Mikrodalga Nedir? Ne İşe Yarar?

Mikrodalga, elektromanyetik spektrumun radyo dalgaları ve infrared ışınlar arasındaki bölümünde yer alan bir frekans aralığıdır. Mikrodalga terimi aynı zamanda bu frekans aralığındaki elektromanyetik radyasyonu üreten veya algılayan cihazları da ifade eder.

Mikrodalga fırınlar, evlerde ve endüstriyel mutfaklarda sıkça kullanılan cihazlardır. Yiyecekleri hızlı ve etkili bir şekilde ısıtmak veya pişirmek için mikrodalga enerjisi kullanırlar. Mikrodalga fırınlar, elektromanyetik radyasyonu kullanarak su moleküllerinin içindeki polariteyi değiştirerek, buharlaşma, dönme ve titreşim gibi etkiler yaratırlar. Bu etkiler yiyecekleri ısıtırken veya pişirirken kullanılır. Mikrodalga fırınlar, birkaç dakika içinde yiyecekleri ısıtabilir veya pişirebilir, bu nedenle zaman tasarrufu sağlarlar.

Mikrodalga radyasyonun diğer bir önemli kullanım alanı da uzaktan algılama teknolojisidir. Uzaktan algılama, yeryüzündeki nesneleri veya ortamları uzaktan incelemek ve veri toplamak için kullanılan bir yöntemdir. Uydu veya uçaklardan yayılan mikrodalga sinyalleri, yeryüzündeki nesnelerle etkileşime girer ve yansır. Bu yansımalardan elde edilen veriler, nesnelerin özelliklerini, yapılarını veya hareketlerini belirlemek için kullanılabilir. Uzaktan algılama, tarım, hava durumu tahmini, iklim izleme, haritalama, çevre izleme, jeolojik keşifler ve savunma gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Mikrodalga radyasyonun dalga boyu, nesnelerin yansımalarını algılamak için kullanılan özel sensörlerle ölçülerek, farklı nesnelerin özelliklerini belirlemek için kullanılan veriler elde edilir.

Radar Nedir? Ne İşe Yarar?

Radar (Radio Detection And Ranging), elektromanyetik dalgaları kullanarak nesneleri algılayabilen ve mesafelerini, hızlarını ve diğer özelliklerini belirleyebilen bir sistemdir. Radarlar genellikle uzaktan algılama ve keşif amacıyla kullanılır.

Radarlar, elektromanyetik dalgaları yayarlar ve bu dalgalar nesnelere çarptığında yansır. Radar sistemi, yansıyan sinyalleri alır ve işleyerek hedef nesnenin mesafesini, yönünü ve hızını belirler. Radarlar, farklı frekanslardaki elektromanyetik dalgaları kullanabilir, ancak genellikle mikrodalga frekans aralığında çalışırlar.

Radar sistemleri, havacılık, denizcilik, meteoroloji, savunma, hava trafik kontrolü, arama kurtarma operasyonları ve hava durumu tahmini gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılır. İşlevlerine bağlı olarak, farklı radar türleri ve uygulamaları vardır.

Örneğin, hava trafik kontrolünde radarlar, uçakların konumlarını belirleyerek, hava sahasını izler ve çarpışma riskini önlemek için hava trafiğini yönetir. Deniz radarları, gemilerin ve diğer deniz araçlarının konumlarını izleyerek, seyir güvenliğini sağlar. Meteorolojik radarlar, hava durumu gözlemleri yaparak, yağış miktarını, hızını ve yoğunluğunu tahmin ederler.

Ayrıca, askeri amaçlar için kullanılan radarlar, düşman uçaklarını tespit etme, izleme ve hedefleme yeteneklerine sahiptir. Radarlar, uzaktan algılama ve gözetleme için de kullanılır. Nesnelerin yansıyan sinyalleri analiz edilerek, jeolojik keşifler, doğal kaynakların tespiti, arazi analizi ve haritalama gibi alanlarda bilgi elde edilebilir.

Radar teknolojisi, uzaktan algılama alanında önemli bir araç olarak kabul edilir. Uydu ve uçaklardan yansıyan mikrodalga sinyalleri kullanarak, radarlar çeşitli nesneleri ve ortamları inceleyebilir ve veri toplayabilir. Bu veriler, hava durumu tahmini, iklim izleme, tarımsal analiz, deniz yüzeyi analizi ve savunma amaçları gibi birçok uygulama için değerli bilgiler sağlar.

Mikrodalga sistemler radyo frekansındaki (0,3 – 30 cm dalga boyu) elektromanyetik dalgaları algılayan aktif ya da pasif sistemlerdir. Mikrodalga sistemler Güneş ışınlarından bağımsız çalışmakta ve bulutlara nüfuz edebilmektedirler. Radar sistemleri yapısal olarak alıcı, verici, anten, vb. belli başlı alt sistemlere ayrılabilir. Radar sistemlerinde mekânsal çözünürlük anten genişliği, dalga boyu, işaret bant genişliği ve görüntülenen hedeften uzaklığa bağlıdır. Ancak yapay açıklıklı radar sistemlerinde azimut yönündeki çözünürlük hedefe olan uzaklıktan ve kullanılan dalga boyundan bağımsız olup yalnızca anten boyuna bağlıdır. Bu özellikleri nedeniyle yapay açıklıklı radar sistemleri uydu algılama sistemlerinde gerçek açıklıklı sistemlere nazaran tercih edilmektedir. Antenin en önemli özelliklerinden biri ışıma demet genişliğidir. Anten demet genişliği antenin yapısal özelliklerine bağlı olup, anten boyu ile ters, kullanılan dalga boyu ile doğru orantılıdır. Anten demet genişliği azaldıkça, anten kazancı ve menzil yönündeki çözünürlük artar.

Görüntüleme radarları ile elde edilen görüntülerde optik görüntülerden farklı olarak geometrik bozulmalar yer almaktadır. Bu bozulmalar; yakın alan kısalması yana yatma ve radar gölgesidir. Yakın alan kısalması radar bakış yönündeki çözünürlüğün mesafeye bağlı olmasından kaynaklanmaktadır Yeryüzünün eğimine göre radara doğru bakan pikseller sıkışmakta ve buna yakın alan kısalması denilmektedir. Yana yatma sıkışmanın etkisinin artması ile yeryüzünde birden fazla piksellik yer kaplayan bölgenin tek bir piksel üzerinde örtüşmesidir. Radar bakış yönüne zıt eğimli bölgelerde de radar gölgesi oluşur.

Özellikle yüzey pürüzlülüğüne ve neme olan duyarlılıkları nedeniyle radar verileri, bulut ve Güneş ışığı koşullarına bağlı olmaksızın global ve bölgesel bazda yeryüzü hakkında bilgi sağlayan aktif algılama sistemleri olarak meteoroloji, iklim, tarım, doğal afetler (deprem, sel, vb.) gibi birçok farklı uygulamada başarıyla ve zaman zaman da tercihen kullanılmaktadır. Baz› sınırlamalarının olmasına rağmen radar uydu verileri diğer optik verileri tamamlayıcı etkin bir bilgi kaynağı olduğundan, ülkemizin uydu araştırma ve geliştirme programında Göktürk-III SAR uydusunun yapımı planlamaya alınmış ve bu yönde çalışmalara başlanmıştır.

Mikrodalga ve Radar Sistemi Örnek Sorular

1- Aşağıdakilerden hangisi radar görüntülerinde görülen bozulmalardan biri değildir?
A) Saçılma
B) Benek etkisi
C) Yakın alan kısalması
D) Yana yatma
E) Radar gölgesi

2- Aşağıdaki radar sistemlerinden hangisi görüntüleme radarlarından biri değildir?
A) Radyometre
B) Yapay açıklıklı radar
C) Saçılım ölçer
D) Altimetre
E) Gerçek açıklıklı radar

3- SAR sistemlerinde radar ışınları deniz yüzeylerinden geri yansıma (düz yüzeyler üzerindeki tam yansıma etkisi nedeniyle) yapmamasına rağmen deniz yüzeyleri hangi olaya bağlı olarak SAR sistemlerinde görüntülenebilmektedir?
A) Dağılma
B) Mie saçılması
C) Bragg saçılması
D) Brown modeli
E) Rayleigh saçılması

4- Aşağıdaki dalga boylarından hangisi ormanlık alanlarda bitki örtüsünün altındaki yüzeylerin algılanması için daha çok kullanılmaktadır?
A) K bandı
B) C bandı
C) X bandı
D) L bandı
E) P bandı

5- Aşağıdakilerden hangisi bir mikrodalga polarizasyon türü değildir?
A) Dikey polarizasyon
B) Kare polarizasyon
C) Dairesel polarizasyon
D) Yatay polarizasyon
E) Eliptik polarizasyon

6- Bir darbeli radarın menzil çözünürlüğü (mesafe ayırma kabiliyeti) hangi sistem parametresine bağlıdır?
A) Darbe uzunluğu
B) Işık hızı
C) Mesafe
D) Anten bakış açısı
E) Darbe uzunluğu

7- Aşağıdakilerden hangisi mikrodalga frekans bandında yer alan en küçük dalga boyudur?
A) C bandı
B) P bandı
C) L bandı
D) X bandı
E) K bandı

8- Çalışma frekansları L (1-2 GHz), C (4-8 GHz) ve X(8-12 GHz) bantlarında yer alıp, geri kalan tüm özellikleri aynı olan üç gerçek açıklıklı aşağıdaki radar sistemlerinden hangisinin azimut yönündeki mekânsal çözünürlüğü daha yüksektir?

A) C bandı radarı
B) X bandı radarı
C) L bandı radarı
D) X ve C bandı radarları
E) Üçü de aynıdır ve anten boyunun yarısına eşittir.

9- 1978 yılında uzaya gönderilen SeaSAT uydusunda yer alan SAR sisteminin uçuş yönündeki anten boyu 2.1m olduğuna göre azimut yönündeki maksimum teorik çözünürlüğü ne kadardır?
A) 0,1
B) 1,05
C) 2,1
D) 15,7
E) 10,7

10- Yerden 2000 metre yüksekte konumlanan bir radar sisteminden yeryüzündeki bir hedefe gönderilen işaretin 0.00006 saniye sonra radara geri gelmesi durumunda radar ile hedef arasındaki eğik mesafe kaç metre olacaktır? (Işık hızı=3×108 m/sn)

A) 18000
B) 9000
C) 6000
D) 1440
E) 900