1

ΡΑΔΙΟΚΥΜΑΤΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ

ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΤΗΝ

(MICROWAVE REMOTE SENSING)

ΑΠΟΣΤΟΛΟΣ ΚΟΥΙΡΟΥΚΙΔΗΣΔρ. ΦΥΣΙΚΟΣ-ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ

ΣΕΡΡΕΣ 2008

2

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ-ΚΕΦΑΛΑΙΑ

1. ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ2. ΡΑΝΤΑΡ3. ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ-ΘΟΡΥΒΟΣ4. ΑΣΑΦΕΙΑ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ-ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ5. ΔΙΑΔΟΣΗ (ΗΜ)-ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΤΗΝ ΥΛΗ

3

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΙΚΗ Ή ΡΑΔΙΟΚΥΜΑΤΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΕΙΝΑΙ ΟΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΣ ΚΛΑΔΟΣ ΠΟΥ ΑΦΟΡΑ ΣΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΗΜΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΩΝ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ ΓΙΑΑΠΟΚΤΗΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΓΙΑ ΤΑ ΑΚΟΛΟΥΘΑ:

1. ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΕΔΑΦΟΥΣ2. ΥΠΕΔΑΦΟΣ 3. ΩΚΕΑΝΟΙ4. ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ5. ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ ΣΥΝΕΧΗΣ, ΑΞΙΟΠΙΣΤΗ, ΚΑΙ ΠΟΛΥΠΛΕΥΡΗΕΠΙΤΗΡΗΣΗ ΤΩΝ ΠΑΡΑΠΑΝΩ ΣΤΟΧΩΝ ΓΙΑ ΕΞΑΓΩΓΗ ΠΟΛΥΤΙΜΩΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ!

4

ΓΝΩΣΤΙΚΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ Ή ΑΝΘΡΩΠΙΝΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΠΟΥ ΒΡΙΣΚΕΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ Η

ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ

1. ΓΕΩΡΓΙΑ ΚΑΙ ΕΠΙΤΗΡΗΣΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ2. ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ3. ΒΑΘΥΜΕΤΡΙΑ4. ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΑ5. ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑ6. ΑΣΤΙΚΗ ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΑ7. ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΑΚΤΩΝ8. ΠΡΟΒΛΕΨΗ/ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΩΝ9. ΔΑΣΟΛΟΓΙΑ10. ΓΕΩΛΟΓΙΑ11. ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΠΑΓΕΤΩΝΩΝ12. ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑ

5

13. ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑ14. ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΜΟΛΥΝΣΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ / ΩΚΕΑΝΩΝ15. ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΧΙΟΝΙΟΥ16. ΕΠΙΤΗΡΗΣΗ ΧΩΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ17. ΕΠΙΤΗΡΗΣΗ ΥΔΑΤΙΝΩΝ ΠΟΡΩΝ / ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΑ18. ΤΕΧΝΙΚΑ ΕΡΓΑ / ΜΕΛΕΤΕΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ19. ΧΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΚΑΛΥΨΕΙΣ ΤΗΣ ΓΗΣ 20. ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ21. ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (GIS)22. ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ, ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ, ΚΑΙ ΑΛΛΑ…!!!

6

ΕΙΔΙΚΟΤΕΡΑ ΓΙΑ ΤΙΣ ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΜΕΛΕΤΗΘΟΥΝ ΚΑΙ ΝΑ ΚΑΤΑΓΡΑΦΟΥΝ

1. ΧΩΡΙΚΗ ΘΕΣΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ2. ΥΨΟΜΕΤΡΟ3. ΧΡΩΜΑ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΥΓΕΙΑΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ4. ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΧΛΩΡΟΦΥΛΛΗΣ5. ΒΙΟΜΑΖΑ6. ΠΟΣΟΣΤΟ ΥΓΡΑΣΙΑΣ ΒΛΑΣΤΗΣΗΣ / ΕΔΑΦΟΥΣ7. ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ8. ΥΦΗ / ΔΟΜΗ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΕΔΑΦΟΥΣ

7

ΕΝΟΤΗΤΑ 2: (ΗΜ)-ΚΥΜΑΤΑΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΤΩΝ ΗΜ ΚΥΜΑΤΩΝ ΔΙΕΠΕΤΑΙ ΑΠO

ΤΙΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ MAXWELL

tBE

tEJB

B

E

)(

0

/

00

0

8

ΜΕΤΑΞΥ ΤΩΝ ΠΟΛΛΩΝ ΛΥΣΕΩΝ ΠΟΥ ΕΠΙΔΕΧΟΝΤΑΙ ΟΙ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ MAXWELL ΕΙΝΑΙ ΚΑΙ ΤΑ ΕΠΙΠΕΔΑ ΚΥΜΑΤΑ

C = λ * fC=3x (m/sec) = = ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΦΩΤΟΣ810

λ = ΜΗΚΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ (m)f = ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ (Hz)

001

9

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΕΚΦΡΑΣΗ ΕΝΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΚΥΜΑΤΟΣ

BES

0

1

)cos()/()cos(

0

0

kztcEBkztEE

y

x

T

ZEdtS

TS

00

20

2||1||

ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΠΟΛΩΜΕΝΟΥ ΣΤΗΝ Χ-ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ

ω = k c, ω =2π f=2π/T=ΚΥΚΛΙΚΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ,k = 2π/ λ=ΚΥΜΑΤΑΡΙΘΜΟΣ

ΡΟΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ - ΔΙΑΝΥΣΜΑ POYNTING

ΜΕΣΗ ΧΡΟΝΙΚΗ ΤΙΜΗ

2/mWatts( )

Z0 =377 Ohm =ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΚΕΝΟΥ

10

ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΦΑΣΜΑ ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΕΙ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΑΠΟ ΤΑ, ΓΙΓΑΝΤΙΟΥ ΜΗΚΟΥΣ ΚΥΜΑΤΟΣ,

ΡΑΔΙΟΚΥΜΑΤΑ ΕΩΣ ΤΙΣ ΤΡΟΜΕΡΑ ΥΨΙΣΥΧΝΕΣ ΑΚΤΙΝΕΣ γ

11

ΕΚΤΟΣ ΤΟΥ ΟΠΤΙΚΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΤΟΥ ΦΑΣΜΑΤΟΣ ΤΗΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΥΝ ΚΥΡΙΩΣ ΤΑ

ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΑ, ΤΟ ΥΠΕΡΥΘΡΟ ΚΑΙ ΤΟ ΥΠΕΡΙΩΔΕΣ

ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΑΣΥΧΝΟΤΗΤΑ f : 300MHz-300GHzΜΗΚΗ ΚΥΜΑΤΟΣ λ : 1m-1mm

ΥΠΟΧΙΛΙΟΣΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ f : 300GHz-3000GHzΜΗΚΗ ΚΥΜΑΤΟΣ λ : 1mm-100μm

ΥΠΟΔΙΑΙΡΕΣΗ ΣΕ ΜΠΑΝΤΕΣ ΜΕ ΚΩΔΙΚΕΣ ΟΝΟΜΑΣΙΕΣ

12

ΥΠΕΡΥΘΡΟ (IR)

ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ f : 3-300 THz

(1 THz = 1210 Hz)

ΜΗΚΗ ΚΥΜΑΤΟΣ λ : 100-1μm

ΥΠΕΡΙΩΔΕΣ (UV)

ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ f : 750THz-30PHz ( 1PHz =1000THz )

ΜΗΚΗ ΚΥΜΑΤΟΣ λ : 400-10nm

13

ΕΝΟΤΗΤΑ 3: ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΤΟΧΩΝΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΑ ΠΑΡΑΘΥΡΑ

Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΕΙΝΑΙ ΓΕΝΙΚΑΑΔΙΑΦΑΝΗΣ ΣΤΑ ΗΜ-ΚΥΜΑΤΑΕΚΤΟΣ 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.

14

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

15

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)

16

ΓΙΑ ΚΑΘΕ ΣΤΟΧΟ ΕΙΝΑΙ ΓΝΩΣΤΗ Η ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ

ΤΟΥ ΑΠΟΚΡΙΣΗ

17

ΑΠΟΚΤΗΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΥΨΗΛΗΣ ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΑΣ ΠΟΥ ΑΦΟΡΟΥΝ ΣΤΟΥΣ ΓΗΙΝΟΥΣ ΦΥΣΙΚΟΥΣ ΠΟΡΟΥΣ

18

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

)/()1(

2 2/5

2

mstrmWattsehcL kThc

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

19

ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ RAYLEIGH-JEANS

x = (hc/λkT)<<1 Log(Lλ) = -4Log(λ) + Log(2kcT)

20

ΟΛΙΚΗ, ΘΕΡΜΙΚΑ ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΑΠΟ ΜΕΛΑΝ ΣΩΜΑ ΣΕ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ Τ≠0

)/(1067.5

)/(428

2

0

4

KmW

mWattsdLLM

ΟΠΟΥ σ ΕΙΝΑΙ Η ΣΤΑΘΕΡΑ STEFAN-BOLTZMANN

ΜΕΓΙΣΤΟ ΕΚΜΠΟΜΠΗΣ-ΝΟΜΟΣ ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗΣ WIEN

-3

λmax T=A≈ 5.14 x 10 (m K)

21

ΕΝΟΤΗΤΑ 5 : ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝΔΟΜΗ 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

22

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)

23

ΦΟΡΕΙΣ ΚΑΙ ΜΕΓΕΘΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ

ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟΝ ΦΟΡΕΑ ΤΟΥΣ ΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΚΑΤΑΤΑΣΣΟΝΤΑΙ ΣΕ

1. ΕΠΙΓΕΙΑ2. ΑΕΡΟΜΕΤΑΦΕΡΟΜΕΝΑ3. ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΑ

ΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΑΝΙΧΝΕΥΕΙ

1. ΠΟΣΟ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ2. ΧΡΟΝΟΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΗ ΕΠΙΣΤΡΟΦΗΣ3. ΠΟΛΩΣΗ

24

ΕΝΟΤΗΤΑ 6 : ΔΙΑΚΡΙΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΑΠΟ ΣΧΙΣΜΗ ΠΛΑΤΟΥΣ W

25

• 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,

2

2wZOQZ FRESNEL

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)

26

2/

2/]sinexp[)(

w

wp dyikyE

• Η ΑΝΙΧΝΕΥΟΜΕΝΗ ΙΣΧΥΣ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΤΕΤΡΑΓΩΝΟ ΤΟΥ ΠΛΑΤΟΥΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ, ΔΗΛ:

)sin(sin)sin(

)sinsin()(

wc

w

w

W

• ΓΩΝΙΑΚΟ ΕΥΡΟΣ ΚΥΡΙΟΥ ΛΟΒΟΥ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ= =ΔΙΠΛΑΣΙΟ ΓΩΝΙΑΣ ΠΡΩΤΟΥ ΜΗΔΕΝΙΣΜΟΥ ΙΣΧΥΟΣ Q0

ΔΘ0 ≈2sin(Θ0 )=(2λ/w)

27

ΔΙΑΚΡΙΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ

28

• 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)

29

ΕΝΟΤΗΤΑ 7 : ΚΕΡΑΙΕΣ

• ΔΙΑΤΑΞΗ ΠΟΥ ΜΕΤΑΤΡΕΠΕΙ ΕΝΑΛΛΑΣΟΜΕΝΑ ΡΕΥΜΑΤΑ ΣΕ ΗΜ-ΚΥΜΑΤΑ ΠΟΥ ΔΙΑΔΙΔΟΝΤΑΙ ΕΛΕΥΘΕΡΑ ΣΤΟΝ ΧΩΡΟ, ΑΛΛΑ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΩΣ!

• ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΙΑΣ ΚΑΛΗΣ ΚΕΡΑΙΑΣ 1. ΛΗΨΗΣ: ΥΨΗΛΗ ΔΙΑΚΡΙΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ2. ΕΚΠΟΜΠΗΣ: ΥΨΗΛΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΤΙΚΟΤΗΤΑ

30

ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΜΕΓΕΘΗ ΠΟΥ ΑΦΟΡΟΥΝ ΣΕ ΜΙΑ ΚΕΡΑΙΑ

)/()/( 22ENRADRADRAD IPIPR

• ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΤΗΣ ΚΕΡΑΙΑΣ

• ΚΑΝΟΝΙΚΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΠΕΔΙΟΥ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

),(),(),(000

PPPN

31

• 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)

4

),( dPN

• ΚΑΤΕΥΘΥΝΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΕΡΑΙΑΣ (dBi)

D=(4π/ ΩΑ ) ≥ 1

(Η ΙΣΟΤΡΟΠΙΚΗ ΚΕΡΑΙΑ ΕΧΕΙ D=1, ΟΧΙ ΚΑΤΕΥΘΥΝΤΙΚΟΤΗΤΑ)

32

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 RADARS ΕΝΟΤΗΤΑ 8 : ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ RADARS

ΑΚΡΩΝΥΜΙΟ ΤΩΝ ΟΡΩΝ

RADIO DETECTION AND RANGING

ΡΑΔΙΟΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΚΑΙ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ

ΕΙΝΑΙ ΔΥΣΚΟΛΟ(!) ΝΑ ΥΠΕΡΕΚΤΙΜΗΘΕΙΗ ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΟΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣΤΩΝ ΡΑΝΤΑΡ ΣΕ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ

1. ΕΙΡΗΝΙΚΕΣ-ΠΟΛΙΤΙΚΕΣ2. ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΕΣ

33

34

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

35

ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΡΑΝΤΑΡ ΠΟΥ ΘΑ ΜΕΛΕΤΗΘΟΥΝ

1. ΠΑΛΜΙΚΟ ΡΑΝΤΑΡ2. DOPPLER-RADAR3. FM-CW-RADAR4. SLAR-RADAR5. SAR-RADAR

36

ΠΑΛΜΙΚΟ ΡΑΝΤΑΡ

37

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 VIDEO-ΕΝΙΣΧΥΤΗ ΚΑΙ ΤΕΛΙΚΑ ΣΤΟΝ ΕΝΔΕΙΚΤΗ

38

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΑΛΜΙΚΟΥ ΡΑΝΤΑΡ = ΣΥΝΕΛΙΞΗ

• ΑΝ Ptr (t) ΕΙΝΑΙ Ο ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΟΣ ΠΑΛΜΟΣ ΚΑΙ ΥΠΑΡΧΕΙ ΣΗΜΕΙΑΚΟΣ ΣΤΟΧΟΣ ΣΕ ΑΠΟΣΤΑΣΗ R, ΤΟΤΕ Η ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΘΑ ΕΙΝΑΙ

)2()(cRtPtP trr

• ΑΝ ΕΧΟΥΜΕ ΕΚΤΕΤΑΜΕΝΟ ΣΤΟΧΟ (R1≤R≤R2) ΤΟΤΕ Η ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΘΑ ΕΙΝΑΙ

))(()()2()( tBPdRRBcRtPtP trtrr

ΟΠΟΥ B(R)=ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΕΚΤΕΤΑΜΕΝΟΥ ΣΤΟΧΟΥ!

39

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

AAudttu0

)()(

40

ΑΠΟΚΡΙΣΗ Pr (t)=AB0 [f1 u(f1)-f2 u(f2)-f3 u(f3)+f4 u(f4)]

2224

2223

2122

2121

21

242

4

242

3

142

2

142

1

cRT

cRT

cRT

cRT

cABoR

Rcctf

Rcctf

Rcctf

Rcctf

ΟΤΑΝ τ→0 ΑΝΑΚΤΟΥΜΕ ΤΟ ΑΛΗΘΙΝΟ ΣΧΗΜΑ ΤΟΥ ΣΤΟΧΟΥ!ΔΥΣΧΕΡΕΣ! ΑΠΑΙΤΕΙ ΥΨΗΛΗ ΙΣΧΥ ΕΚΠΟΜΠΗΣ!

41

ΕΝΟΤΗΤΑ 9 : ΡΑΝΤΑΡ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΚΥΜΑΤΟΣDOPPLER ΡΑΝΤΑΡ

• ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΣΤΟΧΟΥ ΜΕΣΩ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ DOPPLER

RRvf

cD

2

• f c = ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΦΟΡΕΑ-ΠΗΓΗΣ

• f c + f D = ΦΑΙΝΟΜΕΝΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΑΝΤΙΛΗΠΤΗ ΠΙΣΩ ΣΤΗΝ ΠΗΓΗ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΣΤΟΝ ΚΙΝΟΥΜΕΝΟ ΣΤΟΧΟ

42

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

43

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.

44

• 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

RR cT

BRdtdff 4

45

ΜΠΛΟΚ-ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ FM ΡΑΝΤΑΡ

Η ΣΤΙΓΜΙΑΙΑ ΑΝΤΙΛΗΠΤΗ ΔΙΑΦΟΡΑ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣΔf R , ΜΕΤΑΞΥ ΑΥΤΗΣ ΠΟΥΕΚΠΕΜΠΕΤΑΙ f T , ΚΑΙ ΑΥΤΗΣ ΠΟΥ ΕΠΙΣΤΡΕΦΕΙf R , ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ ΣΤΗΝ ΕΞΟΔΟ ΜΕΙΚΤΗ Μ, ΩΣ Η ΔΙΑΦΟΡΑ ΤΟΥΣ.

46

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

47

ΕΝΟΤΗΤΑ 10 : ΡΑΝΤΑΡ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗΣSLAR-RADAR

48

SIDE-LOOKING AIRBORNE RADARΠΛΕΥΡΙΚΑ-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.

49

ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΜΕΓΙΣΤΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΑΣΦΑΛΟΥΣ ΕΠΙΤΗΡΗΣΗΣ

PRF

E

fcR

cr

Lr

2

sin2

cos

max

• 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

50

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).

51

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!

52

SAR-RADAR

ΑΚΡΩΝΥΜΙΟ ΤΩΝ ΟΡΩΝ

SYNTHETIC APPERTURE RADAR

ΡΑΝΤΑΡ ΣΥΝΘΕΤΙΚΟΥ ΔΙΑΦΡΑΓΜΑΤΟΣ

ΕΝΑΕΡΙΟΣ ΦΟΡΕΑΣ ΚΙΝΕΙΤΑΙΚΑΙ ΕΠΙΤΗΡΕΙ ΣΤΟΧΟ Α, ΓΙΑΜΗΚΟΣ (LS)=(Y1 Y N ), ΠΕΡΙΠΟΥ ΟΣΟ ΤΟ ΑΝΟΙΓΜΑ ΤΟΥ ΛΟΒΟΥ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ, ΣΤΗΝ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΑΥΤH R. ΟΙ ΛΗΨΕΙΣ ΑΥΤΕΣΣΥΝΤΙΘΕΝΤΑΙ ΣΕ ΦΑΣΗ ΚΑΙ ΕΤΣΙ ΕΠΙΤΥΓΧΑΝΕΤΑΙ ΕΝΙΣΧΥΤΙΚΗ ΣΥΜΒΟΛΗ!

53

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)

54

• 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:

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

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!

55

56

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)

57

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

58

DEFENCE METEOROLOGICAL SATELLITE PROGRAM

DMSP

59

ΡΑΔΙΟΜΕΤΡΙΚΗ ΕΠΟΠΤΕΥΣΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΑΝΕΜΩΝ

60

ΡΑΔΙΟΜΕΤΡΙΚΗ ΕΠΟΠΤΕΥΣΗ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΕΩΝ

61

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

62

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

63

LA

RRGPP bt

r 22 44

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

64

ΣΗΜΑΤΟΘΟΡΥΒΙΚΗ ΣΧΕΣΗ ΣΤΗΝ ΕΞΟΔΟ ΔΕΚΤΗ

(G)ΔΕΚΤΗΣi 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!

65

o

i

TTi NSNS

BGkTN

NGNF

)/()/(

][ 0

00

0

• 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

66

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

67

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!

68

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!

69

• ΤΟ ΔΙΑΝΥΣΜΑ ΘΕΣΗΣ ΤΟΥ ΣΗΜΕΙΟΥ P(x,y,0), ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΟΝ ΦΟΡΕΑ ΠΟΥ ΕΚΠΕΜΠΕΙ ΤΗΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΕΙΝΑΙ

zHyyxxR

• ΛΟΓΩ ΣΧΕΤΙΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ, Η ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΑΠΟ ΑΥΤΟΝ ΤΟΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΤΟΧΟ ΕΧΕΙ ΟΛΙΣΘΗΣΗ DOPPLER

2/12220

2/1222 )()(22

Hyxxf

Hyxvx

RRvf D

D

• ΟΠΟΥ fD0 = (2v/λ) = ΜΕΓΙΣΤΗ ΤΙΜΗ ΙΣΟΛΗΣΘΗΣΗΣ, ΓΙΑ ΤΑ ΣΗΜΕΙΑ ΜΕ y=0, x>>H. ΑΡΑ ΘΑ ΕΧΟΥΜΕ ( fD0 >fD )

2222

0 ]1[ Hyxff

D

D

70

• ΟΙ ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΙΣΟΛΗΣΘΗΣΗΣ ΕΙΝΑΙ ΥΠΕΡΒΟΛΕΣ ΠΟΥ ΚΑΜΠΥΛΩΝΟΥΝ ΠΡΟΟΔΕΥΤΙΚΑ ΠΡΟΣ ΤΟΝ Χ-ΑΞΟΝΑ!

2/1220)(

)( Hyxff DSLAR

D

•ΓΙΑ ΤΟ SLAR ΠΟΥ ΣΤΟΧΕΥΕΙ ΜΑΚΡΙΑΝ ΤΗΣ ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΟΥ

71

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!

72

• 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

ddLR

GPPd btr 43

222

)4(

Η ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΙΣΧΥΟΣ

ΤΟΥ ΕΠΙΣΤΡΕΦΟΜΕΝΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ ΜΕ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΚΑΤA ΜΗΚΟΣ ΜΙΑΣ ΚΑΜΠΥΛΗΣ ΙΣΟΛΗΣΘΗΣΗΣ DOPPLER

73

d

RG

dfd

LPfW b

D

tD 4

2

3

2

)4()(

• 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!

74

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

iiiei tVtV

1

)cos()(

ΑΠΟ ΠΛΗΘΟΣ ΣΗΜΑΤΩΝ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΗΣ ΠΡΟΕΛΕΥΣΗΣ, ΜΕ ΤΕΛΕΙΩΣ ΑΣΥΣΧΕΤΙΣΤΕΣ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥΣ ΣΧΕΤΙΚΕΣ ΦΑΣΕΙΣ, ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΠΛΑΤΗ!

75

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΕΙΔΩΝ ΘΟΡΥΒΟΥ

• ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΘΟΡΥΒΟΣΠΡΟΕΡΧΕΤΑΙ 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)

76

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!

77

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ ΠΛΑΤΟΥΣ

• Η ΟΠΙΣΘΟΣΚΕΔΑΣΗ ΑΠΟ ΕΚΤΕΤΑΜΕΝΟ ΣΤΟΧΟ ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ ΑΠΟ ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΟΥ ΦΑΣΜΑΤΟΣ DOPPLER ΑΠΟ ΠΟΛΛΟΥΣ ΣΗΜΕΙΑΚΟΥΣ ΣΤΟΧΟΥΣ

N

i

N

iiii

tie

ie tiViVeVeVtV

1 1

)( )](exp[]exp[)(

• 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))

78

• 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

22

2 2exp

21),(

dVV

dVVP yxyx

79

ΚΑΝΟΝΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ

• Η ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΠΟΥ ΑΚΟΛΟΥΘΕΙ Η ΣΤΙΓΜΙΑΙΑ ΤΙΜΗ V ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ ΠΟΥ ΔΙΕΓΕΙΡΕΙ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΕΙΝΑΙ

2

20

2 2)(exp

2

1)(dVV

dVP

• ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΗ Ή ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ

• ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ Ή ΔΙΑΣΠΟΡΑ

<V> = V0

2 1/2

σV = <(V-V0 ) > =d

• ΔΙΑΣΤΗΜΑ ΕΜΠΙΣΤΟΣΥΝΗΣ 90% , P[-Va <(V-V0 )<Va ]=0.9

Va =1.154 d

80

ΚΑΤΑΝΟΜΗ RAYLEIGH ΤΟΥ ΠΛΑΤΟΥΣ

• Η ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΠΟΥ ΑΚΟΛΟΥΘΕΙ Η ΤΥΧΑΙΑ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ Ve >0 ΤΟΥ ΠΛΑΤΟΥΣ ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ ΠΟΥ ΔΙΕΓΕΙΡΕΙ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΙΝΑΙ

,2

exp)( 2

2

2

dV

dVVP ee

e

• ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΗ Ή ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ 1/2

<Ve > = d (π/2) =1.253 d

• ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ Ή ΔΙΑΣΠΟΡΑ 1/2

σe = d (2-π/2) =0.655 d

• ΔΙΑΣΤΗΜΑ ΕΜΠΙΣΤΟΣΥΝΗΣ 90%

P[<Ve > -11.9dB ≤Ve≤ <Ve >+5.8dB]=0.9

81

ΕΚΘΕΤΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ

2

• H ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΠΟΥ ΑΚΟΛΟΥΘΕΙ Η ΤΥΧΑΙΑ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ W=Ve ΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΠΟΥ ΔΙΕΓΕΙΡΕΙ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΙΝΑΙ

WW

WWP exp1)(

• ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΗ Ή ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ 2

<W>=2d

• ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ Ή ΔΙΑΣΠΟΡΑ 2 2

σ W=2d

• ΔΙΑΣΤΗΜΑ ΕΜΠΙΣΤΟΣΥΝΗΣ 90%

P[<W>-12.9dB ≤ W ≤ <W>+4.8dB]=0.9

82

ΓΡΑΦΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΚΑΤΑΝΟΜΩΝ

83

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

2/122

)/(1

)/(111

NSNSNPd

S

S

84

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.

85

• 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)!

86

• ΟΜΟΙΩΣ ΜΕΛΕΤΑΜΕ ΤΗΝ ΑΣΑΦΕΙΑ ΣΤΟΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΣΗΜΕΙΑΚΟΥ ΣΤΟΧΟΥ.

87

• 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 )!

88

ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ

• ΑΝ Η ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΗ ΚΥΜΑΤΟΜΟΡΦΗ ΕΙΝΑΙ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΦΕΡΟΥΣΑΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΑΠΟ ΣΕΙΡΑ ΠΑΛΜΩΝ

ti cetutP )()(

ΤΟΤΕ Η ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΟΡΙΖΕΤΑΙ ΩΣ Η ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΤΟΥ ΠΑΛΜΟΥ ΜΕ ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΜΕΝΟ ΑΝΤΙΓΡΑΦΟ ΤΟΥ

222 |)()(||)()(||)(| dttutudttPtPc

• ΟΡΙΖΟΝΤΑΣ ΤΟΝ ΙΣΟΔΥΝΑΜΟ ΤΕΤΡΑΓΩΝΙΚΟ ΠΑΛΜΟ ΥΨΟΥΣ 2

|c(0)| , ΕΧΟΥΜΕ ΤΗΝ ΛΕΓΟΜΕΝΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ

89

2

2

|)0(|

|)(|

c

dc

• 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

dtetutuFfU fti

2)(

21)]([)(

ΤΟΤΕ ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ Η ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΗ ΕΚΦΡΑΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ

90

sqBdffU

dffU 1||)(||

|)(|2)(

22

4

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

2222 ||)(|||)(| dfefUc fi

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!

91

ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ

• ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΖΕΙ ΤΗΝ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΠΟΥ ΠΕΤΥΧΑΙΝΕΙ ΕΝΑΣ ΠΑΛΜΟΣ ΜΕ ΦΑΣΜΑ U(f), ΚΑΙ ΟΡΙΖΕΤΑΙ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΑ ΩΣ

22222 ||)(|||)()(||)(| dtetudffUffUfk tifDD

D

• ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΗ ΟΜΟΙΟΜΟΡΦΗ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ 2

ΙΣΧΥΟΣ |k(0)| , ΟΡΙΖΕΤΑΙ ΚΑΙ ΤΟ ΙΣΟΔΥΝΑΜΟ ΕΥΡΟΣ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΖΩΝΗΣ, Ή ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΩΣ

92

e

DDD Tk

dffkf 1

|)0(|

|)(|)( 2

2

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!

93

• 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 )

94

• ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΛΜΟΣΕΙΡΑ ΤΗΣ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΗΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗΣ Η ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΖΕΤΑΙ ΩΣ

)sin()sin()()( 0

RD

RDDD Tf

TNffkfk

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 )

95

ΣΥΝΘΕΤΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ-ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ

• Η ΣΥΝΘΕΤΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΑΣΑΦΕΙΑΣ ΓΙΑ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ-ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΟΡΙΖΕΤΑΙ ΩΣ

222 |)()(||),(| dyeyuyuf yifD

D

• ΙΣΟΔΥΝΑΜΗ ΕΚΦΡΑΣΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΦΑΣΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΕΜΠΛΕΚΟΜΕΝΩΝ ΚΥΜΑΤΟΜΟΡΦΩΝ ΕΙΝΑΙ

222 |)()(||),(| dfefUffUf ifDD

• ΟΙ ΕΚΦΡΑΣΕΙΣ ΑΥΤΕΣ ΕΧΟΥΝ ΣΩΣΤΕΣ ΟΡΙΑΚΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ! ΓΙΑ f D =0, ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ Η |c(τ)|, ΚΑΙ ΓΙΑ τ=0 ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ Η |k(fD )|.

96

• 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 ΑΣΑΦΕΙΑΣΣΤΟΝ ΑΞΟΝΑ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ

(ΔfD)= ΑΝΑΛΟΓΗ ΤΟΥ (1/δ)!

97

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

),(

,02

22

HEFtFF

98

• ΜΙΑ ΛΥΣΗ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΚΥΜΑ

22222

)(0

zyx

rkti

kkkk

eFF

• ΜΙΑ ΑΛΛΗ ΛΥΣΗ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΣΦΑΙΡΙΚΟ ΚΥΜΑ

(ΔΙΑΜΗΚΕΣ) //

(ΕΓΚΑΡΣΙΟ) 0 ,

0

0

)(0

kF

kFrkk

erFF krti

1/2

• ΣΧΕΣΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ v=(ω/k)=(1/με) =c

99

ΟΜΟΓΕΝΕΣ ΜΕΣΟ ΜΕ ΑΠΩΛΕΙΕΣ

• ΑΝ ΤΟ ΜΕΣΟ ΔΙΑΔΟΣΗΣ ΤΟΥ (ΗΜ)-ΚΥΜΑΤΟΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΕΙ ΜΗ-ΜΗΔΕΝΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ (σ≠0), ΤΟΤΕ ΟΡΙΖΟΥΜΕ ΤΗΝ ΜΙΓΑΔΙΚΗ ΔΙΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΣΤΑΘΕΡΑ

~~

~

k

ii ir

ΚΑΙ ΙΣΧΥΟΥΝ ΤΑ ΙΔΙΑ ΜΕ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΩΣ, ΕΑΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ Ο ΠΑΡΑΠΑΝΩ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΟΣ ΚΥΜΑΤΙΚΟΣ ΑΡΙΘΜΟΣ!

100

ΟΡΙΑΚΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ

• ΧΑΜΗΛΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ (σ/ωε)<<1. ΤΟΤΕ ΘΑ ΕΧΟΥΜΕ

k

Za

iak

/21

21

~

• ΥΨΗΛΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ (σ/ωε)>>1. ΤΟΤΕ ΘΑ ΕΧΟΥΜΕ

21

~

a

iak

ΟΠΟΥ ΤΟ δ=(1/α)=ΒΑΘΟΣ ΔΙΕΙΣΔΥΣΗΣ ΚΥΜΑΤΟΣ ΣΤΟ ΜΕΣΟ.

101

ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ

2/1

2

2/1 2

1tan12

1

1tan12

1

~

a

iak

ΟΠΟΥ tanδ=(σ/ωε) ΕΙΝΑΙ Η ΕΦΑΠΤΟΜΕΝΗ ΑΠΩΛΕΙΩΝ!

102

ΑΝΑΚΛΑΣΗ-ΔΙΑΘΛΑΣΗ ΣΤΗΝ ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΔΥΟ ΜΕΣΩΝ

103

• 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

jj

jjj

jjj

jjj

cv

Z

k

/

/

• ΘΕΩΡΩΝΤΑΣ ΜΙΚΡΟ ΠΑΡΑΛΗΛΛΕΠΙΠΕΔΟ ΣΤΗΝ ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ, ΕΠΙΒΑΛΛΟΥΜΕ ΤΗΝ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΤΩΝ ΚΑΘΕΤΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ ΤΩΝ (D,B) ΚΑΙ ΤΩΝ ΠΑΡΑΛΛΗΛΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ ΤΩΝ (E,H)!

104

• 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.

105

• ΛΟΓΩ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ MAXWELL, EXOYME THN ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΤΩΝ ΚΑΘΕΤΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ ΤΩΝ (D,B) ΚΑΙ ΤΩΝ ΠΑΡΑΛΛΗΛΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ ΤΩΝ (E,H)!

0])([0)(

0][0)(

0])([0)(

0])([0)(

2210112

21012

2210112

2210112

nEkEEknHH

nEEEnEE

nEkEEknBB

nEEEnDD

• ΕΠΙΛΥΟΝΤΑΣ ΑΥΤΕΣ ΤΙΣ ΣΧΕΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΩΝ ΔΥΟ ΠΟΛΩΣΕΩΝ Π1,Π2, ΤΟΥ ΠΡΟΣΠΙΠΤΟΝΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ, ΕΧΟΥΜΕ

106

2211

12||

0

2

2211

2211||

0

1

2112

12|

0

2

2112

2112|

0

1

coscoscos2

coscoscoscos

coscoscos2

coscoscoscos

ZZ

EE

ZZR

EE

ZZ

EE

ZZR

EE

107

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

108

ΕΝΟΤΗΤΑ 16 : ΕΙΚΟΝΕΣ ΕΠΙΓΕΙΩΝ ΣΤΟΧΩΝ ΑΠΟ ΔΙΑΦΟΡΑ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ

109

110