مصفوفة مسح إلكتروني سلبي

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
طائرة ميكويان ميغ-31 المقاتلة بعد إزالة غطاء المقدمة، تظهر هوائي الرادار السلبي ذو المصفوفة الممسوحة إلكترونياً من نوع زاسلون .
رسوم متحركة توضح آلية عمل مصفوفة المسح الإلكتروني السلبي. تتكون هذه المصفوفة من عناصر هوائية (A) تُغذى بواسطة جهاز إرسال واحد (TX) . يمر تيار التغذية لكل هوائي عبر مُغير طور (φ) يتحكم به حاسوب (C) . تُظهر الخطوط الحمراء المتحركة جبهات الموجات الراديوية المنبعثة من كل عنصر. تكون جبهات الموجات كروية، لكنها تتحد ( تتراكب ) أمام الهوائي لتكوين موجة مستوية ، وهي حزمة من الموجات الراديوية تسير في اتجاه محدد θ. تعمل مُغيرات الطور على تأخير الموجات الراديوية تدريجيًا أثناء صعودها على طول الخط، بحيث يُصدر كل هوائي جبهة موجته لاحقًا عن جبهة الموجة التي تحته. يؤدي هذا إلى توجيه الموجة المستوية الناتجة بزاوية θ بالنسبة للهوائي. يستطيع الحاسوب تعديل مُغيرات الطور لتوجيه الحزمة إلى اتجاه جديد بسرعة فائقة. تظهر سرعة الموجات الراديوية مُتباطئة بشكل كبير.
الرادار التجريبي ثنائي الأبعاد ذو المصفوفة الموجهة إلكترونياً التابع لداربا [ 1 ]

المصفوفة السلبية الممسوحة إلكترونيًا ( PESA )، والمعروفة أيضًا باسم المصفوفة الطورية السلبية ، هي هوائي يمكن فيه توجيه حزمة الموجات الراديوية إلكترونيًا إلى اتجاهات مختلفة (أي هوائي مصفوفة طورية )، حيث تتصل جميع عناصر الهوائي بجهاز إرسال واحد (مثل المغنطرون أو الكليسترون أو أنبوب الموجة المتنقلة ) و/أو جهاز استقبال . يُستخدم هذا النوع من المصفوفات الطورية على نطاق واسع في الرادارات ، ومعظم رادارات المصفوفة الطورية في العالم من نوع PESA . كما يستخدم نظام الهبوط المدني بالميكروويف مصفوفات PESA للإرسال فقط.

يختلف هوائي المصفوفة الطورية المحسّنة إلكترونيًا (PESA) عن هوائي المصفوفة الطورية النشطة الممسوحة إلكترونيًا (AESA)، الذي يحتوي على وحدة إرسال و/أو استقبال منفصلة لكل عنصر هوائي، ويتم التحكم بها جميعًا بواسطة الحاسوب. يُعدّ هوائي AESA نسخةً أكثر تطورًا وتعددًا في الاستخدامات من الجيل الثاني لتقنية المصفوفة الطورية PESA الأصلية. كما توجد أنواع هجينة تجمع بين النوعين، وتتكون من مصفوفات فرعية تُشبه كل منها هوائيات PESA، حيث تمتلك كل مصفوفة فرعية واجهة ترددات لاسلكية خاصة بها . وباستخدام هذا النهج الهجين، يُمكن تحقيق مزايا هوائيات AESA (مثل الحزم المتعددة المستقلة) بتكلفة أقل مقارنةً بهوائيات AESA الحقيقية.

تعمل أنظمة الرادار النبضي عن طريق توصيل هوائي بجهاز إرسال لاسلكي قوي لبث نبضة إشارة قصيرة. ثم يُفصل جهاز الإرسال ويُوصل الهوائي بجهاز استقبال حساس يُضخّم أي صدى من الأجسام المستهدفة. وبقياس زمن عودة الإشارة، يستطيع جهاز استقبال الرادار تحديد المسافة إلى الجسم. بعد ذلك، يُرسل جهاز الاستقبال الناتج إلى شاشة عرض . كانت عناصر جهاز الإرسال عادةً أنابيب كليسترون أو ماغنيترون ، وهي مناسبة لتضخيم أو توليد نطاق ضيق من الترددات بمستويات طاقة عالية. لمسح جزء من السماء، يجب تحريك هوائي الرادار غير المتوافق مع مصفوفة المسح الإلكتروني السلبي (PESA) فعليًا لتوجيهه في اتجاهات مختلفة. في المقابل، يمكن تغيير شعاع رادار PESA بسرعة لتوجيهه في اتجاه مختلف، ببساطة عن طريق ضبط فروق الطور كهربائيًا بين عناصر مختلفة من مصفوفة المسح الإلكتروني السلبي (PESA).

في عام 1959، طورت وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) رادارًا تجريبيًا ذو مصفوفة طورية يُسمى رادار المصفوفة الموجهة إلكترونيًا (ESAR). كان عبارة عن مصفوفة طورية ثنائية الأبعاد كبيرة الحجم، يتم التحكم في توجيه شعاعها بواسطة الحواسيب بدلًا من الحاجة إلى حركة ميكانيكية للهوائي. اكتملت الوحدة الأولى، وهي مصفوفة خطية، في عام 1960. وشكلت هذه الوحدة أساس نظام AN/FPS-85 . [ 1 ]

ابتداءً من ستينيات القرن العشرين، طُرحت أجهزة جديدة تعمل بتقنية الحالة الصلبة قادرة على تأخير إشارة الإرسال بطريقة مُتحكَّم بها. أدى ذلك إلى ظهور أول رادار مصفوفة مسح إلكتروني سلبي عملي واسع النطاق، أو ببساطة رادار المصفوفة الطورية. تستقبل هذه المصفوفات إشارة من مصدر واحد، وتقسمها إلى مئات المسارات، وتؤخر بعضها بشكل انتقائي، ثم ترسلها إلى هوائيات منفصلة. تتداخل الإشارات اللاسلكية من الهوائيات المنفصلة في الفضاء، ويتم التحكم في أنماط التداخل بين الإشارات الفردية لتقوية الإشارة في اتجاهات معينة، وكتمها في جميع الاتجاهات الأخرى. يمكن التحكم في التأخيرات إلكترونيًا بسهولة، مما يسمح بتوجيه الحزمة بسرعة كبيرة دون تحريك الهوائي. يستطيع رادار المصفوفة الطورية مسح حجم من الفضاء بسرعة أكبر بكثير من النظام الميكانيكي التقليدي. بفضل التقدم في الإلكترونيات، أُضيفت إلى هذه المصفوفات القدرة على إنتاج عدة حزم نشطة، مما يسمح لها بمواصلة مسح السماء مع تركيز حزم أصغر في الوقت نفسه على أهداف معينة لتتبع أو توجيه الصواريخ الموجهة بالرادار شبه النشط . سرعان ما انتشرت أجهزة الاستشعار المحمولة جواً على السفن والمواقع الثابتة الكبيرة في الستينيات، وتلتها أجهزة الاستشعار المحمولة جواً مع تقلص حجم الإلكترونيات.

قائمة رادارات PESA

مراجع

  1. 1 2 "رادار المصفوفة الطورية" . داربا . تم الاسترجاع في 29-01-2024 .
  2. ↑ "أنظمة رادار DRDO LRDE" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27-09-2007 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 04-07-2009 .