تحديد الاتجاهات

مخطط التثليث الراديوي باستخدام هوائيين لتحديد الاتجاه (أ و ب)

هوائي تحديد الاتجاه بالقرب من مدينة لوسيرن ، سويسرا

تحديد الاتجاه ( DF )، أو تحديد الاتجاه الراديوي ( RDF )، أو قياس الزوايا الراديوية، هو استخدام الموجات الراديوية لتحديد اتجاه مصدر راديوي. قد يكون هذا المصدر جهاز إرسال راديوي متعاونًا ، أو مصدرًا غير مقصود، أو مصدرًا راديويًا طبيعيًا، أو نظامًا غير مشروع أو تابعًا للعدو. يختلف تحديد الاتجاه الراديوي عن الرادار في أن الرادار يحدد الاتجاه فقط بواسطة جهاز استقبال واحد؛ بينما يوفر نظام الرادار عادةً المسافة إلى الجسم المراد تحديده، بالإضافة إلى الاتجاه. من خلال التثليث ، يمكن تحديد موقع المصدر الراديوي بقياس اتجاهه من موقعين أو أكثر. يُستخدم تحديد الاتجاه الراديوي في الملاحة الراديوية للسفن والطائرات، ولتحديد مواقع أجهزة الإرسال في حالات الطوارئ لأغراض البحث والإنقاذ ، ولتتبع الحياة البرية ، ولتحديد مواقع أجهزة الإرسال غير القانونية أو المتداخلة. خلال الحرب العالمية الثانية، استخدم كلا الجانبين تحديد الاتجاه الراديوي لتحديد مواقع الطائرات والسفن السطحية والغواصات وتوجيهها.

يمكن استخدام أنظمة تحديد الاتجاه الراديوي مع أي مصدر راديوي، على الرغم من أن الأطوال الموجية الطويلة جدًا (الترددات المنخفضة) تتطلب هوائيات كبيرة جدًا، وتُستخدم عادةً في الأنظمة الأرضية فقط. ومع ذلك، تُستخدم هذه الأطوال الموجية في الملاحة الراديوية البحرية لقدرتها على قطع مسافات طويلة جدًا "فوق الأفق"، وهو أمر بالغ الأهمية للسفن عندما لا يتجاوز خط الرؤية بضع عشرات من الكيلومترات. أما في الاستخدام الجوي، حيث قد يمتد الأفق إلى مئات الكيلومترات، فيمكن استخدام ترددات أعلى، مما يسمح باستخدام هوائيات أصغر بكثير. كان جهاز تحديد الاتجاه التلقائي ، الذي يمكن ضبطه على إشارات راديوية تُسمى إشارات غير اتجاهية أو محطات إذاعية تجارية تعمل بنظام AM ، ميزةً في معظم الطائرات في القرن العشرين، ولكنه يُستغنى عنه تدريجيًا. ^{[ 1 ]}

بالنسبة للجيش، يُعدّ تحديد اتجاه الراديو (RDF) أداةً أساسيةً في مجال الاستخبارات الإلكترونية . وقد كانت القدرة على تحديد موقع جهاز إرسال العدو ذات قيمةٍ بالغةٍ منذ الحرب العالمية الأولى، ولعبت دورًا محوريًا في معركة الأطلسي خلال الحرب العالمية الثانية. وتشير التقديرات إلى أن أنظمة " النفخ والنفخ " البريطانية المتطورة كانت مسؤولةً بشكلٍ مباشرٍ أو غير مباشرٍ عن إغراق 24% من جميع الغواصات الألمانية خلال الحرب. وتستخدم الأنظمة الحديثة غالبًا هوائيات المصفوفة الطورية لتمكين تشكيل الحزمة بسرعةٍ عاليةٍ للحصول على نتائج دقيقةٍ للغاية، وهي جزءٌ من منظومةٍ متكاملةٍ للحرب الإلكترونية .

استخدمت أجهزة تحديد اتجاه الراديو المبكرة هوائيات دوارة ميكانيكيًا لمقارنة قوة الإشارة، وتلتها عدة نسخ إلكترونية من نفس المفهوم. تستخدم الأنظمة الحديثة مقارنة الطور أو تقنيات دوبلر، وهي أسهل عمومًا في التشغيل الآلي. كانت أجهزة الرادار البريطانية المبكرة تُعرف باسم RDF، وهو ما يُقال غالبًا إنه كان تضليلًا. في الواقع، استخدمت أنظمة تشين هوم مستقبلات RDF كبيرة لتحديد الاتجاهات. استخدمت أنظمة الرادار اللاحقة عمومًا هوائيًا واحدًا للبث والاستقبال، وحددت الاتجاه من خلال اتجاه الهوائي. ^{[ 2 ]}

تاريخ

الأنظمة الميكانيكية المبكرة

أُجريت أولى التجارب في مجال تحديد اتجاه الراديو (RDF) عام 1888 عندما اكتشف هاينريش هيرتز اتجاهية حلقة سلكية مفتوحة تُستخدم كهوائي. فعندما يُوجّه الهوائي نحو الإشارة، يُنتج أعلى كسب، بينما تنعدم الإشارة عند توجيهه مباشرةً نحوها. هذا يعني وجود غموض دائم في موقع الإشارة: إذ تُنتج الإشارة نفس المخرج سواءً كانت أمام الهوائي أو خلفه. لاحقًا، استخدم الباحثون هوائيات ثنائية القطب ، والتي تعمل في الاتجاه المعاكس، حيث تصل إلى أعلى كسب عند الزوايا القائمة، وتنعدم عند توجيهها نحو الهوائي. بحلول مطلع القرن العشرين، شاع استخدام أنظمة تحديد اتجاه الراديو التي تعتمد على هوائيات حلقية أو ثنائية القطب ذات آلية تأرجح ميكانيكية. ومن الأمثلة البارزة على ذلك، براءات اختراع جون ستون عام 1902 (براءة الاختراع الأمريكية رقم 716,134) ولي دي فورست عام 1904 (براءة الاختراع الأمريكية رقم 771,819)، بالإضافة إلى العديد من الأمثلة الأخرى.

بحلول أوائل القرن العشرين، كان العديد من الباحثين يبحثون عن طرق لاستخدام هذا المفهوم لتحديد موقع جهاز الإرسال. استخدمت أنظمة الراديو المبكرة عمومًا إشارات الموجات المتوسطة والطويلة . تميزت الموجات الطويلة تحديدًا بخصائص إرسال جيدة لمسافات طويلة نظرًا لتفاعلها المحدود مع الأرض، مما وفر انتشارًا ممتازًا للموجات الأرضية على مسار الدائرة العظمى يشير مباشرة إلى جهاز الإرسال. شكلت طرق إجراء تحديد اتجاه الراديو (RDF) على إشارات الموجات الطويلة مجالًا رئيسيًا للبحث خلال العقدين الأولين من القرن العشرين. ^[³^]

تكون الهوائيات حساسة للإشارات عمومًا فقط عندما يكون طولها جزءًا كبيرًا من الطول الموجي أو أكبر منه. يبلغ طول معظم الهوائيات ربع الطول الموجي على الأقل ، والأكثر شيوعًا نصفه - ويُعد ثنائي القطب نصف الموجي تصميمًا شائعًا جدًا. بالنسبة للاستخدام في الموجات الطويلة، نتج عن ذلك هوائيات حلقية يبلغ طول ضلعها عشرات الأقدام، وغالبًا ما يتم توصيل أكثر من حلقة معًا لتحسين الإشارة. طورت شركة ماركوني حلًا آخر لهذه المشكلة عام 1905. يتكون هذا الحل من عدد من الأسلاك أو القضبان الأفقية المرتبة بحيث تشير إلى الخارج من نقطة مركزية مشتركة. يمكن لمفتاح متحرك توصيل أزواج متقابلة من هذه الأسلاك لتشكيل ثنائي قطب، ومن خلال تدوير المفتاح، يمكن للمشغل البحث عن أقوى إشارة. ^[⁴^] تغلبت البحرية الأمريكية على هذه المشكلة، إلى حد ما، عن طريق تركيب هوائيات على السفن والإبحار في دوائر. ^[⁵^] كانت هذه الأنظمة ضخمة وغير عملية للعديد من الاستخدامات. ^[⁶^]

بيليني-توسي

قدّم إيتوري بيليني وأليساندرو توسي تحسينًا جوهريًا لمفهوم تحديد الاتجاه الراديوي (RDF) عام 1909 (براءة اختراع أمريكية رقم 943,960). اعتمد نظامهما على هوائيين، عادةً ما يكونان حلقتين مثلثتين، مُرتبتين بزوايا قائمة. تُرسل الإشارات من الهوائيين إلى ملفات ملفوفة حول إطار خشبي بحجم علبة مشروب تقريبًا ، حيث تُعاد توليد الإشارات في المنطقة بين الملفات. بعد ذلك، يُمكن استخدام هوائي حلقي منفصل موجود في هذه المنطقة لتحديد الاتجاه، دون الحاجة إلى تحريك الهوائيين الرئيسيين. جعل هذا نظام تحديد الاتجاه الراديوي أكثر عمليةً بكثير، وسرعان ما استُخدم على نطاق واسع في الملاحة، وغالبًا ما كان أول شكل متاح للملاحة الجوية، حيث كانت المحطات الأرضية تُوجّه إشاراتها عبر جهاز الراديو الخاص بالطائرة. انتشرت أجهزة تحديد الاتجاه من تصميم بيليني-توسي على نطاق واسع من عشرينيات القرن العشرين وحتى خمسينياته.

كانت أنظمة تحديد الاتجاه الراديوي المبكرة مفيدة بشكل أساسي لإشارات الموجات الطويلة. تتميز هذه الإشارات بقدرتها على قطع مسافات شاسعة، مما جعلها مفيدة للملاحة بعيدة المدى. مع ذلك، عند تطبيق التقنية نفسها على ترددات أعلى، ظهرت صعوبات غير متوقعة نتيجة انعكاس إشارات الترددات العالية من طبقة الأيونوسفير . فقد تستقبل محطة تحديد الاتجاه الراديوي الإشارة نفسها من موقعين أو أكثر، خاصة خلال النهار، مما تسبب في مشاكل خطيرة في تحديد الموقع. أدى هذا إلى طرح هوائي أدكوك (براءة اختراع بريطانية رقم 130490) عام 1919، والذي يتكون من أربعة هوائيات أحادية القطب منفصلة بدلاً من حلقتين، مما أدى إلى إزالة المكونات الأفقية وبالتالي تصفية موجات السماء المنعكسة من طبقة الأيونوسفير. شاع استخدام هوائيات أدكوك مع كاشفات بيليني-توسي منذ عشرينيات القرن الماضي.

قام سلاح الجو التابع للجيش الأمريكي في عام 1931 باختبار بوصلة راديوية بدائية تستخدم محطات تجارية كمنارة. ^{[ 7 ]}

هاف-داف

أدخل روبرت واتسون-وات تحسينًا كبيرًا على تقنية تحديد اتجاه الشعاع (RDF) ضمن تجاربه لتحديد مواقع ضربات البرق كوسيلة لتحديد اتجاه العواصف الرعدية للبحارة والطيارين. كان قد عمل لفترة طويلة بأنظمة RDF التقليدية، إلا أن استخدامها كان صعبًا نظرًا للإشارات العابرة للبرق. اقترح في وقت مبكر استخدام راسم الإشارة (الأوسيلوسكوب) لعرض هذه الإشارات بشكل فوري تقريبًا، لكنه لم يتمكن من العثور على واحد أثناء عمله في مكتب الأرصاد الجوية . عندما نُقل المكتب، وفر له موقعه الجديد في محطة أبحاث الراديو هوائي أدكوك وراسم إشارة مناسب، فعرض نظامه الجديد عام ١٩٢٦.

على الرغم من عرض النظام علنًا، ونشر قياساته على نطاق واسع في المملكة المتحدة، إلا أن تأثيره على فن تحديد الاتجاه الراديوي (RDF) يبدو خافتًا بشكل غريب. كان التطوير محدودًا حتى منتصف ثلاثينيات القرن العشرين، عندما بدأت القوات البريطانية المختلفة بتطوير ونشر أنظمة " تحديد الاتجاه عالي التردد " أو "أنظمة هاف-داف" على نطاق واسع. لتجنب أنظمة تحديد الاتجاه الراديوي، طور الألمان طريقة لبث رسائل قصيرة تقل مدتها عن 30 ثانية، أي أقل من 60 ثانية التي يحتاجها مشغل بيليني-توسي المدرب لتحديد الاتجاه. ومع ذلك، لم تكن هذه الطريقة فعالة ضد أنظمة هاف-داف، التي حددت موقع الإشارة بدقة معقولة في غضون ثوانٍ. لم يدرك الألمان هذه المشكلة إلا في منتصف الحرب، ولم يتخذوا أي خطوات جادة لمعالجتها حتى عام 1944. بحلول ذلك الوقت، ساهمت أنظمة هاف-داف في حوالي ربع جميع الهجمات الناجحة على أسطول الغواصات الألمانية.

أنظمة ما بعد الحرب

أدت العديد من التطورات في مجال الإلكترونيات خلال الحرب العالمية الثانية وبعدها إلى تحسينات كبيرة في أساليب مقارنة طور الإشارات. إضافةً إلى ذلك، سمحت حلقة الطور المقفلة (PLL) بضبط الإشارات بسهولة ودون انحراف. كما مكّنت الصمامات المفرغة المحسّنة وإدخال الترانزستور من استخدام ترددات أعلى بكثير بكفاءة اقتصادية، مما أدى إلى انتشار استخدام إشارات VHF وUHF. كل هذه التغييرات أدت إلى ظهور أساليب جديدة لتحديد اتجاه الراديو (RDF)، وانتشار استخدامها على نطاق أوسع.

على وجه الخصوص، أدت القدرة على مقارنة طور الإشارات إلى ظهور تقنية تحديد الاتجاه الشعاعي بمقارنة الطور، والتي تُعدّ ربما التقنية الأكثر استخدامًا اليوم. في هذا النظام، يُستبدل الهوائي الحلقي بنواة فيريتية مربعة الشكل ، مع لفّ حلقات حول ضلعين متعامدين. تُرسل الإشارات من الحلقات إلى دائرة مقارنة الطور، حيث يشير طور خرجها مباشرةً إلى اتجاه الإشارة. من خلال إرسال هذه الإشارة إلى أي نوع من أنواع العرض، وتثبيتها باستخدام حلقة قفل الطور (PLL)، يُمكن عرض اتجاه البث بشكل مستمر. يقتصر التشغيل على ضبط المحطة فقط، وهو تلقائي لدرجة أن هذه الأنظمة تُعرف عادةً باسم مُحدد الاتجاه التلقائي .

طُوِّرت أنظمة أخرى تتطلب دقة أعلى. تستخدم أنظمة تحديد اتجاه الراديو بتقنية دوبلر الزائفة سلسلة من هوائيات ثنائية القطب صغيرة مرتبة في حلقة، وتعتمد على التبديل الإلكتروني لاختيار ثنائيات القطب بسرعة لتغذية جهاز الاستقبال. تُعالَج الإشارة الناتجة وتُنتج نغمة صوتية. تعتمد طور هذه النغمة الصوتية، مقارنةً بدوران الهوائي، على اتجاه الإشارة. حلت أنظمة دوبلر لتحديد اتجاه الراديو محل نظام "النفخ والنفخ" على نطاق واسع لتحديد مواقع الإشارات العابرة.

القرن الحادي والعشرون

لم تعد الإجراءات المختلفة لتحديد اتجاه الراديو لتحديد الموقع في البحر جزءًا من نظام السلامة البحرية GMDSS ، الذي دخل حيز التنفيذ منذ عام 1999. ولا يمكن العثور على هوائي الإطار المتقاطع اللافت للنظر مع الهوائي المساعد المرفق إلا على صواري الإشارة لبعض السفن القديمة لأنه لا يسبب تداخلًا هناك، كما أن تفكيكه سيكون مكلفًا للغاية.

تعتمد أساليب تحديد المواقع الحديثة مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ونظام تحديد المواقع التفاضلي العالمي (DGPS) والرادار ونظام لوران سي القديم على أساليب تحديد اتجاه الراديو غير الدقيقة التي تلبي احتياجات اليوم.

لم تعد شبكات تحديد اتجاه الراديو موجودة أيضاً. ^{[ 8 ]} ومع ذلك، فإن سفن الإنقاذ، مثل قوارب النجاة التابعة للمؤسسة الملكية الوطنية لقوارب النجاة في المملكة المتحدة، وطائرات الهليكوبتر للبحث والإنقاذ، لديها أجهزة استقبال لتحديد اتجاه إشارات VHF البحرية وإشارات التوجيه بتردد 121.5 ميجاهرتز المدمجة في منارات EPIRB وPLB، على الرغم من أن منارات GPS-EPIRB وAIS الحديثة تجعل هذه الأجهزة غير ضرورية تدريجياً.

معدات

جهاز تحديد اتجاه الراديو ( RDF ) هو جهاز يُستخدم لتحديد اتجاه مصدر راديوي. تُعرف عملية قياس هذا الاتجاه بتحديد اتجاه الراديو، أو ببساطة تحديد الاتجاه ( DF ) . باستخدام قياسين أو أكثر من مواقع مختلفة، يُمكن تحديد موقع جهاز إرسال غير معروف؛ أو باستخدام قياسين أو أكثر من أجهزة إرسال معروفة، يُمكن تحديد موقع مركبة. يُستخدم جهاز تحديد اتجاه الراديو على نطاق واسع كنظام ملاحة لاسلكي ، خاصةً في القوارب والطائرات.

يمكن استخدام أنظمة تحديد الاتجاه الراديوي مع أي مصدر راديوي، مع العلم أن حجم هوائيات الاستقبال يعتمد على طول موجة الإشارة؛ فالموجات الطويلة جدًا (الترددات المنخفضة) تتطلب هوائيات كبيرة جدًا، وتُستخدم عادةً في الأنظمة الأرضية فقط. ومع ذلك، تُعد هذه الموجات مفيدة جدًا للملاحة البحرية لقدرتها على قطع مسافات طويلة جدًا وتجاوز الأفق، وهو أمر بالغ الأهمية للسفن عندما لا يتجاوز خط الرؤية بضع عشرات من الكيلومترات. أما بالنسبة للطائرات، حيث قد يمتد الأفق على ارتفاعات عالية إلى مئات الكيلومترات، فيمكن استخدام ترددات أعلى، مما يسمح باستخدام هوائيات أصغر بكثير. ويُعد جهاز تحديد الاتجاه التلقائي، الذي غالبًا ما يكون قابلاً للضبط على أجهزة إرسال الراديو التجارية بتقنية AM ، ميزةً أساسيةً في جميع الطائرات الحديثة تقريبًا.

بالنسبة للجيش، تُعدّ أنظمة تحديد الاتجاه الراديوي (RDF) عنصرًا أساسيًا في أنظمة ومنهجيات استخبارات الإشارات . وقد كانت القدرة على تحديد موقع جهاز إرسال العدو ذات قيمة بالغة منذ الحرب العالمية الأولى ، ولعبت دورًا محوريًا في معركة الأطلسي خلال الحرب العالمية الثانية . وتشير التقديرات إلى أن أنظمة " النفخ والنفخ " البريطانية المتطورة كانت مسؤولة بشكل مباشر أو غير مباشر عن غرق 24% من جميع الغواصات الألمانية خلال الحرب. ^[⁹^] وتستخدم الأنظمة الحديثة غالبًا هوائيات المصفوفة الطورية لتمكين تشكيل الحزمة بسرعة، ما يُتيح الحصول على نتائج عالية الدقة. وعادةً ما تُدمج هذه الأنظمة ضمن منظومة حرب إلكترونية متكاملة .

استُخدمت أجيالٌ عديدةٌ ومختلفةٌ من أنظمة تحديد الاتجاه الراديوي (RDF) على مرّ الزمن، تبعًا للتطورات الجديدة في مجال الإلكترونيات. استخدمت الأنظمة المبكرة هوائياتٍ دوارةً ميكانيكيًا لمقارنة قوة الإشارة من اتجاهاتٍ مختلفة، وتلتها عدة نسخٍ إلكترونيةٍ من المفهوم نفسه. تستخدم الأنظمة الحديثة مقارنة الطور أو تقنيات دوبلر ، وهي أسهل عمومًا في التشغيل الآلي. تتكون أنظمة تحديد الاتجاه شبه دوبلر الحديثة من عددٍ من الهوائيات الصغيرة المثبتة على بطاقةٍ دائرية، ويتم تنفيذ جميع عمليات المعالجة بواسطة البرمجيات.

كانت أجهزة الرادار البريطانية المبكرة تُعرف أيضاً باسم RDF، وهو ما كان يُعتبر تكتيكاً خادعاً. ومع ذلك، لم يكن هذا المصطلح غير دقيق؛ فقد استخدمت أنظمة Chain Home أجهزة بث متعددة الاتجاهات منفصلة وأجهزة استقبال RDF كبيرة لتحديد موقع الأهداف. ^{[ 2 ]}

الهوائيات

في أحد أنواع تحديد الاتجاه، يُستخدم هوائي اتجاهي يتميز بحساسية أعلى في اتجاهات معينة مقارنةً بغيرها. وتُظهر العديد من تصميمات الهوائيات هذه الخاصية. على سبيل المثال، يتميز هوائي ياغي باتجاهية واضحة، لذا يُمكن تحديد مصدر الإرسال بتوجيهه نحو الاتجاه الذي يُحصل فيه على أعلى مستوى للإشارة. ونظرًا لأن خصائص الاتجاهية قد تكون واسعة النطاق، يُمكن استخدام هوائيات كبيرة لتحسين الدقة، أو استخدام تقنيات إلغاء الإشارة لتحسين الدقة الزاوية.

إيجاد الصفر باستخدام هوائيات الحلقة

يُعدّ الهوائي الحلقي أحد أبسط أنواع الهوائيات الاتجاهية . ويتكون من حلقة سلكية مفتوحة مثبتة على إطار عازل، أو حلقة معدنية تُشكّل عنصر الحلقة نفسه؛ وغالبًا ما يكون قطر الحلقة عُشر طول الموجة أو أصغر عند التردد المستهدف. يكون هذا النوع من الهوائيات أقل حساسية للإشارات العمودية على سطحه، وأكثر استجابةً للإشارات التي تصل إليه من حافته. ويعود ذلك إلى طور الإشارة المستقبلة: إذ يُحدث اختلاف الطور الكهربائي على طول حافة الحلقة في أي لحظة فرقًا في الفولتية المُستحثة على جانبي الحلقة.

إن تدوير مستوى الهوائي الحلقي بحيث "يواجه" الإشارة، بحيث تكون أطوار الموجات الواصلة متطابقة حول الحافة بأكملها، لن يُحدث أي تدفق للتيار في الحلقة. لذا، فإن تدوير الهوائي ببساطة لإنتاج أدنى قيمة للإشارة المطلوبة سيحدد اتجاهين محتملين (الأمام والخلف) يمكن أن تصل منهما الموجات الراديوية. يُسمى هذا "نقطة الصفر" في الإشارة، ويُستخدم بدلاً من اتجاه أقوى إشارة، لأن الانحرافات الزاوية الصغيرة للهوائي الحلقي بعيدًا عن مواضع نقطة الصفر تُحدث تغيرات أكثر حدة في التيار المُستقبل من التغيرات الاتجاهية المماثلة حول اتجاه أقوى إشارة للحلقة. وبما أن اتجاه نقطة الصفر يُعطي مؤشرًا أوضح لاتجاه الإشارة - حيث تكون نقطة الصفر "أكثر وضوحًا" من نقطة الذروة - فإنه يُستخدم مع الهوائي الحلقي لتحديد موقع مصدر الإشارة.

يُستخدم "هوائي استشعار" لحلّ احتمالَي الاتجاه؛ وهو هوائي غير اتجاهي مُصمّم ليُحاكي حساسية الهوائي الحلقي. بإضافة الإشارة الثابتة من هوائي الاستشعار إلى الإشارة المتناوبة من الهوائي الحلقي أثناء دورانه، يصبح لدينا موضع واحد فقط عند دوران الهوائي الحلقي 360 درجة، حيث ينعدم التيار. يعمل هذا الموضع كنقطة مرجعية للطور، مما يسمح بتحديد نقطة الصفر الصحيحة، مُزيلًا غموض 180 درجة. يُظهر هوائي ثنائي القطب خصائص مشابهة للهوائي الحلقي الصغير، على الرغم من أن اتجاه نقطة الصفر فيه ليس بنفس "الحدة".

هوائي ياغي للترددات العالية

هوائي ياغي -أودا معروفٌ بهوائي التلفزيون الشائع على نطاقي VHF و UHF . يستخدم هوائي ياغي عناصر ثنائية القطب متعددة، تشمل عناصر "عاكسة" وعناصر "موجِّهة". العنصر "العاكس" هو أطول عنصر ثنائي القطب، ويحجب تقريبًا كل الإشارة القادمة من خلفه، ولذلك لا يوجد غموض في اتجاه هوائي ياغي: لا تحدث أقصى إشارة إلا عندما يكون الطرف الأضيق للهوائي موجهًا في اتجاه وصول الموجات الراديوية. مع عدد كافٍ من العناصر "الموجِّهة" الأقصر، يمكن جعل اتجاه ياغي الأقصى يقترب من حدة نقطة الصفر في هوائي الحلقة الصغيرة.

هوائيات مكافئة للترددات العالية للغاية

أما بالنسبة للترددات الأعلى بكثير، مثل الموجات المليمترية والميكروويف ، فيمكن استخدام الهوائيات المكافئة أو هوائيات "الطبق" . تتميز هوائيات الطبق بتوجيهها العالي، حيث يوجه شكلها المكافئ الإشارات المستقبلة من زاوية ضيقة جدًا إلى عنصر استقبال صغير مثبت في بؤرة القطع المكافئ.

التحليل الإلكتروني لإشارات هوائيين

تُستخدم تقنيات أكثر تطورًا، مثل المصفوفات الطورية، عادةً لأنظمة تحديد الاتجاه عالية الدقة. تُسمى هذه الأنظمة الحديثة بمقاييس الزوايا، تشبيهًا بدوائر تحديد الاتجاه التي استُخدمت في الحرب العالمية الثانية لقياس الاتجاه من خلال مقارنة الاختلافات في الإشارات المستقبلة لهوائيين مرجعيين متطابقين أو أكثر، والتي كانت تُستخدم في استخبارات الإشارات القديمة (SIGINT). وقد صممت شركة ESL Incorporated نظامًا حديثًا لتحديد الاتجاه يُركب على طائرة هليكوبتر لصالح الحكومة الأمريكية في وقت مبكر من عام 1972.

تعتمد تقنيات قياس فرق التوقيت على مقارنة وقت وصول الموجة الراديوية إلى هوائيين أو أكثر، واستنتاج اتجاه وصولها من هذه المعلومات الزمنية. ويمكن استخدام عناصر هوائية بسيطة ميكانيكيًا وغير متحركة، متعددة الاتجاهات، موصولة بنظام استقبال متعدد القنوات.

عملية

تعتمد إحدى طرق تحديد اتجاه الراديو على مقارنة قوة إشارة هوائي اتجاهي موجه في اتجاهات مختلفة. في البداية، استخدم مشغلو الراديو في البر والبحر هذا النظام باستخدام هوائي حلقي دوار بسيط موصول بمؤشر زاوية. لاحقًا، تم اعتماد هذا النظام للسفن والطائرات، وشاع استخدامه في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين. في الطائرات التي صُنعت قبل الحرب العالمية الثانية ، يسهل تمييز هوائيات تحديد اتجاه الراديو من خلال الحلقات الدائرية المثبتة أعلى أو أسفل جسم الطائرة. أما في التصاميم اللاحقة، فقد غُلفت هوائيات الحلقة بغطاء انسيابي على شكل قطرة ماء. في السفن والقوارب الصغيرة، استخدمت أجهزة استقبال تحديد اتجاه الراديو في البداية هوائيات حلقية معدنية كبيرة، مشابهة لتلك المستخدمة في الطائرات، ولكنها كانت تُثبت عادةً أعلى جهاز استقبال محمول يعمل بالبطارية.

أثناء الاستخدام، يقوم مشغل جهاز تحديد الاتجاه الراديوي (RDF) أولاً بضبط جهاز الاستقبال على التردد الصحيح، ثم يدير الحلقة يدويًا، إما بالاستماع أو بمراقبة مؤشر قوة الإشارة (S meter) لتحديد اتجاه نقطة الصفر (الاتجاه الذي تكون فيه الإشارة أضعف ما يمكن) لمنارة أو محطة بث موجة طويلة (LW) أو موجة متوسطة (AM) (الاستماع إلى نقطة الصفر أسهل من الاستماع إلى ذروة الإشارة، وعادةً ما ينتج عنه نتيجة أكثر دقة). كانت نقطة الصفر هذه متناظرة، وبالتالي حددت كلاً من اتجاه الدرجة الصحيح المحدد على بوصلة الراديو، بالإضافة إلى الاتجاه المعاكس له بزاوية 180 درجة. في حين أن هذه المعلومات وفرت خطًا أساسيًا من المحطة إلى السفينة أو الطائرة، كان على الملاح أن يعرف مسبقًا ما إذا كان شرق المحطة أو غربها لتجنب رسم مسار بزاوية 180 درجة في الاتجاه الخاطئ. من خلال أخذ اتجاهات إلى محطتي بث أو أكثر ورسم الاتجاهات المتقاطعة، يستطيع الملاح تحديد الموقع النسبي لسفينته أو طائرته.

لاحقًا، زُوِّدت أجهزة تحديد الاتجاه الراديوي (RDF) بهوائيات حلقية دوارة من الفريت ، مما جعلها أكثر سهولة في الحمل وأقل حجمًا. وتم لاحقًا أتمتة بعضها جزئيًا باستخدام هوائي آلي (ADF). وكان من أهم الإنجازات إدخال هوائي سوطي رأسي ثانوي أو هوائي "استشعار" يُؤكد الاتجاه الصحيح ويُمكّن الملاح من تجنب رسم اتجاه معاكس تمامًا للاتجاه الفعلي. وقد استُخدم جهاز تحديد الاتجاه الراديوي التابع للبحرية الأمريكية طراز SE 995، الذي يستخدم هوائي استشعار، خلال الحرب العالمية الأولى. ^{[ 10 ]} بعد الحرب العالمية الثانية، ظهرت العديد من الشركات الصغيرة والكبيرة التي تُصنِّع معدات تحديد الاتجاه للبحارة، بما في ذلك Apelco وAqua Guide و Bendix وGladding (وقسمها البحري، Pearce-Simpson) وRay Jefferson و Raytheon و Sperry . بحلول الستينيات، تم تصنيع العديد من أجهزة الراديو هذه بالفعل من قبل شركات تصنيع الإلكترونيات اليابانية، مثل باناسونيك وفوجي أونكيو وكودين إلكترونيكس المحدودة. وفي معدات الطائرات، كانت بنديكس وسبري راند من أكبر الشركات المصنعة لأجهزة راديو تحديد الاتجاه الراديوي وأجهزة الملاحة.

تحديد الاتجاه أحادي القناة

يستخدم نظام تحديد الاتجاه أحادي القناة مصفوفة هوائيات متعددة مع جهاز استقبال لاسلكي أحادي القناة. يوفر هذا النهج بعض المزايا والعيوب. فبما أنه يستخدم جهاز استقبال واحد فقط، فإن سهولة التنقل وانخفاض استهلاك الطاقة من مزاياه. ولكن لعدم القدرة على مراقبة كل هوائي في آن واحد (كما هو الحال عند استخدام أجهزة استقبال متعددة، والمعروفة أيضًا بنظام تحديد الاتجاه متعدد القنوات)، فإن الأمر يتطلب عمليات أكثر تعقيدًا عند الهوائي لتقديم الإشارة إلى جهاز الاستقبال.

ينقسم خوارزمية تحديد الاتجاه أحادي القناة إلى فئتين رئيسيتين: مقارنة السعة ومقارنة الطور . وقد تكون بعض الخوارزميات مزيجًا من هاتين الفئتين.

تقنية دوبلر الزائف DF

تقنية دوبلر الزائف هي طريقة لتحديد اتجاه الإشارة تعتمد على الطور، وتُنتج تقديرًا لاتجاه الإشارة المستقبلة عن طريق قياس إزاحة دوبلر الناتجة عن أخذ عينات من عناصر مصفوفة دائرية. استخدمت الطريقة الأصلية هوائيًا واحدًا يتحرك فعليًا في دائرة، بينما تستخدم الطريقة الحديثة مصفوفة دائرية متعددة الهوائيات، حيث تُؤخذ عينات من كل هوائي بالتتابع.

واتسون-وات، أو مصفوفة هوائيات أدكوك

تستخدم تقنية واتسون -وات زوجين من الهوائيات لإجراء مقارنة سعة الإشارة الواردة. وتعتمد طريقة واتسون-وات الشائعة على مصفوفة من ملفين متعامدين (ثنائيات أقطاب مغناطيسية) في المستوى الأفقي، وغالبًا ما تُستكمل بثنائي قطب كهربائي متعدد الاتجاهات مستقطب رأسيًا لحل حالات الغموض بزاوية 180 درجة.

تستخدم مصفوفة هوائيات أدكوك زوجًا من الهوائيات أحادية القطب أو ثنائية القطب، حيث يتم حساب الفرق الاتجاهي للإشارة المستقبلة عند كل هوائي، بحيث يكون هناك خرج واحد فقط من كل زوج من الهوائيات. يتم وضع زوجين من هذه الهوائيات في نفس الموقع ولكن بشكل متعامد لإنتاج ما يمكن تسميته بإشارات الشمال-الجنوب (N-S) والشرق-الغرب (E-W)، والتي تُمرر بعد ذلك إلى جهاز الاستقبال. في جهاز الاستقبال، يمكن حساب زاوية الاتجاه بأخذ دالة الظل العكسي لنسبة إشارة الشمال-الجنوب إلى إشارة الشرق-الغرب.

مقياس التداخل الترابطي

يقوم مبدأ عمل مقياس التداخل الترابطي على مقارنة فروق الطور المقاسة مع فروق الطور المُحَصَّلة لنظام هوائي لتحديد الاتجاه ذي تكوين معروف عند زاوية موجة معروفة (مجموعة بيانات مرجعية). ولتحقيق ذلك، يجب أن تُشكِّل ثلاثة عناصر هوائية على الأقل (ذات خصائص استقبال شاملة الاتجاهات) أساسًا غير متوازي. تُجرى المقارنة لقيم سمت وارتفاع مختلفة لمجموعة البيانات المرجعية. تُستخلص نتيجة الاتجاه من تقييم ترابطي وعشوائي يكون فيه معامل الارتباط في أعلى قيمة له. إذا كانت عناصر هوائي تحديد الاتجاه ذات نمط هوائي اتجاهي، فيمكن تضمين السعة في المقارنة.

يتكون نظام تحديد الاتجاه باستخدام مقياس التداخل الترابطي عادةً من أكثر من خمسة عناصر هوائية. يتم مسح هذه العناصر تباعًا عبر مصفوفة تبديل محددة. في نظام تحديد الاتجاه متعدد القنوات، يتم دمج n عنصر هوائي مع m قناة استقبال لتحسين أداء النظام.

التطبيقات

الملاحة اللاسلكية

كان تحديد اتجاه الراديو ، أو جهاز تحديد الاتجاه الراديوي (RDF )، في السابق الوسيلة الرئيسية للملاحة الجوية. ( كان اختصار "تحديد المدى والاتجاه " يُستخدم لوصف سلف الرادار . ^{[ 2 ]} ) استُخدمت المنارات لتحديد تقاطعات "الممرات الجوية" ولتحديد إجراءات الإقلاع والهبوط. ولأن الإشارة المرسلة لا تحتوي على معلومات حول الاتجاه أو المسافة، تُعرف هذه المنارات في عالم الطيران باسم المنارات غير الاتجاهية ( NDB) . ابتداءً من خمسينيات القرن الماضي، استُبدلت هذه المنارات عمومًا بنظام VOR ، حيث يُقاس اتجاه جهاز الملاحة من الإشارة نفسها؛ وبالتالي لا حاجة إلى هوائي متخصص بأجزاء متحركة. ونظرًا لانخفاض تكلفة الشراء والصيانة والمعايرة نسبيًا، لا تزال المنارات غير الاتجاهية تُستخدم لتحديد مواقع المطارات الصغيرة ومواقع هبوط المروحيات المهمة.

تُستخدم منارات مماثلة موجودة في المناطق الساحلية للملاحة اللاسلكية البحرية، حيث كانت جميع السفن تقريبًا مُجهزة بجهاز تحديد الاتجاه (أبليارد 1988). لم يتبقَّ سوى عدد قليل جدًا من منارات الملاحة اللاسلكية البحرية فعّالة حتى اليوم (2008)، إذ تخلّت السفن عن الملاحة عبر تحديد الاتجاه الراديوي لصالح الملاحة عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

في المملكة المتحدة، تتوفر خدمة تحديد اتجاه الراديو على الترددين 121.5 ميجاهرتز و243.0 ميجاهرتز لطياري الطائرات الذين يواجهون صعوبات أو مشاكل. تعتمد هذه الخدمة على عدد من وحدات تحديد الاتجاه اللاسلكية الموجودة في المطارات المدنية والعسكرية وبعض محطات خفر السواحل. ^{[ 11 ]} تستطيع هذه المحطات تحديد موقع الطائرة وإرساله لاسلكيًا إلى الطيار.

محدد موقع نظام الهبوط الآلي (ILS)

الملاحة البحرية والجوية

مكونات بوصلة الراديو R-5/ARN7، مع صندوق التحكم اللاسلكي (يسار)، والمؤشر (وسط)، ووحدة بوصلة الراديو (يمين).

تُعرف أجهزة الإرسال اللاسلكية للملاحة الجوية والبحرية باسم " المنارات" ، وهي بمثابة المكافئ اللاسلكي للمنارة . يرسل جهاز الإرسال إشارة مورس على موجة طويلة (150-400 كيلوهرتز) أو موجة متوسطة (520-1720 كيلوهرتز)، تتضمن مُعرّف المحطة المستخدم لتأكيد موقعها وحالتها التشغيلية. ولأن هذه الإشارات اللاسلكية تُبث في جميع الاتجاهات (شاملة الاتجاهات) خلال النهار، فإن الإشارة نفسها لا تتضمن معلومات عن الاتجاه، ولذلك تُسمى هذه المنارات " المنارات غير الاتجاهية" أو NDBs .

بما أن نطاق البث الإذاعي التجاري متوسط الموجة يقع ضمن نطاق تردد معظم أجهزة تحديد الاتجاه الراديوي، يمكن استخدام هذه المحطات وأجهزة إرسالها لتحديد المواقع الملاحية. ورغم أن هذه المحطات الإذاعية التجارية قد تكون مفيدة نظرًا لقدرتها العالية وموقعها بالقرب من المدن الكبرى، إلا أن المسافة بين موقع المحطة وجهاز إرسالها قد تصل إلى عدة كيلومترات، مما قد يقلل من دقة تحديد الموقع عند الاقتراب من المدينة التي تبث منها. وثمة عامل آخر يتمثل في أن بعض محطات راديو AM تبث في جميع الاتجاهات خلال النهار، ثم تتحول إلى إشارة موجهة ذات قدرة منخفضة ليلاً.

كان نظام تحديد الاتجاه الراديوي (RDF) في السابق الشكل الرئيسي للملاحة الجوية والبحرية. شكلت سلاسل من المنارات "ممرات جوية" بين المطارات، بينما وفرت منارات الملاحة غير الاتجاهية البحرية (NDB) ومحطات البث الإذاعي التجارية (AM) المساعدة الملاحية للقوارب الصغيرة التي تقترب من اليابسة. في الولايات المتحدة، كان يُشترط على محطات الراديو التجارية (AM) بث مُعرّف المحطة مرة واحدة كل ساعة ليستخدمه الطيارون والبحارة كمعين للملاحة. في خمسينيات القرن العشرين، تم تعزيز منارات الملاحة غير الاتجاهية الجوية بنظام VOR ، حيث يمكن استخلاص اتجاه المنارة من الإشارة نفسها، ومن هنا جاء التمييز بينها وبين المنارات غير الاتجاهية. وقد حل نظام لوران (LORAN) محل استخدام منارات الملاحة غير الاتجاهية البحرية إلى حد كبير في أمريكا الشمالية في سبعينيات القرن العشرين.

اليوم، تم إيقاف تشغيل العديد من أجهزة تحديد الاتجاه غير اللاسلكي (NDB) لصالح أنظمة الملاحة عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الأسرع والأكثر دقة. ومع ذلك، فإن التكلفة المنخفضة لأنظمة تحديد الاتجاه التلقائي (ADF) وتحديد الاتجاه اللاسلكي (RDF)، واستمرار وجود محطات البث الإذاعي AM (بالإضافة إلى منارات الملاحة في دول خارج أمريكا الشمالية) قد سمحت لهذه الأجهزة بمواصلة العمل، بشكل أساسي للاستخدام في القوارب الصغيرة، كجهاز مساعد أو احتياطي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

تحديد مواقع أجهزة الإرسال غير القانونية أو السرية أو المعادية – الاستخبارات الإلكترونية

خلال الحرب العالمية الثانية، بُذلت جهودٌ كبيرة لتحديد مواقع أجهزة الإرسال السرية في المملكة المتحدة عن طريق تحديد الاتجاه. تولّت هذه المهمة دائرة الأمن اللاسلكي (RSS، المعروفة أيضًا باسم MI8). في البداية، أنشأ مكتب البريد العام ثلاث محطات U Adcock HF DF في عام 1939. ومع إعلان الحرب، طوّرت MI5 و RSS هذه الشبكة لتصبح شبكةً أوسع. تمثّلت إحدى المشكلات في توفير تغطية لمنطقة بحجم المملكة المتحدة في تركيب عدد كافٍ من محطات تحديد الاتجاه لتغطية المنطقة بأكملها واستقبال إشارات الموجات السماوية المنعكسة من الطبقات المتأينة في الغلاف الجوي العلوي. حتى مع توسيع الشبكة، لم تكن بعض المناطق مغطاة بشكل كافٍ، ولهذا السبب تمّ تجنيد ما يصل إلى 1700 متطوع من هواة اللاسلكي (هواة الراديو) للكشف عن عمليات الإرسال غير المشروعة عبر الموجات الأرضية . بالإضافة إلى المحطات الثابتة، شغّلت دائرة الأمن اللاسلكي أسطولًا من مركبات تحديد الاتجاه المتنقلة في جميع أنحاء المملكة المتحدة. إذا تمّ تحديد جهاز إرسال بواسطة محطات تحديد الاتجاه الثابتة أو المتطوعين، يتم إرسال الوحدات المتنقلة إلى المنطقة لتحديد مصدر الإشارة. كانت هذه الوحدات المتنقلة من أنظمة Adcock HF.

بحلول عام ١٩٤١، لم يُكتشف في المملكة المتحدة سوى عدد قليل من أجهزة الإرسال غير المشروعة؛ وكان هؤلاء عملاء ألمان تم تجنيدهم وكانوا يبثون تحت سيطرة جهاز الاستخبارات الداخلية البريطاني (MI5). وقد سُجّلت العديد من عمليات الإرسال غير المشروعة الصادرة عن عملاء ألمان في دول أوروبية محتلة ومحايدة. وأصبحت هذه الاتصالات مصدرًا قيّمًا للمعلومات الاستخباراتية، لذا نُقلت إدارة جهاز الاستخبارات الخارجية (RSS) لاحقًا إلى جهاز الاستخبارات الخارجية البريطاني (MI6) المسؤول عن المعلومات الاستخباراتية السرية الواردة من خارج المملكة المتحدة. وازدادت عمليات تحديد الاتجاه والاعتراض حجمًا وأهمية حتى عام ١٩٤٥.

تألفت محطات أدكوك عالية التردد من أربعة هوائيات رأسية بطول 10 أمتار تحيط بكوخ خشبي صغير للمشغل يحتوي على جهاز استقبال وجهاز قياس الزوايا الراديوي الذي يُضبط لتحديد الاتجاه. كما استُخدمت محطات متوسطة التردد مزودة بأربعة هوائيات برجية شبكية مدعومة بكابلات بطول 30 مترًا. في عام 1941، بدأت جمعية الراديو البريطانية (RSS) تجاربها على أجهزة تحديد الاتجاه ذات الحلقات المتباعدة، التي طورتها شركة ماركوني والمختبرات الفيزيائية الوطنية البريطانية . تتكون هذه الأجهزة من حلقتين متوازيتين مربعتين، طول ضلع كل منهما من 1 إلى 2 متر، مثبتتين على طرفي عارضة قابلة للدوران يتراوح طولها بين 3 و8 أمتار. جُمعت زاوية العارضة مع نتائج جهاز قياس الزوايا الراديوي لتحديد الاتجاه. كان الاتجاه المُحدد أكثر دقة من ذلك المُحدد بنظام أدكوك أحادي الحلقة، ولكن وُجدت بعض الغموضات التي حالت دون تركيب سبعة أنظمة مقترحة لتحديد الاتجاه ذات الحلقات المتباعدة. كان مشغل نظام الحلقات المتباعدة موجودًا في خزان معدني تحت الأرض أسفل الهوائيات. تم تركيب سبعة خزانات تحت الأرض، ولكن لم يتم تركيب سوى نظامين من أنظمة الحلقات المتباعدة في ويموندام، نورفولك، وويفرثورب في يوركشاير. وُوجهت مشاكل أدت إلى تزويد الخزانات الخمسة المتبقية تحت الأرض بأنظمة أدكوك. كان يتم تدوير هوائي SL الدوار يدويًا، مما يعني أن القياسات المتتالية كانت أبطأ بكثير من تدوير قرص مقياس الزوايا.

أُنشئت محطة تجريبية أخرى للحلقة المتباعدة بالقرب من أبردين عام 1942 لصالح وزارة الطيران، وتضمنت ملجأً خرسانيًا شبه تحت الأرض. إلا أن هذه المحطة أُهملت أيضًا بسبب صعوبات تشغيلية. وبحلول عام 1944، طُوِّرت نسخة متنقلة من الحلقة المتباعدة، واستخدمتها قوات الأمن الملكية في فرنسا عقب غزو نورماندي في يوم النصر.

استخدم الجيش الأمريكي نسخة ساحلية من نظام تحديد الاتجاه ذي الحلقة المتباعدة خلال الحرب العالمية الثانية، أطلق عليها اسم "DAB". وُضعت الحلقات في نهايتي شعاع، وكان كل ذلك داخل كوخ خشبي، مع وجود الإلكترونيات في خزانة كبيرة مزودة بشاشة عرض أنبوب أشعة الكاثود في مركز الشعاع، وكل شيء مدعوم على محور مركزي. وكان المشغل يُدير الشعاع يدويًا.

أدخلت البحرية الملكية البريطانية في عام 1944 نظامًا مُعدَّلًا لمحطات تحديد الاتجاه عالية التردد (HF DF) الساحلية لتتبع غواصات يو الألمانية في شمال المحيط الأطلسي. وقد أنشأت مجموعات من خمس محطات لتحديد الاتجاه، بحيث يمكن دمج قراءات الاتجاهات من المحطات الفردية في المجموعة وحساب متوسطها. أُنشئت أربع مجموعات من هذا النوع في بريطانيا، في مواقع فورد إند (إسكس)، وغونهافيرن (كورنوال)، وأنسترثر وبويرمادن في المرتفعات الاسكتلندية. كما أُنشئت مجموعات مماثلة في أيسلندا ونوفا سكوتيا وجامايكا. لم تتحقق التحسينات المتوقعة، ولكن لاحقًا، ساهمت الدراسات الإحصائية في تحسين النظام، واستمر استخدام مجموعتي غونهافيرن وفورد إند خلال الحرب الباردة. كما نشرت البحرية الملكية معدات تحديد الاتجاه على السفن المكلفة بمكافحة الغواصات في محاولة لتحديد مواقع الغواصات الألمانية، فعلى سبيل المثال، زُودت فرقاطات فئة الكابتن بهوائي تحديد اتجاه متوسط التردد (MF/DF) (وُضع الهوائي أمام الجسر) وهوائي تحديد اتجاه عالي التردد (HF/DF، "هافدوف") من النوع FH 4 (وُضع الهوائي أعلى الصاري الرئيسي). ^[¹²^]

كتب رولاند كين، رئيس قسم الهندسة في شركة RSS في هانسلوب بارك، مرجعًا شاملًا حول تحديد اتجاه الاتصالات اللاسلكية خلال الحرب العالمية الثانية. وقد وُصفت أنظمة تحديد الاتجاه المذكورة هنا بالتفصيل في كتابه الصادر عام 1947 بعنوان " تحديد اتجاه الاتصالات اللاسلكية" . ^{[ 13 ]}

في نهاية الحرب العالمية الثانية، استمر عدد من محطات تحديد الاتجاه التابعة لهيئة المسح الجيولوجي البريطانية في العمل خلال الحرب الباردة تحت سيطرة مقر الاتصالات الحكومية البريطانية (GCHQ)، وهي منظمة الاستخبارات الإلكترونية البريطانية.

تُوجَّه معظم جهود تحديد الاتجاه في المملكة المتحدة حاليًا (2009) نحو تحديد مواقع بث إذاعي غير مرخص بتقنية FM. وتُستخدم شبكة من أجهزة تحديد الاتجاه VHF التي تعمل عن بُعد، والموجودة بشكل رئيسي حول المدن الكبرى. كما يتم تحديد مواقع البث من الهواتف المحمولة باستخدام تقنية تحديد الاتجاه التي تعتمد على قوة الإشارة النسبية في أجهزة الاستقبال الخلوية المحلية المحيطة. غالبًا ما تُقدَّم هذه التقنية كدليل في الدعاوى الجنائية في المملكة المتحدة، ومن المؤكد تقريبًا أنها تُستخدم لأغراض الاستخبارات الإلكترونية. ^{[ 14 ]}

الإسعافات الأولية

تُستخدم أجهزة إرسال إشارات تحديد المواقع في حالات الطوارئ على نطاق واسع في الطائرات المدنية والسفن. تاريخيًا، كانت هذه الأجهزة تُرسل إشارة صوتية فقط، وتعتمد على تحديد الاتجاه بواسطة طائرات البحث لتحديد موقعها. أما أجهزة إرسال إشارات الطوارئ الحديثة، فتُرسل إشارة تعريف فريدة تتضمن بيانات موقع GPS ، مما يُساعد في تحديد الموقع الدقيق للجهاز.

تعمل أجهزة الإرسال والاستقبال الخاصة بالانهيارات الثلجية على تردد قياسي يبلغ 457 كيلوهرتز، وهي مصممة للمساعدة في تحديد مواقع الأشخاص والمعدات المدفونة تحت الثلوج. ونظرًا لانخفاض طاقة الإشارة، فإن اتجاهية الإشارة اللاسلكية تتأثر بشكل كبير بتأثيرات المجال على نطاق صغير ^{[ 15 ]،} مما يجعل تحديد موقعها أمرًا معقدًا للغاية.

تتبع الحياة البرية

يُعدّ تحديد مواقع الحيوانات المُزوّدة بأجهزة تتبع لاسلكية باستخدام تقنية التثليث أسلوبًا بحثيًا شائعًا لدراسة حركة الحيوانات. استُخدمت هذه التقنية لأول مرة في أوائل الستينيات، عندما أصبحت أجهزة الإرسال اللاسلكية والبطاريات صغيرة بما يكفي لتثبيتها على الحيوانات البرية، وهي تُستخدم الآن على نطاق واسع في العديد من الدراسات المتعلقة بالحياة البرية. يتم تتبع معظم الحيوانات البرية المُزوّدة بأجهزة إرسال لاسلكية بواسطة باحث ميداني باستخدام جهاز محمول لتحديد اتجاه الإشارة اللاسلكية. عندما يرغب الباحث في تحديد موقع حيوان معين، يُمكن تحديد موقعه بدقة عن طريق تحديد اتجاه جهاز الإرسال من عدة مواقع.

استطلاع

تُستخدم المصفوفات الطورية وغيرها من تقنيات الهوائيات المتقدمة لتتبع إطلاق أنظمة الصواريخ ومساراتها. ويمكن استخدام هذه الأنظمة لأغراض دفاعية، وكذلك لجمع معلومات استخباراتية حول عمليات الصواريخ التابعة لدول أخرى. وتُستخدم هذه التقنيات نفسها للكشف عن الطائرات التقليدية وتتبعها .

علم الفلك

تستطيع أجهزة الاستقبال الأرضية رصد الإشارات الراديوية المنبعثة من النجوم البعيدة أو مناطق الغاز المتأين. كما تستطيع أجهزة الاستقبال في التلسكوبات الراديوية تحديد الاتجاه العام لهذه المصادر الراديوية الطبيعية، وأحيانًا ربط موقعها بالأجسام المرئية بالتلسكوبات البصرية. وقد يُتيح القياس الدقيق لوقت وصول النبضات الراديوية بواسطة تلسكوبين راديويين في موقعين مختلفين على الأرض، أو بواسطة التلسكوب نفسه في أوقات مختلفة من مدار الأرض حول الشمس، تقدير المسافة إلى الجسم الراديوي.

رياضة

حظيت الفعاليات التي تنظمها مجموعات ومنظمات، والتي تتضمن استخدام مهارات تحديد اتجاه الراديو لتحديد مواقع أجهزة الإرسال في أماكن غير معروفة، بشعبية واسعة منذ نهاية الحرب العالمية الثانية. ^{[ 16 ]} وقد رُوِّج للعديد من هذه الفعاليات في البداية بهدف التدرب على استخدام تقنيات تحديد اتجاه الراديو لأغراض الاستجابة للكوارث والدفاع المدني ، أو للتدرب على تحديد مصدر تداخل الترددات اللاسلكية . يُعرف الشكل الأكثر شيوعًا لهذه الرياضة عالميًا باسم تحديد اتجاه الراديو للهواة (ARDF). وهناك شكل آخر من هذا النشاط، يُعرف باسم " صيد أجهزة الإرسال " أو "صيد أجهزة الإرسال المتنقلة" أو "صيد الثعالب"، ويُقام في منطقة جغرافية أوسع، مثل المنطقة الحضرية لمدينة كبيرة، حيث يتنقل معظم المشاركين بسياراتهم في محاولة لتحديد موقع جهاز إرسال لاسلكي واحد أو أكثر باستخدام تقنيات تحديد اتجاه الراديو.

اختيار محطات تحديد اتجاه الراديو

هوائيات RDF ( جزيرة جاليتا )
نظام VORTAC (لتوفير التوجيه السمتي )
تحديد موقع الطائرة عن طريق الراديو على تردد 121.5 ميجاهرتز ( تردد الطوارئ للطائرات )
هوائي 121.5/156.8 ميجاهرتز (طائرة منارة تحديد المواقع في حالات الطوارئ)
محطة تحديد اتجاه الراديو 410 كيلو هرتز
محطة تحديد اتجاه الراديو البحرية (GT-302)
محطة RDF البحرية (Pelengator)

تحديد الاتجاه عند ترددات الميكروويف

طُوّرت تقنيات تحديد الاتجاه لترددات الميكروويف في أربعينيات القرن العشرين، استجابةً لتزايد أعداد أجهزة الإرسال العاملة على هذه الترددات العالية. وقد استلزم ذلك تصميم هوائيات وأجهزة استقبال جديدة لأنظمة تحديد الاتجاه.

في الأنظمة البحرية، أصبحت قدرة تحديد الاتجاه جزءًا من مجموعة تدابير الدعم الإلكتروني (ESM)، ^{[ 17 ]}^{: 6}^{[ 18 ]}^{: 126}^{[ 19 ]}^{: 70،} حيث تُعزز المعلومات الاتجاهية المُستقاة عمليات تحديد الإشارات الأخرى. أما في الطائرات، فيُوفر نظام تحديد الاتجاه معلومات إضافية لجهاز استقبال الإنذار الراداري (RWR).

بمرور الوقت، أصبح من الضروري تحسين أداء أنظمة تحديد الاتجاه بالميكروويف من أجل مواجهة التكتيكات المراوغة التي يستخدمها بعض المشغلين، مثل الرادارات ذات احتمالية الاعتراض المنخفضة ووصلات البيانات السرية .

نبذة تاريخية عن تطور تقنية الميكروويف

في أوائل القرن، استُخدمت الصمامات المفرغة (الصمامات الحرارية) على نطاق واسع في أجهزة الإرسال والاستقبال، ولكن أداءها عند الترددات العالية كان محدودًا بسبب تأثيرات زمن العبور. ^{[ 20 ]}^{: 192}^{[ 21 ]}^{: 394}^{[ 22 ]}^{: 206} حتى مع استخدام عمليات خاصة لتقليل أطوال الأسلاك، ^{[ 23 ]} مثل بناء الشبكة الإطارية، كما هو مستخدم في EF50 ، والبناء المستوي، ^{[ 20 ]}^{: 192} لم يكن سوى عدد قليل جدًا من الصمامات قادرًا على العمل فوق ترددات UHF .

أُجريت أبحاث مكثفة في ثلاثينيات القرن العشرين لتطوير أنابيب إرسال خاصة بنطاق الموجات الميكروية، وشملت على وجه الخصوص الكليسترون ^{[ 24 ]}^{[ 20 ]}^{: 201} ، والمغنطرون التجويفي ^{[ 20 ]}^{: 347}^{[ 24 ]}^{: 45} ، وأنبوب الموجة المتنقلة (TWT) ^{[ 20 ]}^{: 241}^{[ 24 ]}^{: 48.} وبعد نجاح تطوير هذه الأنابيب، بدأ إنتاجها على نطاق واسع في العقد التالي.

مزايا تشغيل الميكروويف

تتميز إشارات الميكروويف بأطوال موجية قصيرة، مما يُحسّن بشكل كبير من دقة تحديد الأهداف مقارنةً بأنظمة الترددات الراديوية . وهذا يسمح بتحديد الأهداف المتعددة بدقة أكبر، كما يُحسّن من دقة التوجيه. ^{[ 25 ]} بالإضافة إلى ذلك، تتميز الهوائيات بصغر حجمها، مما يسمح بتجميعها في مصفوفات مدمجة، كما أنها تُنتج أنماط شعاعية محددة بدقة، مما يوفر حزمًا ضيقة ذات كسب عالٍ، وهو ما يُفضّله الرادار ووصلات البيانات .

من بين المزايا الأخرى لنطاق الموجات الميكروية المتاح حديثًا، غياب التلاشي (وهي مشكلة شائعة في نطاق الموجات الراديوية القصيرة ) والزيادة الكبيرة في طيف الإشارة، مقارنةً بنطاقات الترددات الراديوية المزدحمة المستخدمة حاليًا. إضافةً إلى القدرة على استيعاب عدد أكبر من الإشارات، أصبح من الممكن الآن استخدام تقنيات الطيف المنتشر والقفز الترددي .

بمجرد أن ترسخت تقنيات الميكروويف، حدث توسع سريع في هذا النطاق من قبل المستخدمين العسكريين والتجاريين على حد سواء.

هوائيات لتحديد الاتجاه

تختلف متطلبات هوائيات تحديد الاتجاه عن تلك المستخدمة في الرادار أو وصلات الاتصالات، حيث يُعدّ الهوائي ذو الحزمة الضيقة والكسب العالي ميزةً في هذه الحالة. مع ذلك، عند تحديد الاتجاه، قد يكون اتجاه المصدر غير معروف، لذا يُفضّل عادةً اختيار هوائيات ذات عرض حزمة واسع، حتى وإن كان كسبها أقلّ في اتجاه محور الهوائي . إضافةً إلى ذلك، يجب أن تغطي هذه الهوائيات نطاقًا واسعًا من الترددات.

يوضح الشكل المخطط القطبي المعياري لخاصية كسب هوائي نموذجي، في المستوى الأفقي. يبلغ عرض حزمة نصف القدرة للحزمة الرئيسية $2 \times Ψ₀ .$ يُفضل، عند استخدام طرق مقارنة السعة لتحديد الاتجاه، أن يقترب الفص الرئيسي من خاصية غاوسية. على الرغم من أن الشكل يُظهر أيضًا وجود فصوص جانبية ، إلا أنها لا تُشكل مصدر قلق كبير عند استخدام الهوائيات في مصفوفة تحديد الاتجاه.

عادةً، يرتبط كسب خط التوجيه للهوائي بعرض الحزمة. ^{[ 26 ]}^{: 257} بالنسبة للهوائي ذي البوق المستطيل، ${\text{الكسب}}\approx {\frac {30,\!000}{\mathrm {BW} _{h}\times \mathrm {BW} _{v}}}$ حيث يمثل $BW h$ و $BW v$ عرض حزمة الهوائي الأفقي والرأسي، على التوالي، بالدرجات. بالنسبة لفتحة دائرية، بعرض حزمة $BW c$ ، يكون ${\text{الكسب}}\approx {\frac {30,\!000}{(\mathrm {BW} _{c})^{2}}}$

هناك نوعان من الهوائيات شائعان في تحديد الاتجاه، وهما الهوائيات الحلزونية ذات التجويف الخلفي والهوائيات القرنية .

مخطط قطبي للهوائي
مخطط لوغاريتمي للهوائي
حلزوني ذو تجويف خلفي
قرن هرمي

تتميز الهوائيات الحلزونية بقدرتها على استقبال نطاقات تردد واسعة جدًا ^{[ 26 ]}^{: 252}^{[ 27 ]} ، ويبلغ عرض حزمة نصف القدرة الاسمي حوالي 70 درجة، مما يجعلها مناسبة جدًا لمصفوفات الهوائيات التي تحتوي على 4 أو 5 أو 6 هوائيات. ^{[ 18 ]}^{: 41}

بالنسبة للمصفوفات الأكبر حجمًا التي تتطلب عرض حزمة أضيق ، يمكن استخدام الهوائيات القرنية. ويمكن زيادة عرض نطاق تردد الهوائيات القرنية باستخدام مغذيات الموجات الدليلية ذات الحواف المزدوجة ^{[ 28 ]}^{[ 18 ]}^{: 72} وباستخدام هوائيات قرنية ذات حواف داخلية. ^{[ 29 ]}^{: 267}^{[ 30 ]}^{: 181}

أجهزة استقبال الميكروويف

المستلمين الأوائل

كانت أجهزة استقبال الموجات الميكروية المبكرة في الغالب أجهزة استقبال بسيطة تعتمد على تقنية "الفيديو البلوري" ^{[ 31 ]}^{: 169}^{[ 18 ]}^{: 172}^{[ 32 ]} ، والتي تستخدم كاشفًا بلوريًا متبوعًا بمضخم فيديو ذي خاصية ضغط لتوسيع النطاق الديناميكي. كان هذا النوع من أجهزة الاستقبال واسع النطاق ولكنه لم يكن حساسًا للغاية. ومع ذلك، كان من الممكن التغاضي عن هذا النقص في الحساسية نظرًا لـ "ميزة المدى" التي يتمتع بها جهاز استقبال DF (انظر أدناه).

مضخمات كليسترون ومضخمات TWT الأولية

يُعدّ كلٌّ من الكليسترون وأنبوب الموجة المتحركة (TWT) جهازين خطيين، وبالتالي، من حيث المبدأ، يُمكن استخدامهما كمضخمات أولية للمستقبل. مع ذلك، كان الكليسترون غير مناسب تمامًا لكونه جهازًا ضيق النطاق وعالي التشويش ^{[ 21 ]}^{: 392} ، بينما يتميز أنبوب الموجة المتحركة (TWT)، على الرغم من كونه أكثر ملاءمة من الناحية النظرية ^{[ 21 ]}^{: 548،} بخصائص مطابقة ضعيفة وحجم كبير، مما يجعله غير مناسب لأنظمة متعددة القنوات تستخدم مضخمًا أوليًا لكل هوائي. مع ذلك، تمّ عرض نظام يستخدم فيه مضخم TWT أولي واحد لاختيار الإشارات بشكل انتقائي من مصفوفة هوائيات. ^{[ 33 ]}

مضخمات الترانزستور الأولية

أصبحت الترانزستورات المناسبة لترددات الميكروويف متاحةً مع نهاية خمسينيات القرن العشرين. وكان أولها ترانزستور تأثير المجال لأشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOSFET). وتلتها ترانزستورات أخرى، مثل ترانزستور تأثير المجال لأشباه الموصلات المعدنية وترانزستور الحركة الإلكترونية العالية (HEMT). في البداية، كانت الترانزستورات المنفصلة تُدمج في دوائر الخطوط الشريطية أو الميكروستريب ، ثم تلتها الدوائر المتكاملة للميكروويف . وبفضل هذه الأجهزة الجديدة، أصبح من الممكن تصنيع مضخمات استقبال أولية منخفضة الضوضاء، مما زاد بشكل كبير من حساسية أنظمة تحديد الاتجاه، وبالتالي نطاق الكشف فيها.

ميزة المدى

المصدر: ^{[ 34 ]}

يتمتع مستقبل تحديد الاتجاه (DF) بميزة نطاق الكشف ^{[ 35 ]} مقارنةً بمستقبل الرادار. ويعود ذلك إلى أن قوة الإشارة عند مستقبل تحديد الاتجاه، الناتجة عن إرسال الرادار، تتناسب عكسيًا مع مربع المسافة $(1/ R²)،$ بينما تتناسب قوة الإشارة عند مستقبل الرادار، الناتجة عن الإشارة المنعكسة، عكسيًا مع مربع المسافة $(σ / R⁴)$ ، حيث $R$ هو المدى و $σ$ هو المقطع العرضي الراداري لنظام تحديد الاتجاه. ^{[ 36 ]} ونتيجةً لذلك، تكون قوة الإشارة عند مستقبل الرادار أقل بكثير من قوتها عند مستقبل تحديد الاتجاه. وبالتالي، وعلى الرغم من حساسيته المنخفضة، فإن مستقبل تحديد الاتجاه البسيط ذو الفيديو البلوري قادر عادةً على كشف إرسال الإشارة من الرادار على مدى أكبر من المدى الذي يستطيع مستقبل الرادار نفسه عنده كشف وجود نظام تحديد الاتجاه. ^{[ 18 ]}^{: 8}

عمليًا، تتضاءل هذه الميزة بسبب نسبة كسب الهوائي (عادةً ما تكون 36 ديسيبل للرادار و10 ديسيبل لنظام الدعم الإلكتروني)، واستخدام تقنيات الطيف المنتشر ، مثل ضغط التردد المتغير ، من قِبل الرادار لزيادة كسب معالجة جهاز الاستقبال. من جهة أخرى، يمكن لنظام تحديد الاتجاه استعادة بعض الميزة باستخدام أجهزة استقبال حساسة ومنخفضة الضوضاء، وباتباع أساليب التخفي لتقليل مقطعه الراداري ، ^{[ 29 ]}^{: 292} كما هو الحال مع الطائرات والسفن الشبحية .

المتطلبات الجديدة على أنظمة تحديد الاتجاه

أدى الانتقال إلى ترددات الميكروويف إلى إعادة تقييم متطلبات نظام تحديد الاتجاه. ^{[ 37 ]} لم يعد بإمكان جهاز الاستقبال الاعتماد على تدفق إشارة مستمر لإجراء القياسات. فالرادارات ذات الحزم الضيقة لا تُضيء هوائيات نظام تحديد الاتجاه إلا نادرًا. علاوة على ذلك، فإن بعض الرادارات التي تسعى لتجنب الكشف (مثل رادارات المهربين والسفن المعادية والصواريخ) تُشع إشاراتها بشكل غير متكرر وغالبًا بقدرة منخفضة. ^{[ 38 ]} يُشار إلى هذا النظام برادار ذي احتمالية اعتراض منخفضة . ^{[ 39 ]}^{[ 40 ]} في تطبيقات أخرى، مثل وصلات الميكروويف، قد لا يُوجّه هوائي جهاز الإرسال أبدًا نحو مستقبل تحديد الاتجاه، لذا فإن الاستقبال لا يكون ممكنًا إلا عن طريق تسرب الإشارة من الفصوص الجانبية للهوائي. إضافة إلى ذلك، قد لا تُشع وصلات البيانات السرية ^{[ 41 ]} تسلسلًا عالي معدل البيانات إلا نادرًا جدًا.

بشكل عام، ولتلبية متطلبات الظروف الحديثة، يتطلب نظام تحديد الاتجاه بالموجات الميكروية واسع النطاق حساسية عالية وتغطية بزاوية 360 درجة، وذلك لكي يكون قادراً على اكتشاف النبضات المفردة (التي تسمى غالباً نبضة أحادية السعة ) وتحقيق "احتمالية اعتراض" عالية. ^{[ 42 ]}

DF عن طريق مقارنة السعة

أصبحت مقارنة السعة طريقة شائعة لتحديد الاتجاه نظرًا لسهولة تطبيق الأنظمة نسبيًا، وحساسيتها الجيدة، والأهم من ذلك، احتمالية الكشف العالية عن الإشارة. ^{[ 43 ]}^{: 97}^{[ 18 ]}^{: 207.} عادةً، تُستخدم مصفوفة من أربعة هوائيات اتجاهية مائلة، أو أكثر، لتوفير تغطية بزاوية 360 درجة. ^{[ 44 ]}^{: 155}^{[ 18 ]}^{: 101}^{[ 45 ]}^{: 5-8.7}^{[ 43 ]}^{: 97}^{[ 46 ].} يمكن لطرق تحديد الاتجاه عن طريق مقارنة الطور أن توفر دقة أفضل في تحديد الاتجاه، ^{[ 45 ]}^{: 5-8.9،} ولكن معالجتها أكثر تعقيدًا. تتميز الأنظمة التي تستخدم هوائيًا طبقًا دوارًا واحدًا بحساسية أعلى، وصغر حجمها، وسهولة تطبيقها نسبيًا، ولكنها تعاني من ضعف في نقطة الاهتمام. ^{[ 42 ]}

عادةً، تُقارن سعة الإشارة في قناتين متجاورتين من المصفوفة لتحديد اتجاه الموجة الواردة، ولكن في بعض الأحيان، تُستخدم ثلاث قنوات متجاورة لتحسين الدقة. ورغم ضرورة مطابقة كسب الهوائيات وسلاسل التضخيم الخاصة بها بدقة، إلا أن التصميم والبناء الدقيقين وإجراءات المعايرة الفعالة تُعوض عن أي قصور في المكونات المادية. وقد سُجلت دقة إجمالية في تحديد الاتجاه تتراوح بين 2° و10° (متوسط الجذر التربيعي) باستخدام هذه الطريقة ^{[ 45 ]}^{[ 47 ] .}

تحديد الاتجاه ثنائي القناة

يتم تحديد اتجاه الإشارة ثنائية القناة، باستخدام هوائيين متجاورين ضمن مصفوفة دائرية، عن طريق مقارنة قدرة الإشارة الأقوى بقدرة الإشارة التي تليها في القوة. ويمكن تحديد اتجاه الإشارة الواردة، ضمن القوس الذي يرسمه الهوائيان بزاوية انحراف $Φ$ ، بمقارنة القدرات النسبية للإشارات المستقبلة. فعندما تكون الإشارة على محور أحد الهوائيين، تكون الإشارة عند الهوائي الآخر أقل بحوالي 12 ديسيبل. وعندما يكون اتجاه الإشارة في منتصف المسافة بين الهوائيين، تتساوى مستويات الإشارة وتكون أقل بحوالي 3 ديسيبل من قيمتها عند محور الهوائي. أما عند زوايا الانحراف الأخرى $φ$ ، فإن نسبة متوسطة بين مستويات الإشارة تحدد الاتجاه.

إذا كانت أنماط الفصوص الرئيسية للهوائي ذات خصائص غاوسية، وتم وصف قدرات الإشارة بمصطلحات لوغاريتمية (مثل الديسيبل (dB) بالنسبة لقيمة خط الرؤية)، فإن هناك علاقة خطية بين زاوية الاتجاه $φ$ وفرق مستوى الطاقة، أي: $\varphi \propto P_{1}({\text{ديسيبل}})-P_{2}({\text{ديسيبل}}),$ حيث يمثل $P1 (ديسيبل)$ و $P2 (ديسيبل)$ مخرجات قناتين متجاورتين. تُظهر الصورة المصغرة رسمًا بيانيًا نموذجيًا $.$

لتوفير تغطية بزاوية 360 درجة، تُختار هوائيات المصفوفة الدائرية، على شكل أزواج، وفقًا لمستويات الإشارة المستقبلة عند كل هوائي. إذا كان هناك $N$ هوائيًا في المصفوفة، بتباعد زاوي (زاوية ميل) $Φ$ ، فإن $Φ = 2π/ N$ راديان ( $أي 360/ N$ درجة).

المعادلات الأساسية لـ DF ثنائي المنافذ

إذا كانت الفصوص الرئيسية للهوائيات ذات خاصية غاوسية، فإن الخرج $P1 (φ) ،$ كدالة لزاوية الاتجاه $φ$ ، يُعطى بالعلاقة ^{[ 18 ]}^{: 238}

$P_{1}(\varphi )=G_{0}\exp \left[-A\left({\frac {\varphi }{\Psi _{0}}}\right)^{2}\right]$

أين

G 0

هو كسب خط محاذاة الهوائي (أي عندما

φ = 0

)،

Ψ 0

هو نصف عرض الحزمة عند نصف القدرة

A = - ln(0.5)

، وبالتالي فإن

P 1 (φ)/ G 0 = 0.5

عندما

φ = Ψ 0

والزوايا بالراديان.

الهوائي الثاني، المائل بزاوية $Φ$ وله نفس كسب المحور البصري $G 0،$ يعطي خرجًا

$P_{2}=G_{0}\exp \left[-A\left({\frac {\Phi -\varphi }{\Psi _{0}}}\right)^{2}\right]$

مقارنة مستويات الإشارة،

${\frac {P_{1}}{P_{2}}}={\frac {G_{0}\exp \left[-A\left({\frac {\varphi }{\Psi _{0}}}\right)^{2}\right]}{G_{0}\exp \left[-A\left({\frac {\Phi -\varphi }{\Psi _{0}}}\right)^{2}\right]}}=\exp \left[{\frac {A}{\Psi _{0}^{2}}}\left(\Phi ^{2}-2\Phi \varphi \right)\right]$

اللوغاريتم الطبيعي للنسبة هو

$\ln \left({\frac {P_{1}}{P_{2}}}\right)=\ln P_{1}-\ln P_{2}={\frac {A}{\Psi _{0}^{2}}}\left(\Phi ^{2}-2\Phi \varphi \right)$

إعادة الترتيب: $\varphi ={\frac {\Psi _{0}^{2}}{2A\Phi }}\left(\ln P_{2}-\ln P_{1}\right)+{\frac {\Phi }{2}}$

يوضح هذا العلاقة الخطية بين فرق مستوى الإخراج، المعبر عنه لوغاريتميًا، وزاوية الاتجاه $φ$ .

يمكن تحويل اللوغاريتمات الطبيعية إلى ديسيبل (dB) (حيث يشير الديسيبل إلى كسب خط البصر) باستخدام $\ln(X)={\tfrac {X({\text{dB}})}{10\log _{10}(e)}},$ لذا يمكن كتابة المعادلة

$\varphi ={\frac {\Psi _{0}^{2}}{6.0202\,\Phi }}{\bigl (}P_{2}({\text{dB}})-P_{1}({\text{dB}}){\bigr )}+{\frac {\Phi }{2}}$

تحديد الاتجاه ثلاثي القنوات

يمكن تحسين دقة تحديد الاتجاه إذا تم تضمين بيانات السعة من هوائي ثالث في عملية معالجة الاتجاه. ^{[ 48 ]}^{[ 44 ]}^{: 157}

بالنسبة لتقنية تحديد الاتجاه ثلاثية القنوات، مع ثلاثة هوائيات موجهة بزوايا $Φ$ ، يتم الحصول على اتجاه الإشارة الواردة من خلال مقارنة قوة الإشارة للقناة التي تحتوي على أكبر إشارة مع قوى الإشارة للقناتين المجاورتين، الموجودتين على كل جانب منها.

بالنسبة للهوائيات في مصفوفة دائرية، يتم اختيار ثلاثة هوائيات وفقًا لمستويات الإشارة المستلمة، مع وجود أكبر إشارة في القناة المركزية.

عندما تكون الإشارة على محور الهوائي 1 ( $φ = 0$ )، تتساوى إشارة الهوائيين الآخرين وتكون أقل منها بحوالي 12 ديسيبل. وعندما يكون اتجاه الإشارة في منتصف المسافة بين هوائيين ( $φ = 30°$ )، تتساوى مستويات الإشارة وتكون أقل بحوالي 3 ديسيبل من قيمة الإشارة على المحور، بينما تكون الإشارة الثالثة أقل بحوالي 24 ديسيبل. عند زوايا اتجاه أخرى ( $φ)$ ، تُحدد نسب متوسطة لمستويات الإشارة اتجاه الإشارة.

المعادلات الأساسية لـ DF ثلاثي المنافذ

بالنسبة لإشارة واردة عند اتجاه $φ$ ، والذي يُفترض هنا أنه إلى يمين محور الهوائي 1، فإن مخرجات القنوات الثلاث هي كالتالي:

${\begin{aligned}P_{1}&=G_{T}\exp \left[-A\left({\frac {\varphi }{\Psi _{0}}}\right)^{2}\right]\\[4pt]P_{2}&=G_{T}\exp \left[-A\left({\frac {\Phi -\varphi }{\Psi _{0}}}\right)^{2}\right]\\[4pt]P_{3}&=G_{T}\exp \left[-A\left({\frac {\Phi +\varphi }{\Psi _{0}}}\right)^{2}\right]\end{aligned}}$

حيث يمثل $G T$ الكسب الكلي لكل قناة، بما في ذلك كسب محور الهوائي، ويُفترض أن يكون متساوياً في القنوات الثلاث. وكما في السابق، في هذه المعادلات، تُقاس الزوايا بالراديان، $Φ = 360/ N$ درجة $= 2π/ N$ راديان و $A = - ln(0.5)$ .

كما في السابق، يمكن توسيع هذه العناصر ودمجها للحصول على:

$\displaystyle \begin{aligned}\ln P_{1}-\ln P_{2}&=\frac {A}{\Psi _{0}^{2}}}(\Phi ^{2}-2\Phi \varphi )\\[4pt]\ln P_{1}-\ln P_{3}&=\frac {A}{\Psi _{0}^{2}}}(\Phi ^{2}+2\Phi \varphi )\end{aligned}}}$

الإزالة ${\tfrac {A}{\Psi _{0}^{2}}}$ وإعادة الترتيب:

$\varphi ={\frac {\Delta _{1,2}-\Delta _{1,3}}{\Delta _{1,2}+\Delta _{1,3}}}{\frac {\Phi }{2}}={\frac {\Delta _{2,3}}{\Delta _{1,2}+\Delta _{1,3}}}{\frac {\Phi }{2}}$

أين:

${\begin{aligned}\Delta _{1,3}&=\ln P_{1}-\ln P_{3}\\[2pt]\Delta _{1,2}&=\ln P_{1}-\ln P_{2}\\[2pt]\Delta _{2,3}&=\ln P_{2}-\ln P_{3}\end{aligned}}$

القيم المختلفة هنا بوحدة النيبر، ولكن يمكن أن تكون بوحدة الديسيبل .

قيمة الاتجاه، المحسوبة باستخدام هذه المعادلة، مستقلة عن عرض حزمة الهوائي (Ψ $= 2Ψ 0$ )، لذا لا يلزم معرفة هذه القيمة للحصول على نتائج دقيقة للاتجاه. كما يوجد تأثير تنعيم لقيم الاتجاه القريبة من محور الهوائي الأوسط، فلا يوجد انقطاع في قيم الاتجاه هناك، حيث تنتقل الإشارات الواردة من اليسار إلى اليمين (أو العكس) عبر المحور، كما قد يحدث في معالجة القنوات الثنائية.

عدم اليقين في تحديد الاتجاه بسبب الضوضاء

يمكن تعويض العديد من أسباب خطأ تحديد الاتجاه، مثل العيوب الميكانيكية في بنية الهوائي، أو عدم تطابق كسب جهاز الاستقبال، أو أنماط كسب الهوائي غير المثالية، من خلال إجراءات المعايرة وجداول البحث التصحيحية، إلا أن الضوضاء الحرارية ستظل عاملًا مُؤثرًا. وبما أن جميع الأنظمة تُولّد ضوضاء حرارية ^{[ 49 ]}^{[ 50 ]} ، فعندما يكون مستوى الإشارة الواردة منخفضًا، ستكون نسب الإشارة إلى الضوضاء في قنوات الاستقبال ضعيفة، مما يُؤثر سلبًا على دقة توقع الاتجاه.

بشكل عام، يُقدّم دليلٌ للتعامل مع عدم اليقين من خلال المراجع التالية: ^{[ 45 ]}^{[ 51 ]}^{: 82}^{[ 31 ]}^{: 91}^{[ 52 ]}^{: 244}

$\Delta \varphi _{\text{RMS}}=0.724{\frac {2\Psi _{0}}{\sqrt {{\text{SNR}}_{0}}}}\quad {\text{[degrees]}}$

بالنسبة للإشارة عند نقطة التقاطع، ولكن حيث $SNR 0$ هي نسبة الإشارة إلى الضوضاء التي ستنطبق عند خط الرؤية.

للحصول على تنبؤات أكثر دقة عند اتجاه معين، تُستخدم نسب الإشارة إلى الضوضاء الفعلية للإشارات محل الاهتمام. (يمكن استخلاص النتائج بافتراض أن الأخطاء الناتجة عن الضوضاء تُقارب بربط الفروق بالضوضاء غير المترابطة).

بالنسبة للمعالجة المتجاورة باستخدام، على سبيل المثال، القناة 1 والقناة 2، فإن عدم اليقين في الاتجاه (ضوضاء الزاوية)، $Δ φ$ (rms)، يُعطى أدناه. ^{[ 18 ]}^{[ 31 ]}^{: 91}^{[ 53 ]} في هذه النتائج، يُفترض الكشف التربيعي، وتكون أرقام نسبة الإشارة إلى الضوضاء للإشارات في الفيديو (النطاق الأساسي)، لزاوية الاتجاه $φ$ .

$\Delta \varphi _{\text{RMS}}={\frac {\Phi }{2}}{\frac {\Psi _{0}^{2}}{-\ln(0.5)\Phi }}{\sqrt {{\frac {1}{{\text{SNR}}_{1}}}+{\frac {1}{{\text{SNR}}_{2}}}}}\quad {\text{[rads]}}$

حيث $SNR 1$ و $SNR 2$ هما قيم الإشارة إلى الضوضاء للفيديو (النطاق الأساسي) للقنوات الخاصة بالهوائي 1 والهوائي 2، عند استخدام الكشف التربيعي.

في حالة المعالجة ثلاثية القنوات، يكون التعبير الذي ينطبق عندما تتجاوز نسب الإشارة إلى الضوضاء في جميع القنوات الثلاث الواحد (عندما يكون $ln(1 + 1/SNR) \approx 1/SNR$ صحيحًا في جميع القنوات الثلاث) هو

$\Delta \varphi _{\text{RMS}}={\frac {1}{-2\ln(0.5)}}{\frac {\Psi _{0}^{2}}{\Phi ^{2}}}{\sqrt {\left(\varphi +{\frac {\Phi }{2}}\right)^{2}{\frac {1}{{\text{SNR}}_{2}}}+{\frac {4\varphi ^{2}}{{\text{SNR}}_{1}}}+\left(\varphi -{\frac {\Phi }{2}}\right)^{2}{\frac {1}{{\text{SNR}}_{3}}}}}$

حيث $SNR 1$ و $SNR 2$ و $SNR 3$ هي قيم نسبة الإشارة إلى الضوضاء للفيديو للقناة 1 والقناة 2 والقناة 3 على التوالي، لزاوية الاتجاه $φ$ .

نظام تحديد الاتجاه النموذجي بستة هوائيات

يظهر في الشكل رسم تخطيطي لنظام DF محتمل، ^{[ 18 ]}^{: 101} باستخدام ستة هوائيات، ^{[ 54 ]}^{[ 55 ] .}

تُضخّم الإشارات المستقبلة بواسطة الهوائيات أولاً بواسطة مضخم أولي منخفض الضوضاء قبل الكشف عنها بواسطة مضخمات الفيديو اللوغاريتمية الكاشفة (DLVAs). ^{[ 56 ]}^{[ 57 ]}^{[ 58 ]} تُقارن مستويات الإشارة من مضخمات الفيديو اللوغاريتمية الكاشفة لتحديد زاوية الوصول. وباعتبار مستويات الإشارة على مقياس لوغاريتمي، كما توفره مضخمات الفيديو اللوغاريتمية الكاشفة، يتم تحقيق نطاق ديناميكي واسع ^{[ 56 ]}^{: 33} ، بالإضافة إلى تبسيط حسابات تحديد الاتجاه عندما يكون للفصوص الرئيسية لأنماط الهوائي خصائص غاوسية، كما هو موضح سابقًا.

يُعدّ تحديد القناة التي تحتوي على أكبر إشارة جزءًا أساسيًا من تحليل تحديد القناة، ويتم ذلك باستخدام دائرة مقارنة سريعة. ^{[ 44 ]} بالإضافة إلى عملية تحديد القناة، يمكن دراسة خصائص أخرى للإشارة، مثل مدة النبضة، والتردد، وتردد تكرار النبضات، وخصائص التضمين. ^{[ 45 ]} تتضمن عملية المقارنة عادةً خاصية التخلف، لتجنب الارتعاش في عملية الاختيار عندما يكون اتجاه الإشارة الواردة بحيث تحتوي قناتان متجاورتان على إشارات ذات سعة متقاربة.

غالبًا ما تُحمى مضخمات النطاق العريض من مصادر الطاقة العالية المحلية (كما هو الحال في السفن) بواسطة محددات الإدخال و/أو المرشحات. وبالمثل، قد تحتوي المضخمات على مرشحات حجب لإزالة الإشارات المعروفة، ولكن غير المرغوب فيها، والتي قد تُضعف قدرة النظام على معالجة الإشارات الأضعف. بعض هذه المشكلات مُغطاة في سلسلة الترددات الراديوية .

انظر أيضاً

نبضة أحادية السعة
AN/FLR-9 ، نظام تحديد اتجاه التردد العالي التابع لسلاح الجو الأمريكي خلال الحرب الباردة.
AN/FRD-10 ، نظام تحديد اتجاه التردد العالي التابع للبحرية الأمريكية خلال الحرب الباردة.
معركة العوارض
منارة كهربائية
تحديد الموقع الجغرافي
نظام تحديد المواقع الداخلي
الموسيقى (خوارزمية)
قياس التداخل الطوري
تثبيت الوضع
تحديد الراديو
إصلاح الراديو
موقع الراديو
نظام تحديد المواقع في الوقت الفعلي
TDOA
VOR / DME
وولنويبر

مراجع

↑ "خطة تنفيذ الجيل القادم 2013" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 23-10-2013.
1 2 3 "الرادار (تحديد اتجاه الراديو) - عيون قيادة المقاتلات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 10-10-2018 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 01-02-2012 .
↑ يانغ 2013 ، ص 187.
↑ بيكر 2013 ، ص 150.
↑ Howeth 1963 ، ص 261.
↑ يانغ 2013 ، ص 188.
↑ "دليل محطة البث"، أبريل 1931، مجلة العلوم الشعبية
^ "Die Geschichte des Funkpeilens" . www.seefunknetz.de . تم الاسترجاع 2023-08-11 .
↑ باور، آرثر أو. (27 ديسمبر 2004). "HF/DF سلاح الحلفاء ضد الغواصات الألمانية 1939-1945" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 يناير 2008 .ورقة بحثية حول تكنولوجيا وممارسة أنظمة تحديد الاتجاه/التردد العالي التي استخدمتها البحرية الملكية ضد الغواصات الألمانية في الحرب العالمية الثانية
↑ جيبهارد، لويس أ "تطور الإلكترونيات اللاسلكية البحرية ومساهمات مختبر الأبحاث البحرية" (1979)
↑ سميث، دي جيه (2005). دليل راديو النطاق الجوي ( الطبعة الثامنة). دار ساتون للنشر. الصفحات 104-105 . ISBN 0-7509-3783-1.
↑ إليوت (1972)، ص 264
↑ كين، ر (1947). تحديد الاتجاه اللاسلكي ( الطبعة الرابعة). لندن، المملكة المتحدة: إيليف.
↑ ديروزا، إل إيه (1979). "تحديد الاتجاه". في جيه إيه بيد؛ دي بي هاريس؛ دي دي كينغ؛ إتش دبليو ويلش الابن (محررون). التدابير الإلكترونية المضادة . لوس ألتوس، كاليفورنيا: دار نشر بينينسولا. ISBN 0-932146-00-7.
↑
- ج. هيرفورد وب. إدجيرلي (2000). "الكهرومغناطيسية بتردد 457 كيلوهرتز ومستقبل أجهزة الإرسال والاستقبال الخاصة بالانهيارات الثلجية" (ملف PDF) . ورشة العمل الدولية لعلوم الثلج (ISSW 2000) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 22 يوليو 2011.
↑ تيتيرنجتون، ب.؛ ويليامز، د.؛ دين، د. (2007). التوجيه اللاسلكي - دليل ARDF . جمعية الراديو في بريطانيا العظمى. ISBN 978-1-905086-27-6.
↑ تسوي جيه بي، "أجهزة استقبال الميكروويف مع تطبيقات الحرب الإلكترونية"، كريبر، 1992
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ليبسكي إس إي، "تحديد الاتجاه السلبي بالميكروويف"، وايلي 1987
↑ ريتشاردسون د، "تقنيات ومعدات الحرب الإلكترونية"، دار نشر أركو، نيويورك، 1985
1 2 3 4 5 جيلمور الابن، أ.س.، "أنابيب الميكروويف"، دار أرتيك هاوس، 1986
1 2 3 بيك، أ.هـ.و.، "الصمامات الحرارية"، مطبعة جامعة كامبريدج، 1953
↑ بادن فولر إيه جيه، "الميكروويف"، دار بيرغامون للنشر، 1979
↑ هوجمانز، ب.، "تاريخ موالف فيليبس". تجده على الرابط التالي: http://maximus-randd.com/tv-tuner-history-pt1.html
1 2 3 غوبتا كيه سي، "الميكروويف"، دار نشر نيو إيج إنترناشونال، 2012
↑ درس تعليمي بعنوان "مزايا الموجات الدقيقة"، مقال تمهيدي في هندسة الموجات الدقيقة
1 2 ستوتزمان دبليو إل وثيل جي إيه، "نظرية وتصميم الهوائيات"، الطبعة الثانية، وايلي 1998.
↑ مورغان تي إي، "الأبواق الحلزونية لأنظمة دعم الأنظمة الإلكترونية"، وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، المجلد 132، الجزء F، العدد 4، يوليو 1985، الصفحات 245-251
↑ ميليجان، تي. أ.، "تصميم الهوائيات الحديثة"، الطبعة الثانية، وايلي 2005
1 2 كينغسلي إس. وكويغان إس.، "فهم أنظمة الرادار"، ماكجرو هيل 1992، سايتك للنشر، 1999
↑ كلاريكوتس بي جيه بي وأولفر إيه دي، "أبواق مموجة لهوائيات الميكروويف"، بيتر بيرغرينوس 1984
1 2 3 وايلي آر جي، الاستخبارات الإلكترونية: اعتراض إشارات الرادار ، دار أرتيك هاوس، 1985
↑ ليبكين، هـ. ج.، "مستقبلات الفيديو البلورية"، سلسلة إشعاع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، المجلد 23، مستقبلات الميكروويف، الفصل 19، الصفحات 504-506. متاح على الرابط التالي: https://archive.org/details/MITRadiationLaboratorySeries23MicrowaveReceivers
↑ كيلي دي جي، "تطورات في تحديد اتجاه الموجات الميكروية"، وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، المجلد 113، العدد 11، نوفمبر 1964، الصفحات 1967-1711
↑ إيست، بي دبليو، "ميزة مدى نظام ESM"، وقائع IEE F - الاتصالات والرادار ومعالجة الإشارات، المجلد 132، العدد 4، يوليو 1985، الصفحات 223-225
↑ ديفيدسون ك.، "أجهزة استشعار الدعم الإلكتروني". متاح على الرابط التالي: https://radar-engineer.com/files/Lecture_ES_Sensors.pdf
↑ كونور إف آر، "الهوائيات"، إدوارد أرنولد، 1972، ص 8.
↑ Woolier DF, "اعتبارات النظام لأنظمة الحرب الإلكترونية البحرية"، وقائع IEE المجلد 132، الجزء F، رقم 4، يوليو 1985.
↑ وايز، جيه سي، "نظرة على تصميم مستقبلات الحرب الإلكترونية"، تقرير فني APA-TR-2009-1102، جيه سي وايز وشركاؤه، نوفمبر 2009، متاح على الرابط التالي: https://ausairpower.net/APA-Maritime-ESM.html
↑ ديفيدسون ك.، "احتمالية منخفضة للاعتراض"، متاح على الرابط التالي: http://radar-engineer.com/files/Lecture_LPI_Radar.pdf
↑ ستوف إيه جي، هيوم إيه إل، وبيكر سي جيه، "استراتيجيات الرادار ذات الاحتمالية المنخفضة للاعتراض"، وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، مجلة الملاحة بالسونار، المجلد 151، العدد 5، أكتوبر 2004
↑ Mills RF and Prescott GE, “Detectability Models for Multiple Access Low-Probability-of-Intercept Networks”, IEEE Trans on Aerospace and Electronic System, Vol.36, No.3, July 2000, pp> 848-858.
1 2 هاتشر بي آر، "أنظمة اكتساب الحرب الإلكترونية - احتمالية الاعتراض وأوقات الاعتراض" ، ملاحظات واتكينز-جونسون التقنية، المجلد 3، العدد 3، مايو/يونيو 1976
1 2 تسوي جيه بي، "أجهزة استقبال الميكروويف مع تطبيقات الحرب الإلكترونية"، كريبر، فلوريدا، 1992
1 2 3 East PW، "أدوات تصميم أنظمة الميكروويف مع تطبيقات الحرب الإلكترونية"، دار أرتيك هاوس، الطبعة الثانية، 2008
١ ٢ ٣ ٤ ٥ المركز الوطني للحرب الجوية، "أنظمة الحرب الإلكترونية والرادار"، NAWCWD TP 8347، الطبعة الرابعة، ٢٠١٣. (متوفر على الرابط: www.microwaves101.com/encyclopedias/ew-and-radar-handbook)
↑ لي بي كيو سي، "تحديد الاتجاه السريع والدقيق لأجهزة استقبال اعتراض الرادار الرقمي"، جامعة أديلايد، ديسمبر 2013، ص 16. متاح على الرابط التالي: https://digital.library.adelaide.edu.au/dspace/bitstream/2440/90332/4/02whole.pdf
↑ بليك ب. (محرر)، أنظمة الحرب الإلكترونية "مانتا" و"سيبتر" و"كاتلاس"، أنظمة الرادار والحرب الإلكترونية من جينز، الطبعة الأولى، مجموعة معلومات جينز، 1989، الصفحات 344-345
↑ ستوت جي إف، "خوارزميات DF لأنظمة ESM"، وقائع مؤتمر الموجات الدقيقة العسكرية '88، لندن، يوليو 1988، ص 463-468
↑ كونور، ف. ر.، الضوضاء ، إدوارد أرنولد، لندن، الطبعة الثانية، 1982، ص 44
↑ شوارتز م.، "نقل المعلومات، التضمين والضوضاء"، ماكجرو هيل، نيويورك، الطبعة الرابعة، 1990، ص 525.
↑ الشرابي كيه آي إيه ومحمد دي إف، "تصميم جهاز تحديد اتجاه الراديو واسع النطاق بناءً على مقارنة السعة"، مجلة الرافدين الهندسية، المجلد 19، أكتوبر 2011، الصفحات 77-86 (متوفر على الرابط: www.iasj.net/iasj?func=fulltext&aid=26752)
↑ مارتينو أ. دي، "مقدمة في أنظمة الحرب الإلكترونية الحديثة"، الطبعة الثانية، دار أرتيك هاوس 2012
↑ إيست ب، "تقدير حساسية مستقبل اعتراض الموجات الدقيقة"، تقرير أنظمة الدفاع راكال، 1998
↑ بليك ب. (محرر)، "معدات الحرب الإلكترونية لكوتلاس"، أنظمة الرادار والحرب الإلكترونية لجينز، الطبعة الثالثة، مجموعة معلومات جينز، 1991، ص 406
↑ ستريتلي م.، "نظام SPS-N 5000 ESM"، أنظمة الرادار والحرب الإلكترونية لجينز، الطبعة العاشرة، مجموعة معلومات جينز، 1998، ص 396
1 2 MITEQ، "مكونات وأنظمة معالجة إشارات التردد المتوسط"، ملاحظات تطبيقية، الصفحات 33-51، (2010)، متاح على الرابط التالي: https://www.nardamiteq.com/docs/MITEQ_IFsignal_c17.pdf
↑ باستيرناك، "مضخمات فيديو لوغاريتمية عريضة النطاق". تجدها على الرابط التالي: www.pasternack.com/pages/Featured_Products/broadband-log-video-amplifiers
↑ شركة أمريكان مايكروويف، طراز DLVA: LVD-218-50. متوفر على الرابط: www.americanmic.com/catalog/detector-log-video-amplifiers-dlva/

فهرس

بيكر، دبليو جيه (2013). تاريخ شركة ماركوني 1874-1965 . روتليدج. رقم ISBN 9781134526079.
إليوت، بيتر (1972). "قادة الإعارة والتأجير". مجلة السفن الحربية الدولية (3). المنظمة الدولية لأبحاث البحرية : 255.
أبليارد، إس إف؛ لينفورد، آر إس؛ ياروود، بي جيه (1988). الملاحة الإلكترونية البحرية ( الطبعة الثانية). روتليدج وكيجان بول. الصفحات 68-69 . ISBN 0-7102-1271-2.
م. بوندارينكو و ف. إ. سليوسار. (أغسطس 2011). "تأثير الارتعاش في محول الإشارة التناظرية إلى الرقمية على دقة تحديد الاتجاه بواسطة مصفوفات الهوائيات الرقمية" (ملف PDF) . أنظمة الإلكترونيات اللاسلكية والاتصالات . 54 (8): 436-445 . Bibcode : 2011RCSys..54..436B . doi : 10.3103/S0735272711080061 . S2CID 110506568 .
هاويث، لينوود (1963). تاريخ الاتصالات والإلكترونيات في البحرية الأمريكية . البحرية الأمريكية. ص 261-265 .
يانغ، تشين بانغ (2013). استكشاف السماء بالموجات الراديوية . مطبعة جامعة شيكاغو. ISBN 9780226015194.
منشورات تطبيقات تحديد اتجاه الراديو (منتجات تحديد اتجاه الراديو)
ملاحظات تطبيقية لأنظمة دوبلر (أنظمة دوبلر)

[1] "خطة تنفيذ الجيل القادم 2013" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 23-10-2013.

[battleofbritain1940.net-2] 1 2 3 "الرادار (تحديد اتجاه الراديو) - عيون قيادة المقاتلات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 10-10-2018 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 01-02-2012 .

[FOOTNOTEYeang2013187-3] يانغ 2013 ، ص 187.

[FOOTNOTEBaker2013150-4] بيكر 2013 ، ص 150.

[FOOTNOTEHoweth1963261-5] Howeth 1963 ، ص 261.

[FOOTNOTEYeang2013188-6] يانغ 2013 ، ص 188.

[7] "دليل محطة البث"، أبريل 1931، مجلة العلوم الشعبية

[8] "Die Geschichte des Funkpeilens" . www.seefunknetz.de . تم الاسترجاع 2023-08-11 .

[9] باور، آرثر أو. (27 ديسمبر 2004). "HF/DF سلاح الحلفاء ضد الغواصات الألمانية 1939-1945" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 يناير 2008 .ورقة بحثية حول تكنولوجيا وممارسة أنظمة تحديد الاتجاه/التردد العالي التي استخدمتها البحرية الملكية ضد الغواصات الألمانية في الحرب العالمية الثانية

[10] جيبهارد، لويس أ "تطور الإلكترونيات اللاسلكية البحرية ومساهمات مختبر الأبحاث البحرية" (1979)

[11] سميث، دي جيه (2005). دليل راديو النطاق الجوي ( الطبعة الثامنة). دار ساتون للنشر. الصفحات 104-105 . ISBN 0-7509-3783-1.

[WSInt_III-12] إليوت (1972)، ص 264

[13] كين، ر (1947). تحديد الاتجاه اللاسلكي ( الطبعة الرابعة). لندن، المملكة المتحدة: إيليف.

[14] ديروزا، إل إيه (1979). "تحديد الاتجاه". في جيه إيه بيد؛ دي بي هاريس؛ دي دي كينغ؛ إتش دبليو ويلش الابن (محررون). التدابير الإلكترونية المضادة . لوس ألتوس، كاليفورنيا: دار نشر بينينسولا. ISBN 0-932146-00-7.

[15] 
ج. هيرفورد وب. إدجيرلي (2000). "الكهرومغناطيسية بتردد 457 كيلوهرتز ومستقبل أجهزة الإرسال والاستقبال الخاصة بالانهيارات الثلجية" (ملف PDF) . ورشة العمل الدولية لعلوم الثلج (ISSW 2000) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 22 يوليو 2011.

[mwBPg] ج. هيرفورد وب. إدجيرلي (2000). "الكهرومغناطيسية بتردد 457 كيلوهرتز ومستقبل أجهزة الإرسال والاستقبال الخاصة بالانهيارات الثلجية" (ملف PDF) . ورشة العمل الدولية لعلوم الثلج (ISSW 2000) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 22 يوليو 2011.

[16] تيتيرنجتون، ب.؛ ويليامز، د.؛ دين، د. (2007). التوجيه اللاسلكي - دليل ARDF . جمعية الراديو في بريطانيا العظمى. ISBN 978-1-905086-27-6.

[17] تسوي جيه بي، "أجهزة استقبال الميكروويف مع تطبيقات الحرب الإلكترونية"، كريبر، 1992

[Lipsky-18] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ليبسكي إس إي، "تحديد الاتجاه السلبي بالميكروويف"، وايلي 1987

[19] ريتشاردسون د، "تقنيات ومعدات الحرب الإلكترونية"، دار نشر أركو، نيويورك، 1985

[Gilmour-20] 1 2 3 4 5 جيلمور الابن، أ.س.، "أنابيب الميكروويف"، دار أرتيك هاوس، 1986

[Beck-21] 1 2 3 بيك، أ.هـ.و.، "الصمامات الحرارية"، مطبعة جامعة كامبريدج، 1953

[22] بادن فولر إيه جيه، "الميكروويف"، دار بيرغامون للنشر، 1979

[23] هوجمانز، ب.، "تاريخ موالف فيليبس". تجده على الرابط التالي: http://maximus-randd.com/tv-tuner-history-pt1.html

[Gupta-24] 1 2 3 غوبتا كيه سي، "الميكروويف"، دار نشر نيو إيج إنترناشونال، 2012

[25] درس تعليمي بعنوان "مزايا الموجات الدقيقة"، مقال تمهيدي في هندسة الموجات الدقيقة

[Stutzman-26] 1 2 ستوتزمان دبليو إل وثيل جي إيه، "نظرية وتصميم الهوائيات"، الطبعة الثانية، وايلي 1998.

[27] مورغان تي إي، "الأبواق الحلزونية لأنظمة دعم الأنظمة الإلكترونية"، وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، المجلد 132، الجزء F، العدد 4، يوليو 1985، الصفحات 245-251

[28] ميليجان، تي. أ.، "تصميم الهوائيات الحديثة"، الطبعة الثانية، وايلي 2005

[Kingsley-29] 1 2 كينغسلي إس. وكويغان إس.، "فهم أنظمة الرادار"، ماكجرو هيل 1992، سايتك للنشر، 1999

[30] كلاريكوتس بي جيه بي وأولفر إيه دي، "أبواق مموجة لهوائيات الميكروويف"، بيتر بيرغرينوس 1984

[Wiley-31] 1 2 3 وايلي آر جي، الاستخبارات الإلكترونية: اعتراض إشارات الرادار ، دار أرتيك هاوس، 1985

[32] ليبكين، هـ. ج.، "مستقبلات الفيديو البلورية"، سلسلة إشعاع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، المجلد 23، مستقبلات الميكروويف، الفصل 19، الصفحات 504-506. متاح على الرابط التالي: https://archive.org/details/MITRadiationLaboratorySeries23MicrowaveReceivers

[33] كيلي دي جي، "تطورات في تحديد اتجاه الموجات الميكروية"، وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، المجلد 113، العدد 11، نوفمبر 1964، الصفحات 1967-1711

[34] إيست، بي دبليو، "ميزة مدى نظام ESM"، وقائع IEE F - الاتصالات والرادار ومعالجة الإشارات، المجلد 132، العدد 4، يوليو 1985، الصفحات 223-225

[35] ديفيدسون ك.، "أجهزة استشعار الدعم الإلكتروني". متاح على الرابط التالي: https://radar-engineer.com/files/Lecture_ES_Sensors.pdf

[36] كونور إف آر، "الهوائيات"، إدوارد أرنولد، 1972، ص 8.

[37] Woolier DF, "اعتبارات النظام لأنظمة الحرب الإلكترونية البحرية"، وقائع IEE المجلد 132، الجزء F، رقم 4، يوليو 1985.

[38] وايز، جيه سي، "نظرة على تصميم مستقبلات الحرب الإلكترونية"، تقرير فني APA-TR-2009-1102، جيه سي وايز وشركاؤه، نوفمبر 2009، متاح على الرابط التالي: https://ausairpower.net/APA-Maritime-ESM.html

[39] ديفيدسون ك.، "احتمالية منخفضة للاعتراض"، متاح على الرابط التالي: http://radar-engineer.com/files/Lecture_LPI_Radar.pdf

[40] ستوف إيه جي، هيوم إيه إل، وبيكر سي جيه، "استراتيجيات الرادار ذات الاحتمالية المنخفضة للاعتراض"، وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، مجلة الملاحة بالسونار، المجلد 151، العدد 5، أكتوبر 2004

[41] Mills RF and Prescott GE, “Detectability Models for Multiple Access Low-Probability-of-Intercept Networks”, IEEE Trans on Aerospace and Electronic System, Vol.36, No.3, July 2000, pp> 848-858.

[Hatcher-42] 1 2 هاتشر بي آر، "أنظمة اكتساب الحرب الإلكترونية - احتمالية الاعتراض وأوقات الاعتراض" ، ملاحظات واتكينز-جونسون التقنية، المجلد 3، العدد 3، مايو/يونيو 1976

[Tsui-43] 1 2 تسوي جيه بي، "أجهزة استقبال الميكروويف مع تطبيقات الحرب الإلكترونية"، كريبر، فلوريدا، 1992

[East-44] 1 2 3 East PW، "أدوات تصميم أنظمة الميكروويف مع تطبيقات الحرب الإلكترونية"، دار أرتيك هاوس، الطبعة الثانية، 2008

[NAWC-45] ١ ٢ ٣ ٤ ٥ المركز الوطني للحرب الجوية، "أنظمة الحرب الإلكترونية والرادار"، NAWCWD TP 8347، الطبعة الرابعة، ٢٠١٣. (متوفر على الرابط: www.microwaves101.com/encyclopedias/ew-and-radar-handbook)

[46] لي بي كيو سي، "تحديد الاتجاه السريع والدقيق لأجهزة استقبال اعتراض الرادار الرقمي"، جامعة أديلايد، ديسمبر 2013، ص 16. متاح على الرابط التالي: https://digital.library.adelaide.edu.au/dspace/bitstream/2440/90332/4/02whole.pdf

[47] بليك ب. (محرر)، أنظمة الحرب الإلكترونية "مانتا" و"سيبتر" و"كاتلاس"، أنظمة الرادار والحرب الإلكترونية من جينز، الطبعة الأولى، مجموعة معلومات جينز، 1989، الصفحات 344-345

[48] ستوت جي إف، "خوارزميات DF لأنظمة ESM"، وقائع مؤتمر الموجات الدقيقة العسكرية '88، لندن، يوليو 1988، ص 463-468

[49] كونور، ف. ر.، الضوضاء ، إدوارد أرنولد، لندن، الطبعة الثانية، 1982، ص 44

[50] شوارتز م.، "نقل المعلومات، التضمين والضوضاء"، ماكجرو هيل، نيويورك، الطبعة الرابعة، 1990، ص 525.

[51] الشرابي كيه آي إيه ومحمد دي إف، "تصميم جهاز تحديد اتجاه الراديو واسع النطاق بناءً على مقارنة السعة"، مجلة الرافدين الهندسية، المجلد 19، أكتوبر 2011، الصفحات 77-86 (متوفر على الرابط: www.iasj.net/iasj?func=fulltext&aid=26752)

[52] مارتينو أ. دي، "مقدمة في أنظمة الحرب الإلكترونية الحديثة"، الطبعة الثانية، دار أرتيك هاوس 2012

[53] إيست ب، "تقدير حساسية مستقبل اعتراض الموجات الدقيقة"، تقرير أنظمة الدفاع راكال، 1998

[54] بليك ب. (محرر)، "معدات الحرب الإلكترونية لكوتلاس"، أنظمة الرادار والحرب الإلكترونية لجينز، الطبعة الثالثة، مجموعة معلومات جينز، 1991، ص 406

[55] ستريتلي م.، "نظام SPS-N 5000 ESM"، أنظمة الرادار والحرب الإلكترونية لجينز، الطبعة العاشرة، مجموعة معلومات جينز، 1998، ص 396

[MITEQ-56] 1 2 MITEQ، "مكونات وأنظمة معالجة إشارات التردد المتوسط"، ملاحظات تطبيقية، الصفحات 33-51، (2010)، متاح على الرابط التالي: https://www.nardamiteq.com/docs/MITEQ_IFsignal_c17.pdf

[57] باستيرناك، "مضخمات فيديو لوغاريتمية عريضة النطاق". تجدها على الرابط التالي: www.pasternack.com/pages/Featured_Products/broadband-log-video-amplifiers

[58] شركة أمريكان مايكروويف، طراز DLVA: LVD-218-50. متوفر على الرابط: www.americanmic.com/catalog/detector-log-video-amplifiers-dlva/

[ 1 ]

[ 2 ]

[

[

[

[

[ 7 ]

[ 8 ]

[

[ 10 ]

[ 11 ]

[

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]،

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]

[ 45 ]

[ 46 ].

[ 47 ] .

[ 48 ]

[ 49 ]

[ 50 ]

[ 51 ]

[ 52 ]

[ 53 ]

[ 54 ]

[ 55 ] .

[ 56 ]

[ 57 ]

[ 58 ]