ELEKTRONIKA

Pripremio: Vladimir Milojević

Radari

„Hvatanje“ Brzine

Sve do kraja Drugog svetskog rata, vozači automobila nisu baš vodili računa o ograničenjima brzine. Način vožnje je po pravilu bio diktiran snagom motora vozila i kvalitetom puta. Dešavalo se da mnogi pogreše precenjujući sopstvene i mogućnosti svog automobila pa su se neretko događale nesreće sa teškim posledicama

Između dva svetska rata, brzinomeri (tahometrimi) su postali deo standardne opreme koju su veliki proizvođači automobila ugrađivali u vozila i motocikle. Na važnijim saobraćajnicama u razvijenijim zemljama već tada su postojali saobraćajni znaci za ograničenje brzina. Međutim, umesto da ti znaci budu nešto što su vozači dužni da bezuslovno poštuju, oni su imali samo funkciju preporuke. Glavni razlog tome je bila činjenica da nije postojala oprema kojom bi saobraćajci mogli da jednostavno i pouzdano izmere brzinu kontrolisanog vozila.

Razvojem radarskih sistema tokom Drugog svetskog rada, usavršavanjem elektronske opreme sposobne za rad na veoma visokim frekvencijama i njenim uvođenjem u civilnu upotrebu (do tada je primena bila strogo vojna), stvoreni su uslovi da budu razvijeni mali, mobilni sistemi pogodni za kontrolu brzine vozila na putu, ali i kretanja nekih drugih predmeta (kao npr. fudbalske lopte u vazduhu).

Doplerov efekat

Osnovni princip rada sistema za radio-detekciju brzine kretanja je zasnovan na tzv. „Doplerovom efektu“ koji je definisao Kristijan Džonan Dopler 1842. godine. Doplerov efekat je promena frekvencije (odnosno „talasne dužine“) koja se dešava kada su dva tela u relativnom kretanju jedno u odnosu na drugo. Pri tome, jedno telo emituje zvučne ili elektromagnetne talase određene frekvencije a drugo prima te talase. Ako se ta tela kreću jedno ka drugom, frekvencija koju registruje telo prijemnik je veća u odnosu na onu koje telo predajnik zaista emituje; a ako se tela udaljavaju, telo prijemnik registruje frekvenciju nižu od stvarno emitovane. Ta devijacija (razlika «originalne» i primljene frekvencije) je veća ukoliko je brzina kretanja veća. Primer za to je sirena koju čujemo kada nailaze vatrogasna ili policijska vozila. Kada se kreću ka nama, čujemo viši tonalitet sirene, a čim projure pored nas, visina tona osetno opada.

Predajni deo radarskog sistema emituje fokusirani snop radio-talasa ka vozilu koje se kreće. Taj snop se reflektuje i vraća nazad, pri čemu biva registrovan od prijemnog dela sistema radara. Pošto je usled kretanja došlo do promene frekvencije emitovanog snopa, registrovanjem te razlike i poređenjem sa originalno emitovanom frekvencijom moguće je relativno precizno odrediti brzinu vozila.

Rad u različitim opsezima

Prvi radar za kontrolu brzine uveden je u eksperimentalnu upotrebu 1947. godine u SAD. Radio je u tzv. „S“ frekventnom bandu, na frekvenciji oko 2.5 GHz i bio veoma glomazan: postavljali su ga na haubu ili krov policijskog vozila, ili je pak bio stacioniran pored nadgledane saobraćajnice. Sredinom pedesetih godina prošlog veka, policija počinje sa aktivnim korišćenjem radarskih kontrolnih sistema na mnogim novoizgrađenim auto-putevima širom Amerike i Evrope. Tokom šezdesetih se pojavljuju bolji sistemi koji koriste viši „X“ band i rade na frekvencijama oko 10.5 GHz. Osim što su bili precizniji i pouzdaniji, nove uređaje su odlikovale manje dimenzije, a pojavljuju se prvi modeli predviđeni da se drže i u ruci (tzv. Police Gun Radar).

Prava ekspanzija upotrebe radarskih sistema i masovna kontrola brzine vozila nastala je ranih sedamdesetih godina prošlog veka u SAD. Tada su zbog energetske krize posle arapskog naftnog embarga i nedostatka goriva, tamo prvi put uvedena stroga ograničenja brzine. Na najboljim auto-putevima brzina je ograničena na 55mp/h (oko 88km/h). To se posebno odrazilo na kompanije koje su proizvodile luksuzne sportske automobile visokih performansi (kao što je bio čuveni «mustang»), pošto je prodaja njihovih vozila bila više nego prepolovljena tih godina.

Godine 1972. u upotrebu ulaze radari koji koriste „K“ band i radne frekvencije preko 24 GHz. Osamdesetih godina radarski sistemi već koristi i prošireni „K“ band, tzv. „Ka“, i rade u opsegu od oko 34 GHz. Radari se opremaju još nekim dodatnim komponentama. Fotoaparat postaje sastavni deo mnogih sistema tako da kontrolno merenje dobija potvdu u vidu fotografije prekršioca. Devedesetih se masovno koriste video „speed“ kamere. Automatizacijom i razvojem informatičkih sistema je omogućeno da savremeni kontrolni radarski sistemi rade bez prisustva operatora i da rezultate radio-vezom šalju direktno u kontrolno-komandni centar nadležnih službi. Automobili „presretači“ sa instaliranim radarskim sistemom, kamerom i posebnim kompjuterskim softverima su odnedavno uobičajena pojava i u našoj zemlji.

Pouzdanost i tačnost merenja

Kada se govori o pouzdanosti radarskih sistema i tačnosti merenja, od suštinske su važnosti ispravna kalibracija aparata i pravilna upotreba od strane službenih lica. Stariji radarski «X» band sistemi imali su mali domet (nekad svega 150 m) i bili su veoma osetljivi na interferentne smetnje koje su mogle da nastanu kao proizvod zračenja drugih radio-uređaja (kao što su recimo policijske CB stanice). Blizina velikih kamiona ili drugih metalnih reflektujućih objekata je takođe pravila veliki problem (lažna senka). «X» sistemi su bili osetljivi na ugao merenja (tzv. «kosinusna greška») pa se tolerancija kod njih kretala i preko 5%. Ni noviji „Ku“, «K» i «Ka» sistemi nisu u potpunosti imuni na ove probleme, ali su njihova osetljivost na smetnje i greška znatno manji, a domet uređaja veći. Kod «K» je domet oko 300 m, a kod «Ka» opsega i preko 400 m.

Laserska tehnologija

Ispitivanje koja je vršila jedna nezavisna komisija u SAD, sredinom devedesetih godina, pokazalo je da je gotovo 20% detaljno praćenih kontrola brzine na putevima koja je obavljala policija bilo pogrešno. Razlozi su bili različiti, ali su dominirali loša kalibracija sistema i greške operatera.

Veliki napredak se desio početkom ovog veka, kada su uvedeni prvi optičko-laserski uređaji za merenje brzine. Laserski „radar“ radi u nevidljivom infracrvenom opsegu na veoma visokim frekvencijama, i za razliku od radio detektorskih uređaja izuzetno je imun na radio-smetnje, interferenciju i ometanje, a odlikuju ga brzo i efikasno merenje brzine i veliki domet, do 800 m. Njime je moguće izmeriti brzinu pojedinačnog vozila čak i ako je ono u koloni. Uređaji najčešće poseduju video-kameru visoke rezolucije, mali kolor monitor, upravljačku jedinicu i „nišan“. Zahvaljujući upravljačkoj jedinici, njime je moguće meriti brzinu iz vozila u pokretu.

Igra mačke i miša

Od sredine sedamdesetih godina, koriste se uređaji čija je namena rano otkrivanje i obaveštavanje vozača o blizini kontrolnog radarskog sistema na putu. Ovi aparati rade na principu ranog otkrivanja spektra radio- zračenja koje radarski sistemi emituju tokom merenja, a neki, tzv. „jammeri“ su čak imali emisionu jedinicu za emitovanje lažnog spektra kako bi aktivno ometali radar. Osamdesetih i devedesetih se pojavljuju razni tipovi radar-detektora.

U nekim zemljama je već niz godina njihovo korišćenje zabranjeno zakonom, a to je odnedavno slučaj i u Srbiji. Radar-detektori su bili efikasni i registrovali su radarske uređaje starijeg tipa mnogo pre ulaska u opseg servisne zone njihovog merenja. Kod novijih tipova radara efikasnost je znatno umanjena, pre svega zbog impulnog rada njihovih predajnih sistema koji ne emituju zračenje konstantno već impulsno. Kod laserskih radara najnovije generacije, radar-detektori su potpuno neefikasni.

Vladimir Milojević