رادارهای پسیو (passive radar systems)

رادارهای پسیو (passive radar systems)




از انواعی از رادارها هستند که بدون اینکه از خود تشعشعاتی صادر کنند می توانند اهداف را شناسایی و ردیابی نمایند.



» معرفی :

سیستمهای راداری متداول از یک بخش فرستنده و دریافت کننده تشکیل می شوند که اغلب از یک آنتن برای ارسال و دریافت استفاده می کنند ، یک سیگنالی پالسی ارسال می شود و زمان برخورد آن به هدف و دریافت آن این اجازه را می دهد تا فاصله و مشخصات هدف محاسبه شود.

در سیستم های رادار پسیو (passive radar system) هیچ نوع فرستنده اختصاصی وجود ندارد در عوض سیستم دریافت کننده از فرستنده سومی در محیط بهره می گیرد ، و اختلاف زمان بین سیگنالی که مستقیما از فرستنده دریافت میشود و سیگنالهایی را که در اثر تشعشع دریافت می شود را اندازه می گیرد. این کار اجازه می دهد تا وضعیت هدف و تحرک آن مشخص گردد(bistatic range) .همچنین در فاصله ایستا ، یک رادار پسیو به صورت رمز تغییرات داپلری بازتاب و همچنین جهت حضور را نیز نمایان می کند.

این مشخصات کمک می کند که مکان ،جهت حرکت و سرعت هدف توسط کامپیوتر محاسبه شود. در برخی موارد ،چندین فرستنده و یا گیرنده بکار می روند تا چندین محاسبه مستقل از فواصل bistatic داشته باشیم ،تغییر تن صدای خودرو یا موتور جنگنده در نهایت دقت در یافتن هدف نهایی را ساده تر می کند.

اصطلاح "رادارهای پسیو" گاهی اوقات به صورت اشتباه بکار می روند برای سنسورهای پسیوی که توسط امواج رادیویی ارسالی هواپیماها را شناسایی می کنند(مثل رادارها،ارتباطات ،یا دستگاه کشف و رمز خودکار مکالمات) .اما ، این سیستم ها از انرژی بازتابی استفاده نمی کنند و باید آنها را سیستم های ESM نامگذاری نمود. نمونه های شناخته شده ی آنها عبارتند از : سیستمهای TAMARA and VERA چک و اسلواکی و سیستمهای Kolchuga کشور اکراین .



» تاریخچه :

تدبیر ساخت رادارهایی که آشکارسازی را بوسیله امواجی که از هدف ساطع می شوند انجام می دهند ایده جدیدی نیست.اولین آزمایشات در سال 1935 توسط رابرت واتسون وات(Robert Watson-Watt) در انگلستان صورت پذیرفت . او توانست یک بمب افکن را توسط امواج کوتاه در 12 کیلومتری تشخیص دهد.



رادارهای اولیه همگی ایستا(bistatic) بودند زیرا تکنولوژی به اندازه ای پیشرفت نکرده بود تا آنتن را قادر نماید تا از فرستندگی به گیرندگی سوئیچ نماید. کشورهای زیادی از سیستمهای ایستا(bistatic) در شبکه های دفاع هوایی استفاده می کردند.

به صورت مثال در اوایل سال 1930 انگلستان سیستم خانه زنجیره ای (CHAIN HOME) را راه اندازی کرد. فرانسوی ها از یک رادار ایستای (bistatic) موج دائم (CW) در سیستمی به نام(fence) استفاده کردند. شوروی سیستم (RUS-1) را ساخت و ژاپن(Type A) را ساخت.



آلمانی ها از سیستم(bistatic) در طول جنگ جهانی دوم استفاده کردند. این سیستم صنایع (Kleine Heidelberg) نامیده می شد که مثل دریافت کننده های ایستا عمل می کرد و از سیستم داخلی رادارهای انگلیسی برای آشکار نمودن هواپیماها در بخش های جنوبی دریای شمال استفاده می کرد .



در سال 1936 رادارهای تک ایستایی(Bistatic) راهی را پیش رو نهاد برای استفاده از سیستم های راداری دو ایستایی(monostatic) با استفاده از یک بهبود دهنده . سیستم های monostatic بسیار راحت تر بودند و آنها مشکلات سیستم های تک ایستایی را حل نمودند که بوسیله فرستنده ها و گیرنده های جدا تعریف می شد. همچنین تجهیزات سیستم های راداری هواپیماها کوچکتر گردید . در سال 1950 سیستمهای(bistatic) با خواص رادار پراکنده مجددا معرفی شدند ، براستی اولین استفاده از اصطلاح (bistatic) توسط (Seigel) در سال 1955 در گزارشش که درباره این خواص بود مطرح گردید.



آزمایشات در ایالات متحده به توسعه سیستم های (bistatic) کمک نمود،طراحی رادار (AN/FPS-23 fluttar) که یک (DEW) به معنای یک هشدار دهنده فاصله دور است در آمریکای شمالی صورت گرفت . این رادار یک موج مداوم (bistatic) داشت که در 1955 ساخته شده بود و وظیفه آن آشکار سازی نفوذ دشمن توسط بمبرهایی که در ارتفاع پایین پرواز می کنند بود . رادارهای فلوتار (fluttar radars) برای پوشش شکاف های ارتفاع پائین و رادراهای جستجو گر (monostatic surveillance radars) به جای دیده بان ها استفاده می شدند. رادارهای فلوتار به مدت 5 سال در شرکت خط شبنم(DEW line) در حال توسه و ساخت بودند .



» اصول اولیه کار

در رادارهای معمولی، زمان ارسال پالس و دریافت آن کاملا شناخته شده است و به رادار این اجازه را می دهد تا فاصله هدف به راحتی محاسبه شود و توسط یک ########## تطابق درصد سیگنال به نویز را مشخص نماید . یک رادار پسیو هیچ اطلاعاتی را به طور مستقیم دریافت نمی نماید ، از این رو باید از یک کانال اختصاصی (که کانال منبع نامیده می شود)استفاده نماید برای هر ارسال کننده ای که وجود دارد .

یک رادار پسیو از مراحل زیر استفاده می نماید :

منطقه تحت پوشش را برای دریافت امواج توسط دریافت کننده های دیجیتالی بدون نویز جستجو می نماید .

تولید امواج دیجیتال برای تشخیص جهت دریافت امواج و فاصله ارسال شده و قدرت منبع ارسال کننده .

################ انطباقی برای جداسازی هر سیگنال مستقیم ناخواسته در محدوده تجسس .

آماده سازی سیگنال مشخص شده برای ارسال کننده .

رابطه ضربدری برای کانال منبع با کانال های تجسس برای مشخص کردن رنج بای استاتیک و داپلر هدف.

آشکار سازی با استفاده از طرح میزان آلارم خطا (constant false alarm rate (CFAR))

ارتباط و پیگیری هدف در فضای داپلر تحت پوشش که به نام پیگیری خطی(line tracking) شناخته شده است .

ارتباط و ترکیب پیگیری خطی از هر ارسال کننده به شکل ارزیابی نهایی از موقعیت و سمت و سرعت یک هدف به نمایش در می آید.



» سیستم دریافت

از آنجا که این نوع از رادارها به پالس های امواج دریافتی گوش می دهند و نتیجه را به صورت نهایی در اختیار قرار می دهند پس سیستم دریافت باید دارای مشخصه نویز پایین ، رنج فعالیت بالا و رنج خطی بالا باشد . بنابراین این سیستم بسیار به نویز حساس است . رادارهای پسیو دریافت کننده های دیجیتالی بسیار حساسی هستند که یک خروجی دیجیتال و یک موج نمونه می دهند.



» شکل موج دیجیتال

اکثر سیستم های رادار پسیو از مجموعهء چند آنتن و عناصر دیجیتال کننده تشکیل شده اند. این موضوع به ما اجازه می دهد تا جهت امواج رسیده به رادار محاسبه شوند .



» مزایا و معایب این نوع رادارها

مزایا :

پایین بودن هزینه آماد

پایین بودن هزینه نگهداری و منتنس به خاطر نداشتن ارسال کننده

پنهانکاری راداری ، به علت نداشتن امواج ارسالی

اندازه کوچکتر نسبت به رادارهای اکتیو

امکان مقابله و ردیابی جنگنده های پنهانکار

قابلیت به روز کردن سریع اطلاعات راداری

بسیار سخت و غیر قابل نفوذ و هک شدن(jamming)

غیر قابل ردیابی در مقابل موشک های ضد تشعشع

معایب :

هنوز این تکنولوژی کامل نیست

در صورت زیاد بودن نویز محیط قابل اعتماد نیست

پیچیده بودن سیستم کاری

عملکرد دو بعدی (2D)