- إنضم
- 18 نوفمبر 2021
- المشاركات
- 4,453
- مستوى التفاعل
- 20,574
- النقاط
- 0
- المستوي
- 4
- الرتب
- 4
حصري لمنتدى الشرق الاوسط للعلوم العسكرية
مفهوم الرادار وأساسيات عمل الرادار
الجزء الاول
كلمة "RADAR" هي اختصار لـ RAdio Detection And Ranging
وقد تم تصميمه في الأصل حيث تم استخدام موجات الراديو لاكتشاف وجود هدف وتحديد بعده أو نطاقه
وقد لوحظ انعكاس الموجات الراديوية بواسطة الأشياء لأول مرة منذ أكثر من قرن مضى ففي عام 1903
و تم استخدام انعكاس موجات الراديو في ألمانيا لإثبات اكتشاف السفن في البحر
و استخدمت هذه التجارب المبكرة موجة مستمرة ( Continuous Wave ) واعتمدت على انعكاس الموجة المرسلة من هدف للإشارة إلى وجود هدف
و يمكن أن تكتشف إرسالات CW وجود جسم وإذا تم تشكيل الموجة الراديوية في حزمة ضيقة فيمكنها أيضا توفير معلومات السمت
لكن لا يمكن أن توفر إرسالات CW المدى .
كان نقص معلومات المدى قيدا خطيرا ولكن تم التغلب عليه أخيرا عن طريق تعديل إرسال الموجات الراديوية
لإرسال قطار من النبضات القصيرة بحيث يكون الوقت بين إرسال النبضة وعودة الصدى إلى المستقبل قياسا مباشرا للمدى
كما يعد تمييز الزاوية المستهدفة مهمة صعبة أخرى لأنظمة الرادار
حيث انة لكي يكتشف نظام الرادار هدفا يجب توجيه الهوائي نحو الهدف أثناء إرسال واستقبال طاقة التردد اللاسلكي.
حيث إن قدرة نظام الرادار على تحديد الزاوية بدقة هي دالة لعرض الحزمة الأفقي للهوائي فإذا تمت الإشارة إلى اكتساح الرادار إلى الشمال الحقيقي فيمكن قياس زاوية عودة الرادار بالنسبة إلى الشمال الحقيقي.
كما يعد تحديد سرعة الأهداف هو قدرة مهمة لأنظمة الرادار لتحقيق أن الرادارات تستفيد من تأثير دوبلر
تأثير دوبلر هو ظاهرة تغير أو إزاحة تردد الموجات الراديوية عندما تنعكس من هدف يتحرك بالنسبة للرادار لقياس السرعة الدقيقة
يقوم المعالج المركزي للرادار بحساب الاختلاف بين تردد الموجة المرسلة وتردد الموجة المنعكسة
( في الصور التالية يعبر الرمز fo عن التردد المرسل للرادار و الرمز ft عن تردد الموجة المنعكسة )
بالنسبة لهدف ثابت فإن تردد الإشارة المنعكسة سوف يساوي تردد الإشارة المرسلة
بالنسبة لهدف يتحرك نحو الرادار يكون تردد الإشارة المنعكسة أعلى من الإشارة المرسلة
بالنسبة لهدف يبتعد عن الرادار سيكون التردد المنعكس أقل من التردد المرسل
من المهم أن نلاحظ أن العوامل التي تؤثر على أزاحة دوبلر لا تستهدف السرعة المطلقة
وانما السرعة الشعاعية للهدف نتيجة لذلك تعتبر زاوية العرض بين الهدف والرادار مهمة للغاية.
مصطلحات اساسية
التردد ( Frequency )
تردد الإشارة المرسلة هو عدد المرات التي تكمل فيها طاقة التردد اللاسلكي دورة واحدة في الثانية
طول الموجة ( Wavelength )
من خصائص أي إشارة لتردد الراديو هو الطول الموجي.
الطول الموجي هو قياس المسافة المادية بين قمم الموجة الجيبية المنتشرة في الفضاء و معظم إشارات الرادار لها أطوال موجية تقاس بالسنتيمتر أو المليمترات
والطول الموجي والتردد لهما علاقة عكسية فكلما زاد التردد كان الطول الموجي أقصر
الاستقطاب ( Polarization )
الاستقطاب هو اتجاه موجة التردد الراديوي أثناء انتقالها عبر الفضاء
وهناك نوعان من الاستقطاب: خطي ودائري ويتم تحديد الاستقطاب بواسطة هوائي الرادار.
تتكون الطاقة الكهرومغناطيسية المتنقلة من مكونين: مجال إلكتروستاتيكي ومجال مغناطيسي.
هذان المجالان دائما متعامدان مع بعضهما البعض وعموديان على اتجاه السفر.
و يتم تعريف استقطاب الموجة من حيث الاتجاه إلى المجال الكهروستاتيكي وتكون هوائيات الرادار مستقطبة خطيا أو رأسيا أو أفقيا
الإشارة الموضحة فى الصورة مستقطبة رأسيا.
تستخدم بعض الرادارات الاستقطاب الدائري لتحسين اكتشاف الهدف في المطر و يمكن أن يكون الاستقطاب الدائري فى الاتجاه الأيمن أو الأيسر.
بالنسبة للاستقطاب الدائري يتغير اتجاه المجال الكهروستاتيكي بمرور الوقت ويتتبع موقعا دائريا حول مستوى ثابت متعامد مع اتجاه الانتشار.
اما بالنسبة للإشارة المستقطبة الدائرية اليمنى فيبدو أن الاتجاة الكهروستاتيكي يدور في اتجاه عقارب الساعة
على عكس الاشارة المستقطبة الدائرية اليسرى يكون الدوران عكس اتجاه عقارب الساعة.
إن تأثير الاستقطاب على أجهزة الاستقبال والمرسلات واضح إلى حد ما
فإذا تم تصميم الهوائي لاستقبال استقطاب معين فسيواجه صعوبة في استقبال إشارة ذات استقطاب معاكس.
و يعرف هذا الموقف بأنه استقطاب متقاطع ويمكن أن يكون تأثير الاستقطاب المتقاطع على القتال الإلكتروني دراماتيكيا
اما إذا كان هوائي مستقبل تحذير الرادار مستقطبا لاستقبال إشارات مستقطبة رأسيا فقد لا يتم اكتشاف نظام تهديد يستخدم إشارة رادار مستقطبة أفقيا.
علاوة على ذلك إذا كان هوائي التشويش على نظام الهجوم الإلكتروني (EA) مستقطبا رأسيا أيضا فقد لا يتمكن من تشويش هذا النظام.
يوضح الجدول التالى تأثير الاستقطاب على مجموعات مختارة من هوائي الإرسال والاستقبال
أفق الرادار ( Radar horizon )
بغض النظر عن نوع المسح الذي يستخدمه نظام الرادار يمكن للتضاريس أن تحد من خط رؤية الرادار واكتشاف الهدف.
أفق الرادار هو المجال الحيوى من الأداء لأنظمة الكشف عن الطائرات التي يتم تحديدها من خلال المسافة التي ترتفع فيها حزمة الرادار بما يكفي فوق سطح الأرض لجعل اكتشاف هدف على مستوى منخفض مستحيلا بمعنى آخر هو أقصى مدى يمكن لنظام الرادار اكتشاف هدف بسبب انحناء الأرض.
ومن المهم أن نتذكر أن موجات الراديو التي تنتقل في الغلاف الجوي تكون منحنية أو منكسرة ولا تنتقل في خط مستقيم تماما
ومع ذلك تعتمد درجة الانكسار على الظروف الجوية التي تختلف اختلافا كبيرا ويصعب تحديدها بدقة والتنبؤ بها
لهذه الأسباب تستند معظم حسابات الرادار على افتراض أن موجات الراديو تنتقل في خط مستقيم
يعتمد مفهوم أفق الرادار على هذا الافتراض. (في الصيغة التالية تقاس المسافة بالأميال البحرية (نانومتر) ، ويقاس الارتفاع بالقدم)
يلعب الارتفاع المستهدف أيضا دورا مهما في أقصى مدى للكشف عن الرادار بسبب خط رؤية
التعديل الأخير: