točke • Visina objekta – veliki vertikalni kut isijavanja antene (30°) pokriva objekte svake visine, ali to ne znači da će visoki objekti dati jasniju sliku. U vertikalnoj ravnini se nalazi više lepeza, a na većim udaljenostima maximum i minimum EM signala su međusobno dosta razmaknuti • Dubina objekta – radar ne osjeća dubinu objekta posebice ako je prednja brid viša ili ako je objekt ravan. To je razlog zbog kojeg se kod mjerenja udaljenosti daljinar treba uvijek postaviti na unutrašnji rub odraza objekta.

31. Dimenzije objekta- utjecaj visine objekta na dobiveni odraz

32. Atmosferski uvjeti i domet radara • - U radarskoj navigaciji atmosfera služi kao dvosmjerni komunikacijski kanal.Atmosfera utječe na radarski snop u troposferi na 3 različita načina : refrakcijom (lom, savijanje), slabljenjem (plinovi u atmosferi), rasipanjem (na česticama i hidrometeorima).Radarski EM valovi šire se pravocrtno jedino kroz homogenu sredinu. Kako je atmosfera vrlo čestonehomogena zbog promjena temperature, gustoće, vlažnosti, tlaka,…itd. radarski EM valovi mijenjaju brzinu i smjer gibanja, te se gibaju po krivulji. EM val prelazeći iz sredstva jedne gustoće u sredstvo druge gustoće na granici sredstava se lomi po Snellovom zakonu o lomu valova : α1 – kut upada EM valova • α2 – kut loma EM valova • n1 – indeks loma u sredstvu 1 • n2 – indeks loma u sredstvu 2 - Indeks loma (n) atmosfere ovisi o tlaku, temperaturi, vlažnosti , gustoći zraka. U normalnim uvjetima EM val radara se lagano savija prateći djelomično zakrivljenost Zemaljske površine. Ova pojava naziva se refrakcija EM signala.- U atmosferi bez padalina radarski signal pretežito slabi na molekulama kisika i vodene pare. Dio signala gubi se zagrijavanjem molekula , a dio se apsorbira mijenjajući energiju njihove rotacije.- slabljenje signala može se opisati eksponencijalnim zakonom : na putu do cilja i natrag do antene radara, signal oslabi za exp (2α R),R – udaljenost do cilja , α – koeficijent slabljenja signala.

33. Slabljenje visokofrekventnih(VF) EM signala u atmosferi • Na slici je prikazano slabljenje VF signala na molekulama kisika (puna crta) i na molekulama vodene pare (isprekidana crta).Krivulje su definirane za tlak atmosfere od 1013 hPa i 7,5 grama vode po kubnom metru zraka.Slabljenje signala se naglo očituje kada molekule uđu u rezonanciju sa signalom.Za molekule kisika to se događa na približno 60 GHz i 120 GHz, za molekulevodene pare na 22,3 GHz. Širina prve rezonancijske krivulje za kisik je 600 MHz , a druga je vrlo uska. Rezonancijski vrh za vodenu paru je znantno niži (22GHz) , aširok je približno 3 GHz.Za frekvencije ispod 1 GHz (L pojas) slabljenje signala u atmosferi je zanemarivo,dok je pri milimetarskim valnim dužinama značajno. To je glavni razlog zašto navigacijski i zemaljski radari ne rade na frekvencijama iznad 35 GHz.Slabljenje signala u atmosferi nabijenom vodenom parom veće je od slabljenja u atmosferinabijenoj kisikom u frekvencijskom području od 13 do 32 GHz. To značida će EM valovi radara navedenih frekvencija u tom području biti osjetljiviji na promjene u količini vodene pare u atmosferi , a izvan tog područja na promjene u gustoći kisika u atmosferi.

34. Smanjenje dometa radara zbog slabljenja signala u atmosferi

35. Superrefrakcija • - izrazita refrakcija koja nastaje kada se relativna vlažnost zraka znatno smanjuje s visinom ili kada se ispod hladnog zraka nalazi sloj toplijeg zraka. • Kod superrefrakcije povećava se domet radara, a smanjuje se kut radarske depresije ili dubine horizonta

36. Superrefrakcija • - Iznad kopna superrefrakcija se javlja ljeti u vedrim noćima kada se tlo puno brže hladi od viših slojeva atmosfere. Iznad površine mora superrefrakcija se javlja u tropskim krajevima , jer je utjecaj smanjivanja vlažnosti zraka s visinom veći od porasta temperature zraka. U područjima umjerene klime superrefrakcija se pojavljuje u ljetnim mjesecima. Drugi česti uzrok pojave superrefrakcije je topli i suhi vjetar koji puše s kopna na more.Prelaskom preko hladnijeg mora , zrak se naglo hladi i stvara toplinsku inverziju. Istovremeno se javlja i gradijent vlažnosti. U kiši , oluji , oblačnom vremenu superrefrakcija se ne pojavljuje, jer je atmosfera turbulentna pa nestaju granice različitih indeksa loma. Superrefrakcija je uočljiva na većim dometima radara.U blizini obale superrefrakcija nije jednako izražena na svim azimutima jer strujanja zraka iznad mora i kopna nisu jednaka.

37. Superrefrakcija

38. Superrefrakcija- jeka druge vremenske baze • Posljedica superrefrakcije , a posebice kod pojave “vođenja kanalom” je pojava jeke druge vremenske baze – pojava lažne jeke.Navedena pojava događa se pretežito za lijepog vremena , pa je moguća usporedba vizualne slike i radarske slike. U Crvenom moru , Arapskom zaljevu , nekim dijelovima Sredozemnog mora i zapadne obale Afrike , superrefrakcija i “vođenje kanalom” obično je praćeno pješčanom izmaglicom koja znatno smanjuje vidljivost. U takvim uvjetima jeka druge vremenske baze može se prepoznati po nekim drugim značajkama. Na slici je prikazana obalakako ju registrira radar u uvjetima “vođenja kanalom” pri PRF = 2000i/s , odnosno vremenom između dva uzastopna impulsa od 500 μs. U tom vremenu signal pređe put od 81 M , što znači da udaljenost cilja, čija će se jeka vratiti upravo u trenutku nastanka sljedećeg mpulsa iznosi 40,5 M.Ako je domet radara 12 M , ciljevi koji se nalaze između 12 i 40,5 M ne mogubiti registrirani radarom. Međutim zbog superrefrakcijeili “vođenja kanalom” , pojavit će se jeka s obale udaljene prosječno 45 M , ali za vrijemetrajanja druge vremenske baze.

39. Superrefrakcija – jeka druge vremenske baze- izgled lažne jeke • - U ovom slučaju slika obale je ocrtana , ali je prikazana na krivom mjestu i savijena je prema središtu zaslona radara. Promjena PRF-a koja se postiže promjenom dometa radara , pokazati će drugačije odnose , pa se na taj način mogu prepoznati lažne jeke ove vrste. Jeke druge vremenske baze imaju sljedeće karakteristike: ne prepoznaju se odmah kao lažne jeke, u slici širih ciljeva (obala) mogu se uočiti izobličenja slike u smjeru središta zaslona radara, neuobičajeno brzo pomicanje ciljeva, promjenom dometa radara (PRF-a) slike ove vrste naglo nastaju ili nestaju.

40. Subrefrakcija • - značajno smanjena refrakcija koja znatno reducira standardni domet radara. Kod subrefrakcije se osjetno smanjuje domet radara, a povećava kut radarske depresije ili dubine horizonta. -Subrefrakcija se javlja sa povećanjem vlažnosti zraka i smanjivanjem temperature zraka s visinom što ima za posljedicu zakretanje EM valova od površine Zemlje. Kod subrefrakcije se radarske lepeze savijaju prema gore tako da se neki niski objekti poput manjih brodova ili plitkih santi mogu naći u mrtvoj zoni radara. Subrefrakcija daje sliku koja podsjeća na slabo podešeni TUNNING radara jer nestaju slike plutača i niske obale, a ostaju jeke s visokih objekata.

41. Subrefrakcija • - Kod subrefrakcije promjenom predznaka indeksa loma , EM val se savija od zemaljske kugle prema gore.Zabilježen je slučaj kada radar smješten na Fisherovim otocima (New York, USA) nije registrirao otok Block Island , udaljen samo 22 M od radara, koji je bio unutar optičke vidljivosti. Subrefrakcija nije jako česta pojava, a obično se javlja u polarnim krajevima kada hladni vjetrovi pušu iznad toplih morskih struja. Gusta magla , prelazeći iz plinovitog u tekuće stanje pri istoj količini vode u kubnom metru također može stvoriti uvjete za subrefrakciju. Najveće promjene temperature uobičajeno se dešavaju na visini od približno 50 cm iznad morske površine.

42. Subrefrakcija

43. „Vođenje” EM signala kanalom – “DUCTING” • Izrazito skokovite promjene stanja atmosfere mogu stvoriti uvjete za pojavu jako izražene superrefrakcije koja se ponekad naziva i “Vođenje signala kanalom (DUCTING)”. Formira se umjetni “valovod” čije stjenke čine površina Zemlje i skokovita promjena stanja u atmosferi. Takvim “valovodom” signal se širi na znatno veće udaljenosti nego li u normalnim uvjetima. Istim “valovodom” vraća se i jeka s udaljenog objekta stvarajući na ekranu radara lažnu jeku druge vremenske baze. • “Vođenje signala kanalom- DUCTING”-je izrazito širenje EM vala atmosferom kada promjene značajki atmosfere formiraju umjetni “valovod”.

44. „Vođenje” EM signala kanalom – “DUCTING”

45. Vremenski uvjeti i domet radara • Razlikuje se meteorološko vrijeme i svemirsko vrijeme-spaceweather. • Svemirsko vrijeme kao fizikalna pojava utječe na rad GNSS sustava, energetskih sustava , komunikacijskih sustava, … • Meteorološko vrijeme kao meteorološka pojava direktno utječe na kvalitetu radarske slike , domet radara , prikaz radarske slike , otkrivanje objekata pomoću radara , itd… • Najvažniji utjecaj meteorološkog vremena na kvalitetu i pouzdanost radarske slike ogleda se prvenstveno u zasićenju slike smetnjama odnosno gušenjem signala i smanjivanjem dometa radara.

46. Utjecaj vjetra i tropskih oluja • Vjetar utječe posredno na kvalitetu radarske slike jer stvara valove koji će generirati smetnje. Jačina tih odjeka ovisi o veličini vala, njegovoj udaljenosti od broda, te o njegovom položaju u odnosu na brod odnosno o smjeru vjetra. • Tropske oluje pokazuju se na ekranu radara kao likovi koncentrično raspoređeni oko središta oluje. Dometi brodskih radara nisu dovoljno veliki da bi mogli poslužiti za pravovremeno otkrivanje i praćenje tropskih oluja.

47. Utjecaj kiše, snijega i tuče • Padaline degradiraju radarsku sliku na tri različita načina ovisno o njihovom položaju u odnosu na brod i promatrani objekt: • Padaline se nalaze između broda i objekta • Objekt se nalazi u području padalina • Brod se nalazi u području padalina • Ako se padaline nalaze između broda i objekta EM val prolazeći kroz to područje slabi (gušenje signala)pa se objekt nalazi u određenoj vrsti radarske sjene. Slabljenje signala zbog snijega bit će približno jednako slabljenju uzrokovanom kišom jedino onda kada je količina pale vode jednaka, što odgovara odnosu snijega i kiše 1:10.Na radarima velike valne dužine λ = 10 cm, ne zamjećuje se slabljenje signala izazvanog snijegom. Opasnost od snijega pojavljuje se tek onda kada deblji sloj snijega promijeni oblike terena na koji je napadao. Jeka s takve obale bit će slabija pa oblik na radaru neće odgovarati obali bez snijega.

48. Utjecaj kiše, snijega i tuče • U slučaju kada se objekt nalazi u području padalina jeke sa objekata mogu biti i do 80% slabije od očekivane jeke. Pored toga slika objekata će biti „maskirana” smetnjama s padalina. U tom slučaju smanjivnjem GAIN-a ili pojačavanjem CLUTTERA nastajat će zastor formiran od padalina, a ostat će jeka od objekata jer on ima veći koeficijent refleksije pa se dio energije ipak vraća prema anteni. • U slučaju kada se brod nalazi u području padalina javljaju se smetnje oko sredine ekrana, slično smetnjama od mora. Razlika je u tome što će jeke objekata izvan područja padalina biti slabije zbog slabljenja odnosno gušenja signala njegovim prolaskom kroz padaline.

49. Slabljenje signala različitih frekvencija u ovisnosti o količini padalina – parametri su frekvencije EM valova λ = 10 cm , f = 3 GHz - S band radar ; λ = 3 cm , f = 9 GHz – X band radar

50. Slabljenje signala u kiši različitih valnih duljina – parametar je količina padalina λ = 10 cm , f = 3 GHz - S band radar ; λ = 3 cm , f = 9 GHz – X band radar