Συστήματα Ραντάρ και Τηλεπισκόπηση

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Με την ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές/ήτριες είναι σε θέση να παράγουν πρωτότυπη σκέψη στο αντικείμενο, και συγκεκριμένα να:

• Κατανοούν, περιγράφουν και κατηγοριοποιούν τις βασικές τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στα συστήματα ραντάρ και τηλεπισκόπησης.
• Αντιλαμβάνονται κριτικά τις αρχές λειτουργίας, τις εφαρμογές και τους περιορισμούς χρήσης των συστημάτων ραντάρ και τηλεπισκόπησης.
• Κατανοούν και υπολογίζουν με διαγράμματα και υπολογισμούς την απόσταση και την γωνία στόχου ραντάρ.
• Κατανοούν και υπολογίζουν αριθμητικά τη ραδιοδιατομή απλών στόχων.
• Κατανοούν και υπολογίζουν αριθμητικά τον λόγο σήματος προς θόρυβο για σύνθετους στόχους και την πιθανότητα ανίχνευσης στόχου με ένα παλμό μόνο.
• Σχεδιάζουν και υπολογίζουν τις παραμέτρους δέκτη προσαρμοσμένου φίλτρου.
• Κατανοούν κριτικά και εφαρμόζουν σε πρακτικά προβλήματα τις αρχές ραντάρ τύπου FMCW και phase coherent, SAR, ΜΙΜΟ και phased-MIMO.
• Συνεργάζονται σε ομάδα για την ολοκληρωμένη αντιμετώπιση, ανάλυση και σύνθεση συστημάτων ραντάρ με συγκεκριμένες προδιαγραφές ανίχνευσης στόχων και εμβέλειας λειτουργίας.

 

Γενικές Ικανότητες

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
• Λήψη αποφάσεων
• Αυτόνομη Εργασία
• Ομαδική Εργασία
• Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

 

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

1. Εισαγωγή: Βασικές έννοιες. Ιστορικά στοιχεία. Τύποι ραντάρ. Παλμικό ραντάρ.
2. Βασικές αρχές λειτουργίας ραντάρ: Μέτρηση απόστασης στόχου και μορφοποίηση παλμού εκπομπής. Εμβέλεια ραντάρ.
3. Κεραίες ραντάρ και γωνία στόχου. Κεραίες ραντάρ και βασικά χαρακτηριστικά λειτουργίας τους. Στοιχειοκεραίες στροφής φάσης (phased arrays) και κεραίες ανοίγματος. Συστήματα περιστροφής και σταθεροποίησης. Μέτρηση γωνίας στόχου.
4. Εξίσωση ραντάρ και ραδιοδιατομή στόχου: Η εξίσωση του ραντάρ. Συντελεστής οπισθοσκέδασης και ίχνος στόχου. Μέτρηση μεγέθους στόχου.
5. Σκέδαση από απλούς στόχους: Σκέδαση από άπειρο κύλινδρο, σφαίρα, αγώγιμη πλάκα.
6. Σκέδαση από σύνθετους στόχους: Στόχοι τύπου SW1, SW2, SW3, SW4, SW5. Χαρακτηριστικά λόγου σήματος προς θόρυβο για σύνθετους στόχους. Προσομοίωση σήματος σκέδασης.
7. Θεωρία ανίχνευσης και ραντάρ: Ανίχνευση σήματος ραντάρ μέσα από θόρυβο. Πιθανότητα ανίχνευσης στόχου μέσω ενός παλμού μόνο.
8. Εξειδικεύμενα συστήματα ραντάρ: Ραντάρ διαμόρφωσης συχνότητας και ραντάρ σύγχρονης
   φάσης. Ραντάρ έγκαιρης προειδοποίησης και ραντάρ παρακολούθησης.
9. Δέκτες ραντάρ: Δέκτης προσαρμοσμένου φίλτρου και συνάρτηση αβεβαιότητας για παλμούς ραντάρ.
10. Παθητικοί αισθητήρες: Ακτινοβολία μέλανος και φαιού σώματος. Αρχή και παράμετροι λειτουργίας ραδιομέτρων.
11. Ραντάρ συνθετικής απεικόνισης: Γραμμικές κεραίες. Συνθετική επιφάνεια κεραίας. Αρχές λειτουργίας ραντάρ τύπου SAR.
12. Σύγχρονες τάσεις: Χωρο-χρονική επεξεργασία σήματος ραντάρ. Ράνταρ ΜΙΜΟ και ραντάρ phased-MIMO. Ραντάρ χιλιοστομετρικών κυμάτων.
13. Ανασκόπηση της ύλης του μαθήματος.

 

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Ι. Γραπτή τελική εξέταση επί του συνόλου της διδαχθείσας ύλης (100%).
Η αξιολόγηση θα πραγματοποιείται με ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής, ερωτήσεις σύντομης απάντησης και επίλυση προβλημάτων, στην ελληνική γλώσσα.

 

ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Skolnik, M., “Εισαγωγή στα Συστήματα RADAR”, Εκδόσεις Τζιόλα, 2013. Κωδ. ΕΥΔΟΞΟΥ: 18548659
2. Budge, M. C., Sherman, S. R., “Basic Radar Analysis”, Artech House, 2015.