رادار ما وراء الأفق

يستخدم النوع الأكثر شيوعًا من رادارات OTH، وهو OTH-B (الانتثار العكسي)، ^{[ 3 ]} تقنية الموجات السماوية أو الانتشار "القفزي"، حيث تنكسر موجات الراديو القصيرة عند اصطدامها بطبقة متأينة في الغلاف الجوي، وهي طبقة الأيونوسفير ، وتعود إلى الأرض على مسافة معينة. يتشتت جزء صغير من هذه الإشارة عند اصطدامه بالأهداف المطلوبة عائدًا نحو السماء، ثم ينكسر مرة أخرى عند اصطدامه بالأيونوسفير، ويعود إلى هوائي الاستقبال عبر المسار نفسه. يُلاحظ هذا السلوك بانتظام في نطاق ترددي واحد فقط: نطاق الترددات العالية (HF) أو نطاق الموجات القصيرة من الطيف الترددي ، من 3 إلى 30  ميجاهرتز. يعتمد اختيار التردد الأمثل على حالة الغلاف الجوي ودورة البقع الشمسية . لهذه الأسباب، تستخدم الأنظمة التي تعتمد على الموجات السماوية عادةً مراقبة فورية لاستقبال الإشارات المنتثارة عكسيًا لضبط تردد الإشارة المرسلة باستمرار. ^{[ 1 ]}

تعتمد دقة أي رادار على عرض شعاعه والمسافة إلى الهدف. على سبيل المثال، رادار  بعرض شعاع درجة واحدة وهدف على مسافة 120 كم (75 ميلاً) سيُظهر الهدف بعرض 2 كم (1.2 ميل) . لإنتاج شعاع بزاوية درجة واحدة عند الترددات الأكثر شيوعًا، يلزم هوائي بعرض 1.5 كم (0.93 ميل) . وبسبب فيزياء عملية الانكسار، تكون الدقة الفعلية أقل من ذلك، حيث يُقترح أن تكون دقة تحديد المدى في حدود 20 إلى 40 كم (12-25 ميلاً) ودقة تحديد الاتجاه في حدود 2 إلى 4 كم (1.2-2.5 ميلاً) . حتى دقة 2 كم لا تُفيد إلا في الإنذار المبكر، وليس في إطلاق النار. ^{[ 1 ]}       

تتمثل مشكلة أخرى في أن عملية الانكسار تعتمد بشكل كبير على الزاوية بين الإشارة وطبقة الأيونوسفير، وتقتصر عمومًا على حوالي 2-4  درجات من الأفق المحلي. ويتطلب إنشاء حزمة بهذه الزاوية عادةً مصفوفات هوائيات ضخمة وأرضًا عاكسة للغاية على طول مسار إرسال الإشارة، وغالبًا ما يتم تعزيز ذلك بتركيب شبكات سلكية تمتد لمسافة تصل إلى 3 كيلومترات (1.9 ميل) أمام الهوائي. ^{[ 1 ]} ولذلك، فإن أنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية مكلفة للغاية في بنائها، وهي عمليًا غير قابلة للنقل.

نظراً للخسائر التي تحدث عند كل انكسار، فإن إشارة "التشتت العكسي" هذه تكون ضئيلة للغاية، وهذا أحد أسباب عدم جدوى رادارات OTH حتى ستينيات القرن الماضي، عندما بدأ تصميم مضخمات منخفضة الضوضاء للغاية. ولأن الإشارة المنكسرة من الأرض أو البحر ستكون كبيرة جداً مقارنةً بالإشارة المنكسرة من "الهدف"، فلا بد من استخدام نظام ما لتمييز الأهداف عن ضوضاء الخلفية. وأسهل طريقة لتحقيق ذلك هي استخدام تأثير دوبلر ، الذي يستغل انزياح التردد الناتج عن الأجسام المتحركة لقياس سرعتها. ومن خلال ترشيح جميع إشارات التشتت العكسي القريبة من تردد الإرسال الأصلي، تصبح الأهداف المتحركة مرئية. ويمكن رصد حتى الحركة الطفيفة باستخدام هذه العملية، بسرعات منخفضة تصل إلى 1.5 عقدة (2.8 كم/ساعة) . ^{[ 1 ]} 

يُستخدم هذا المفهوم الأساسي في جميع أجهزة الرادار الحديثة تقريبًا، ولكنه يصبح أكثر تعقيدًا في حالة أنظمة الرادار العمودي (OTH) نظرًا لتأثيرات مماثلة ناتجة عن حركة طبقة الأيونوسفير. تستخدم معظم الأنظمة جهاز إرسال ثانٍ يبث مباشرةً إلى طبقة الأيونوسفير لقياس حركتها وتعديل إشارات الرادار الرئيسي في الوقت الفعلي. يتطلب ذلك استخدام الحواسيب ، وهو سبب آخر لعدم تطبيق أنظمة الرادار العمودي عمليًا إلا في ستينيات القرن العشرين، مع ظهور أنظمة الحالة الصلبة عالية الأداء. ^{[ 1 ]}

يستخدم نوع ثانٍ من رادارات الموجات الأرضية، يُعرف باسم OTH-SW (الموجات السطحية)، ^{[ 3 ]} ترددات منخفضة جدًا، ضمن نطاقات الموجات الطويلة . يمكن للموجات الراديوية عند هذه الترددات أن تنحرف حول العوائق وتتبع انحناء سطح الأرض، لتنتقل إلى ما وراء الأفق. وتعود أصداء الموجات المنعكسة عن الهدف إلى موقع جهاز الإرسال عبر المسار نفسه. تتميز هذه الموجات الأرضية بأطول مدى فوق سطح البحر. ومثل أنظمة الترددات العالية في طبقة الأيونوسفير، تكون الإشارة المستقبلة من هذه الأنظمة منخفضة جدًا، مما يتطلب إلكترونيات بالغة الحساسية. ولأن هذه الإشارات تنتقل بالقرب من سطح الأرض، ولأن الترددات المنخفضة تُنتج دقة أقل، تُستخدم أنظمة الترددات المنخفضة عمومًا لتتبع السفن، وليس الطائرات. مع ذلك، يُمكن لتقنيات الاستاتيكية ثنائية الاستقرار ومعالجة البيانات الحاسوبية أن تُنتج دقة أعلى، وقد بدأ استخدامها منذ تسعينيات القرن الماضي.

يمكن أن يؤدي التشويش الراداري إلى إضعاف قدرة نظام OTH على رصد الأهداف. ^{[ 4 ] [ 5 ]} قد ينجم هذا التشويش عن ظواهر جوية مثل الاضطرابات في طبقة الأيونوسفير الناتجة عن العواصف المغناطيسية الأرضية أو غيرها من ظواهر الطقس الفضائي . وتبرز هذه الظاهرة بشكل خاص بالقرب من القطبين المغناطيسيين الأرضيين ، حيث يُنتج تأثير الرياح الشمسية على الغلاف المغناطيسي للأرض أنماطًا من الحمل الحراري في بلازما الأيونوسفير . ^{[ 4 ]}

ومن الإضافات الحديثة شبكة رادار جندالي التشغيلية، التي طورتها وزارة الدفاع الأسترالية عام 1998 واكتملت عام 2000. وتتولى تشغيلها وحدة المراقبة الرادارية رقم 1 التابعة لسلاح الجو الملكي الأسترالي . جندالي نظام رادار متعدد المواقع (مستقبلات متعددة) يستخدم تقنية OTH-B، مما يمنحه قدرات بعيدة المدى وقدرات مضادة للتخفي . يبلغ مداه الرسمي 3000 كيلومتر (1900 ميل) ، ولكن في عام 1997، تمكن النموذج الأولي من رصد إطلاق صواريخ صينية ^{[ 8 ]} على مسافة تزيد عن 5500 كيلومتر (3400 ميل) .  

تستخدم جيندالي 560 كيلوواط مقارنة بـ 1 ميغاواط لنظام OTH-B الأمريكي، ومع ذلك فهي توفر مدى أفضل بكثير من نظام الثمانينيات الأمريكي، وذلك بفضل الإلكترونيات ومعالجة الإشارات المحسّنة بشكل كبير. ^{[ 9 ]} 

يستطيع رادار OTH 0100 مراقبة السفن على بعد أكثر من 200 ميل بحري (370 كم؛ 230 ميل) من الشاطئ، متجاوزًا خط الرؤية المباشر للرادارات التقليدية. ^{[ 10 ]}  

تُجري كندا أبحاثًا حول استخدام رادار الموجات السطحية عالي التردد (HFSWR) لمراقبة المنطقة الاقتصادية الخالصة (EEZ) التي تمتد لمسافة 200 ميل بحري منذ أكثر من 30 عامًا. بدأ البحث في عام 1984 بإعادة استخدام منارة ملاحة LORAN-A مُخرجة من الخدمة لإجراء تجارب على تتبع الطائرات والسفن والجبال الجليدية. ^{[ 11 ]} استمر البحث على مدى العقد التالي، وفي عام 1999، قامت كندا بتركيب نظامين من أنظمة SWR503 HFSWR في كيب ريس وكيب بونافيستا ، نيوفاوندلاند. ^{[ 12 ]} خضعت المواقع لتقييم تقني في عام 2000، ثم جرى تحديثها وتقييمها تشغيليًا في عام 2002. ^{[ 13 ]} فيما يلي اقتباس من التقييم التشغيلي (OPEVAL) الذي أجرته وزارة الدفاع الوطني الكندية في أكتوبر 2002: ^{[ 14 ]} "يُعدّ نظام HFSWR إضافة قيّمة إلى الصورة البحرية المُعترف بها (RMP). من بين جميع مصادر البيانات التي جرى تقييمها، كان هذا النظام هو المستشعر الوحيد الذي يُقدّم تحديثات معلومات شبه فورية. وقد وفّر تقارير متكررة، وأظهر عمومًا قدرة موثوقة على تتبع الأهداف السطحية في منطقة تغطيته. عند دمج نظام HFSWR مع مصادر بيانات أخرى، كان هناك تأثير تآزري حسّن الجودة الإجمالية للصورة البحرية المُعترف بها. علاوة على ذلك، من خلال تحليل المساهمة المحتملة في سيناريوهات تخطيط القوات المتعلقة بالمراقبة، كان من الواضح أن الصورة البحرية المُعترف بها ستستفيد من إضافة نظام HFSWR كمصدر بيانات جديد."

تلت ذلك مبيعات دولية لرادار SWR503، مع تركيب أنظمة تشغيلية في آسيا (2008) وأوروبا (2009). ^{[ 15 ]} في عام 2007، توقف تشغيل الأنظمة الكندية بسبب مخاوف من احتمال حدوث تداخل ضار مع مستخدمي الطيف الأساسيين. ^{[ 16 ]} في عام 2010، أدت القدرة الفريدة لرادار HFSWR على توفير مراقبة منخفضة التكلفة للمنطقة الاقتصادية الخالصة إلى إعادة تقييم التكنولوجيا، وتطوير نظام HFSWR من الجيل الثالث (الجيل الثالث) استنادًا إلى مبدأ تقنية الاستشعار والتكيف، مما مكّن من التشغيل على أساس غير مخصص وغير متداخل من خلال استخدام إدارة الطيف الديناميكية . وشملت التطورات الإضافية تحسين أداء المدى، ودقة تحديد المواقع، وتقليل المسارات الخاطئة، وبدء التتبع في وقت مبكر. ^{[ 17 ]} في يونيو 2019، مُنحت شركة MAEROSPACE ترخيصًا عالميًا لتصميم وتصنيع وتسويق نظام HFSWR الكندي ومشتقاته دوليًا. ^{[ 18 ]}

في 18 مارس 2025، أعلن رئيس الوزراء الكندي مارك كارني أن كندا ستشتري تكنولوجيا رادار JORN من أستراليا، لنشرها فوق القطب الشمالي. ^{[ 19 ]}

تشير التقارير إلى أن عدداً من رادارات OTH-B و OTH-SW قيد التشغيل في الصين. ^{[ 20 ]} ومع ذلك، فإن الإرسال من هذه الرادارات يتسبب في تداخل كبير مع المستخدمين الدوليين المرخص لهم الآخرين، ^{[ 21 ] [ 22 ]} .

تمت إضافة مجموعة OTH-B في منغوليا الداخلية بعد نشر منظومة THAAD في كوريا الجنوبية. ^{[ 22 ]}

طوّرت فرنسا رادارًا عابرًا للأفق يُدعى نوستراداموس خلال تسعينيات القرن الماضي ^{[ 23 ]} (يرمز نوستراداموس إلى نظام جديد عابر للأفق يعمل بتقنية العشرة أمتار باستخدام أساليب الاستوديو ). في مارس 1999، أفيد أن رادار نوستراداموس رصد طائرتين من طراز نورثروب بي-2 سبيريت كانتا متجهتين إلى كوسوفو. دخل الرادار الخدمة في الجيش الفرنسي عام 2005، ولا يزال قيد التطوير. يعتمد الرادار على مجال هوائي نجمي الشكل، يُستخدم للإرسال والاستقبال (أحادي الاستاتيكية)، ويمكنه رصد الطائرات على مدى يزيد عن 3000 كيلومتر (1900 ميل) ضمن قوس 360 درجة. يتراوح نطاق التردد المستخدم من 6 إلى 30 ميجاهرتز.  

انطلق مشروع البحث الفرنسي "ستراديفاريوس" رسميًا عام 2009، حيث طوّر رادارًا جديدًا يعمل على مدى الأفق (رادار الموجات السطحية عالي التردد - HFSWR) قادرًا على رصد حركة الملاحة البحرية حتى مسافة 200 ميل بحري (370 كم؛ 230 ميلًا) من الشاطئ. ويعمل موقع تجريبي ^{[ 24 ]} منذ يناير 2015 على الساحل الفرنسي للبحر الأبيض المتوسط ​​لعرض قدرات النظام على مدار الساعة، وهو النظام الذي تعرضه شركة "ديجينكست" حاليًا للبيع.  

طورت الهند مجموعة متنوعة من الرادارات بعيدة المدى وقصيرة المدى. ورغم أنها لا تمتلك حاليًا رادارًا عمليًا لرصد ما وراء الأفق، فإن رادار "سوردفيش" الهندي لتتبع الأهداف بعيدة المدى ، وهو جزء من منظومة الدفاع الصاروخي الهندية، يبلغ مداه الأقصى 800 كيلومتر (500 ميل)، ويجري حاليًا تحديثه ليصل مداه إلى 1500 كيلومتر (930 ميل) . ^{[ 25 ] [ 26 ]}  

يعمل مختبر أبحاث وتطوير الدفاع التابع لمنظمة البحث والتطوير الدفاعية (DRDO) على تطوير نموذج أولي لرادار OTH. وقد اكتمل تصميم النظام، ومن المتوقع إنجاز النموذج الأولي بحلول أواخر عام 2021. سيحتوي النموذج الأولي على نوعين مختلفين من المصفوفات، وسيحدد تلقائيًا التردد الأمثل لتتبع الأهداف. بعد نجاح التجارب على النظام الحالي، من المتوقع أن تطور الهند رادار OTH كبيرًا يعتمد على التصميم نفسه. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

تعمل إيران على تطوير رادار بعيد المدى يُسمى "سيبهر" ، ويبلغ مداه المُعلن 3000 كيلومتر (1900 ميل) . ^{[ 29 ]} وهو يعمل حالياً. ^{[ 30 ]} 

بدأ الاتحاد السوفيتي بدراسة أنظمة OTH منذ خمسينيات القرن العشرين. ويبدو أن أول نموذج تجريبي هو " فاير " (المروحة اليدوية)، الذي بُني عام 1949. أما المشروع السوفيتي الجاد التالي فكان "دوغا" ، الذي بُني خارج ميكولايف على ساحل البحر الأسود بالقرب من أوديسا في أوكرانيا. وُجه "دوغا" شرقًا، وبدأ تشغيله لأول مرة في 7 نوفمبر 1971، واستُخدم بنجاح لتتبع إطلاق الصواريخ من أقصى الشرق والمحيط الهادئ إلى ميدان الاختبار في نوفايا زيمليا .

تبع ذلك أول نظام تشغيلي، دوغا-1 ، المعروف في الغرب باسم "ستيل يارد" ، والذي بدأ بثه عام 1976. بُني النظام خارج غوميل ، بالقرب من تشيرنوبيل ، وكان موجهاً شمالاً ليغطي الولايات المتحدة القارية. أدت نبضاته العالية والمتكررة في منتصف نطاقات موجات الراديو القصيرة إلى تسميته بـ"نقار الخشب الروسي" بين هواة الراديو . في نهاية المطاف، غيّر الاتحاد السوفيتي الترددات التي كان يستخدمها، دون الاعتراف بأنه مصدر الإشارة، ويعود ذلك في الغالب إلى تداخله مع بعض اتصالات الطيران بعيدة المدى بين الطائرات التجارية. أُنشئ نظام ثانٍ بالقرب من كومسومولسك-أون-أمور في أقصى شرق روسيا ، ليغطي أيضاً الولايات المتحدة القارية وألاسكا.

في أوائل عام 2014، أعلنت روسيا عن نظام جديد يسمى "الحاوية" ، والذي كان من المقرر أن يمتد لأكثر من 3000  كيلومتر. ^{[ 31 ]}

من أنظمة الرادار الروسية الحديثة الأخرى خارج الأفق الراديوي نظام " بودسولنوخ " (عباد الشمس)، ^{[ 32 ]} وهو رادار قصير المدى يعمل بالموجات القصيرة ويستهدف المناطق الساحلية. صُمم "عباد الشمس" لرصد الأهداف السطحية والجوية على مسافة 450 كيلومترًا (280 ميلًا) ، وهو مُخصص للاستخدام في أنظمة مراقبة السواحل والسطح والجو ضمن المنطقة الاقتصادية الخالصة التي تمتد لمسافة 320 كيلومترًا (200 ميل) . ^{[ 33 ]} يُمكّن النظام المشغلين من رصد وتتبع وتصنيف ما يصل إلى 300 هدف بحري و100 هدف جوي خارج الأفق الراديوي بشكل تلقائي ومتزامن، وتزويد أنظمة الاستهداف والتسليح في السفن وأنظمة الدفاع الجوي بإحداثياتها. اجتاز الرادار الاختبارات الحكومية في عام 2008. وتوجد ثلاث محطات عاملة في بحر أوخوتسك وبحر اليابان وبحر قزوين .