الرادار السلبي

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

الرادار السلبي (ويُشار إليه أيضًا بالرادار الطفيلي ، وتحديد الموقع المتماسك السلبي ، والمراقبة السلبية ، والرادار السري السلبي ) هو نوع من أنظمة الرادار التي تكشف وتتعقب الأجسام من خلال معالجة الانعكاسات من مصادر إضاءة غير متعاونة في البيئة، مثل إشارات البث والاتصالات التجارية. وهو حالة خاصة من الرادار ثنائي الاستقرار - الرادار ثنائي الاستقرار السلبي ( PBR ) - وهو نوع واسع يشمل أيضًا استخدام أجهزة إرسال الرادار المتعاونة وغير المتعاونة. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

مقدمة

تتألف أنظمة الرادار التقليدية من جهاز إرسال وجهاز استقبال متجاورين ، يشتركان عادةً في هوائي واحد للإرسال والاستقبال. يتم إرسال إشارة نبضية، ويُمكن تحديد مدى الجسم من خلال الوقت الذي تستغرقه النبضة للوصول إلى الجسم والعودة منه.

في نظام الرادار السلبي، لا يوجد جهاز إرسال مخصص. بدلاً من ذلك، يستخدم جهاز الاستقبال أجهزة إرسال خارجية في البيئة المحيطة، ويقيس فرق التوقيت بين وصول الإشارة مباشرةً من جهاز الإرسال ووصولها عبر انعكاسها من الجسم. وهذا يسمح بتحديد المدى ثنائي الاستقرار للجسم. بالإضافة إلى المدى ثنائي الاستقرار، يقيس الرادار السلبي عادةً إزاحة دوبلر ثنائية الاستقرار للصدى، وكذلك اتجاه وصوله. وهذا يسمح بحساب موقع الجسم واتجاهه وسرعته. في بعض الحالات، يمكن استخدام عدة أجهزة إرسال و/أو استقبال لإجراء قياسات مستقلة متعددة للمدى ثنائي الاستقرار، وإزاحة دوبلر، والاتجاه، وبالتالي تحسين دقة التتبع النهائية بشكل ملحوظ.

يُستخدم مصطلح "الرادار السلبي" أحيانًا بشكل غير دقيق لوصف أجهزة الاستشعار السلبية التي ترصد الطائرات وتتعقبها من خلال انبعاثاتها الراديوية (مثل انبعاثات الرادار أو الاتصالات أو أجهزة الإرسال والاستقبال ). مع ذلك، لا تستغل هذه الأنظمة الطاقة المنعكسة، ولذا يُوصف وصفها بدقة أكبر بأنها أنظمة دعم إلكتروني أو أنظمة مضادة للإشعاع . ومن الأمثلة المعروفة على ذلك نظاما تامارا وفيرا التشيكيان ، ونظام كولتشوغا الأوكراني .

تاريخ

إن مفهوم الكشف الراداري السلبي باستخدام إشارات الراديو المحيطة المنعكسة من جهاز إرسال بعيد ليس جديدًا. فقد أثبتت أولى تجارب الرادار في المملكة المتحدة عام 1935، التي أجراها روبرت واتسون-وات، مبدأ الرادار من خلال رصد قاذفة هاندلي بيج هيفورد على مسافة 12  كيلومترًا باستخدام جهاز إرسال الموجات القصيرة التابع لهيئة الإذاعة البريطانية (BBC) في دافنتري .

كانت جميع الرادارات المبكرة ثنائية الاستقرار، لأن تقنية تحويل الهوائي من وضع الإرسال إلى وضع الاستقبال لم تكن قد طُوّرت بعد. ولذلك، استخدمت العديد من الدول أنظمة ثنائية الاستقرار في شبكات الدفاع الجوي خلال أوائل ثلاثينيات القرن العشرين. فعلى سبيل المثال، نشر البريطانيون نظام CHAIN ​​HOME ؛ واستخدم الفرنسيون رادارًا ثنائي الاستقرار يعمل بموجة مستمرة (CW) في نظام "السياج" (أو "الحاجز")؛ ونشر الاتحاد السوفيتي نظامًا ثنائي الاستقرار يعمل بموجة مستمرة يُسمى RUS-1، وطوّر اليابانيون رادارًا ثنائي الاستقرار يعمل بموجة مستمرة يُسمى "النوع A".

استخدم الألمان نظامًا ثنائي الاستقرار سلبيًا خلال الحرب العالمية الثانية . تم نشر هذا النظام، المسمى كلاين هايدلبرغ باراسيت أو هايدلبرغ-غيرات ، في سبعة مواقع (ليمين، أوستفورن، أوستند، بولون، أبفيل، كاب دانتيفير وشيربورغ) وعمل كمستقبلات ثنائية الاستقرار، باستخدام رادارات تشين هوم البريطانية كمضيئات غير متعاونة، للكشف عن الطائرات فوق الجزء الجنوبي من بحر الشمال.

مع تطوير جهاز الإرسال والاستقبال المزدوج عام 1936، حلت الأنظمة أحادية الاستاتيكية محل أنظمة الرادار ثنائية الاستاتيكية. كانت الأنظمة أحادية الاستاتيكية أسهل بكثير في التنفيذ، إذ تخلصت من التعقيدات الهندسية الناتجة عن مواقع الإرسال والاستقبال المنفصلة. بالإضافة إلى ذلك، أصبح من الممكن استخدامها في الطائرات والسفن مع تطوير مكونات أصغر حجمًا. في أوائل الخمسينيات، أُعيد النظر في الأنظمة ثنائية الاستاتيكية بعد اكتشاف بعض الخصائص المهمة لطاقة الرادار المتناثرة، بل إن مصطلح "ثنائي الاستاتيكية" استُخدم لأول مرة من قِبل سيجل عام 1955 في تقريره الذي وصف هذه الخصائص. [ 4 ]

كان نظام الرادار السلبي البريطاني RX12874 ، أو "وينكل"، أحد أكبر أنظمة الرادار السلبي وأكثرها تعقيدًا . نُشر نظام وينكل في ستينيات القرن الماضي استجابةً لظهور جهاز التشويش الراداري "كارسينوترون" ، الذي كان يتمتع بقوة هائلة جعلت الرادارات بعيدة المدى تبدو عديمة الفائدة. تمكّن نظام وينكل من تحديد مواقع بث "كارسينوترون" بدقة مماثلة للرادار التقليدي، مما سمح بتتبع طائرات التشويش ومهاجمتها على بعد مئات الأميال. إضافةً إلى ذلك، من خلال تحديد موقع جهاز التشويش، استطاعت أجهزة الرادار الأخرى في شبكة "لاينسمان/ميدياتور" تقليل حساسية أجهزة الاستقبال الخاصة بها عند توجيهها نحو ذلك الموقع، وبالتالي تقليل كمية التشويش المُستقبل عند توجيهها بالقرب من موقع جهاز التشويش.

أدى ظهور قوة الحوسبة الرخيصة وتقنية أجهزة الاستقبال الرقمية في ثمانينيات القرن الماضي إلى عودة الاهتمام بتقنية الرادار السلبي. ولأول مرة، أتاحت هذه التقنيات للمصممين تطبيق تقنيات معالجة الإشارات الرقمية لاستغلال مجموعة متنوعة من إشارات البث، واستخدام تقنيات الارتباط المتبادل لتحقيق كسب كافٍ في معالجة الإشارات للكشف عن الأهداف وتقدير مداها ثنائي الاستقرار وانزياح دوبلر. كانت هناك برامج سرية في عدة دول، ولكن أول إعلان عن نظام تجاري كان من قبل شركة لوكهيد مارتن لأنظمة المهام في عام 1998، مع الإطلاق التجاري لنظام سايلنت سنتري، الذي استغل أجهزة إرسال راديو FM والتلفزيون التناظري. [ 5 ]

مصادر الإضاءة النموذجية

تم تطوير أنظمة رادار سلبية تستغل مصادر الإضاءة التالية:

عمومًا، يُعدّ استخدام إشارات الأقمار الصناعية في الرادار السلبي أكثر صعوبة، إما لانخفاض قدرتها أو لقلة وصول الضوء إليها بسبب مدارات الأقمار الصناعية. مع ذلك، شهد هذا المجال تطورات ملحوظة خلال السنوات الماضية. ويُستثنى من ذلك استخدام أنظمة الرادار والراديو الفضائية . ففي عام ٢٠١١، أعلن الباحثان باروت وبوتكا من جامعة إمبري-ريدل للطيران عن نتائج تُشير إلى نجاح استخدام راديو XM في رصد الطائرات باستخدام محطة أرضية منخفضة التكلفة. [ ٦ ]

مبدأ

في نظام الرادار التقليدي، يكون وقت إرسال النبضة وشكل الموجة المرسلة معروفين بدقة. وهذا يسمح بحساب مدى الجسم بسهولة، واستخدام مرشح مطابق لتحقيق نسبة إشارة إلى ضوضاء مثالية في جهاز الاستقبال. أما الرادار السلبي، فلا يمتلك هذه المعلومات مباشرةً، ولذا يجب عليه استخدام قناة استقبال مخصصة (تُعرف باسم "قناة المرجع") لمراقبة كل جهاز إرسال قيد الاستخدام، وأخذ عينات ديناميكية من شكل الموجة المرسلة. يستخدم الرادار السلبي عادةً خطوات المعالجة التالية:

  • استقبال الإشارة المباشرة من جهاز (أجهزة) الإرسال ومنطقة المراقبة على أجهزة استقبال رقمية خطية مخصصة ذات ضوضاء منخفضة.
  • تشكيل الحزمة الرقمية لتحديد اتجاه وصول الإشارات والرفض المكاني للتداخل القوي داخل النطاق
  • الترشيح التكيفي لإلغاء أي إشارات عودة مباشرة غير مرغوب فيها في قناة (قنوات) المراقبة
  • تهيئة الإشارة الخاصة بجهاز الإرسال
  • الارتباط المتبادل بين القناة المرجعية وقنوات المراقبة لتحديد المدى ثنائي الاستقرار للأجسام وتأثير دوبلر
  • الكشف باستخدام مخطط معدل الإنذار الكاذب الثابت (CFAR)
  • ربط وتتبع عودة الأجسام في فضاء المدى/دوبلر، والمعروف باسم "تتبع الخط".
  • ربط ودمج مسارات الخطوط من كل جهاز إرسال لتشكيل التقدير النهائي لموقع الجسم واتجاهه وسرعته.

سيتم شرح هذه الأمور بمزيد من التفصيل في الأقسام التالية.

مخطط معالجة إشارات الرادار السلبي العام

يعالج

نظام الاستقبال

يجب على نظام الرادار السلبي رصد إشارات الهدف الضعيفة جدًا في ظل وجود تداخل قوي ومستمر. وهذا يختلف عن الرادار التقليدي الذي يستمع إلى الصدى خلال فترات الصمت بين كل نبضة إرسال. ونتيجة لذلك، يجب أن يتمتع جهاز الاستقبال بمعامل ضوضاء منخفض، ونطاق ديناميكي واسع ، وخطية عالية . مع ذلك، عادةً ما تكون الصدى المستلمة أقل بكثير من مستوى الضوضاء ، ويميل النظام إلى أن يكون محدودًا بالضوضاء الخارجية (بسبب استقبال الإشارة المرسلة نفسها، بالإضافة إلى استقبال إشارات من أجهزة إرسال أخرى بعيدة ضمن النطاق). تستخدم أنظمة الرادار السلبي أجهزة استقبال رقمية تُخرج إشارة مُرقمنة ومُعينة .

تشكيل الحزمة الرقمية

تستخدم معظم أنظمة الرادار السلبي مصفوفات هوائيات بسيطة تتكون من عدة عناصر هوائية ، مع رقمنة على مستوى كل عنصر . يتيح ذلك حساب اتجاه وصول الصدى باستخدام تقنيات تشكيل حزمة الرادار القياسية ، مثل تقنية النبضة الأحادية السعة باستخدام سلسلة من الحزم الثابتة والمتداخلة، أو تقنية تشكيل الحزمة التكيفية الأكثر تطورًا . في المقابل، تستخدم بعض الأنظمة البحثية زوجًا فقط من العناصر الهوائية وفرق الطور عند الوصول لحساب اتجاه وصول الصدى (وهي تقنية تُعرف باسم قياس التداخل الطوري ، وتتشابه في مفهومها مع تقنية قياس التداخل ذات الخط الأساسي الطويل جدًا المستخدمة في علم الفلك).

تكييف الإشارة

في بعض أنواع أجهزة الإرسال، من الضروري إجراء بعض عمليات تهيئة الإشارة الخاصة بجهاز الإرسال قبل معالجة الارتباط المتبادل. قد يشمل ذلك ترشيحًا عالي الجودة للإشارة باستخدام مرشح تمرير النطاق التناظري، ومعادلة القناة لتحسين جودة الإشارة المرجعية، وإزالة البنى غير المرغوب فيها في الإشارات الرقمية لتحسين وظيفة غموض الرادار ، أو حتى إعادة بناء الإشارة المرجعية بالكامل من الإشارة الرقمية المستقبلة.

الترشيح التكيفي

يُعدّ انخفاض نسبة الإشارة إلى التداخل العائق الرئيسي أمام نطاق الكشف في معظم أنظمة الرادار السلبي، وذلك بسبب قوة الإشارة المباشرة وثباتها عند استقبالها من جهاز الإرسال. وللتغلب على هذا العائق، يمكن استخدام مرشح تكيفي لإزالة الإشارة المباشرة، في عملية مشابهة للتحكم النشط في الضوضاء . وتُعدّ هذه الخطوة ضرورية لضمان عدم حجب الفصوص الجانبية لنطاق/دوبلر للإشارة المباشرة للأصداء الأصغر في مرحلة الارتباط التبادلي اللاحقة.

في بعض الحالات المحددة، لا يمثل التداخل المباشر عاملاً مقيداً، وذلك بسبب وجود جهاز الإرسال خلف الأفق أو حجبه بواسطة التضاريس (كما هو الحال مع رادار ماناستاش ريدج المؤرشف في 2002-12-05 على Wayback Machine )، ولكن هذا هو الاستثناء وليس القاعدة، حيث يجب أن يكون جهاز الإرسال عادةً ضمن خط رؤية جهاز الاستقبال لضمان تغطية جيدة على مستوى منخفض.

معالجة الارتباط المتبادل

تُعدّ عملية الارتباط المتبادل الخطوة الأساسية في معالجة الرادار السلبي . تعمل هذه الخطوة كمرشح مُطابق ، كما تُوفّر تقديرات المدى ثنائي الاستقرار وانزياح دوبلر ثنائي الاستقرار لكل صدى هدف. تتسم معظم إشارات البث التناظرية والرقمية بطبيعتها الشبيهة بالضوضاء، ونتيجةً لذلك، تميل إلى الارتباط مع نفسها فقط. يُشكّل هذا مشكلةً مع الأهداف المتحركة، حيث يعني انزياح دوبلر المفروض على الصدى أنه لن يرتبط بالإشارة المباشرة من جهاز الإرسال. ونتيجةً لذلك، يجب أن تُنفّذ عملية الارتباط المتبادل مجموعةً من المرشحات المُطابقة، كلٌ منها مُطابق لانزياح دوبلر هدف مُختلف. تُستخدم عادةً تطبيقات فعّالة لعملية الارتباط المتبادل تعتمد على تحويل فورييه المُتقطّع ، وخاصةً لأشكال موجات OFDM . [ 7 ] عادةً ما يكون كسب معالجة الإشارة مُساويًا لحاصل ضرب عرض النطاق الزمني، BT، حيث B هو عرض نطاق شكل الموجة وT هو طول سلسلة الإشارة التي يتم دمجها. ليس من النادر أن يصل الكسب إلى 50 ديسيبل . تُحدَّد أوقات التكامل الممتدة بحركة الهدف وتشويهه في المدى ودوبلر خلال فترة التكامل. 

الكشف عن الهدف

يتم الكشف عن الأهداف على سطح الارتباط المتبادل بتطبيق عتبة تكيفية، واعتبار جميع العوائد التي تتجاوز هذا السطح أهدافًا. ويُستخدم عادةً خوارزمية معدل الإنذار الكاذب الثابت (CFAR) القياسية لمتوسط ​​الخلايا.

تتبع الخط

تشير خطوة تتبع الخط إلى تتبع ارتدادات الهدف من كل هدف على حدة، بمرور الوقت، في فضاء المدى-دوبلر الناتج عن معالجة الارتباط المتبادل. ويُستخدم عادةً مرشح كالمان القياسي . ويتم رفض معظم الإنذارات الكاذبة خلال هذه المرحلة من المعالجة.

ربط المسارات وتقدير الحالة

في نظام ثنائي الاستقرار بسيط (جهاز إرسال وجهاز استقبال)، يمكن تحديد موقع الهدف ببساطة عن طريق حساب نقطة تقاطع اتجاه الهدف مع القطع الناقص لمدى النظام ثنائي الاستقرار. مع ذلك، فإن أخطاء الاتجاه والمدى تجعل هذه الطريقة غير دقيقة إلى حد كبير. لذا، يُعدّ تقدير حالة الهدف (الموقع، والاتجاه، والسرعة) من مجموعة القياسات الكاملة لمدى النظام ثنائي الاستقرار، والاتجاه، وتأثير دوبلر، باستخدام مرشح غير خطي ، مثل مرشح كالمان الموسع أو غير الخطي ، طريقةً أفضل .

عند استخدام عدة أجهزة إرسال، يمكن لكل جهاز منها رصد الهدف. ستظهر إشارة الهدف عند مدى ثنائي ثابت مختلف وانزياح دوبلر مختلف مع كل جهاز، لذا من الضروري تحديد إشارات الهدف المتوافقة مع إشارات الأجهزة الأخرى. بعد ربط هذه الإشارات، تُحدد نقطة تقاطع أشكال القطع الناقص للمدى الثنائي الثابت لكل جهاز موقع الهدف. بهذه الطريقة، يمكن تحديد موقع الهدف بدقة أكبر بكثير من الاعتماد على تقاطع قياس الاتجاه (غير الدقيق) مع شكل قطع ناقص واحد للمدى. ومرة ​​أخرى، يُعدّ الأسلوب الأمثل هو دمج القياسات من كل جهاز إرسال باستخدام مرشح غير خطي، مثل مرشح كالمان الموسع أو غير الخطي.

مصادر إضاءة ضيقة النطاق ومصادر إضاءة مستمرة

يفترض الوصف أعلاه أن شكل موجة جهاز الإرسال المستخدم يمتلك دالة غموض راداري قابلة للاستخدام ، وبالتالي فإن الارتباط المتبادل يُعطي نتيجة مفيدة. تحتوي بعض إشارات البث، مثل التلفزيون التناظري، على بنية في المجال الزمني تُنتج نتيجة غامضة أو غير دقيقة عند إجراء الارتباط المتبادل. في هذه الحالة، تكون المعالجة المذكورة أعلاه غير فعالة. مع ذلك، إذا احتوت الإشارة على مُكوّن موجة مستمرة (CW)، مثل نغمة حاملة قوية ، فمن الممكن حينها اكتشاف الأهداف وتتبعها بطريقة بديلة. بمرور الوقت، تُحدث الأهداف المتحركة تغيرًا في إزاحة دوبلر واتجاه وصول نغمة الموجة المستمرة، وهو ما يُميز موقع الهدف وسرعته واتجاهه. لذلك، من الممكن استخدام مُقدِّر غير خطي لتقدير حالة الهدف من السجل الزمني لقياسات دوبلر والاتجاه. وقد نُشرت دراسات تُثبت جدوى هذا النهج لتتبع الطائرات باستخدام الموجة الحاملة المرئية لإشارات التلفزيون التناظري . ومع ذلك، فإن بدء المسار بطيء وصعب، ولذلك من الأفضل اعتبار استخدام الإشارات ذات النطاق الضيق بمثابة إضافة إلى استخدام أجهزة الإضاءة ذات الأسطح الأكثر وضوحًا.

أداء

يُضاهي أداء الرادار السلبي أداء أنظمة الرادار التقليدية قصيرة ومتوسطة المدى. يُمكن تحديد مدى الكشف باستخدام معادلة الرادار القياسية ، مع مراعاة كسب المعالجة وقيود الضوضاء الخارجية. علاوة على ذلك، وعلى عكس الرادار التقليدي، يعتمد مدى الكشف أيضًا على هندسة النشر، حيث تُحدد المسافة بين جهاز الاستقبال وجهاز الإرسال مستوى الضوضاء الخارجية التي يجب الكشف في ظلها. مع ذلك، كقاعدة عامة، من المتوقع أن يحقق الرادار السلبي الذي يستخدم محطات راديو FM مدى كشف يصل إلى 150  كم، وأن تحقق محطات التلفزيون التناظري عالية الطاقة ومحطات التلفزيون عالي الوضوح الأمريكية مدى كشف يزيد عن 300  كم، وأن تحقق الإشارات الرقمية منخفضة الطاقة (مثل الهواتف المحمولة وDAB أو DVB-T) مدى كشف يبلغ بضعة عشرات من الكيلومترات.

تعتمد دقة الرادار السلبي بشكل كبير على هندسة النشر وعدد أجهزة الاستقبال والإرسال المستخدمة. تميل الأنظمة التي تستخدم جهاز إرسال واحد وجهاز استقبال واحد فقط إلى أن تكون أقل دقة بكثير من رادارات المراقبة التقليدية، بينما تتميز الرادارات متعددة المواقع بقدرتها على تحقيق دقة أعلى نوعًا ما. معظم الرادارات السلبية ثنائية الأبعاد، ولكن قياسات الارتفاع ممكنة عندما يكون النشر بحيث يكون هناك تباين كبير في ارتفاعات أجهزة الإرسال والاستقبال والهدف، مما يقلل من تأثيرات التخفيف الهندسي للدقة ( GDOP ).

المزايا والعيوب

ويشير مؤيدو هذه التقنية إلى المزايا التالية:

  • انخفاض تكلفة الشراء
  • انخفاض تكاليف التشغيل والصيانة، وذلك لعدم وجود جهاز إرسال وأجزاء متحركة
  • عملية سرية، بما في ذلك عدم الحاجة إلى تخصيص ترددات
  • صغيرة الحجم، وبالتالي يسهل نشرها في الأماكن التي لا يمكن فيها استخدام الرادارات التقليدية
  • تحديثات سريعة، عادةً مرة واحدة في الثانية
  • صعوبة التشويش
  • القدرة على الصمود أمام الصواريخ المضادة للإشعاع .

ويشير معارضو هذه التقنية إلى العيوب التالية:

  • عدم النضج
  • الاعتماد على جهات إضاءة خارجية
  • تعقيد عملية النشر
  • عملية أحادية/ثنائية الأبعاد، ولكن من الممكن استخدام نظامين مختلفين للثلاثي الأبعاد (الارتفاع + المدى).

الأنظمة التجارية والأكاديمية

رادار البحث الجوي والفضائي من سلسلة مافريك إس من شركة سايلنتيوم ديفنس
رادار البحث السلبي المحمول باليد مافريك-إم من شركة سايلنتيوم ديفنس
هينسولد توينفيس في معرض ILA 2018

يجري حاليًا تطوير أنظمة الرادار السلبي في العديد من المؤسسات التجارية. ومن بين هذه الأنظمة التي تم الإعلان عنها رسميًا ما يلي:

توجد أيضاً العديد من أنظمة الرادار السلبي الأكاديمية:

البحوث الحالية

يحظى البحث في أنظمة الرادار السلبي باهتمام متزايد في جميع أنحاء العالم، حيث تُظهر العديد من المنشورات مفتوحة المصدر نشاطًا بحثيًا وتطويريًا مكثفًا في الولايات المتحدة (بما في ذلك العمل في مختبرات أبحاث القوات الجوية، وأنظمة مهام لوكهيد مارتن، ورايثيون ، وجامعة واشنطن ، ومعهد جورجيا للتكنولوجيا / معهد أبحاث جورجيا للتكنولوجيا ، وجامعة إلينوي )، وفي وكالة القيادة والسيطرة التابعة لحلف الناتو في هولندا، وفي المملكة المتحدة (في مركز أبحاث روك مانور ، وشركة كينيتيك ، وجامعة برمنغهام، وكلية لندن الجامعية، وشركة بي إيه إي سيستمز )، وفرنسا (بما في ذلك المختبرات الحكومية التابعة لمكتب أبحاث وتطوير أنظمة الرادار ) ، وألمانيا (بما في ذلك المختبرات في معهد فراونهوفر لأبحاث أنظمة الرادار ) ، وبولندا (بما في ذلك جامعة وارسو للتكنولوجيا ). كما تُجرى أبحاث نشطة حول هذه التقنية في العديد من المختبرات الحكومية أو الجامعية في الصين وإيران وروسيا وجنوب إفريقيا . إن انخفاض تكلفة النظام يجعل هذه التقنية جذابة بشكل خاص للمختبرات الجامعية والوكالات الأخرى ذات الميزانيات المحدودة، حيث تتمثل المتطلبات الرئيسية في تقليل الاعتماد على الأجهزة وزيادة تعقيد الخوارزميات وقوة الحوسبة.

تركز العديد من الأبحاث الحالية على استغلال إشارات البث الرقمي الحديثة. يُعد معيار HDTV الأمريكي ( معايير ATSC ) مناسبًا بشكل خاص للرادار السلبي، نظرًا لوظيفة الغموض الممتازة وأجهزة الإرسال عالية الطاقة. أما معيار DVB-T للتلفزيون الرقمي (ومعيار DAB للصوت الرقمي المرتبط به ) المستخدم في معظم أنحاء العالم، فهو أكثر تعقيدًا ، حيث تكون طاقة أجهزة الإرسال أقل، والعديد من الشبكات مُهيأة في وضع "شبكة التردد الواحد"، حيث تتم مزامنة جميع أجهزة الإرسال زمنيًا وتردديًا. وبدون معالجة دقيقة، ستكون النتيجة النهائية للرادار السلبي أشبه بتشويش أجهزة إعادة الإرسال المتعددة .

التصوير المستهدف

أظهر باحثون من جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين ومعهد جورجيا للتكنولوجيا ، بدعم من وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA) ووكالة القيادة والسيطرة التابعة لحلف الناتو (NATO C3 Agency )، إمكانية بناء صورة ذات فتحة اصطناعية لهدف جوي باستخدام رادار متعدد المواقع سلبي . وباستخدام عدة أجهزة إرسال بترددات ومواقع مختلفة، يمكن إنشاء مجموعة بيانات كثيفة في فضاء فورييه لهدف معين. ويمكن إعادة بناء صورة الهدف من خلال تحويل فورييه العكسي السريع (IFFT). وقد نشر هيرمان ومولان وإيرمان ولانترمان تقارير تستند إلى بيانات محاكاة، تشير إلى أن الرادارات السلبية منخفضة التردد (التي تستخدم إرسال راديو FM) يمكن أن توفر تصنيفًا للأهداف بالإضافة إلى معلومات التتبع. وتستخدم أنظمة التعرف التلقائي على الأهداف هذه الطاقة المستلمة لتقدير المقطع الراداري (RCS) للهدف. ويتم مقارنة تقدير المقطع الراداري عند زوايا رؤية مختلفة أثناء مرور الهدف عبر النظام متعدد المواقع بمكتبة نماذج المقطع الراداري للأهداف المحتملة لتحديد تصنيف الهدف. في أحدث أعمالهما، قام إيرمان ولانترمان بتطبيق نموذج طيران منسق لتحسين تقدير المقطع العرضي الراداري. [ 20 ]

دراسات اضطراب الغلاف الأيوني

يُشغّل باحثون في جامعة واشنطن رادارًا سلبيًا موزعًا يستغل بثّ موجات FM لدراسة اضطراب الغلاف الأيوني على ارتفاعات تصل إلى 100  كيلومتر، ويمتد نطاقه إلى 1200  كيلومتر. [ 21 ] وقد أظهر ماير وساهر صورًا تداخلية لاضطراب الغلاف الأيوني بدقة زاوية تبلغ 0.1 درجة، مع القدرة على تحليل طيف قدرة دوبلر الكامل وغير المُشوّه لهذا الاضطراب. [ 22 ]

الكشف عن الحطام الفضائي وتتبعه

أطلقت شركة سايلنتيوم ديفنس أول رادار أرضي سلبي تشغيلي مصمم خصيصًا لتتبع الأجسام في المدار الأرضي المنخفض. يقع مرصد أوكولوس في سوان ريتش، جنوب أستراليا، وتخطط الشركة لتوسيع نطاق هذه التقنية عالميًا. تمتلك سايلنتيوم مجموعة من المنتجات التي تدعم التطبيقات التكتيكية والاستراتيجية، بدءًا من رصد الطائرات المسيّرة والمراقبة البحرية وصولًا إلى عمليات البحث الجوي والفضائي بعيدة المدى. تعمل جامعة ستراثكلايد على تطوير نظام مداري لرصد وتتبع الحطام الفضائي، بدءًا من الشظايا الصغيرة وصولًا إلى الأقمار الصناعية المعطلة. هذا العمل، المدعوم من وكالتي الفضاء البريطانية والأوروبية، هو ثمرة تعاون بين مركز التميز في مجال الطيران والفضاء ومركز معالجة الإشارات والصور في جامعة ستراثكلايد. وقد أثبت كليمنتي وفاسيل الجدوى التقنية لرصد قطع صغيرة من الحطام باستخدام مجموعة من أجهزة الإضاءة الحالية وجهاز استقبال في مدار أرضي منخفض. [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ ويليس، نيوجيرسي؛ غريفيثس، إتش دي؛ ديفيس، إم إي (2007). التطورات في الرادار ثنائي الاستقرار . الكهرومغناطيسية والرادار. مؤسسة الهندسة والتكنولوجيا. ISBN 978-1-891121-48-7تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يناير 2023 .
  2. ↑ تشيرنياكوف، م. (2008). الرادار ثنائي الاستقرار: تقنية ناشئة . وايلي. ISBN 978-0-470-98574-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يناير 2023 .
  3. ↑ غريفيث، إتش دي؛ بيكر، سي جيه (2022). مقدمة في الرادار السلبي، الطبعة الثانية . مكتبة رادار أرتيك هاوس. أرتيك هاوس. رقم ISBN 978-1-63081-841-8.
  4. ↑ مقاطع عرضية رادارية ثنائية الاستاتيكية لأسطح الدوران
  5. ↑ "تقنية تحديد الموقع المتماسك السلبي (PCL) من Silent Sentry" . مؤرشف من الأصل في 18 فبراير 2010.
  6. ↑ باروت، ويليام سي؛ بوتكا، برايان (2011). "رادار ثنائي الاستقرار سلبي للكشف عن الطائرات باستخدام أجهزة إرسال فضائية". المؤتمر الثلاثون لأنظمة إلكترونيات الطيران الرقمية IEEE/AIAA لعام 2011. IEEE. doi : 10.1109/dasc.2011.6095957 . ISBN 978-1-61284-798-6.
  7. ↑ ميرسييه، ستيفن؛ بيدون، ستيفاني؛ روك، داميان؛ إنديرلي، سيريل (22 يونيو 2020). "مقارنة أجهزة استقبال رادار OFDM القائمة على الارتباط" (ملف PDF) . مجلة IEEE للمعاملات في أنظمة الفضاء والطيران والإلكترونيات . 56 (6): 4796-4813 . Bibcode : 2020ITAES..56.4796M . doi : 10.1109/TAES.2020.3003704 . ISSN 0018-9251 . S2CID 226415985. تاريخ الاسترجاع: 13 ديسمبر 2020 .  
  8. ↑ "نسخة مؤرشفة" (PDF) . www.lockheedmartin.com . مؤرشفة من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 27 سبتمبر 2011. تم الاطلاع عليها بتاريخ 22 مايو 2022 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  9. ↑ "تنبيه" (ملف PDF) . www.dtic.mil . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 9 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 مايو 2022 .
  10. ↑ "رادار" . www.roke.co.uk. مؤرشف من الأصل في 30 ديسمبر 2006. تم الاطلاع عليه في 22 مايو 2022 .
  11. ↑ "CELLDAR™ - نظام رادار للهواتف المحمولة" . www.roke.co.uk. مؤرشف من الأصل بتاريخ 8 مارس 2006. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 مايو 2022 .
  12. ↑ "أولوس، الرادار الأخضر - SL - بلانيت إنسبايرد" . www.planetinspired.info . تم ​​الاطلاع عليه بتاريخ 22 مايو 2022 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  13. ↑ "تتعاون شركتا تاليس وإي إيه دي إس للدفاع والأمن في توظيف خبراتهما التكنولوجية والتشغيلية في سوق الرادارات السلبية الواعدة" . 27 مايو 2008.
  14. ↑ "الرادار السلبي : هينسولد" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 يناير 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2019 . 
  15. ↑ "رادار توينفيس السلبي | هينسولد" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 22 يناير 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مايو 2022 .
  16. ↑ سايلنتيوم ديفنس (25 أكتوبر 2019). "نقل الرادار السلبي إلى الساحة العالمية" . سايلنتيوم ديفنس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مايو 2021 .
  17. ↑ "Vera-Ng" .
  18. ↑ "الرادار السلبي - من الفكرة إلى الواقع مع الشركات الصغيرة والمتوسطة المحلية - مجلة الدفاع الأسترالية" . www.australiandefence.com.au . تاريخ الاطلاع: 14 سبتمبر 2021 .
  19. ↑ "رادار ماناستاش ريدج" . مؤرشف من الأصل في 5 ديسمبر 2002.
  20. ↑ "رادار جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين السلبي ATR" . www.ifp.illinois.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 ديسمبر 2023 .
  21. ↑ "مختبر الاستشعار عن بعد بالرادار بجامعة واشنطن" . مؤرشف من الأصل في 2 أبريل 2005. تم الاطلاع عليه في 19 أبريل 2005 .
  22. ↑ علوم الراديو 2003، المجلد 39، "تنفيذ مقياس التداخل الراداري السلبي المتماسك، والملاحظات، والتحليل" doi : 10.1029/2003RS002985
  23. ↑ AR Persico، P. Kirkland، C. Clemente، JJ Soraghan وM. Vasile، "رادار ثنائي الاستقرار سلبي قائم على قمر CubeSat لرصد الوضع الفضائي: دراسة جدوى"، في مجلة IEEE للمعاملات في أنظمة الفضاء والإلكترونيات، المجلد 55، العدد 1، الصفحات 476-485، فبراير 2019، doi : 10.1109/TAES.2018.2848340
  24. ↑ ثيودورو، آي.، كليمنتي، سي.، وفاسيل، إم. (2017). نظام تتبع سلبي للحطام لدعم إدارة حركة المرور الفضائية المستقبلية. ورقة بحثية قُدِّمت في المؤتمر الخامس عشر لإعادة ابتكار الفضاء، غلاسكو، المملكة المتحدة.
  25. ↑ ثيودورو، إلياس؛ إيليوديس، كريستوس؛ كليمنتي، كارمين؛ فاسيل، ماسيميليانو؛ سوراغان، جون: "التصوير بتقنية SISAR للحطام الفضائي باستخدام الأقمار النانوية"، مجلة IET للرادار والسونار والملاحة ، 2020، 14، (8)، ص 1192-1201، {{DOI: 10.1049/iet-rsn.2019.0574}} ، المكتبة الرقمية لـ IET، https://digital-library.theiet.org/content/journals/10.1049/iet-rsn.2019.0574

للمزيد من القراءة

  • هاولاند، بي إي: "رادار متري سلبي يستخدم أجهزة الإرسال المتاحة"، المؤتمر الدولي للرادار، باريس، فرنسا، مايو 1994، الصفحات  251-256
  • Howland, PE: "تتبع الهدف باستخدام الرادار ثنائي الاستقرار القائم على التلفزيون"، IEE Proc.-Radar, Sonar & Navig.، المجلد 146، العدد 3، يونيو 1999.
  • هاولاند، بي إي، وماكسيميوك، دي، وريتسما، جي: "رادار ثنائي الاستقرار قائم على راديو FM"، الرادار، السونار والملاحة، وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، المجلد 152، العدد 3، 3 يونيو 2005، الصفحات  107-115، المعرف الرقمي للكائن 10.1049/ip-rsn:20045077
  • كولبا ك.، وتشيكالا ز.: "تحسين أداء الرادار السلبي PCL في المدى البعيد"، المؤتمر الدولي الثالث متعدد الجنسيات حول الرادار السلبي والسري، 2003 (PCR-2003). مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة واشنطن، سياتل، واشنطن، 21-23 أكتوبر 2003
  • ك. كولبا، ز. تشيكالا، "تأثير الحجب وإزالته في رادار PCL"، وقائع IEE للرادار والسونار والملاحة، المجلد 152، العدد 3، الصفحات  174-178، يونيو 2005
  • نوردوال بي دي: "الحارس الصامت: نوع جديد من الرادار"، أسبوع الطيران وتكنولوجيا الفضاء، العدد 30، 1998، الصفحات 70-71
  • إتش دي غريفيثس، سي جيه بيكر، جيه باوبيرت، إن كيتشن، إم تريغست، "رادار ثنائي الاستقرار باستخدام مصادر إضاءة محمولة على الأقمار الصناعية"، وقائع المؤتمر الدولي للرادار 2002، الصفحات  1-5، أكتوبر 2002
  • م. مالانوفسكي، "تأثير وقت التكامل على أداء التتبع في رادار PCL"، وقائع تطبيقات الفوتونيات في علم الفلك والاتصالات والصناعة وتجارب فيزياء الطاقة العالية، المجلد 6937، 28 ديسمبر 2007
  • مثال بسيط للرادار السلبي باستخدام التلفزيون التناظري. مؤرشف بتاريخ ٢٦ أكتوبر ٢٠٠٦ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  • يمكن الاطلاع على تسجيل لمحاضرة واتسون-وات التي ألقاها عام 2004 في معهد المهندسين الكهربائيين البريطاني (IEE) على موقع المعهد الإلكتروني، والتي تناولت موضوع "الرادار السلبي السري: إعادة النظر في تجربة واتسون-وات في دافنتري". ويتضمن التسجيل ملخصًا للأعمال التي أُجريت في هذا المجال منذ الحرب العالمية الثانية.
  • يمكن الاطلاع هنا على تسجيل لجلسة إحاطة حول "دور أجهزة استشعار الرادار السلبي في مراقبة الحركة الجوية" في ندوة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEE) في يونيو 2006..
  • يمكن مشاهدة تسجيل لجلسة إحاطة حول "تتبع رادار PCL" في ندوة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEE) في يونيو 2006 هنا..
  • يمكن الاطلاع هنا على ما يدّعيه باحثون في جامعة إمبري-ريدل من استخدام راديو XM للكشف عن الطائرات.
  • رادار سلبي يعمل بترددات الراديو FM باستخدام جهازي استقبال RTLSDR منخفضي التكلفة للغاية