Transcript Διαφάνεια 1
ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΤΗΝ ΡΑΔΙΟΚΥΜΑΤΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ (MICROWAVE REMOTE SENSING) ΑΠΟΣΤΟΛΟΣ ΚΟΥΙΡΟΥΚΙΔΗΣ Δρ. ΦΥΣΙΚΟΣ-ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ ΣΕΡΡΕΣ 2008 1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ-ΚΕΦΑΛΑΙΑ 1. 2. 3. 4. 5. ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΡΑΝΤΑΡ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ-ΘΟΡΥΒΟΣ ΑΣΑΦΕΙΑ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ-ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΔΙΑΔΟΣΗ (ΗΜ)-ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΤΗΝ ΥΛΗ 2 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΙΚΗ Ή ΡΑΔΙΟΚΥΜΑΤΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΕΙΝΑΙ Ο ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΣ ΚΛΑΔΟΣ ΠΟΥ ΑΦΟΡΑ ΣΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΗΜ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΩΝ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ ΓΙΑ ΑΠΟΚΤΗΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΓΙΑ ΤΑ ΑΚΟΛΟΥΘΑ: 1. 2. 3. 4. 5. ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΕΔΑΦΟΥΣ ΥΠΕΔΑΦΟΣ ΩΚΕΑΝΟΙ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ ΣΥΝΕΧΗΣ, ΑΞΙΟΠΙΣΤΗ, ΚΑΙ ΠΟΛΥΠΛΕΥΡΗ ΕΠΙΤΗΡΗΣΗ ΤΩΝ ΠΑΡΑΠΑΝΩ ΣΤΟΧΩΝ ΓΙΑ ΕΞΑΓΩΓΗ ΠΟΛΥΤΙΜΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ! 3 ΓΝΩΣΤΙΚΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ Ή ΑΝΘΡΩΠΙΝΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΠΟΥ ΒΡΙΣΚΕΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ Η ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. ΓΕΩΡΓΙΑ ΚΑΙ ΕΠΙΤΗΡΗΣΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ ΒΑΘΥΜΕΤΡΙΑ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΑ ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΑΣΤΙΚΗ ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΑ ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΑΚΤΩΝ ΠΡΟΒΛΕΨΗ/ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΩΝ ΔΑΣΟΛΟΓΙΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΠΑΓΕΤΩΝΩΝ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑ 4 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΜΟΛΥΝΣΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ / ΩΚΕΑΝΩΝ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΧΙΟΝΙΟΥ ΕΠΙΤΗΡΗΣΗ ΧΩΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ ΕΠΙΤΗΡΗΣΗ ΥΔΑΤΙΝΩΝ ΠΟΡΩΝ / ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΙΚΑ ΕΡΓΑ / ΜΕΛΕΤΕΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΧΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΚΑΛΥΨΕΙΣ ΤΗΣ ΓΗΣ ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (GIS) ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ, ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ, ΚΑΙ ΑΛΛΑ…!!! 5 ΕΙΔΙΚΟΤΕΡΑ ΓΙΑ ΤΙΣ ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΜΕΛΕΤΗΘΟΥΝ ΚΑΙ ΝΑ ΚΑΤΑΓΡΑΦΟΥΝ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. ΧΩΡΙΚΗ ΘΕΣΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ ΥΨΟΜΕΤΡΟ ΧΡΩΜΑ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΥΓΕΙΑΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΧΛΩΡΟΦΥΛΛΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑ ΠΟΣΟΣΤΟ ΥΓΡΑΣΙΑΣ ΒΛΑΣΤΗΣΗΣ / ΕΔΑΦΟΥΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ ΥΦΗ / ΔΟΜΗ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΕΔΑΦΟΥΣ 6 ΕΝΟΤΗΤΑ 2: (ΗΜ)-ΚΥΜΑΤΑ Η ΔΙΑΔΟΣΗ ΤΩΝ ΗΜ ΚΥΜΑΤΩΝ ΔΙΕΠΕΤΑΙ ΑΠO ΤΙΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ MAXWELL E / B 0 0 B 0 (J E B E 0 t ) t 7 ΜΕΤΑΞΥ ΤΩΝ ΠΟΛΛΩΝ ΛΥΣΕΩΝ ΠΟΥ ΕΠΙΔΕΧΟΝΤΑΙ ΟΙ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ MAXWELL ΕΙΝΑΙ ΚΑΙ ΤΑ ΕΠΙΠΕΔΑ ΚΥΜΑΤΑ C=λ*f C=3x10 8 (m/sec) = 1 0 0 = ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΦΩΤΟΣ λ = ΜΗΚΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ (m) f = ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ (Hz) 8 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΕΚΦΡΑΣΗ ΕΝΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΚΥΜΑΤΟΣ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΠΟΛΩΜΕΝΟΥ ΣΤΗΝ Χ-ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ E x E 0 cos( t kz ) B y ( E 0 / c ) cos( t kz ) ω = k c, ω =2π f=2π/T=ΚΥΚΛΙΚΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ,k = 2π/ λ=ΚΥΜΑΤΑΡΙΘΜΟΣ 1 ΡΟΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ - ΔΙΑΝΥΣΜΑ POYNTING S EB ΜΕΣΗ ΧΡΟΝΙΚΗ ΤΙΜΗ 1 | S | T T 0 2 E0 | S | dt 2Z 0 ( Watts 0 /m 2 ) Z0 =377 Ohm =ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΚΕΝΟΥ 9 ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΦΑΣΜΑ ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΕΙ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΑΠΟ ΤΑ, ΓΙΓΑΝΤΙΟΥ ΜΗΚΟΥΣ ΚΥΜΑΤΟΣ, ΡΑΔΙΟΚΥΜΑΤΑ ΕΩΣ ΤΙΣ ΤΡΟΜΕΡΑ ΥΨΙΣΥΧΝΕΣ ΑΚΤΙΝΕΣ γ 10 ΕΚΤΟΣ ΤΟΥ ΟΠΤΙΚΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΤΟΥ ΦΑΣΜΑΤΟΣ ΤΗΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΥΝ ΚΥΡΙΩΣ ΤΑ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΑ, ΤΟ ΥΠΕΡΥΘΡΟ ΚΑΙ ΤΟ ΥΠΕΡΙΩΔΕΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΑ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ f : 300MHz-300GHz ΜΗΚΗ ΚΥΜΑΤΟΣ λ : 1m-1mm ΥΠΟΧΙΛΙΟΣΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ f : 300GHz-3000GHz ΜΗΚΗ ΚΥΜΑΤΟΣ λ : 1mm-100μm ΥΠΟΔΙΑΙΡΕΣΗ ΣΕ ΜΠΑΝΤΕΣ ΜΕ ΚΩΔΙΚΕΣ ΟΝΟΜΑΣΙΕΣ 11 ΥΠΕΡΥΘΡΟ (IR) ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ f : 3-300 THz (1 THz =10 12 Hz) ΜΗΚΗ ΚΥΜΑΤΟΣ λ : 100-1μm ΥΠΕΡΙΩΔΕΣ (UV) ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ f : 750THz-30PHz ( 1PHz =1000THz ) ΜΗΚΗ ΚΥΜΑΤΟΣ λ : 400-10nm 12 ΕΝΟΤΗΤΑ 3: ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΤΟΧΩΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΑ ΠΑΡΑΘΥΡΑ Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΕΙΝΑΙ ΓΕΝΙΚΑ ΑΔΙΑΦΑΝΗΣ ΣΤΑ ΗΜ-ΚΥΜΑΤΑ ΕΚΤΟΣ ΤΩΝ ΠΑΡΑΚΑΤΩ ΠΑΡΑΘΥΡΩΝ: ΟΠΤΙΚΟ: 380-780 nm (IR) : 1-22μm (RF): 5mm-20m ΜΙΚΡΟΤΕΡΗΣ ΣΗΜΑΣΙΑΣ ΠΑΡΑΘΥΡΑ ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΣΤΙΣ ΖΩΝΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ 17-40μm ΚΑΙ 330-370μm. 13 ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ 1. ΣΚΕΔΑΣΗ (SCATTERING) • ΣΚΕΔΑΣΗ RAYLEIGH (L<<λ) (ΚΟΚΚΙΝΟ ΤΟΥ ΟΥΡΑΝΟΥ ΤΗΝ ΔΥΣΗ) ΣΚΕΔΑΣΗ ΜΙΕ (L=λ) ΜΗ-ΕΠΙΛΕΚΤΙΚΗ (L>>λ) • • (L=ΔΙΑΣΤΑΣΗ ΣΚΕΔΑΖΟΝΤΟΣ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟΥ) 2. ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ (ABSORPTION) • ΟΖΟΝ • ΟΞΥΓΟΝΟ • ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ 14 ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΜΕ ΤΟΝ ΣΤΟΧΟ ΦΑΣΜΑΤΙΚΟΙ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ (0≤c(λ)≤1) • r(λ) = Reflection • t(λ) = Transmission • a(λ) = Absorption • e(λ) = Emission ΓΙΑ ΚΑΘΕ ΣΩΜΑ ΣΕ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΣΕ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ Τ a(λ)=e(λ)=t(λ)=1-r(λ) 15 ΓΙΑ ΚΑΘΕ ΣΤΟΧΟ ΕΙΝΑΙ ΓΝΩΣΤΗ Η ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΤΟΥ ΑΠΟΚΡΙΣΗ 16 ΑΠΟΚΤΗΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΥΨΗΛΗΣ ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΑΣ ΠΟΥ ΑΦΟΡΟΥΝ ΣΤΟΥΣ ΓΗΙΝΟΥΣ ΦΥΣΙΚΟΥΣ ΠΟΡΟΥΣ 17 ΕΝΟΤΗΤΑ 4: ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΚΑΤΑΝΟΜΗ PLANCK ΜΕΛΑΝΟΣ ΣΩΜΑΤΟΣ ΔΙΝΕΙ ΤΗΝ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΗΣ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΕΝΤΑΣΗΣ (SPECTRAL RADIANCE) ΤΗΣ ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΑΠΟ ΤΟ ΜΕΛΑΝ ΣΩΜΑ ΣΕ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ L 2 hc 5 (e 2 hc / kT 2 1) (Watts / m str m ) T(K) = θ(C) + 273.15 -34 h = 6.62 x10 Joule sec =ΣΤΑΘΕΡΑ PLANCK -23 k=1.38 x 10 Joule/K = ΣΤΑΘΕΡΑ BOLTZMANN 18 ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ RAYLEIGH-JEANS x = (hc/λkT)<<1 Log(Lλ) = -4Log(λ) + Log(2kcT) 19 ΟΛΙΚΗ, ΘΕΡΜΙΚΑ ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΑΠΟ ΜΕΛΑΝ ΣΩΜΑ ΣΕ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ Τ≠0 M L 5 . 67 10 0 8 L d (Watts / m ) 4 (W / m 2 K 4 2 ) ΟΠΟΥ σ ΕΙΝΑΙ Η ΣΤΑΘΕΡΑ STEFAN-BOLTZMANN ΜΕΓΙΣΤΟ ΕΚΜΠΟΜΠΗΣ-ΝΟΜΟΣ ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗΣ WIEN -3 λmax T=A≈ 5.14 x 10 (m K) 20 ΕΝΟΤΗΤΑ 5 : ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΔΟΜΗ ΤΥΠΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ • • • • • • • Α=ΠΗΓΗ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΗΜ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ Β=ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ C=ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΜΕ ΤΟΝ ΣΤΟΧΟ D =ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΕΠΙΣΤΡΟΦΗΣ Ε =ΕΠΑΝΕΚΠΟΜΠΗ-ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ F =EΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ G=ΑΠΟΚΤΗΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ 21 ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΜΙΑ ΧΟΝΔΡΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΕΙΝΑΙ 1. ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ή RADARS (ΚΑΤΑΓΡΑΦΟΥΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΠΟΥ ΤΑ ΙΔΙΑ ΕΚΠΕΜΠΟΥΝ) 2. ΠΑΘΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ή ΡΑΔΙΟΜΕΤΡΑ (ΚΑΤΑΓΡΑΦΟΥΝ ΘΕΡΜΙΚΑ ΠΑΡΑΓΟΜΕΝΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ) 22 ΦΟΡΕΙΣ ΚΑΙ ΜΕΓΕΘΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟΝ ΦΟΡΕΑ ΤΟΥΣ ΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΚΑΤΑΤΑΣΣΟΝΤΑΙ ΣΕ 1. ΕΠΙΓΕΙΑ 2. ΑΕΡΟΜΕΤΑΦΕΡΟΜΕΝΑ 3. ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΑ ΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΑΝΙΧΝΕΥΕΙ 1. ΠΟΣΟ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ 2. ΧΡΟΝΟΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΗ ΕΠΙΣΤΡΟΦΗΣ 3. ΠΟΛΩΣΗ 23 ΕΝΟΤΗΤΑ 6 : ΔΙΑΚΡΙΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΑΠΟ ΣΧΙΣΜΗ ΠΛΑΤΟΥΣ W 24 • ΣΧΙΣΜΗ ΠΛΑΤΟΥΣ W, ΠΟΥ ΦΩΤΙΖΕΤΑΙ ΑΠΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΗΜ ΚΥΜΑ ΜΗΚΟΥΣ ΚΥΜΑΤΟΣ λ, ΤΟ ΟΠΟΙΟ ΚΑΙ ΥΦΙΣΤΑΤΑΙ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ. • Η ΕΙΚΟΝΑ ΤΗΣ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗΣ ΛΑΜΒΑΝΕΤΑΙ ΕΠΑΝΩ ΣΕ ΑΔΙΑΦΑΝΕΣ ΠΕΤΑΣΜΑ ΣΕ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΤΗΣ ΛΕΓΟΜΕΝΗΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ FRESNEL, Z OQ Z FRESNEL w 2 2 ΩΣΤΕ ΝΑ ΙΣΧΥΕΙ Η ΛΕΓΟΜΕΝΗ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ FRAUNHOFFER. • ΓΙΑ ΝΑ ΒΡΕΘΕΙ Η ΕΙΚΟΝΑ ΤΗΣ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗΣ, ΔΗΛ. ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΣΤΟ ΣΗΜΕΙΟ P, ΑΘΡΟΙΖΟΝΤΑΙ ΟΛΕΣ ΟΙ ΣΥΝΕΙΣΦΟΡΕΣ ΤΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ Α(y), (-w/2<y<w/2) 25 E p ( ) w/2 w /2 exp[ iky sin ] dy • Η ΑΝΙΧΝΕΥΟΜΕΝΗ ΙΣΧΥΣ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΤΕΤΡΑΓΩΝΟ ΤΟΥ ΠΛΑΤΟΥΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ, ΔΗΛ: sin( W ( ) ( w w sin ) sin c ( sin ) w sin ) • ΓΩΝΙΑΚΟ ΕΥΡΟΣ ΚΥΡΙΟΥ ΛΟΒΟΥ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ= =ΔΙΠΛΑΣΙΟ ΓΩΝΙΑΣ ΠΡΩΤΟΥ ΜΗΔΕΝΙΣΜΟΥ ΙΣΧΥΟΣ Q0 ΔΘ0 ≈2sin(Θ0 )=(2λ/w) 26 ΔΙΑΚΡΙΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ 27 • ΣΥΝΑΦΗΣ ΜΕ ΤΗΝ ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗΣ ΕΙΝΑΙ ΚΑΙ Η ΛΕΓΟΜΕΝΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ Ή ΔΙΑΚΡΙΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΕΝΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ. • ΑΝ ΕΧΟΥΜΕ ΔΥΟ ΣΤΟΧΟΥΣ S1, S2 ΣΕ ΑΠΟΣΤΑΣΗ R ΑΠΟ ΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΜΕ ΚΕΡΑΙΑ ΜΗΚΟΥΣ D (Π.Χ. ΤΟ ΜΑΤΙ ΜΑΣ), ΤΟΤΕ ΑΥΤΟΙ ΘΑ ΕΙΝΑΙ ΔΙΑΚΡΙΣΙΜΟΙ ΑΝ Η ΓΩΝΙΑΚΗ ΤΟΥΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΕΙΝΑΙ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΤΟΥ ΓΩΝΙΑΚΟΥ ΕΥΡΟΥΣ ΤΩΝ ΛΟΒΩΝ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗΣ ΠΟΥ ΣΧΗΜΑΤΙΖΟΝΤΑΙ! ΔΘ ≥ ΔΘ0 =(2λ/D) • ΕΤΣΙ ΕΧΟΥΜΕ ΚΑΙ ΤΗΝ ΧΩΡΙΚΗ ΔΙΑΚΡΙΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΕΝΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ Ή ΤΗΝ ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΣΤΗΝ ΟΠΟΙΑ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΒΡΙΣΚΟΝΤΑΙ ΔΥΟ ΣΤΟΧΟΙ ΓΙΑ ΝΑ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΓΙΝΟΥΝ ΑΝΤΙΛΗΠΤΟΙ ΑΠO ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ, ΩΣ ΔR0 =R ΔΘ0 =R(2λ/D) 28 ΕΝΟΤΗΤΑ 7 : ΚΕΡΑΙΕΣ • ΔΙΑΤΑΞΗ ΠΟΥ ΜΕΤΑΤΡΕΠΕΙ ΕΝΑΛΛΑΣΟΜΕΝΑ ΡΕΥΜΑΤΑ ΣΕ ΗΜ-ΚΥΜΑΤΑ ΠΟΥ ΔΙΑΔΙΔΟΝΤΑΙ ΕΛΕΥΘΕΡΑ ΣΤΟΝ ΧΩΡΟ, ΑΛΛΑ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΩΣ! • 1. 2. ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΙΑΣ ΚΑΛΗΣ ΚΕΡΑΙΑΣ ΛΗΨΗΣ: ΥΨΗΛΗ ΔΙΑΚΡΙΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ: ΥΨΗΛΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΤΙΚΟΤΗΤΑ 29 ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΜΕΓΕΘΗ ΠΟΥ ΑΦΟΡΟΥΝ ΣΕ ΜΙΑ ΚΕΡΑΙΑ • ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΤΗΣ ΚΕΡΑΙΑΣ 2 2 R RAD ( PRAD / I ) ( PRAD / I EN ) • ΚΑΝΟΝΙΚΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΠΕΔΙΟΥ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ PN ( , ) P ( , ) P0 ( 0 , 0 ) 30 • ΤΟ ΚΑΝΟΝΙΚΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΕΙΝΑΙ ΑΝΕΞΑΡΤΗΤΟ ΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΤΟΥ ΠΟΜΠΟΥ ΚΑΙ ΤΗΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ ΑΠΟ ΤΟΝ ΣΤΟΧΟ! • ΕΝΑ ΜΕΤΡΟ ΤΗΣ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ ΤΟΥ ΚΥΡΙΟΥ ΛΟΒΟΥ ΣΤΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΕΙΝΑΙ Η ΓΩΝΙΑ ΗΜΙΣΕΙΑΣ ΙΣΧΥΟΣ ΚΑΙ Η ΓΩΝΙΑ ΠΡΩΤΟΥ ΜΗΔΕΝΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΘHPBW = (1/2) Θ0 • ΓΩΝΙΑΚΟ ΑΝΟΙΓΜΑ ΚΕΡΑΙΑΣ (sterad) P N ( , ) d 4 • ΚΑΤΕΥΘΥΝΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΕΡΑΙΑΣ (dBi) D=(4π/ ΩΑ ) ≥ 1 (Η ΙΣΟΤΡΟΠΙΚΗ ΚΕΡΑΙΑ ΕΧΕΙ D=1, ΟΧΙ ΚΑΤΕΥΘΥΝΤΙΚΟΤΗΤΑ) 31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 RADARS ΕΝΟΤΗΤΑ 8 : ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ RADARS ΑΚΡΩΝΥΜΙΟ ΤΩΝ ΟΡΩΝ RADIO DETECTION AND RANGING ΡΑΔΙΟΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΚΑΙ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΕΙΝΑΙ ΔΥΣΚΟΛΟ(!) ΝΑ ΥΠΕΡΕΚΤΙΜΗΘΕΙ Η ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΟΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΡΑΝΤΑΡ ΣΕ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ 1. ΕΙΡΗΝΙΚΕΣ-ΠΟΛΙΤΙΚΕΣ 2. ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΕΣ 32 33 ΒΑΣΙΚΟ ΔΟΜΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΡΑΝΤΑΡ • ΚΕΡΑΙΑ T/R ΕΚΠΟΜΠΗΣ/ΛΗΨΗΣ ME ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΔΙΑΚΟΠΤΗ ΜΕΤΑΠΤΩΣΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ • ΠΟΜΠΟΣ ΠΟΥ ΕΚΠΕΜΠΕΙ ΣΗΜΑ ΚΑΙ ΔΕΚΤΗΣ ΠΟΥ ΛΑΜΒΑΝΕΙ ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ • Η ΛΗΨΗ ΟΔΗΓΕΙΤΑΙ ΤΕΛΙΚΑ ΣΕ ΕΝΔΕΙΚΤΗ-ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΤΗ • ΤΜΗΜΑ ΤΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ ΠΟΥ ΕΚΠΕΜΠΕΤΑΙ ΟΔΗΓΕΙΤΑΙ ΣΤΟΝ ΕΝΔΕΙΚΤΗ ΓΙΑ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ 34 ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΡΑΝΤΑΡ ΠΟΥ ΘΑ ΜΕΛΕΤΗΘΟΥΝ 1. 2. 3. 4. 5. ΠΑΛΜΙΚΟ ΡΑΝΤΑΡ DOPPLER-RADAR FM-CW-RADAR SLAR-RADAR SAR-RADAR 35 ΠΑΛΜΙΚΟ ΡΑΝΤΑΡ 36 ΜΠΛΟΚ-ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΠΑΛΜΙΚΟΥ ΡΑΝΤΑΡ • Ο ΧΡΟΝΙΣΤΗΣ ΠΑΡΑΓΕΙ ΠΕΡΙΟΔΙΚΗ ΠΑΛΜΟΣΕΙΡΑ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ ΠΟΥ ΟΔΗΓΕΙΤΑΙ ΣΤΟΝ ΔΙΑΜΟΡΦΩΤΗ, ΣΤΟΝ ΟΔΗΓΟ ΚΕΡΑΙΑΣ ΓΙΑ ΚΑΘΟΔΗΓΗΣΗ ΚΑΙ ΣΤΟΝ ΤΕΛΙΚΟ ΕΝΔΕΙΚΤΗ ΓΙΑ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ • Ο ΔΙΑΜΟΡΦΩΤΗΣ ΠΑΡΑΓΕΙ ΠΑΛΜΟΥΣ ΥΨΗΛΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΕΠΑΝΩ ΣΤΗΝ RF-ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΠΟΜΠΟΥ, ΟΙ ΟΠΟΙΟΙ ΚΑΙ ΕΚΠΕΜΠΟΝΤΑΙ • Η ΗΧΩ ΑΠΟ ΤΟΝ ΣΤΟΧΟ ΟΔΗΓΕΙΤΑΙ ΣΕ ΠΡΟΕΝΙΣΧΥΤΗ ΧΑΜΗΛΟΥ ΘΟΡΥΒΟΥ, ΚΑΙ ΜΕΤΑ ΣΤΟΝ ΜΕΙΚΤΗ ΕΝΟΣ ΔΕΚΤΗ, ΟΠΟΥ ΚΑΙ ΠΡΟΣΑΓΕΤΑΙ ΕΞΟΔΟΣ ΤΟΠΙΚΟΥ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗ • Η ΕΞΟΔΟΣ ΣΤΗΝ IF-ΠΕΡΙΟΧΗ (300-3000 KHz) ΟΔΗΓΕΙΤΑΙ ΜΕΤΑ ΣΕ IF-ΕΝΙΣΧΥΤΗ, ΣΕ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ ΟΠΟΥ ΔΙΑΧΩΡΙΖΕΤΑΙ Η ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΑ ΤΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ (ΣΤΟΧΟΣ), ΣΕ VIDEOΕΝΙΣΧΥΤΗ ΚΑΙ ΤΕΛΙΚΑ ΣΤΟΝ ΕΝΔΕΙΚΤΗ 37 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΑΛΜΙΚΟΥ ΡΑΝΤΑΡ = ΣΥΝΕΛΙΞΗ • ΑΝ Ptr (t) ΕΙΝΑΙ Ο ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΟΣ ΠΑΛΜΟΣ ΚΑΙ ΥΠΑΡΧΕΙ ΣΗΜΕΙΑΚΟΣ ΣΤΟΧΟΣ ΣΕ ΑΠΟΣΤΑΣΗ R, ΤΟΤΕ Η ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΘΑ ΕΙΝΑΙ Pr ( t ) Ptr ( t 2R c ) • ΑΝ ΕΧΟΥΜΕ ΕΚΤΕΤΑΜΕΝΟ ΣΤΟΧΟ (R1≤R≤R2) ΤΟΤΕ Η ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΘΑ ΕΙΝΑΙ Pr ( t ) P tr (t 2R c ) B ( R ) dR ( Ptr B )( t ) ΟΠΟΥ B(R)=ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΕΚΤΕΤΑΜΕΝΟΥ ΣΤΟΧΟΥ! 38 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ • ΑΝ Ptr(t)=A[u(t+τ/2)-u(t-τ/2)] ΕΙΝΑΙ Ο ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΟΣ ΠΑΛΜΟΣ • ΚΑΙ B(R)=B0 [u(R-R1)-u(R-R2)] ΕΙΝΑΙ Η ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΤΟΥ ΣΤΟΧΟΥ • ΘΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΟΥΜΕ ΤΗΝ ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΣΤΟ ΡΑΝΤΑΡ • ΕΔΩ u(t)=ΒΗΜΑΤΙΚΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ, ΚΑΙ ΙΣΧΥΕΙ A 0 u ( t ) dt Au ( A ) 39 ΑΠΟΚΡΙΣΗ Pr (t)=AB0 [f1 u(f1)-f2 u(f2)-f3 u(f3)+f4 u(f4)] ct f1 2 ct f 2 2 ct f 3 ct 2 R1 4 c R1 4 c 2 f 4 c R2 4 c R2 4 R 1 2 cABo T1 T 2 T 3 T 4 2 R1 c 2 R1 c 2R2 c 2R2 c 2 2 2 2 ΟΤΑΝ τ→0 ΑΝΑΚΤΟΥΜΕ ΤΟ ΑΛΗΘΙΝΟ ΣΧΗΜΑ ΤΟΥ ΣΤΟΧΟΥ! ΔΥΣΧΕΡΕΣ! ΑΠΑΙΤΕΙ ΥΨΗΛΗ ΙΣΧΥ ΕΚΠΟΜΠΗΣ! 40 ΕΝΟΤΗΤΑ 9 : ΡΑΝΤΑΡ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΚΥΜΑΤΟΣ DOPPLER ΡΑΝΤΑΡ • ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΣΤΟΧΟΥ ΜΕΣΩ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ DOPPLER fD 2v R c R • f c = ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΦΟΡΕΑ-ΠΗΓΗΣ • f c + f D = ΦΑΙΝΟΜΕΝΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΑΝΤΙΛΗΠΤΗ ΠΙΣΩ ΣΤΗΝ ΠΗΓΗ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΣΤΟΝ ΚΙΝΟΥΜΕΝΟ ΣΤΟΧΟ 41 ΜΠΛΟΚ-ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ DOPPLER ΡΑΝΤΑΡ • ΠΟΜΠΟΣ ΕΚΠΕΜΠΕΙ ΣΥΝΕΧΕΣ ΚΥΜΑ f c • Η ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΕΧΕΙ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ f c +f D • ΟΙ ΔΥΟ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΟΔΗΓΟΥΝΤΑΙ ΣΕ ΜΕΙΚΤΗ ΚΑΙ ΛΑΜΒΑΝΕΤΑΙ Η ΔΙΑΦΟΡΑ ΤΟΥΣ • ΜΕ ΣΥΧΝΟΜΕΤΡΟ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΖΕΤΑΙ Η ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΟΥ ΣΤΟΧΟΥ 42 FM-CW-RADAR • ΕΚΠΟΜΠΗ ΣΥΝΕΧΟΥΣ (CW) ΚΥΜΑΤΟΣ ΜΕ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΓΙΑ ΕΥΡΕΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ R, ΣΤΟΧΟΥ! • ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ f ΣΤΟ ΔΙΑΣΤΗΜΑ [f1,f2], ΜΕ ΤΡΙΓΩΝΙΚΗ ΣΑΡΩΣΗ ΤΟΥ ΕΥΡΟΥΣ Β=(f2-f1). • ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ ΜΕΣΩ ΤΗΣ, ΣΤΙΓΜΙΑΙΑ ΑΝΤΙΛΗΠΤΗΣ, ΦΑΙΝΟΜΕΝΗΣ ΔΙΑΦΟΡΑΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΜΕΤΑΞΥ ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΟΥ ΚΑΙ ΛΑΜΒΑΝΟΜΕΝΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ. 43 • Η ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΣΑΡΩΝΕΙ ΤΟ ΕΥΡΟΣ [f1,f2], ΜΕ ΠΕΡΙΟΔΟ ΤR . • Η ΕΠΙΣΤΡΕΦΟΜΕΝΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΕΧΕΙ ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΗ τ = (OA) = (2R/c). • Η ΦΑΙΝΟΜΕΝΗ ΔΙΑΦΟΡΑ Δf R =(AB) ΥΠΟΛΟΓΙΖΕΤΑΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΚΛΙΣΗ ΤΗΣ ΕΥΘΕΙΑΣ fR 4 BR df cT R dt 44 ΜΠΛΟΚ-ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ FM ΡΑΝΤΑΡ Η ΣΤΙΓΜΙΑΙΑ ΑΝΤΙΛΗΠΤΗ ΔΙΑΦΟΡΑ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ Δf R , ΜΕΤΑΞΥ ΑΥΤΗΣ ΠΟΥ ΕΚΠΕΜΠΕΤΑΙ f T , ΚΑΙ ΑΥΤΗΣ ΠΟΥ ΕΠΙΣΤΡΕΦΕΙ f R , ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ ΣΤΗΝ ΕΞΟΔΟ ΜΕΙΚΤΗ Μ, ΩΣ Η ΔΙΑΦΟΡΑ ΤΟΥΣ. 45 ΚΥΡΙΕΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΡΑΝΤΑΡ 1. ΡΑΝΤΑΡ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗΣ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ-ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΣΤΟΧΩΝ ΚΑΘΩΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΠΟΥ ΤΟΥΣ ΑΦΟΡΟΥΝ. 2. ΣΚΕΔΑΣΟΜΕΤΡΑ ΕΠΙΤΗΡΗΣΗ ΣΤΟΧΩΝ ΓΙΑ ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ ΑΛΛΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ, ΜΕΣΩ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΤΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΣΤΟΧΩΝ. 3. ΥΨΟΜΕΤΡΗΤΕΣ 46 ΕΝΟΤΗΤΑ 10 : ΡΑΝΤΑΡ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗΣ SLAR-RADAR 47 SIDE-LOOKING AIRBORNE RADAR ΠΛΕΥΡΙΚΑ-ΕΠΟΠΤΕΥΟΝ ΕΝΑΕΡΙΟ ΡΑΝΤΑΡ • ΕΝΑΕΡΙΟΣ ΦΟΡΕΑΣ ΠΕΤΑΕΙ ΣΕ ΥΨΟΣ H, ΚΑΙ ΕΠΟΠΤΕΥΕΙ ΠΛΑΓΙΑ ΣΕ ΓΩΝΙΑ Θ, ΚΑΙ ΣΕ ΠΛΑΓΙΑ ΑΠΟΣΤΑΣΗ R. • ΜΕΤΑΦΕΡΕΙ ΚΕΡΑΙΑ ΜΗΚΟΥΣ L, ΚΑΙ ΕΚΠΕΜΠΕΙ ΣΕ ΜΗΚΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ λ, ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ, ΔΙΑΜΟΡΦΩΜΕΝΗ ΚΑΤΑ ΠΛΑΤΟΣ ΑΠO ΒΡΑΧΕΙΣ ΠΑΛΜΟΥΣ, ΧΡΟΝΙΚΗΣ ΔΙΑΡΚΕΙΑΣ τ, ΚΑΙ ΜΕ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗΣ fPRF. • ΤΟ ΦΩΤΙΖΟΜΕΝΟ ΤΜΗΜΑ ΤΟΥ ΣΤΟΧΟΥ, ΚΑΛΕΙΤΑΙ ΙΧΝΟΣ Ή PIXEL ΚΑΙ Η ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΕΤΑΙ ΓΙΑ ΟΛΑ ΤΑ ΙΧΝΗ, ΚΑΤΑ ΜΗΚΟΣ ΤΗΣ ΦΩΤΙΖΟΜΕΝΗΣ ΛΩΡΙΔΑΣ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ. • ΤΟ ΜΗΚΟΣ (ΑΒ)=rΔ=ΔΙΑΜΗΚΗΣ ΔΙΑΣΤΑΣΗ Ή ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΤΟ ΜΗΚΟΣ (BC)=rE=ΕΓΚΑΡΣΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ ΙΧΝΟΥΣ, ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΑ. 48 ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΜΕΓΙΣΤΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΑΣΦΑΛΟΥΣ ΕΠΙΤΗΡΗΣΗΣ • Η ΚΕΡΑΙΑ ΠΑΡΑΓΕΙ ΛΟΒΟ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΜΕ ΓΩΝΙΑΚΟ ΕΥΡΟΣ β=(λ/L), ΚΑΙ ΣΕ ΠΛΑΓΙΑ ΑΠΟΣΤΑΣΗ R=(H/cosΘ), ΤΟ ΙΧΝΟΣ ΕIΝΑΙ rΔ. • ΓΙΑ ΝΑ ΜΗΝ ΥΠΑΡΧΕΙ ΑΣΑΦΕΙΑ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΣΤΟΧΟΥ, ΠΡΕΠΕΙ Η ΗΧΩ ΑΠΟ ΕΝΑ ΠΑΛΜΟ ΝΑ ΕΠΙΣΤΡΕΨΕΙ, ΠΡΟΤΟΥ ΕΚΠΕΜΦΘΕΙ Ο ΕΠΟΜΕΝΟΣ! ΤΟΤΕ ΠΡΕΠΕΙ R≤RMAX r rE L cos c 2 sin R max c 2 f PRF 49 ΕΓΚΑΡΣΙΑ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ • ΛΟΓΩ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΤΗΣ ΔΙΠΛΩΣΗΣ ΤΟΥ ΠΑΛΜΟΥ, ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΤΟΥ, Η ΜΕΓΙΣΤΗ ΤΙΜΗ ΤΟΥ ΜΗΚΟΥΣ (BC)=cτ/2. • ΑΡΑ, ΚΑΙ ΕΠΕΙΔΗ ΜΕ ΠΟΛΥ ΚΑΛΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΕΙΝΑΙ (BC) ┴ (AC), ΕΧΟΥΜΕ (ΑΒ)=(BC)/sin(Θ). 50 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ • ΕΣΤΩ H=5Km, R=30Km, ΤΟ ΥΨΟΣ ΠΤΗΣΗΣ ΚΑΙ Η ΠΛΑΓΙΑ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΕΠΙΤΗΡΗΣΗΣ ΕΝΟΣ SLAR ΡΑΝΤΑΡ, ΜΕ ΚΕΡΑΙΑ ΜΗΚΟΥΣ L=5m, ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ λ=3GHz. ΟΙ ΠΑΛΜΟΙ ΕΧΟΥΝ ΧΡΟΝΙΚΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ τ = 1μsec, ΚΑΙ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗΣ ΠΑΛΜΩΝ f PRF =1000pps. ΤΟΤΕ: rΔ = 600m rE = 150m Rmax = 150Km • Η ΔΙΑΜΗΚΗΣ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΕΙΝΑΙ ΥΠΕΡΒΟΛΙΚΑ ΜΕΓΑΛΗ! • ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΕΠΙΤΥΓΧΑΝΕΤΑΙ ΜΕ ΤΟ SAR RADAR! 51 SAR-RADAR ΑΚΡΩΝΥΜΙΟ ΤΩΝ ΟΡΩΝ SYNTHETIC APPERTURE RADAR ΡΑΝΤΑΡ ΣΥΝΘΕΤΙΚΟΥ ΔΙΑΦΡΑΓΜΑΤΟΣ ΕΝΑΕΡΙΟΣ ΦΟΡΕΑΣ ΚΙΝΕΙΤΑΙ ΚΑΙ ΕΠΙΤΗΡΕΙ ΣΤΟΧΟ Α, ΓΙΑ ΜΗΚΟΣ (LS)=(Y1 Y N ), ΠΕΡΙΠΟΥ ΟΣΟ ΤΟ ΑΝΟΙΓΜΑ ΤΟΥ ΛΟΒΟΥ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ, ΣΤΗΝ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΑΥΤH R. ΟΙ ΛΗΨΕΙΣ ΑΥΤΕΣ ΣΥΝΤΙΘΕΝΤΑΙ ΣΕ ΦΑΣΗ ΚΑΙ ΕΤΣΙ ΕΠΙΤΥΓΧΑΝΕΤΑΙ ΕΝΙΣΧΥΤΙΚΗ ΣΥΜΒΟΛΗ! 52 ΤΟ LS ΚΑΛΕΙΤΑΙ ΜΗΚΟΣ ΤΟΥ ΣΥΝΘΕΤΙΚΟΥ ΔΙΑΦΡΑΓΜΑΤΟΣ • ΕΤΣΙ ΕΝΩ ΕΧΟΥΜΕ ΚΕΡΑΙΑ ΜΕ ΦΥΣΙΚΟ ΜΗΚΟΣ L << LS , ΣΤΗΝ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ, ΣΥΝΘΕΤΟΝΤΑΣ ΤΙΣ ΛΗΨΕΙΣ ΣΕ ΦΑΣΗ , ΠΕΤΥΧΑΙΝΟΥΜΕ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΠΟΥ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΕΙ ΣΕ ΚΕΡΑΙΑ ΜΕ ΠΟΛΥ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟ ΜΗΚΟΣ! • ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΓΙΑ ΤΟ ΛΕΓΟΜΕΝΟ «ΜΗ-ΕΣΤΙΑΣΜΕΝΟ SAR ΡΑΝΤΑΡ» ΕΙΝΑΙ ΔY ≥ (L /2) • ΣΤΗΝ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΠΑΝΤΑ ΕΧΟΥΜΕ ΤΟ ΛΕΓΟΜΕΝΟ «ΕΣΤΙΑΣΜΕΝΟ SAR ΡΑΝΤΑΡ» ΚΑΙ 1/2 ΔΥ = (2 λ R) 53 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ • ΕΣΤΩ H=5Km, R=30Km, ΤΟ ΥΨΟΣ ΠΤΗΣΗΣ ΚΑΙ Η ΠΛΑΓΙΑ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΕΠΙΤΗΡΗΣΗΣ ΕΝΟΣ SLAR ΡΑΝΤΑΡ, ΜΕ ΚΕΡΑΙΑ ΜΗΚΟΥΣ L=5m, ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ λ=3GHz. ΟΙ ΠΑΛΜΟΙ ΕΧΟΥΝ ΧΡΟΝΙΚΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ τ = 1μsec, ΚΑΙ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗΣ ΠΑΛΜΩΝ f PRF =1000pps. ΤΟΤΕ: rΔ (SLAR) = 600 m rΔ (SAR) = 77.46m • ΕΙΝΑΙ ΦΑΝΕΡΗ Η ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΛΟΓΩ ΤΟΥ ΟΤΙ ΣΤΟ SAR H ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΧΕΙΡΟΤΕΡΕΥΕΙ «ΣΑΝ ΡΙΖΑ ΤΟΥ R» ΚΑΙ ΟΧΙ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΟ R! 54 55 ΕΣΤΙΑΣΗ ΣΤΟΙΧΕΙΟΚΕΡΑΙΑΣ • ΣΥΝΑΦΗΣ ΜΕ ΤΟ SAR ΕΝΑΙ ΚΑΙ Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΕΣΤΙΑΣΜΕΝΗΣ ΣΤΟΙΧΕΙΟΚΕΡΑΙΑΣ • Ν-ΤΟ ΠΛΗΘΟΣ ΚΕΡΑΙΕΣ, ΣΤΟΧΕΥΟΥΝ ΤΟ ΣΗΜΕΙΟ P, ΣΕ ΓΩΝΙΑ (Θ), ΚΑΙ ΕΙΣΑΓΩΝΤΑΣ ΚΑΤΑΛΛΗΛΕΣ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΦΑΣΗΣ ΣΤΟΝ ΑΘΡΟΙΣΤΗ, ΕΧΟΥΜΕ ΕΣΤΙΑΣΗ ΤΗΣ! • ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑΣ! • ΕΥΡΟΣ ΚΥΡΙΟΥ ΛΟΒΟΥ (ΔΘ1/2 )=(λ /Nd) 56 ΕΝΟΤΗΤΑ 11: ΡΑΔΙΟΜΕΤΡΙΑ-ΡΑΔΙΟΜΕΤΡΑ • ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΙΚΑ ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΗΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΑΠΟ ΣΤΟΧΟΥΣ ΣΕ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ Τ≠0. • ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΛΑΜΠΡΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΣΤΟΧΟΥ Τb =ε Τ, ΟΠΟΥ ε= ΕΚΠΕΜΠΤΙΚΟΤΗΤΑ ( emissivity ) ΤΟΥ ΣΤΟΧΟΥ. • ΡΑΔΙΟΜΕΤΡΙΚΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΕΠΟΠΤΕΥΟΥΣΑΣ ΚΕΡΑΙΑΣ=ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΛΑΜΠΡΟΤΗΤΑΣ ΕΠΙΤΗΡΟΥΜΕΝΗΣ ΣΚΗΝΗΣ (dΩΑ =sinθdθdφ) TA =( 1/ΩΑ )∫ Τb (θ ,φ)dΩΑ • ΚΛΑΣΙΚΟ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΡΑΔΙΟΜΕΤΡΟΥ ΕIΝΑΙ Ο SSM/I (SPECIAL SENSOR MICROWAVE IMAGER) ΠΟΥ ΜΕΤΑΦΕΡΕΤΑΙ ΑΠΟ ΤΟΝ 57 DEFENCE METEOROLOGICAL SATELLITE PROGRAM DMSP 58 ΡΑΔΙΟΜΕΤΡΙΚΗ ΕΠΟΠΤΕΥΣΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΑΝΕΜΩΝ 59 ΡΑΔΙΟΜΕΤΡΙΚΗ ΕΠΟΠΤΕΥΣΗ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΕΩΝ 60 ΕΥΑΙΣΘΗΣΙΑ-ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΟΜΕΤΡΟΥ • ΑΝ ΤΑ = ΡΑΔΙΟΜΕΤΡΙΚΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΤΗΣ ΚΕΡΑΙΑΣ ΚΑΙ • ΑΝ ΤSYS = ΕΝΕΡΓΟΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΘΟΡΥΒΟΥ ,ΕΝΑ ΜΕΤΡΟ ΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΘΟΡΥΒΟΥ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΕΙ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ PN = k TSYS Δf • ΑΝ ΕΠΙΤΗΡΕΙΤΑΙ Ο ΣΤΟΧΟΣ ΓΙΑ ΧΡΟΝΟ Δt, ΣΕ ΦΑΣΜΑΤΙΚΟ ΕΥΡΟΣ Δf, ΤΟΤΕ ΘΕΩΡΕΙΤΑΙ ΟΤΙ ΓΙΝΕΤΑΙ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΜΕ ΠΛΗΘΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ Ν = Δt ·Δf. Η ΕΥΑΙΣΘΗΣΙΑ ΘΑ ΕΙΝΑΙ 1/2 (ΔΤ) = (TA + TSYS ) / N 61 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΕΝΟΤΗΤΑ 12: ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ-ΘΟΡΥΒΟΣ • Η ΕΥΑΙΣΘΗΣΙΑ ΕΝΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ ΑΠΟ ΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΘΟΡΥΒΟΥ ΤΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΤΗΝ ΔΙΑΚΡΙΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΔΕΚΤΗ. ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΥΡΕΣΗ ΤΟΥ ΤΕΛΙΚΟΥ ΣΗΜΑΤΟΘΟΡΥΒΙΚΟΥ ΛΟΓΟΥ ΣΤΗΝ ΕΞΟΔΟ ΤΟΥ ΔΕΚΤΗ, ΧΡΕΙΑΖΕΤΑΙ ΝΑ ΜΕΛΕΤΗΘΕΙ Η ΕΞΙΣΩΣΗ ΡΑΝΤΑΡ 62 Pt G b A Pr 2 2 4 R 4 R L ΟΠΟΥ • Pr = ΕΠΙΣΤΡΕΦΟΜΕΝΗ ΙΣΧΥΣ (Watts) • Pt = ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΗ ΙΣΧΥΣ (Watts) 2 • A = ΕΝΕΡΓΟΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΚΕΡΑΙΑΣ (m ) 2 • G = ΚΕΡΔΟΣ ΚΕΡΑΙΑΣ T/R, G = 4π (Α/ λ ) • R = ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΡΑΝΤΑΡ-ΣΤΟΧΟΥ (m) 2 • σb = ΕΝΕΡΓΟΣ ΔΙΑΤΟΜΗ ΣΤΟΧΟΥ (m ) • L = ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΟΛΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ, L≥1 63 ΣΗΜΑΤΟΘΟΡΥΒΙΚΗ ΣΧΕΣΗ ΣΤΗΝ ΕΞΟΔΟ ΔΕΚΤΗ (G) i ΔΕΚΤΗΣ o • ΑΝ ΑΠΟΥΣΙΑΖΕ ΠΛΗΡΩΣ Ο ΘΟΡΥΒΟΣ, ΜΕ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΤΟΥ ΛΑΜΒΑΝΟΜΕΝΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ, ΘΑ ΕΙΧΑΜΕ ΑΚΡΙΒΗ ΜΕΤΡΗΣΗ. ΓΕΝΙΚΑ ΟΜΩΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ ΔΕΚΤΗΣ ΦΟΡΤΩΝΟΥΝ ΤΟ ΩΦΕΛΙΜΟ ΣΗΜΑ ΜΕ ΘΟΡΥΒΟ! • Ο ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΘΟΡΥΒΟΥ ΤΟΥ ΔΕΚΤΗ, F≥1, ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΙ ΤΗΝ ΠΡΟΣΘΕΤΗ ΙΣΧΥ ΘΟΡΥΒΟΥ ΤΗΝ ΟΠΟΙΑ ΦΟΡΤΩΝΕΙ ΣΤΟ ΩΦΕΛΙΜΟ ΣΗΜΑ, Ο ΔΕΚΤΗΣ! 64 F N0 G [ N i ]T T 0 N0 GkT 0 B (S / N )i (S / N )o • Νo , Νi = ΙΣΧΥΣ ΘΟΡΥΒΟΥ ΕΞΟΔΟΥ-ΕΙΣΟΔΟΥ ΔΕΚΤΗ • S0 , Si = ΩΦΕΛΙΜΗ ΙΣΧΥΣ ΣΗΜΑΤΟΣ ΕΞΟΔΟΥ-ΕΙΣΟΔΟΥ • T0 = 290 Κ, ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ • ΑΝ Η ΙΣΧΥΣ ΘΟΡΥΒΟΥ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΕΙΝΑΙ ΠΟΛΥ ΜΙΚΡΟΤΕΡΗ ΑΥΤΗΣ ΤΟΥ ΔΕΚΤΗ, Νi = kTA B<< kT0B Pr = k T0 B F (S/N)0 • ΑΝ ΟΧΙ, ΤΟΤΕ Pr = k Te B (S/N)0 • ΟΠΟΥ Τe = TA + (F-1)T0 ΕΝΕΡΓΟΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΘΟΡΥΒΟΥ 65 ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ ΠΛΑΤΟΥΣ ΣΚΕΔΑΖΟΜΕΝΟΥ ΚΥΜΑΤΟΣ ΑΠΟ ΖΕΥΓΟΣ ΣΤΟΧΩΝ • ΛΟΓΩ ΣΥΜΒΟΛΗΣ ΤΩΝ, ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΔΥΟ ΣΗΜΕΙΑΚΟΥΣ ΣΤΟΧΟΥΣ, ΟΠΙΣΘΟΣΚΕΔΑΖΟΜΕΝΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ, ΠΑΡΑΤΗΡΕΙΤΑΙ ΧΡΟΝΙΚΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ ΤΟΥ ΠΛΑΤΟΥΣ, ΤΟΥ ΕΠΙΣΤΡΕΦΟΜΕΝΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ. |V(t)| = 2V0 | cos(π fF t) | ΟΠΟΥ f F = (2 d v / λ R0 ) ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗΣ ΠΛΑΤΟΥΣ 66 • • • • • Η ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗΣ ΜΙΚΡΑΙΝΕΙ ΚΑΘΩΣ ΟΙ ΔΥΟ ΣΤΟΧΟΙ ΠΛΗΣΙΑΖΟΥΝ (d→0), ΔΗΛ. ΤΕΙΝΟΥΝ ΝΑ ΓΙΝΟΥΝ ΕΝΑΣ. ΜΙΚΡΑΙΝΕΙ ΚΑΘΩΣ ΜΕΓΑΛΩΝΕΙ Η ΑΠΟΣΤΑΣΗ R0 , ΔΗΛ. ΑΠΟ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΟΙ ΔΥΟ ΣΤΟΧΟΙ ΜΟΙΑΖΟΥΝ ΣΑΝ ΕΝΑΣ. ΜΕΓΑΛΩΝΕΙ ΚΑΘΩΣ ΑΥΞΑΝΕΙ Η ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΔΙΕΛΕΥΣΗΣ ΤΟΥ ΦΟΡΕΑ v, ΔΗΛ. ΑΝΤΙΛΑΜΒΑΝΕΤΑΙ ΤΑΧΥΤΕΡΑ ΤΑ ΔΙΑΔΟΧΙΚΑ ΜΕΓΙΣΤΑ-ΕΛΑΧΙΣΤΑ ΤΗΣ ΣΥΜΒΟΛΗΣ. ΜΕΓΑΛΩΝΕΙ ΚΑΘΩΣ ΜΙΚΡΑΙΝΕΙ ΤΟ λ, ΔΗΛ. ΚΑΘΩΣ ΑΥΞΑΝΕΙ Η ΔΙΑΚΡΙΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΟΡΓΑΝΟΥ. ΠΑΡΟΜΟΙΑ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ ΕΧΟΥΜΕ ΓΙΑ ΣΥΝΕΧΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΣΗΜΕΙΑΚΩΝ ΣΚΕΔΑΣΤΩΝ! 67 ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΙΣΟΛΗΣΘΗΣΗΣ DOPPLER • ΣΥΝΗΘΩΣ ΑΠΟ ΕΝΑΕΡΙΟ ΦΟΡΕΑ ΕΠΙΤΗΡΟΥΝΤΑΙ ΠΛΗΘΟΣ ΣΗΜΕΙΑΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ, ΚΑΙ ΠΡEΠΕΙ ΝΑ ΓΝΩΡΙΖΟΥΜΕ ΑΠΟ ΠΟΙΟΝ ΕΙΝΑΙ Η ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΗ ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ. • ΜΕΤΡΩΝΤΑΣ ΤΗΝ ΧΡΟΝΟΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΗ ΣΕ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟ ΜΕ ΤΗΝ ΟΛΙΣΘΗΣΗ DOPPLER ΜΠΟΡΟΥΜΕ ΝΑ ΤΟ ΠΕΤΥΧΟΥΜΕ ΑΥΤΟ! 68 • ΤΟ ΔΙΑΝΥΣΜΑ ΘΕΣΗΣ ΤΟΥ ΣΗΜΕΙΟΥ P(x,y,0), ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΟΝ ΦΟΡΕΑ ΠΟΥ ΕΚΠΕΜΠΕΙ ΤΗΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΕΙΝΑΙ R xx yy H z • ΛΟΓΩ ΣΧΕΤΙΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ, Η ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΑΠΟ ΑΥΤΟΝ ΤΟΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΤΟΧΟ ΕΧΕΙ ΟΛΙΣΘΗΣΗ DOPPLER fD0x 2v R 2 vx fD 2 2 2 2 1/ 2 2 2 1/ 2 R (x y H ) (x y H ) • ΟΠΟΥ fD0 = (2v/λ) = ΜΕΓΙΣΤΗ ΤΙΜΗ ΙΣΟΛΗΣΘΗΣΗΣ, ΓΙΑ ΤΑ ΣΗΜΕΙΑ ΜΕ y=0, x>>H. ΑΡΑ ΘΑ ΕΧΟΥΜΕ ( fD0 >fD ) fD0 [ fD 2 1] x 2 y 2 H 2 69 • ΟΙ ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΙΣΟΛΗΣΘΗΣΗΣ ΕΙΝΑΙ ΥΠΕΡΒΟΛΕΣ ΠΟΥ ΚΑΜΠΥΛΩΝΟΥΝ ΠΡΟΟΔΕΥΤΙΚΑ ΠΡΟΣ ΤΟΝ Χ-ΑΞΟΝΑ! •ΓΙΑ ΤΟ SLAR ΠΟΥ ΣΤΟΧΕΥΕΙ ΜΑΚΡΙΑΝ ΤΗΣ ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΟΥ fD ( SLAR ) fD0x 2 2 (y H ) 1/ 2 70 ΦΑΣΜΑ DOPPLER ΗΧΟΥΣ ΣΥΝΘΕΤΩΝ ΣΤΟΧΩΝ • ΕΝΑ ΤΥΠΙΚΟ ΡΑΝΤΑΡ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΕΠΙΤΗΡΕΙ ΓΕΝΙΚΑ ΕΚΤΕΤΑΜΕΝΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕ ΠΛΗΘΟΣ ΣΗΜΕΙΑΚΩΝ ΣΚΕΔΑΣΤΩΝ. ΓΙΝΕΤΑΙ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΚΑΤΑΝΟΜΗΣ ΚΑΙ ΕΙΣΑΓΕΤΑΙ Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΟΥ ΔΙΑΤΟΜΗΣ ΟΠΙΣΘΟΣΚΕΔΑΣΗΣ / ΜΟΝΑΔΑ ΕΜΒΑΔΟΥ (σb). • ΑΠΟ ΤΗΝ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΙΣΧΥΟΣ ΤΟΥ ΕΠΙΣΤΡΕΦΟΜΕΝΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ, ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΞΙΣΩΣΗΣ ΡΑΝΤΑΡ, ΚΑΙ ΘΕΩΡΩΝΤΑΣ ΓΝΩΣΤΗ ΤΗΝ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ DOPPLER, ΕΞΑΓΟΝΤΑΙ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΓΙΑ ΤΟ ΕΙΔΟΣ ΚΑΙ ΤΗΝ ΧΩΡΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΩΝ ΣΚΕΔΑΣΤΩΝ. • ΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΚΑΛΥΠΤΕΤΑΙ ΜΕ ΤΗΝ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ ΤΩΝ ΚΑΜΠΥΛΩΝ DOPPLER ΚΑΙ ΤΗΝ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ ΤΩΝ ΚΑΘΕΤΩΝ ΚΑΜΠΥΛΩΝ! 71 • ΜΕΣΩ ΤΗΣ ΕΞΙΣΩΣΗΣ ΡΑΝΤΑΡ, ΥΠΟΛΟΓΙΖΕΤΑΙ Η ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΙΣΧΥΟΣ ΑΠΟ ΤΟΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΚΕΔΑΣΤΗ (dξ dη)! • ξ = ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΤΑ ΜΗΚΟΣ ΤΩΝ ΚΑΜΠΥΛΩΝ DOPPLER • η = ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΤΑ ΜΗΚΟΣ ΤΩΝ ΚΑΘΕΤΩΝ ΚΑΜΠΥΛΩΝ Pt G b 2 2 d Pr 2 ( 4 ) LR 3 4 dd Η ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΙΣΧΥΟΣ ΤΟΥ ΕΠΙΣΤΡΕΦΟΜΕΝΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ ΜΕ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΚΑΤA ΜΗΚΟΣ ΜΙΑΣ ΚΑΜΠΥΛΗΣ ΙΣΟΛΗΣΘΗΣΗΣ DOPPLER 72 d Pt W ( fD ) 3 ( 4 ) L df D 2 G 2 b d 4 R • ΤΟ ΦΑΣΜΑ DOPPLER ΤΗΣ ΗΧΟΥΣ ΑΠΟ ΕΚΤΕΤΑΜΕΝΟ ΣΤΟΧΟ ΑΠΟΤΕΛΕΙ ΤΗΝ ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗΣ ΠΛΑΤΟΥΣ ΤΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ, ΣΕ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ, ΠΟΥ ΕΠΙΣΤΡΕΦΕΙ ΑΠΟ ΕΚΤΕΤΑΜΕΝΟΥΣ ΣΤΟΧΟΥΣ • ΠΟΛΛΟΙ ΑΝΕΞΑΡΤΗΤΟΙ ΣΚΕΔΑΣΤΕΣ ΣΤΟ ΦΩΤΙΖΟΜΕΝΟ ΙΧΝΟΣ. ΓΕΝΙΚΑ ΤΟ ΦΑΣΜΑ ΤΗΣ ΗΧΟΥΣ ΑΝΑΠΤΥΣΣΕΤΑΙ ΣΕ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕΓΑΛΟ ΕΥΡΟΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ, ΜΕ ΙΣΧΥΡΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ ΠΛΑΤΟΥΣ! 73 ΕΝΟΤΗΤΑ 13 : ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΘΟΡΥΒΟΥ • Η ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΩΝ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΑΛΛΑ ΚΑΙ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΥΠΟΒΑΘΜΙΖΕΤΑΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΥΠΑΡΞΗ ΕΝΟΣ ΑΝΕΠΙΘΥΜΗΤΟΥ ΚΑΙ ΜΗ-ΠΡΟΒΛΕΨΙΜΟΥ ΧΡΟΝΙΚΑ ΣΗΜΑΤΟΣ ΠΟΥ ΚΑΛΕΙΤΑΙ ΘΟΡΥΒΟΣ • ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΘΕΩΡΗΘΕΙ ΩΣ ΜΙΑ ΤΥΧΑΙΑ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑ N V (t ) V ei cos( i t i ) i 1 ΑΠΟ ΠΛΗΘΟΣ ΣΗΜΑΤΩΝ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΗΣ ΠΡΟΕΛΕΥΣΗΣ, ΜΕ ΤΕΛΕΙΩΣ ΑΣΥΣΧΕΤΙΣΤΕΣ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥΣ ΣΧΕΤΙΚΕΣ ΦΑΣΕΙΣ, ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΠΛΑΤΗ! 74 ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΕΙΔΩΝ ΘΟΡΥΒΟΥ • ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΘΟΡΥΒΟΣ ΠΡΟΕΡΧΕΤΑΙ ΑΠΟ ΓΕΙΤΝΙΑΖΟΥΣΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ, ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΕΣ, ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥΣ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ, ΠΟΜΠΟΥΣ, ΦΩΤΑ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ Κ.Λ.Π. ΠΡΟΕΞΑΡΧΕΙ ΣΤΙΣ ΧΑΜΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ (Π.Χ. 300ΚΗz) • ΦΥΣΙΚΟΣ ΘΟΡΥΒΟΣ ΑΥΤΟΣ ΧΩΡΙΖΕΤΑΙ ΣΤΟΝ • ΟΥΡΑΝΙΟ ΘΟΡΥΒΟ, ΠΟΥ ΠΡΟΕΡΧΕΤΑΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ, ΤΟΝ ΗΛΙΟ, ΤΟΝ ΗΛΙΑΚΟ ΑΝΕΜΟ, ΤΑ ΑΣΤΡΑ ΚΑΙ ΤΟΝ ΓΑΛΑΞΙΑ, ΚΑΙ • ΚΥΚΛΩΜΑΤΙΚΟ Ή ΘΕΡΜΙΚΟ ΘΟΡΥΒΟ ΠΟΥ ΠΡΟΕΡΧΕΤΑΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΤΥΧΑΙΑ ΘΕΡΜΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ ΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ ΣΤΟΥΣ ΑΓΩΓΟΥΣ ΤΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. ΠΡΟΕΞΑΡΧΕΙ ΣΤΙΣ ΥΨΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ (Π.Χ. 300ΜΗz) 75 ΘΟΡΥΒΟΣ ΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ • ΣΕ ΚΑΘΕ ΕΦΑΡΜΟΓΗ, Η ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΗ ΣΗΜΑΤΟΘΟΡΥΒΙΚΗ ΣΧΕΣΗ ΠΟΥ ΖΗΤΑΜΕ ΑΠΟ ΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ, ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΝΕΚΤΗ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΣΦΑΛΜΑΤΟΣ ΠΟΥ ΕΠΙΤΡΕΠΟΥΜΕ. • ΤΑ ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΕΞΕΛΙΓΜΕΝΑ ΡΑΝΤΑΡ ΒΕΛΤΙΩΝΟΥΝ ΤΟΝ ΛΟΓΟ (S/N) ΜΕ ΛΗΨΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΠΟΛΛΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ, ΓΙΑ ΑΣΦΑΛΗ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΟΥ ΩΦΕΛΙΜΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ, ΜΕΣΑ ΑΠΟ ΘΟΡΥΒΟ ΑΡΚΕΤΑ dB ΙΣΧΥΡΟΤΕΡΟ! • ΑΥΤΌ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΕΥΚΟΛΟ ΓΙΑΤΙ ΣΗΜΑΙΝΕΙ ΜΕΓΑΛΟ ΧΡΟΝΟ ΕΠΙΤΗΡΗΣΗΣ ΣΤΟΧΟΥ Ή/ΚΑΙ ΕΥΡΥ ΦΑΣΜΑΤΙΚΟ ΕΥΡΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ, ΔΗΛ. ΥΨΗΛΗ ΙΣΧΥ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ. • Η ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΟΡΘΗΣ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗΣ ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ ΑΠΌ ΤΟΝ ΣΗΜΑΤΟΘΟΡΥΒΙΚΟ ΛΟΓΟ ΣΤΗΝ ΕΞΟΔΟ ΤΟΥ ΔΕΚΤΗ! 76 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ ΠΛΑΤΟΥΣ • Η ΟΠΙΣΘΟΣΚΕΔΑΣΗ ΑΠΟ ΕΚΤΕΤΑΜΕΝΟ ΣΤΟΧΟ ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ ΑΠΟ ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΟΥ ΦΑΣΜΑΤΟΣ DOPPLER ΑΠΟ ΠΟΛΛΟΥΣ ΣΗΜΕΙΑΚΟΥΣ ΣΤΟΧΟΥΣ V (t ) V e e i Vee i ( t ) N V i 1 N i exp[ i ] V i exp[ i ( i t )] i 1 • Η ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΠΕΡΙΕΧΟΥΝ ΤΙΣ ΟΛΙΣΘΗΣΕΙΣ DOPPLER ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΣΗΜΕΙΑΚΟΥΣ ΣΚΕΔΑΣΤΕΣ ΚΑΙ ΟΙ ΦΑΣΕΙΣ ΕΊΝΑΙ ΤΥΧΑΙΕΣ! ΑΘΡΟΙΣΗ ΠΟΛΛΩΝ ΤΕΤΟΙΩΝ ΟΡΩΝ ΜΟΙΑΖΕΙ ΜΕ ΣΗΜΑ ΘΟΡΥΒΟΥ • ΔΙΣΔΙΑΣΤΑΣΗ ΤΥΧΑΙΑ ΚΙΝΗΣΗ BROWN ΣΤΟ ΜΙΓΑΔΙΚΟ ΕΠΙΠΕΔΟ (Re(V),Im(V)) 77 • ΠΡΟΚΥΠΤΟΥΝ ΟΙ ΤΥΧΑΙΕΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ Vx =Ve cos(φ) Vy =Ve sin(φ) • ΑΝ ΕΧΟΥΜΕ ΕΚΤΕΤΑΜΕΝΟ ΣΤΟΧΟ ΜΕ ΠΟΛΛΑ ΑΝΑΞΑΡΤΗΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΚΕΝΤΡΑ ΣΚΕΔΑΣΗΣ, ΟΙ ΦΑΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΕΜΟΝΤΑΙ ΤΥΧΑΙΑ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΜΟΡΦΑ ΣΤΟ ΔΙΑΣΤΗΜΑ [0,2π], ΚΑΙ < Vx > = < Vy > = < Vx Vy > = 0 • ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ ΟΤΙ ΑΥΤΕΣ ΕΙΝΑΙ ΑΝΕΞΑΡΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΑΣΥΣΧΕΤΙΣΤΕΣ Τ.Μ. ΚΑΙ ΟΙ ΚΟΙΝΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗΣ ΤΟΥΣ ΕΙΝΑΙ Η ΚΑΝΟΝΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ 2 2 V V 1 x y P (V x , V y ) exp 2 2 2 d 2 d 78 ΚΑΝΟΝΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ • Η ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΠΟΥ ΑΚΟΛΟΥΘΕΙ Η ΣΤΙΓΜΙΑΙΑ ΤΙΜΗ V ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ ΠΟΥ ΔΙΕΓΕΙΡΕΙ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΕΙΝΑΙ P (V ) 1 2 d 2 (V V 0 ) 2 exp 2 2 d • ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΗ Ή ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ <V> = V0 2 • ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ Ή ΔΙΑΣΠΟΡΑ σV = <(V-V0 ) > 1/2 =d • ΔΙΑΣΤΗΜΑ ΕΜΠΙΣΤΟΣΥΝΗΣ 90% , P[-Va <(V-V0 )<Va ]=0.9 Va =1.154 d 79 ΚΑΤΑΝΟΜΗ RAYLEIGH ΤΟΥ ΠΛΑΤΟΥΣ • Η ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΠΟΥ ΑΚΟΛΟΥΘΕΙ Η ΤΥΧΑΙΑ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ Ve >0 ΤΟΥ ΠΛΑΤΟΥΣ ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ ΠΟΥ ΔΙΕΓΕΙΡΕΙ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΙΝΑΙ 2 Ve Ve P (V e ) 2 exp 2 d 2 d , • ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΗ Ή ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ <Ve > = d (π/2) • ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ Ή ΔΙΑΣΠΟΡΑ 1/2 =1.253 d 1/2 σe = d (2-π/2) =0.655 d • ΔΙΑΣΤΗΜΑ ΕΜΠΙΣΤΟΣΥΝΗΣ 90% P[<Ve > -11.9dB ≤Ve≤ <Ve >+5.8dB]=0.9 80 ΕΚΘΕΤΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ 2 • H ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΠΟΥ ΑΚΟΛΟΥΘΕΙ Η ΤΥΧΑΙΑ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ W=Ve ΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΠΟΥ ΔΙΕΓΕΙΡΕΙ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΙΝΑΙ W P (W ) exp W W 1 • ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΗ Ή ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ 2 <W>=2d 2 • ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ Ή ΔΙΑΣΠΟΡΑ 2 σ W=2d • ΔΙΑΣΤΗΜΑ ΕΜΠΙΣΤΟΣΥΝΗΣ 90% P[<W>-12.9dB ≤ W ≤ <W>+4.8dB]=0.9 81 ΓΡΑΦΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΚΑΤΑΝΟΜΩΝ 82 ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΕ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΘΟΡΥΒΟΥ • ΤΑ ΡΑΔΙΟΜΕΤΡΑ ΑΛΛΑ ΚΑΙ ΠΟΛΛΑ ΡΑΝΤΑΡ ΛΕΙΤΟΥΡΓΟΥΝ ΜΕ ΣΗΜΑΤΟΘΟΡΥΒΙΚΗ ΣΧΕΣΗ ΜΙΚΡΟΤΕΡΗ ΤΩΝ 0dB, KΑΙ ΕΚΤΕΛΟΥΝ ΠΟΛΛΕΣ ΑΝΕΞΑΡΤΗΤΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΘΟΡΥΒΟΥ Vn, ΚΑΙ (ΘΟΡΥΒΟΥ+ΩΦΕΛΙΜΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ) (Vr=Vn+Vs). • ΑΝ (S/N)=<PS>/<Pn>, TOTE ΕΚΤΕΛΩΝΤΑΣ N=Nr =Nn ΙΣΑΡΙΘΜΕΣ ΑΝΕΞΑΡΤΗΤΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΘΟΡΥΒΟΥ ΚΑΙ (ΣΗΜΑΤΟΣ+ΘΟΡΥΒΟΥ), Η ΣΧΕΤΙΚΗ ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ (ΔΗΛ. Ο ΛΟΓΟΣ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ ΠΡΟΣ ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ ΙΣΧΥΟΣ ΤΟΥ ΩΦΕΛΙΜΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ) ΕΙΝΑΙ dS PS 1 1 1 (S / N ) (S / N ) N 1 2 2 1/ 2 83 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΕΝΟΤΗΤΑ 14 : ΑΣΑΦΕΙΑ ΑΣΑΦΕΙΑ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ-ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ • ΜΕΛΕΤΑΜΕ ΤΗΝ ΑΣΑΦΕΙΑ ΣΤΟΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ ΣΗΜΕΙΑΚΟΥ ΣΤΟΧΟΥ Ή ΑΣΑΦΕΙΑ ΔΕΥΤΕΡΟΥ ΧΡΟΝΟΥ ΚΑΙ ΤΗΝ ΑΣΑΦΕΙΑ ΣΤΟΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ. 84 • ΤΟ ΠΑΡΑΠΑΝΩ ΣΧΗΜΑ ΑΝΑΦΕΡΕΤΑΙ ΣΤΗΝ ΑΣΑΦΕΙΑ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ, ΠΟΥ ΕΜΠΛΕΚΕΤΑΙ ΣΤΗΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΚΑΘΕ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ. • ΑΝ ΕΚΠΕΜΠΕΤΑΙ ΣΕΙΡΑ ΠΑΛΜΩΝ, ΤΟΤΕ Η ΗΧΩ ΤΟΥ ΔΕΥΤΕΡΟΥ ΠΑΛΜΟΥ ΑΠΟ ΤΟΝ ΣΤΟΧΟ 1, ΣΥΜΠΙΠΤΕΙ ΜΕ ΤΗΝ ΗΧΩ ΤΟΥ ΠΡΩΤΟΥ ΠΑΛΜΟΥ ΑΠΟ ΤΟΝ ΣΤΟΧΟ 2, ΑΡΚΕΙ ΟΙ ΑΠΟΣΤΑΣΕΙΣ ΜΕΤΑΞΥ ΤΩΝ ΣΤΟΧΩΝ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΚΑΤΑΛΛΗΛΕΣ! • ΑΝ fPRF =(1/Tp), ΤΟΤΕ ΑΥΤΟ ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙ ΑΣΑΦΕΙΑ ΣΤΟ ΠΛΗΘΟΣ ΤΩΝ ΣΤΟΧΩΝ ΠΟΥ ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΤΟΥΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗ! • ΜΙΑ ΛΥΣΗ ΘΑ ΗΤΑΝ ΝΑ ΜΕΙΩΘΕΙ Η ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗΣ ΠΑΛΜΩΝ, ΩΣΤΕ ΝΑ ΕΠΙΣΤΡΕΦΕΙ Ο ΕΝΑΣ ΠΑΛΜΟΣ, ΠΡΙΝ ΕΚΠΕΜΦΘΕΙ Ο ΑΛΛΟΣ! • ΔΥΣΤΥΧΩΣ ΑΥΤΟ ΘΑ ΜΕΙΩΝΕ ΤΗΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ ΚΑΙ ΘΑ ΥΠΟΒΑΘΜΙΖΕ ΤΟΝ (S/N)! 85 • ΟΜΟΙΩΣ ΜΕΛΕΤΑΜΕ ΤΗΝ ΑΣΑΦΕΙΑ ΣΤΟΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΣΗΜΕΙΑΚΟΥ ΣΤΟΧΟΥ. 86 • ΣΤΟ ΠΑΡΑΠΑΝΩ ΣΧΗΜΑ ΕΧΟΥΜΕ ΤΗΝ ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΑΠΟ ΔΥΟ ΚΙΝΟΥΜΕΝΟΥΣ ΣΤΟΧΟΥΣ 1 ΚΑΙ 2, ΜΕ ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΕΙΣ DOPPLER fD1=(fPRF /2) ΚΑΙ fD2=(3fPRF /2), ΚΑΤ’ ΑΠΟΛΥΤΗ ΤΙΜΗ! • ΠΑΡΑΤΗΡΟΥΜΕ ΟΤΙ ΥΠΑΡΧΕΙ ΑΣΑΦΕΙΑ ΣΤΟΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΔΥΟ ΣΤΟΧΩΝ Ή ΙΣΟΔΥΝΑΜΑ ΑΣΑΦΕΙΑ ΣΤΟ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ ΠΛΗΘΟΣ ΣΤΟΧΩΝ, ΓΙΑΤΙ Η ΧΑΜΗΛΗ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΑΠΟ ΤΟΝ ΤΑΧΥΤΕΡΟ ΣΤΟΧΟ, ΟΔΗΓΕΙ ΣΕ ΣΥΓΧΙΣΗ ΤΟΥ ΜΕ ΤΟΝ ΒΡΑΔΥΤΕΡΑ ΚΙΝΟΥΜΕΝΟ! • ΑΥΤΟ ΙΣΧΥΕΙ ΓΕΝΙΚΟΤΕΡΑ, ΟΤΑΝ Η ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗ DOPPLER ΕΝΟΣ ΚΙΝΟΥΜΕΝΟΥ ΣΤΟΧΟΥ ΕΙΝΑΙ ΑΚΕΡΑΙΟ ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΟ ΤΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗΣ ΠΑΛΜΩΝ Ή ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ ΣΤΟΧΟΥ ΙΣΟΔΥΝΑΜΑ. • ΕΠΙΛΥΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΕΔΩ ΑΠΑΙΤΕΙ ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ (fPRF )! 87 ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ • ΑΝ Η ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΗ ΚΥΜΑΤΟΜΟΡΦΗ ΕΙΝΑΙ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΦΕΡΟΥΣΑΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΑΠΟ ΣΕΙΡΑ ΠΑΛΜΩΝ P (t ) u (t ) e i c t ΤΟΤΕ Η ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΟΡΙΖΕΤΑΙ ΩΣ Η ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΤΟΥ ΠΑΛΜΟΥ ΜΕ ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΜΕΝΟ ΑΝΤΙΓΡΑΦΟ ΤΟΥ | c ( ) | | P ( t ) P ( t ) dt | | u ( t ) u ( t ) dt | 2 2 2 • ΟΡΙΖΟΝΤΑΣ ΤΟΝ ΙΣΟΔΥΝΑΜΟ ΤΕΤΡΑΓΩΝΙΚΟ ΠΑΛΜΟ ΥΨΟΥΣ 2 |c(0)| , ΕΧΟΥΜΕ ΤΗΝ ΛΕΓΟΜΕΝΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ 88 | c ( ) | d 2 | c (0) | 2 • ΟΣΟ ΠΙΟ ΣΤΕΝΟΣ ΕΙΝΑΙ Ο ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΟΣ ΠΑΛΜΟΣ, 2 ΤΟΣΟ ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ ΕΙΝΑΙ ΤΟ |c(τ)| , ΔΗΛ. Η ΑΥΤΟΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΤΟΥ ΜΕ ΚΑΠΟΙΟ ΧΡΟΝΙΚΑ ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΜΕΝΟ ΑΝΤΙΓΡΑΦΟ ΤΟΥ, ΚΑΙ ΑΡΑ ΤΟΣΟ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ Η ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΟΥ! • ΑΝ U(f)=F[u(t)]=ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER TOY ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΟΥ ΠΑΛΜΟΥ U ( f ) F [ u ( t )] 1 2 u (t ) e i 2 ft dt ΤΟΤΕ ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ Η ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΗ ΕΚΦΡΑΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ 89 ( ) 2 | |U ( f ) | |U ( f )| 2 4 df df | 2 1 B sq ΣΕ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕ ΤΟ ΦΑΣΜΑ ΤΟΥ ΠΑΛΜΟΥ, ΟΠΟΥ Bsq EINAI TO ΕΥΡΟΣ ΖΩΝΗΣ ΤΟΥ ΙΣΟΔΥΝΑΜΟΥ ΤΕΤΡΑΓΩΝΙΚΟΥ ΠΑΛΜΟΥ, ΚΑΘΩΣ ΚΑΙ ΜΙΑ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΗ ΕΚΦΡΑΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ 2 2 i 2 f 2 | c ( ) | | | U ( f ) | e df | ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΑΝ u(t)=exp[-|t|/T0 ] ΤΟΤΕ ΕΧΟΥΜΕ c(τ)=(Τ0 +|τ|)exp[-|τ|/T0 ] ΚΑΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ (Δτ)=(5Τ0 /2) ΣΤΟΧΟΙ ΣΕ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΤΟΥ (Δτ), ΔΙΑΚΡΙΝΟΝΤΑΙ ΩΣ ΞΕΧΩΡΙΣΤΟΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΚΥΜΑΤΟΜΟΡΦΗ ΑΥΤΗ! 90 ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ • ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΖΕΙ ΤΗΝ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΠΟΥ ΠΕΤΥΧΑΙΝΕΙ ΕΝΑΣ ΠΑΛΜΟΣ ΜΕ ΦΑΣΜΑ U(f), ΚΑΙ ΟΡΙΖΕΤΑΙ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΑ ΩΣ | k ( f D ) | | U ( f f D )U ( f ) df | | | u ( t ) | e 2 2 2 2 if D t dt | 2 • ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΗ ΟΜΟΙΟΜΟΡΦΗ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ 2 ΙΣΧΥΟΣ |k(0)| , ΟΡΙΖΕΤΑΙ ΚΑΙ ΤΟ ΙΣΟΔΥΝΑΜΟ ΕΥΡΟΣ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΖΩΝΗΣ, Ή ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΩΣ 91 (f D ) | k( fD ) | 2 | k (0) | 2 df D 1 Te ΟΠΟΥ Te = ΙΣΟΔΥΝΑΜΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΑΣ ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΟΥ ΠΑΛΜΟΥ. ΕΤΣΙ ΑΝ ΔΥΟ ΤΑΧΥΤΗΤΕΣ ΑΠΕΧΟΥΝ (Δv)>(Δv0)=(λc ΔfD /2) ΤΟΤΕ ΑΥΤΕΣ ΕΙΝΑΙ ΔΙΑΚΡΙΤΕΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΚΥΜΑΤΟΜΟΡΦΗ! ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2 ΑΝ u(t)=exp[-|t| /T0 ] ΤΟΤΕ ΕΧΟΥΜΕ k(fD)=T0 / [1+(πT0 fD) ΚΑΙ Η ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ] ΔfD = 1/ 2T0 • ΑΝΤΙΘΕΤΑ ΜΕ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΩΣ, Η ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΧΕΙΡΟΤΕΡΕΥΕΙ ΚΑΘΩΣ Τ0 →0! 92 • ΓΕΝΙΚΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΠΑΛΜΟΣΕΙΡΑ 1 2 Ν TR ΑΝΤΙ ΓΙΑ ΕΝΑΝ ΑΠΛΟ ΠΑΛΜΟ! Η ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΚΑΘΕ ΠΑΛΜΟΥ ΕΙΝΑΙ ΣΥΝΗΘΩΣ ΤΗΣ ΤΑΞΗΣ Τ0 =1μsec-1nsec. ΑΡΑ Η ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΠΟΥ ΕΠΙΤΥΓΧΑΝΕΤΑΙ ΕΙΝΑΙ ΤΗΣ ΤΑΞΗΣ (ΔfD) =1MHz-1GHz. ΑΥΤΗ ΕΙΝΑΙ ΓΕΝΙΚΑ ΠΟΛΥ ΦΤΩΧΗ! ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΕΑΝ fc =1GHz, Η ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΙΚΗ ΦΕΡΟΥΣΑ, ΚΑΙ Δv=10Km/h, ΜΙΑ ΤΥΠΙΚΗ ΔΙΑΦΟΡΑ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ, ΤΟΤΕ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΕΧΟΥΜΕ (ΔfD ) =18.5Hz, ΠΟΛΥ ΜΙΚΡΗ! • ΓΕΝΙΚΑ ΙΣΧΥΕΙ ΟΤΙ ΤΟ ΦΙΛΤΡΟ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗΣ ΤΗΣ ΟΛΙΣΘΗΣΗΣ DOPPLER, ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΕΧΕΙ ΣΥΧΝΟΤΙΚΟ ΕΥΡΟΣ ΤΗΣ ΤΑΞΗΣ ΤΟΥ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΟΥ ΧΡΟΝΟΥ ΕΠΙΤΗΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΣΤΟΧΟΥ. ΕΔΩ Δf D = (1 / NTR ) 93 • ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΛΜΟΣΕΙΡΑ ΤΗΣ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΗΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗΣ Η ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΖΕΤΑΙ ΩΣ sin( Nf D T R ) k ( fD ) k0 ( fD ) sin( f T ) D R ΟΠΟΥ k0(f D ) =ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΓΙΑ ΕΝΑΝ ΠΑΛΜΟ! ΤΑ ΜΕΓΙΣΤΑ ΤΟΥ ΠΑΡΑΓΟΝΤΑ ΑΥΤΟΥ ΠΡΟΚΥΠΤΟΥΝ ΟΤΑΝ f D = (m / TR ) = m f PRF , (m є Z) ΔΗΛ. ΟΤΑΝ Η ΟΛΙΣΘΗΣΗ DOPPLER ΕΙΝΑΙ ΑΚΕΡΑΙΟ ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΟ ΤΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗΣ ΠΑΛΜΩΝ! • ΕΠΙΠΛΕΟΝ ΤΟ ΕΥΡΟΣ ΤΟΥ ΛΟΒΟΥ, ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΤΟ ΜΕΓΙΣΤΟ (ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ) ΕΙΝΑΙ Δf D = (2 / NTR ) 94 ΣΥΝΘΕΤΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ-ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ • Η ΣΥΝΘΕΤΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΓΙΑ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ-ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΟΡΙΖΕΤΑΙ ΩΣ | ( , f D ) | | 2 u ( y )u ( y ) e 2 if D y dy | 2 • ΙΣΟΔΥΝΑΜΗ ΕΚΦΡΑΣΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΦΑΣΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΕΜΠΛΕΚΟΜΕΝΩΝ ΚΥΜΑΤΟΜΟΡΦΩΝ ΕΙΝΑΙ | ( , f D ) | | U ( f f D )U ( f ) e 2 2 if df | 2 • ΟΙ ΕΚΦΡΑΣΕΙΣ ΑΥΤΕΣ ΕΧΟΥΝ ΣΩΣΤΕΣ ΟΡΙΑΚΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ! ΓΙΑ f D =0, ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ Η |c(τ)|, ΚΑΙ ΓΙΑ τ=0 ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ Η |k(fD )|. 95 • ΓΙΑ ΕΝΑ ΠΑΛΜΟ ΔΙΑΡΚΕΙΑΣ T, Η ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΣΤΙΣ 3D, ΜΟΙΑΖΕΙ ΟΠΩΣ ΣΤΟ ΣΧΗΜΑ ΚΑΙ ΕΧΟΥΜΕ (Δτ) = ΑΝΑΛΟΓΗ ΤΟΥ (T) (ΔfD)= ΑΝΑΛΟΓΗ ΤΟΥ (1/T) • ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΛΜΟΣΕΙΡΑ ΣΤΟΧΟΙ ΠΟΥ ΒΡΙΣΚΟΝΤΑΙ ΕΝΤΟΣ ΜΑΥΡΩΝ ΚΥΚΛΩΝ ΣΥΓΧΕΟΝΤΑΙ ΛΟΓΩ ΤΗΣ ΑΣΑΦΕΙΑΣ. ΕΥΡΟΣ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΑΞΟΝΑ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ (ΔfD)= ΑΝΑΛΟΓΗ ΤΟΥ (1/δ)! 96 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΕΝΟΤΗΤΑ 15 : ΔΙΑΔΟΣΗ ΗΜ-ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΤΗΝ ΥΛΗ • ΜΕΛΕΤΑΜΕ ΤΗΝ ΔΙΑΔΟΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΕ ΟΜΟΓΕΝΕΣ ΜΕΣΟ ΧΩΡΙΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ. • ΑΝ (μ ,ε) ΕΙΝΑΙ Η ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ ΚΑΙ Η ΔΙΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΣΤΑΘΕΡΑ ΤΟΥ ΜΕΣΟΥ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΑ, ΤΟΤΕ ΤΟ ΔΙΑΝΥΣΜΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ Ε, ΚΑΙ ΤΗΣ ΕΝΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ H=B/μ, ΙΚΑΝΟΠΟΙΟΥΝ ΤΗΝ ΚΥΜΑΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ 2 F F 2 t 2 0, F (E, H ) 97 • ΜΙΑ ΛΥΣΗ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΚΥΜΑ i ( t k r ) F F0 e k 2 k x k y k z 2 2 2 2 • ΜΙΑ ΑΛΛΗ ΛΥΣΗ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΣΦΑΙΡΙΚΟ ΚΥΜΑ F0 i ( t kr ) F e r k kr , F0 k 0 F 0 // k (ΕΓΚΑΡΣΙΟ) (ΔΙΑΜΗΚΕΣ) 1/2 • ΣΧΕΣΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ v=(ω/k)=(1/με) =c 98 ΟΜΟΓΕΝΕΣ ΜΕΣΟ ΜΕ ΑΠΩΛΕΙΕΣ • ΑΝ ΤΟ ΜΕΣΟ ΔΙΑΔΟΣΗΣ ΤΟΥ (ΗΜ)-ΚΥΜΑΤΟΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΕΙ ΜΗ-ΜΗΔΕΝΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ (σ≠0), ΤΟΤΕ ΟΡΙΖΟΥΜΕ ΤΗΝ ΜΙΓΑΔΙΚΗ ΔΙΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΣΤΑΘΕΡΑ ~ i r i i ~ k ~ ΚΑΙ ΙΣΧΥΟΥΝ ΤΑ ΙΔΙΑ ΜΕ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΩΣ, ΕΑΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ Ο ΠΑΡΑΠΑΝΩ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΟΣ ΚΥΜΑΤΙΚΟΣ ΑΡΙΘΜΟΣ! 99 ΟΡΙΑΚΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ • ΧΑΜΗΛΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ (σ/ωε)<<1. ΤΟΤΕ ΘΑ ΕΧΟΥΜΕ ~ k ia a 1 2 Z k • ΥΨΗΛΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ 1 2 / (σ/ωε)>>1. ΤΟΤΕ ΘΑ ΕΧΟΥΜΕ ~ k ia a 1 2 ΟΠΟΥ ΤΟ δ=(1/α)=ΒΑΘΟΣ ΔΙΕΙΣΔΥΣΗΣ ΚΥΜΑΤΟΣ ΣΤΟ ΜΕΣΟ. 100 ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ~ k ia a 2 1 2 1 1 tan 1 tan 2 2 1 1 1/ 2 1/ 2 ΟΠΟΥ tanδ=(σ/ωε) ΕΙΝΑΙ Η ΕΦΑΠΤΟΜΕΝΗ ΑΠΩΛΕΙΩΝ! 101 ΑΝΑΚΛΑΣΗ-ΔΙΑΘΛΑΣΗ ΣΤΗΝ ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΔΥΟ ΜΕΣΩΝ 102 • ΕΣΤΩ ΟΤΙ ΕΧΟΥΜΕ ΔΥΟ ΜΕΣΑ 1,2 ΜΕ ΤΗΝ ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΙΚΗ ΤΟΥΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ, ΜΕ ΔΙΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΤΑΘΕΡΕΣ ΚΑΙ ΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΕΣ (εj , μj) ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΑ (j=1,2) • ΕΣΤΩ ΟΤΙ ΟΙ ΚΥΜΑΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ, ΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ ΔΙΑΘΛΑΣΗΣ, ΟΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΟΙ ΦΑΣΙΚΕΣ ΤΑΧΥΤΗΤΕΣ ΔΙΑΔΟΣΗΣ ΣΤΑ ΔΥΟ ΜΕΣΑ ΕΙΝΑΙ k j j j j c / j Z v j j j j j / j • ΘΕΩΡΩΝΤΑΣ ΜΙΚΡΟ ΠΑΡΑΛΗΛΛΕΠΙΠΕΔΟ ΣΤΗΝ ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ, ΕΠΙΒΑΛΛΟΥΜΕ ΤΗΝ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΤΩΝ ΚΑΘΕΤΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ ΤΩΝ (D,B) ΚΑΙ ΤΩΝ ΠΑΡΑΛΛΗΛΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ ΤΩΝ (E,H)! 103 • ΑΠΟ ΤΗΝ ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ-ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΤΗΣ ΔΙΑΤΑΞΗΣ ΠΡΟΚΥΠΤΟΥΝ Ο ΝΟΜΟΣ ΑΝΑΚΛΑΣΗΣ ΚΑΙ Ο ΝΟΜΟΣ ΔΙΑΘΛΑΣΗΣ SNELL θ 1 = θ΄1 η 1 sin(θ 1 )= η 2 sin(θ 2 ) • ΘΕΩΡΟΥΜΕ ΕΠΙΠΛΕΟΝ ΤΙΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ Π1, Π2 ΜΕ ΤΗΝ ΠΟΛΩΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΣΠΙΠΤΟΝΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ Ε0 , ΚΑΘΕΤΗ ΚΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΠΡΟΣΠΤΩΣΗΣ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΩΣ. • ΕΠΙΒΑΛΛΟΥΜΕ ΤΩΡΑ ΤΙΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΣΤΗΝ ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΤΩΝ ΔΥΟ ΜΕΣΩΝ, ΚΑΙ ΓΙΑ ΤΙΣ ΔΥΟ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΠΟΛΩΣΗΣ ΒΡΙΣΚΟΥΜΕ ΤΑ ΣΧΕΤΙΚΑ ΠΛΑΤΗ ΑΝΑΚΛΑΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΘΛΑΣΗΣ ΓΙΑ ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ. 104 • ΛΟΓΩ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ MAXWELL, EXOYME THN ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΤΩΝ ΚΑΘΕΤΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ ΤΩΝ (D,B) ΚΑΙ ΤΩΝ ΠΑΡΑΛΛΗΛΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ ΤΩΝ (E,H)! ( D 2 D1 ) n 0 [ 1 ( E 0 E 1 ) 2 E 2 ] n 0 ( B 2 B1 ) n 0 [ k 1 ( E 0 E 1 ) k 2 E 2 ] n 0 ( E 2 E1 ) n 0 [ E 0 E1 E 2 ] n 0 ( H 2 H 1 ) n 0 [ k1 ( E 0 E1 ) k 2 E 2 ] n 0 • ΕΠΙΛΥΟΝΤΑΣ ΑΥΤΕΣ ΤΙΣ ΣΧΕΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΩΝ ΔΥΟ ΠΟΛΩΣΕΩΝ Π1,Π2, ΤΟΥ ΠΡΟΣΠΙΠΤΟΝΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ, ΕΧΟΥΜΕ 105 E1 Z 2 cos 1 1 cos 2 R | E Z 2 cos 1 1 cos 2 0 E2 2 Z 2 cos 1 | E Z 2 cos 1 1 cos 2 0 E1 Z 1 cos 1 2 cos 2 R || E Z 1 cos 1 2 cos 2 0 E2 2 Z 2 cos 1 || E Z 1 cos 1 2 cos 2 0 106 ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΥΣΕΣ ΕΙΔΙΚΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ • ΓΙΑ ΚΑΘΕΤΗ ΠΡΟΣΠΤΩΣΗ θ1=0 → θ2=0, ΟΠΟΤΕ ΘΑ ΕΧΟΥΜΕ ΟΤΙ R || =(Z1 –Z2 )/(Z1 +Z2 ). ΑΝ ΤΩΡΑ ΕΧΟΥΜΕ ΠΡΟΣΠΤΩΣΗ ΣΕ ΑΡΑΙΟΤΕΡΟ ΜΕΣΟ, ΔΗΛ. n1>n2 → Z1<Z2 , ΟΠΟΤΕ ΤΟ ΑΝΑΚΛΩΜΕΝΟ ΚΥΜΑ ΥΦΙΣΤΑΤΑΙ ΑΝΑΣΤΡΟΦΗ ΦΑΣΗΣ! • ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΠΟΛΩΣΗΣ, ΑΝ Η ΓΩΝΙΑ ΠΡΟΣΠΤΩΣΗΣ ΕΙΝΑΙ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΤΗΣ ΓΩΝΙΑΣ BREWSTER, tanθ Β =(n2/n1) ΔΕΝ ΕΧΟΥΜΕ ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΚΑΙ ΟΛΗ Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΠΑΕΙ ΣΤΗΝ ΔΙΑΘΛΑΣΗ. • ΟΡΙΑΚΗ ΓΩΝΙΑ ΠΡΟΣΠΤΩΣΗΣ ΓΙΑ ΟΛΙΚΗ ΑΝΑΚΛΑΣΗ, ΑΠΟ ΠΥΚΝΟΤΕΡΟ ΠΡΟΣ ΑΡΑΙΟΤΕΡΟ ΜΕΣΟ sinθc =(n2/n1)<1 107 ΕΝΟΤΗΤΑ 16 : ΕΙΚΟΝΕΣ ΕΠΙΓΕΙΩΝ ΣΤΟΧΩΝ ΑΠΟ ΔΙΑΦΟΡΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ 108 109 110