खुले समुद्र में सीमित दृश्यता के साथ घने कोहरे से गुजरने की कल्पना करें। आप अन्य जहाजों के साथ टकराव से कैसे बच सकते हैं और सुरक्षित रूप से अपने गंतव्य तक कैसे पहुँच सकते हैं? समुद्री रडार, एक ऐसी तकनीक जो द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान उभरी, समुद्री नेविगेशन की "आँखों और कानों" के रूप में कार्य करती है। यह व्यापक मार्गदर्शिका समुद्री रडार तकनीक की पड़ताल करती है, जो बुनियादी सिद्धांतों से लेकर व्यावहारिक अनुप्रयोगों और नियामक मानकों तक है।
समुद्री रडार को समझना इसके सिस्टम ब्लॉक आरेख से शुरू होता है। हालाँकि वास्तविक रडार सिस्टम अधिक जटिल हो सकते हैं, लेकिन यह सरलीकृत आरेख रडार घटकों के बारे में आवश्यक ज्ञान प्रदान करता है, जो गहन सीखने के लिए एक आधार बनाता है।
रडार सिस्टम निरंतर धाराओं के बजाय दालों में विद्युत चुम्बकीय तरंगें प्रसारित करते हैं। इन दालों की विशिष्ट अवधि और पुनरावृत्ति आवृत्तियाँ होती हैं, जिसमें विभिन्न तरंगरूप पैरामीटर संसूचन प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं। सामान्य रडार तरंगरूपों में आयताकार दालें और रैखिक आवृत्ति-मॉड्यूलेटेड दालें शामिल हैं।
समुद्री रडार में चार मुख्य घटक होते हैं जो लक्ष्यों का पता लगाने और प्रदर्शित करने के लिए एक साथ काम करते हैं:
ट्रांसमीटर में एक बिजली की आपूर्ति, विलंब रेखा, मॉड्यूलेटर, ट्रिगर और मैग्नेट्रॉन शामिल हैं। ट्रिगर दालें उत्पन्न करता है जो मॉड्यूलेटर को उच्च-वोल्टेज दालें उत्पन्न करने के लिए नियंत्रित करती हैं, जो मैग्नेट्रॉन को वेवगाइड या समाक्षीय केबल के माध्यम से प्रेषित उच्च-आवृत्ति दोलनों को बनाने के लिए चलाती हैं।
एंटीना दिशात्मक दालें प्रसारित करता है और आसपास के क्षेत्रों को स्कैन करने के लिए पूर्वनिर्धारित पल्स पुनरावृत्ति आवृत्ति (PRF) पर घूमते समय प्रतिध्वनि प्राप्त करता है। आमतौर पर जहाज के उच्चतम बिंदु (जैसे, कंपास डेक) पर बाधाओं से बचने के लिए लगाया जाता है।
एक टीआर सेल, स्थानीय ऑसिलेटर, मिक्सर, आईएफ एम्पलीफायर और वीडियो एम्पलीफायर से बना, रिसीवर कमजोर प्रतिध्वनि संकेतों को बढ़ाता है और उन्हें प्रवर्धन और डिमॉड्यूलेशन के माध्यम से डिस्प्ले-संगत संकेतों में परिवर्तित करता है।
परंपरागत रूप से कैथोड रे ट्यूब (CRT) का उपयोग करते हुए, रडार डिस्प्ले प्लान पोजीशन इंडिकेटर (PPI) प्रारूप में लक्ष्य जानकारी प्रस्तुत करते हैं - एक बर्ड्स-आई व्यू। इलेक्ट्रॉन बीम PRF के साथ सिंक्रनाइज़ किए गए रेडियल स्कैन लाइनें बनाता है, जिसमें लक्ष्य को इंगित करने वाले उज्ज्वल धब्बे के रूप में प्रतिध्वनि दिखाई देती है।
रडार पल्स ट्रांसमिशन और प्रतिध्वनि रिसेप्शन के बीच के समय को मापकर लक्ष्य की दूरी की गणना करता है। स्कैन बिंदु विद्युत चुम्बकीय तरंग प्रसार की आधी गति से रेडियल रूप से चलता है। स्क्रीन के किनारे तक पहुँचने पर, तरंग स्क्रीन त्रिज्या की दोगुनी दूरी तय कर चुकी होती है। लक्ष्य संगत दूरी पर उज्ज्वल धब्बों के रूप में दिखाई देते हैं, जिसे रेंज रिंग और वेरिएबल रेंज मार्कर (VRM) द्वारा सटीक बनाया जाता है।
दिशात्मक एंटीना 12-30 आरपीएम पर दक्षिणावर्त घूमता है (ऊपर से देखा गया)। सिंक्रनाइज़ डिस्प्ले लक्ष्य असर को स्क्रीन केंद्र (शीर्ष पर 0°) से लक्ष्य स्थान तक के कोण के रूप में दिखाता है। एक निश्चित हेडिंग मार्कर जहाज के पाठ्यक्रम को इंगित करता है।
समुद्री रडार मुख्य रूप से दो आवृत्ति बैंड में संचालित होता है जिसमें विशिष्ट विशेषताएं होती हैं:
8-12 GHz (आमतौर पर 9GHz) पर 3cm तरंग दैर्ध्य के साथ संचालित होता है:
2-4 GHz (आमतौर पर 3GHz) पर 10cm तरंग दैर्ध्य के साथ संचालित होता है:
समुद्र में जीवन की सुरक्षा के लिए अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन (SOLAS) के अध्याय V में अनिवार्य है:
2004 में IMO संकल्प MSC.192(79) द्वारा संशोधित, प्रमुख मानकों में शामिल हैं:
खुले समुद्र में सीमित दृश्यता के साथ घने कोहरे से गुजरने की कल्पना करें। आप अन्य जहाजों के साथ टकराव से कैसे बच सकते हैं और सुरक्षित रूप से अपने गंतव्य तक कैसे पहुँच सकते हैं? समुद्री रडार, एक ऐसी तकनीक जो द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान उभरी, समुद्री नेविगेशन की "आँखों और कानों" के रूप में कार्य करती है। यह व्यापक मार्गदर्शिका समुद्री रडार तकनीक की पड़ताल करती है, जो बुनियादी सिद्धांतों से लेकर व्यावहारिक अनुप्रयोगों और नियामक मानकों तक है।
समुद्री रडार को समझना इसके सिस्टम ब्लॉक आरेख से शुरू होता है। हालाँकि वास्तविक रडार सिस्टम अधिक जटिल हो सकते हैं, लेकिन यह सरलीकृत आरेख रडार घटकों के बारे में आवश्यक ज्ञान प्रदान करता है, जो गहन सीखने के लिए एक आधार बनाता है।
रडार सिस्टम निरंतर धाराओं के बजाय दालों में विद्युत चुम्बकीय तरंगें प्रसारित करते हैं। इन दालों की विशिष्ट अवधि और पुनरावृत्ति आवृत्तियाँ होती हैं, जिसमें विभिन्न तरंगरूप पैरामीटर संसूचन प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं। सामान्य रडार तरंगरूपों में आयताकार दालें और रैखिक आवृत्ति-मॉड्यूलेटेड दालें शामिल हैं।
समुद्री रडार में चार मुख्य घटक होते हैं जो लक्ष्यों का पता लगाने और प्रदर्शित करने के लिए एक साथ काम करते हैं:
ट्रांसमीटर में एक बिजली की आपूर्ति, विलंब रेखा, मॉड्यूलेटर, ट्रिगर और मैग्नेट्रॉन शामिल हैं। ट्रिगर दालें उत्पन्न करता है जो मॉड्यूलेटर को उच्च-वोल्टेज दालें उत्पन्न करने के लिए नियंत्रित करती हैं, जो मैग्नेट्रॉन को वेवगाइड या समाक्षीय केबल के माध्यम से प्रेषित उच्च-आवृत्ति दोलनों को बनाने के लिए चलाती हैं।
एंटीना दिशात्मक दालें प्रसारित करता है और आसपास के क्षेत्रों को स्कैन करने के लिए पूर्वनिर्धारित पल्स पुनरावृत्ति आवृत्ति (PRF) पर घूमते समय प्रतिध्वनि प्राप्त करता है। आमतौर पर जहाज के उच्चतम बिंदु (जैसे, कंपास डेक) पर बाधाओं से बचने के लिए लगाया जाता है।
एक टीआर सेल, स्थानीय ऑसिलेटर, मिक्सर, आईएफ एम्पलीफायर और वीडियो एम्पलीफायर से बना, रिसीवर कमजोर प्रतिध्वनि संकेतों को बढ़ाता है और उन्हें प्रवर्धन और डिमॉड्यूलेशन के माध्यम से डिस्प्ले-संगत संकेतों में परिवर्तित करता है।
परंपरागत रूप से कैथोड रे ट्यूब (CRT) का उपयोग करते हुए, रडार डिस्प्ले प्लान पोजीशन इंडिकेटर (PPI) प्रारूप में लक्ष्य जानकारी प्रस्तुत करते हैं - एक बर्ड्स-आई व्यू। इलेक्ट्रॉन बीम PRF के साथ सिंक्रनाइज़ किए गए रेडियल स्कैन लाइनें बनाता है, जिसमें लक्ष्य को इंगित करने वाले उज्ज्वल धब्बे के रूप में प्रतिध्वनि दिखाई देती है।
रडार पल्स ट्रांसमिशन और प्रतिध्वनि रिसेप्शन के बीच के समय को मापकर लक्ष्य की दूरी की गणना करता है। स्कैन बिंदु विद्युत चुम्बकीय तरंग प्रसार की आधी गति से रेडियल रूप से चलता है। स्क्रीन के किनारे तक पहुँचने पर, तरंग स्क्रीन त्रिज्या की दोगुनी दूरी तय कर चुकी होती है। लक्ष्य संगत दूरी पर उज्ज्वल धब्बों के रूप में दिखाई देते हैं, जिसे रेंज रिंग और वेरिएबल रेंज मार्कर (VRM) द्वारा सटीक बनाया जाता है।
दिशात्मक एंटीना 12-30 आरपीएम पर दक्षिणावर्त घूमता है (ऊपर से देखा गया)। सिंक्रनाइज़ डिस्प्ले लक्ष्य असर को स्क्रीन केंद्र (शीर्ष पर 0°) से लक्ष्य स्थान तक के कोण के रूप में दिखाता है। एक निश्चित हेडिंग मार्कर जहाज के पाठ्यक्रम को इंगित करता है।
समुद्री रडार मुख्य रूप से दो आवृत्ति बैंड में संचालित होता है जिसमें विशिष्ट विशेषताएं होती हैं:
8-12 GHz (आमतौर पर 9GHz) पर 3cm तरंग दैर्ध्य के साथ संचालित होता है:
2-4 GHz (आमतौर पर 3GHz) पर 10cm तरंग दैर्ध्य के साथ संचालित होता है:
समुद्र में जीवन की सुरक्षा के लिए अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन (SOLAS) के अध्याय V में अनिवार्य है:
2004 में IMO संकल्प MSC.192(79) द्वारा संशोधित, प्रमुख मानकों में शामिल हैं:
