رادار ثنائي الاستاتيكية

قد تحتوي بعض أنظمة الرادار على هوائيات إرسال واستقبال منفصلة، ​​ولكن إذا كانت الزاوية المحصورة بين المرسل والهدف والمستقبل ( زاوية ثنائية الاستقرار ) قريبة من الصفر، فإنها تُعتبر أحادية الاستقرار أو شبه أحادية الاستقرار . على سبيل المثال، قد تحتوي بعض أنظمة الرادار عالية التردد بعيدة المدى جدًا على مرسل ومستقبل يفصل بينهما بضعة عشرات من الكيلومترات للعزل الكهربائي، ولكن نظرًا لأن المدى المتوقع للهدف يتراوح بين 1000 و3500  كيلومتر، فإنها لا تُعتبر ثنائية الاستقرار حقيقية، ويُشار إليها باسم شبه أحادية الاستقرار.

في بعض التكوينات، قد تُصمَّم الرادارات ثنائية الاستقرار للعمل في وضعية تشبه السياج، حيث ترصد الأهداف التي تمر بين جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال، بزاوية ثنائية الاستقرار تقارب 180 درجة. هذه حالة خاصة من الرادار ثنائي الاستقرار، تُعرف برادار التشتت الأمامي ، نسبةً إلى آلية تشتت الطاقة المرسلة بواسطة الهدف. في التشتت الأمامي ، يمكن نمذجة التشتت باستخدام مبدأ بابينيه ، وهو إجراء مضاد محتمل للطائرات الشبحية، حيث يُحدَّد المقطع العرضي الراداري (RCS) فقط من خلال صورة ظلية للطائرة يراها جهاز الإرسال، ولا يتأثر بالطلاءات أو الأشكال الشبحية. يُحسب المقطع العرضي الراداري في هذا الوضع كالتالي: σ = 4πA²/λ²، حيث A هي مساحة الصورة الظلية وλ هو الطول الموجي للرادار. ومع ذلك، قد يختلف الهدف من مكان لآخر، ويُعد التتبع أمرًا صعبًا للغاية في رادارات التشتت الأمامي، حيث يصبح محتوى المعلومات في قياسات المدى والاتجاه وتأثير دوبلر منخفضًا للغاية (تميل جميع هذه المعلمات إلى الصفر، بغض النظر عن موقع الهدف في السياج).

نظام الرادار متعدد المواقع هو نظام يتكون من ثلاثة مكونات على الأقل، على سبيل المثال، جهاز استقبال واحد وجهازَي إرسال، أو جهازَي استقبال وجهاز إرسال واحد، أو عدة أجهزة استقبال وعدة أجهزة إرسال. وهو تعميم لنظام الرادار ثنائي المواقع، حيث يقوم جهاز استقبال واحد أو أكثر بمعالجة الإشارات الواردة من جهاز إرسال واحد أو أكثر موزعة جغرافيًا.

يُطلق على الرادار ثنائي الاستقرار أو متعدد الاستقرار الذي يستغل أجهزة الإرسال غير الرادارية المتاحة اسم نظام تحديد المواقع المتماسك السلبي أو الرادار السري السلبي .

يُعرف أي رادار لا يُرسل نبضات كهرومغناطيسية نشطة بالرادار السلبي. ويُعدّ تحديد الموقع المتماسك السلبي، المعروف اختصارًا بـ PCL، نوعًا خاصًا من الرادار السلبي، يستغلّ أجهزة الإرسال المتاحة، ولا سيما الإشارات التجارية في البيئة المحيطة.

الزاوية ثنائية الاستقرار هي الزاوية المحصورة بين جهاز الإرسال والهدف وجهاز الاستقبال في الرادار ثنائي الاستقرار. عندما تكون هذه الزاوية صفرًا تمامًا، يكون الرادار أحادي الاستقرار ، وعندما تقترب من الصفر، يكون الرادار شبه أحادي الاستقرار، وعندما تقترب من 180 درجة، يكون الرادار رادارًا للتشتت الأمامي. في مواضع أخرى، يُوصف الرادار ببساطة بأنه رادار ثنائي الاستقرار. تُعدّ الزاوية ثنائية الاستقرار عاملًا مهمًا في تحديد المقطع العرضي الراداري للهدف. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

يشير المدى ثنائي الاستقرار إلى القياس الأساسي للمدى الذي يقوم به نظام رادار أو سونار مزود بجهاز إرسال واستقبال منفصلين. يقيس جهاز الاستقبال فرق التوقيت بين وصول الإشارة من جهاز الإرسال مباشرةً، وانعكاسها من الهدف. يُحدد هذا فرق التوقيت قطعًا ناقصًا للمدى ثنائي الاستقرار الثابت، يُسمى خط تساوي المدى، يقع عليه الهدف، مع بؤرتي تركيز مركزيتين على جهاز الإرسال والاستقبال. إذا كان الهدف على بُعد R _{_rx} من جهاز الاستقبال وعلى بُعد R_{_tx} من جهاز الإرسال، وكانت المسافة بين جهاز الاستقبال وجهاز الإرسال L ، فإن المدى ثنائي الاستقرار يساوي R _{_rx} + R _{_tx} - L. تُسبب حركة الهدف تغيرًا في معدل المدى ثنائي الاستقرار، مما ينتج عنه انزياح دوبلر ثنائي الاستقرار . ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

بشكل عام، ترسم نقاط المدى الثابت ثنائي الاستقرار شكلًا بيضاويًا تكون فيه مواقع المرسل والمستقبل هي النقاط البؤرية. تمثل خطوط تساوي المدى ثنائي الاستقرار نقاط تقاطع الأرض مع الشكل البيضاوي. عندما تكون الأرض مستوية، يشكل هذا التقاطع شكلًا بيضاويًا. تجدر الإشارة إلى أنه باستثناء حالة تساوي ارتفاع المنصتين، لا تتمركز هذه الأشكال البيضاوية حول نقطة الانعكاس. ^{[ 11 ]}

يُعدّ انزياح دوبلر ثنائي الاستقرار مثالًا محددًا على تأثير دوبلر الذي يُرصد بواسطة نظام رادار أو سونار مزود بجهاز إرسال واستقبال منفصلين. وينتج انزياح دوبلر عن مركبة حركة الجسم في اتجاه جهاز الإرسال، بالإضافة إلى مركبة حركة الجسم في اتجاه جهاز الاستقبال. وبصورة مكافئة، يمكن اعتباره متناسبًا مع معدل المدى ثنائي الاستقرار . ^{[ 12 ]}

في رادار ثنائي الاستقرار بطول موجي λ ، حيث تكون المسافة بين جهاز الإرسال والهدف R _tx والمسافة بين جهاز الاستقبال والهدف R _rx ، يتم حساب إزاحة تردد دوبلر ثنائي الاستقرار المستلم على النحو التالي:

${\displaystyle f=-{\frac {1}{\lambda }}{\frac {d}{dt}}(R_{tx}+R_{rx})}$

لاحظ أن الأجسام التي تتحرك على طول الخط الذي يربط جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال سيكون لها دائمًا  إزاحة دوبلر 0 هرتز، وكذلك الأجسام التي تتحرك حول قطع ناقص ذي نطاق ثنائي ثابت.