درگیری های محلی مدرن ، حتی در کشورهای دارای پایین ترین سطح توسعه نیروهای مسلح (سوریه ، اوکراین) ، نشان می دهد که نقش تجهیزات شناسایی و شناسایی الکترونیکی چقدر بزرگ است. و مزایایی که یک طرف می تواند دریافت کند ، به عنوان مثال ، با استفاده از سیستم های ضد باتری در برابر گروهی که چنین سیستم هایی را ندارد.
در حال حاضر ، توسعه همه سیستم های رادیویی الکترونیکی در دو جهت پیش می رود: از یک سو ، برای حداکثر رساندن سیستم های کنترل و ارتباطات آنها ، سیستم های جمع آوری اطلاعات ، سیستم های کنترل دقیق سلاح در ارتباط با تمام سیستم ها و مجتمع های ذکر شده قبلی.
خط دوم توسعه سیستم هایی است که می تواند با حداکثر کیفیت مانع از عملکرد همه وسایل فوق از دشمن شود و ساده ترین هدف این است که اجازه ندهد دشمن به نیروهای خود آسیب و صدمه وارد کند.
همچنین در اینجا باید به کار بر روی امکانات و روش های پوشش دادن اجسام با کاهش امضای راداری آنها از طریق استفاده از جدیدترین مواد جاذب رادیویی و روکش هایی با خواص انعکاسی متغیر اشاره کرد.
احتمالاً ارزش ترجمه را دارد: ما نمی توانیم مخزن را در طیف رادیویی نامرئی کنیم ، اما می توانیم دید آن را تا آنجا که ممکن است به حداقل برسانیم ، به عنوان مثال ، با پوشاندن آن با موادی که چنین سیگنال مخدوش کننده ای را ارائه می دهند. بسیار سخت باشد
و بله ، ما هنوز از این واقعیت استفاده می کنیم که هواپیماها ، کشتی ها و تانک های کاملاً نامرئی به سادگی وجود ندارند. فعلا حداقل. اگر اهداف ظریف و دشوار است.
اما ، همانطور که می گویند ، هر هدف رادار مخصوص به خود را دارد. یک سوال در مورد فرکانس و قدرت سیگنال. اما مشکل اینجاست.
مواد جدید ، به ویژه پوشش های جاذب رادیو ، اشکال جدید محاسبه سطوح بازتابنده ، همه اینها سطوح کنتراست پس زمینه اجسام محافظت شده را به حداقل می رساند. به این معنی که سطح تفاوت بین خواص الکتریکی شی کنترل یا نقص های موجود در آن از خصوصیات محیط دشوار می شود ، شی در واقع با محیط ادغام می شود ، که تشخیص آن را مشکل ساز می کند.
در زمان ما ، حداقل سطوح کنتراست پس زمینه در واقع نزدیک به مقادیر شدید است. از این رو ، واضح است که برای رادارها (به ویژه برای نمای دایره ای) ، که دقیقاً در تضاد عمل می کنند ، لازم است که قبل از هر چیز ، کیفیت اطلاعات دریافتی افزایش یابد. و انجام این کار از طریق افزایش معمول حجم اطلاعات کاملاً امکان پذیر نیست.
به طور دقیق تر ، می توان کارایی / کیفیت شناسایی راداری را افزایش داد ، تنها س isال این است که به چه قیمتی.
اگر از یک رادار فرضی ، صرف نظر از هدف آن استفاده کنید ، فقط یک رادار مدور با برد مثلا 300 کیلومتر (مانند "Sky-SV") و وظیفه دو برابر شدن برد آن را تعیین کنید ، پس باید حل کنید کارهای بسیار دشوار من در اینجا فرمول های محاسبه را نمی دهم ، این فیزیک خالص ترین آب است ، نه مخفی.
بنابراین ، برای دو برابر شدن محدوده تشخیص رادار ، لازم است:
- برای افزایش انرژی تابش 10-12 برابر. اما فیزیک دوباره لغو نشده است ، تنها با افزایش انرژی مصرفی می توان تابش را بسیار افزایش داد. و این مستلزم ظاهر تجهیزات اضافی برای تولید برق در ایستگاه است. و سپس انواع مشکلات با همان مبدل وجود دارد.
- افزایش حساسیت دستگاه گیرنده 16 برابر. ارزان تر. اما آیا اصلا قابل تحقق است؟ این در حال حاضر یک س forال برای فناوری و توسعه است. اما هرچه گیرنده حساس تر باشد ، مشکلات بیشتری در مورد تداخل طبیعی ایجاد می شود که ناگزیر در حین کار بوجود می آیند. دخالت در جنگ الکترونیکی دشمن ارزش بحث جداگانه را دارد.
- افزایش اندازه خطی آنتن 4 برابر. ساده ترین ، اما همچنین پیچیدگی می افزاید. حمل و نقل سخت تر ، قابل توجه تر …
اگرچه ، ما صادقانه اعتراف می کنیم که هرچه رادار قدرتمندتر باشد ، تشخیص ، طبقه بندی ، ایجاد تداخل شخصی محاسبه شده با منطقی ترین ویژگی ها و ارسال آن آسان تر است. و افزایش اندازه آنتن رادار در دست کسانی است که باید آن را به موقع تشخیص دهند.
در اصل ، چنین حلقه معیوبی ظاهر می شود. جایی که توسعه دهندگان باید با در نظر گرفتن ده ها ، اگر نه صدها تفاوت ، در لبه چاقو تعادل ایجاد کنند.
مخالفان احتمالی ما از آن سوی اقیانوس به اندازه ما نگران این مشکل هستند. در ساختار وزارت دفاع ایالات متحده بخشی مانند DARPA - Defense Advanced Research Project Agency وجود دارد که فقط به انجام تحقیقات امیدوار کننده مشغول است. اخیراً ، متخصصان دارپا تلاش خود را بر روی توسعه رادارهایی متمرکز کرده اند که از سیگنال های فوق پهن باند (UWB) استفاده می کنند.
UWB چیست؟ اینها پالسهای بسیار کوتاه هستند ، با طول یک نانو ثانیه یا کمتر ، با عرض طیف حداقل 500 مگاهرتز ، یعنی بسیار بیشتر از رادارهای معمولی. قدرت سیگنال ساطع شده با توجه به فوریه دگرگون می شود (طبیعتاً نه چارلز ، آرمان شهر که در مدرسه از تاریخ عبور می کند ، بلکه ژان باپتیست ژوزف فوریه ، خالق مجموعه فوریه ، که اصول تبدیل سیگنال به نام او نامگذاری شد) در کل طیف مورد استفاده توزیع می شود. این منجر به کاهش قدرت تابش در بخش جداگانه ای از طیف می شود.
تشخیص راداری که در UWB در حین کار عمل می کند بسیار دشوارتر از یک رادار دقیقاً به همین دلیل است: گویی یک سیگنال پرتویی قدرتمند کار نمی کند ، بلکه گویی بسیاری از ضعیف ترین سیگنال ها مانند یک قلم مو مستقر شده اند. بله ، متخصصان من را برای چنین ساده سازی می بخشند ، اما این فقط برای "انتقال" به سطح درک ساده تر است.
یعنی ، رادار نه با یک پالس ، بلکه با اصطلاحاً "انفجار سیگنال های فوق کوتاه" "شلیک می کند". این مزایای بیشتری را ارائه می دهد ، که در زیر مورد بحث قرار می گیرد.
پردازش سیگنال UWB ، بر خلاف باند باریک ، بر اساس اصول دریافت بدون آشکارساز است ، به طوری که تعداد انفجارها در سیگنال به هیچ وجه محدود نمی شود. بر این اساس ، عملاً هیچ محدودیتی در پهنای باند سیگنال وجود ندارد.
در اینجا یک سوال قدیمی مطرح می شود: این همه فیزیک چه می دهد ، چه مزایایی دارد؟
به طور طبیعی ، آنها هستند. رادارهای مبتنی بر UWB دقیقاً در حال توسعه و توسعه هستند زیرا سیگنال UWB بسیار بیشتر از یک سیگنال معمولی اجازه می دهد.
رادارهای مبتنی بر سیگنال UWB بهترین تشخیص ، تشخیص ، موقعیت یابی و ردیابی اجسام را دارند. این امر به ویژه در مورد اجسامی که مجهز به استتار ضد رادار و کاهش امضای رادار هستند صادق است.
یعنی ، سیگنال UWB اهمیتی نمی دهد که آیا شیء مشاهده شده متعلق به اصطلاح "اجسام مخفی" است یا نه. روکش های رادار نیز مشروط می شوند ، زیرا قادر به بازتاب / جذب کل سیگنال نیستند ، بخشی از بسته شی را "می گیرد".
رادارهای موجود در UWB اهداف را به صورت تک و گروهی بهتر تشخیص می دهند. ابعاد خطی اهداف با دقت بیشتری تعیین شده است. کار با اهداف کوچک با قابلیت پرواز در ارتفاعات کم و فوق کم ، یعنی پهپاد برای آنها آسان تر است. این رادارها مقاومت سر و صدای قابل توجهی بیشتری خواهند داشت.
به طور جداگانه ، اعتقاد بر این است که UWB امکان تشخیص بهتر اهداف کاذب را می دهد. این گزینه در هنگام کار ، به عنوان مثال ، با کلاهک های موشک های قاره پیما بسیار مفید است.
اما از رادارهای نظارتی هوا غافل نشوید ، گزینه های دیگری برای استفاده از رادارها در UWB وجود دارد ، نه کمتر ، و احتمالاً حتی مثرتر.
ممکن است به نظر برسد که یک سیگنال فوق پهن باند برای همه چیز چاره ای است. از هواپیماهای بدون سرنشین ، از هواپیماها و کشتی های مخفی کاری ، از موشک های کروز.
در واقع ، البته نه. فناوری UWB دارای معایب آشکاری است ، اما مزایای کافی نیز دارد.
قدرت رادار UWB دقت و سرعت بیشتر در تشخیص و تشخیص هدف ، تعیین مختصات به دلیل این واقعیت است که عملکرد رادار بر اساس فرکانس های متعدد محدوده عملیاتی است.
در اینجا ، "ذوق" UWB به طور کلی پنهان است. و دقیقاً در این واقعیت نهفته است که محدوده عملکرد چنین راداری دارای فرکانس های زیادی است. و این محدوده وسیع به شما امکان می دهد آن دسته از زیر محدوده ها را انتخاب کنید که در فرکانس های آنها توانایی های بازتابنده اشیاء مشاهده تا آنجا که ممکن است آشکار می شود. یا - به عنوان یک گزینه - این می تواند ، به عنوان مثال ، پوشش های ضد رادار را نادیده بگیرد ، زیرا این پوشش ها نمی توانند در کل محدوده فرکانس کار کنند زیرا پوشش هواپیما دارای محدودیت وزنی است.
بله ، امروزه از ابزارهای کاهش امضای رادار بسیار استفاده می شود ، اما کلمه کلیدی در اینجا "کاهش" است. نه یک پوشش ، نه یک شکل حیله گر بدنه نمی تواند در برابر رادار محافظت کند. دید را کاهش دهید ، فرصتی بدهید - بله. بیشتر نه. داستانهای هواپیماهای مخفی در یوگسلاوی در قرن گذشته افشا شد.
محاسبه رادار UWB قادر خواهد بود (و به سرعت ، بر اساس داده های مشابه) آن بسته فرکانسی فرعی را انتخاب کند که به وضوح شیء رصد را در تمام شکوه خود "برجسته" می کند. در اینجا ما در مورد ساعت صحبت نخواهیم کرد ، فناوری دیجیتال مدرن باعث می شود در عرض چند دقیقه مدیریت شود.
و البته تحلیل. چنین راداری باید دارای یک مجموعه تجزیه و تحلیل خوب باشد که امکان پردازش داده های بدست آمده از تابش یک جسم را در فرکانس های مختلف و مقایسه آنها با مقادیر مرجع در پایگاه داده فراهم کند. با آنها مقایسه کنید و نتیجه نهایی را بدهید که چه جسمی وارد میدان دید رادار شده است.
این واقعیت که جسم در فرکانس های مختلف تابش می شود ، نقش مثبتی در کاهش خطای تشخیص دارد و احتمال اختلال در مشاهده یا عکس العمل به وسیله جسم کمتر است.
افزایش ایمنی سر و صدای چنین رادارهایی با تشخیص و انتخاب تشعشعات به دست می آید که می تواند عملکرد دقیق رادار را مختل کند. و بر این اساس ، تجدید ساختار مجتمع های گیرنده به فرکانس های دیگر برای اطمینان از حداقل تأثیر تداخل.
همه چیز بسیار زیباست. البته معایبی نیز وجود دارد. به عنوان مثال ، جرم و ابعاد چنین راداری به طور قابل توجهی از ایستگاه های معمولی فراتر می رود. این امر هنوز توسعه رادارهای UWB را بسیار پیچیده می کند. تقریباً مشابه قیمت. او برای نمونه های اولیه بیش از حد متعالی است.
با این حال ، توسعه دهندگان چنین سیستم هایی نسبت به آینده بسیار خوش بین هستند. از یک طرف ، وقتی یک محصول شروع به تولید انبوه می کند ، همیشه هزینه آن را کاهش می دهد. و از نظر جرم ، مهندسان روی قطعات الکترونیکی مبتنی بر نیترید گالیم حساب می کنند که می تواند وزن و اندازه چنین رادارهایی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
و مطمئناً این اتفاق خواهد افتاد. برای هر یک از جهات. و در نتیجه ، خروجی یک رادار با پالس های قوی و فوق العاده کوتاه در محدوده فرکانس وسیع و با نرخ تکرار بالا خواهد بود. و - بسیار مهم - پردازش سریع داده های دیجیتالی با سرعت بالا ، قادر به "هضم" حجم زیادی از اطلاعات دریافتی از گیرنده ها.
بله ، ما واقعاً به فناوری هایی با حروف بزرگ نیاز داریم. ترانزیستورهای بهمن ، دیودهای ذخیره بار ، نیمه هادی های نیترید گالیم. ترانزیستورهای بهمن عموماً دستگاه های دست کم گرفته نمی شوند ، آنها دستگاه هایی هستند که هنوز خود را نشان خواهند داد. در پرتو فناوری های مدرن ، آینده متعلق به آنها است.
رادارهای با استفاده از پالسهای نانوسکوت فوق کوتاه ، مزایای زیر را نسبت به رادارهای معمولی خواهند داشت:
- توانایی نفوذ به موانع و انعکاس از اهداف خارج از خط دید. به عنوان مثال ، می توان از آن برای تشخیص افراد و تجهیزات پشت یک مانع یا در زمین استفاده کرد.
- محرمانگی زیاد به دلیل چگالی طیفی پایین سیگنال UWB ؛
- دقت تعیین فاصله تا چند سانتی متر به دلیل وسعت مکانی کوچک سیگنال ؛
- توانایی تشخیص و طبقه بندی فوری اهداف با سیگنال منعکس شده و جزئیات هدف بالا ؛
- افزایش کارایی از نظر حفاظت در برابر انواع تداخل غیر فعال ناشی از پدیده های طبیعی: مه ، باران ، برف ؛
و اینها از همه مزایایی که یک رادار UWB می تواند در مقایسه با یک رادار معمولی داشته باشد فاصله دارد. لحظاتی وجود دارد که فقط متخصصان و افرادی که در این مسائل مهارت دارند می توانند قدر آن را بدانند.
این ویژگی ها رادار UWB را امیدوار کننده می کند ، اما تعدادی از مشکلات وجود دارد که با تحقیق و توسعه برطرف می شوند.
در حال حاضر ارزش صحبت در مورد معایب را دارد.
رادار UWB علاوه بر هزینه و اندازه ، نسبت به رادار معمولی باریک باریک تر است. و به طور قابل توجهی پست تر است. یک رادار معمولی با قدرت پالس 0.5 گیگاوات می تواند هدفی را در فاصله 550 کیلومتری ، سپس راداری UWB در 260 کیلومتری تشخیص دهد. با قدرت پالس 1 گیگاوات ، رادار باند باریک در فاصله 655 کیلومتری هدف ، رادار UWB را در فاصله 310 کیلومتری تشخیص می دهد. همانطور که می بینید ، تقریباً دو برابر شده است.
اما مشکل دیگری وجود دارد. این غیرقابل پیش بینی بودن شکل سیگنال منعکس شده است. رادار باریک باریک به عنوان یک سیگنال سینوسی عمل می کند که با حرکت در فضا تغییر نمی کند. دامنه و فاز تغییر می کند ، اما به طور قابل پیش بینی و مطابق با قوانین فیزیک تغییر می کند. سیگنال UWB هم در طیف ، هم در حوزه فرکانس و هم در زمان تغییر می کند.
امروزه ایالات متحده ، آلمان و اسرائیل رهبران شناخته شده در توسعه رادارهای UWB هستند.
در ایالات متحده ، ارتش در حال حاضر یک آشکارساز مین قابل حمل AN / PSS-14 برای تشخیص انواع مختلف مین و سایر اشیاء فلزی در خاک دارد.
این آشکارساز مین نیز توسط ایالات متحده به متحدان ناتو ارائه می شود. AN / PSS-14 به شما امکان می دهد اشیاء را از طریق موانع و زمین با جزئیات مشاهده و بررسی کنید.
آلمانی ها روی پروژه ای برای رادار KaW-band "Pamir" با پهنای باند سیگنال 8 گیگاهرتز کار می کنند.
اسرائیلی ها بر اساس اصول UWB "stenovisor" ، یک دستگاه جمع و جور "Haver-400" را ایجاد کرده اند که می تواند از طریق دیوارها یا زمین "نگاه" کند.
این دستگاه برای واحدهای ضد تروریسم ایجاد شده است. این به طور کلی یک نوع جداگانه از رادار UWB است که توسط اسرائیلی ها بسیار زیبا اجرا شده است. این دستگاه واقعاً قادر به بررسی وضعیت عملیاتی-تاکتیکی از طریق موانع مختلف است.
و توسعه بیشتر ، "Haver-800" ، که با وجود چندین رادار جداگانه با آنتن متمایز می شود ، نه تنها امکان مطالعه فضای پشت مانع ، بلکه ایجاد یک تصویر سه بعدی را نیز می دهد.
به طور خلاصه ، می خواهم بگویم که توسعه رادارهای UWB در جهات مختلف (زمینی ، دریایی ، پدافند هوایی) به کشورهایی که می توانند در فن آوری طراحی و تولید چنین سیستم هایی تسلط داشته باشند اجازه می دهد تا قابلیت های اطلاعاتی خود را به میزان قابل توجهی افزایش دهند.
از این گذشته ، تعداد اسیران ، به درستی شناسایی شده و برای اسکورت با تخریب بعدی اهداف ضمانت پیروزی در هر رویارویی است.
و اگر در نظر بگیریم که رادارهای UWB کمتر مستعد تداخل در خواص مختلف هستند …
استفاده از سیگنال های UWB کارایی تشخیص و ردیابی اجسام آیرودینامیکی و بالستیک را هنگام نظارت بر حریم هوایی ، مشاهده و نقشه برداری از سطح زمین به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. رادار UWB می تواند بسیاری از مشکلات پرواز و فرود هواپیما را حل کند.
رادار UWB فرصتی واقعی برای بررسی فردا است. بیخود نیست که غرب درگیر تحولات در این راستا است.
