אופק מכ"ם
ויקיפדיה האנציקלופדיה encyclopedia
אופק המכ"ם (באנגלית: Radar horizon) הוא מונח בו נעשה שימוש כדי להתייחס לאזור קריטי שמוגדר על ידי המרחק המקסימלי של נקודות על כדור הארץ (כלומר בגובה אפס) מאנטנת המכ"ם בו עדיין יהיה ניתן להבחין בהן. החישוב של אופק המכ"ם של מערכת מסוימת בהתבסס על גובה האנטנה ומקדם השבירה של האוויר מתבסס על מושג הרדיוס האפקטיבי של כדור הארץ, השונה מהרדיוס האמיתי שלו. הרדיוס האפקטיבי של כדור הארץ הוא מוסכמה, שנעשה בה שימוש בהתייחס למערכות מכ"ם ומערכות אחרות לקליטת גלי רדיו כדי לתקן את החישובים כך שיכללו גם את אפקט השבירה של גלים אלקטרומגנטיים באטמוספירה. אודות לעקמומיות כדור הארץ, קרן המכ"ם פוגשת בשכבות אוויר "מתעקמות", כך שזווית הפגיעה שלה בשכבות אוויר שונות היא שונה, וכשמוסיפים לאפקט הזה את שינוי מקדם השבירה של האוויר עם הגובה מקבלים שבירה רציפה קלה של קרן המכ"ם. הודות לאפקט השבירה, מסלול הגלים בהלוך ובחזור (מסלול הקרניים הפיך) מתעקם מעט, ומערכות מכ"ם ואחרות מסוגלות "לראות" גם עצמים שנמצאים מתחת ל-"אופק" של המכ"ם.
במודל כדור הארץ בעל הרדיוס האפטיבי, המסלול הממשי העקום של קרן רדיו מחושב כאילו היה ישר: המסלול מיוצג בהשוואה לכדור ארץ דמיוני עם רדיוס גדול יותר מזה של כדור הארץ, באופן שמשמר את העקמומיות היחסית בין הארץ לקרן הרדיו (שכן, כפי שיוצג בהמשך, תחת תנאים מסוימים מסלול הקרן הוא מעגלי). כדי להבין את הרעיון יש לשרטט את הקווים המשיקים למעגל שמתווה קרן הרדיו והמעגל שמתווה כדור הארץ – תחת המעבר הזה לכדור ארץ חדש עם רדיוס (שמוגדר כך שעקמומיותו שווה להפרש ההתעקמויות), הזוויות בין הקווים המשיקים נשמרות – מסלול הקרן מכדור הארץ החדש נראה זהה למסלול הקרן העקום שנראה מכדור הארץ האמיתי. הרדיוס האפקטיבי הוא בקירוב:
.
כאשר R הוא רדיוס כדור הארץ ו־dn/dz הוא גרדיאנט מקדם השבירה של האטמוספירה. הרדיוס האפקטיבי מוגדר היטב רק כאשר dn/dz קבוע. יותר מכך, מכיוון ש־n משתנה עם התדירות, כך גם רדיוס הארץ האפטיבי. מקדם השבירה של האטמוספירה קטן עם הגובה כך שגלים שמשודרים אופקית נשברים "למטה". כפי שעולה מן הנוסחה, רדיוס העקמומיות של הקרניים המתקדמות הוא למעשה ההופכי של הגרדיאנט האנכי של מקדם השבירה.