Δευτερεύον Ραντάρ (Secondary Radar)
Υπάρχει αναγνωρίσιμη συνεργασία από τον στόχο ως εκ τούτου η απόφαση Αναγνώρισης Φίλου ή Εχθρού (Identification Friend or Foe - IFF) είναι εύκολη. Ιδανικά θα πρέπει να υπάρχει κάποιο σύστημα κρυπτογράφησης της επικοινωνίας έτσι ώστε να μην μπορεί να γίνει λήψη από μη εξουσιοδοτημένα μέρη ή αλλοίωση των στοιχείων, όπως οι τύποι 4 και 5. Βέβαια αρκετά συστήματα IFF δεν χρησιμοποιούν κρυπτογράφηση για την λειτουργία τους, όπως για παράδειγμα ο τύπος 3 σε έκδοση Α, Β και C. Υπάρχει εκπομπός στον στόχο που μεταφέρει με κρυπτογράφηση τα στοιχεία του στόχου σε ένα δέκτη. Υπάρχουν περιπτώσεις που το δευτερεύον ραντάρ έχει σταματήσει να λειτουργεί και ο σταθμός ελέγχου εναέριας κυκλοφορίας του σχετικού αεροδρομίου έχει μεταπέσει σε χρήση του πρωτεύοντος ραντάρ για την αναγνώριση της θέσεως των αεροσκαφών. Σε εκείνα την περίπτωση οι ελεγκτές εναέριας κυκλοφορίας κολλούσαν χαρτάκια με το αναγνωριστικό των αεροσκαφών στην οθόνη του ραντάρ για να μπορέσουν να διαχειριστούν την προσγείωση τους. Συνεργάσιμος Στόχος (IFF) - Cooperative Target Ο συνεργάσιμος στόχος IFF ακριβώς συνεργάζεται με τον πύργο ελέγχου, έχει ένα πομπό που στέλνει τα στοιχεία του σε ένα δέκτη. Στην ουσία δεν είναι ραντάρ αλλά ένα σύστημα τηλεπικοινωνίας που ονομάζεται στην στρατιωτική ορολογία Identification Friend or Foe και στην πολιτική αεροπορία transponder.
10 ΡΑΝΤΑΡ & ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΣ ΠΟΛΕΜΟΣ
Δισδιάστατο Ραντάρ - 2D Radar Ένα σύστημα που χρησιμοποιεί αισθητήρες για την ανίχνευση της τοποθεσίας των στόχων με βάση το αζιμούθιο και την απόσταση.
= Ε Ν Α Σ Τ Ο Χ Ο Σ Τ Ο Ι Δ Ο Α Ζ Ι Μ Ο Υ Θ Ι Ε Ν Ω Σ Τ Η Ν Π ΡΓΑ ΤΙΚΟ ΤΗ ΤΑ ΕΙΝ Α ΙΔ ΥΟ ΡΑ Ν ΤΑ Ρ2D Σχήμα 1 Δισδιάστατο Ραντάρ Δηλαδή το ραντάρ ανιχνεύει ένα ουράνιο όγκο αλλά όλοι οι στόχοι σε οποιαδήποτε υψόμετρο σε ένα ορισμένο αζιμούθιο φαίνονται ως ένας. Τρισδιάστατο Ραντάρ - 3D Radar Ένα σύστημα που χρησιμοποιεί αισθητήρες για την ανίχνευση της τοποθεσίας των στόχων με βάση το αζιμούθιο, την απόσταση και το υψόμετρο. Τώρα το ραντάρ διαθέτει μια κεραία με στενές δέσμες που μπορούν να ξεχωρίσουν δύο στόχους που βρίσκονται στο ίδιο αζιμούθιο.
= Δ Υ Ο Σ Τ Ο Χ Ο Ι Σ Τ Ο Ι Δ Ο Α Ζ Ι Μ Υ Θ ΤΩ Ρ Α Τ Ο Ρ Α Ν Τ Α Ρ Μ Π Ο Ρ Ε Ι Ν Α Δ ΙΥ Κ ΙΟ Ρ Β Ω Σ Ε Ι Σ Ο Χ Υ Σ Π Ο Υ ΕΨ Ν Α Δ Α Φ Ρ Ε Τ Ι Κ Μ ΕΤΖΡ Ο Κ ΙΣΟ Δ ΙΟ Α ΙΜ ΥΘ ΡΑ Ν ΤΑ Ρ3D Σχήμα 2 Τρισδιάστατο Ραντάρ ΒΑΣΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ 11
Τετραδιάστατο Ραντάρ - 4D Radar Ένα σύστημα που χρησιμοποιεί αισθητήρες για την ανίχνευση της τοποθεσίας των στόχων με βάση το αζιμούθιο, την απόσταση και το υψόμετρο. Τώρα το ραντάρ διαθέτει μια κεραία με στενές δέσμες που μπορούν να ξεχωρίσουν δύο στόχους που βρίσκονται στο ίδιο αζιμούθιο. Η
Ο Σ Τ Ο Χ Ο Σ Α Π Μ Α Κ Ρ Υ Ν Ε Τ Α Ι Ο Τ Ο Α Ρ ( R E D S H I F T ) = Δ Υ Ο Σ Τ Ο Χ Ο Ι Σ Τ Ο Ι Δ Ο Α Ζ Ι Μ Υ Θ Ω Ρ Α Τ Ο Ρ Α Ν Τ Α Ρ Μ Π Ο Ρ Ε Ι Ν Α ΙΣΕΤΑ Δ ΙΔ Κ Β Ω Σ Ε Ι Σ Ο Χ Ο Υ Σ Υ Ι Α Φ Ο Ρ Τ Κ Υ Ψ Ο Μ Ε Τ Ρ Ο Κ Α ΣIΤΗ ΙΝ ΔΤΟ Α ΥΘ KA ΧΖΥΙΤΜ Η ΤΑ ΤΙΟ ΥΣΤ Ο Σ Τ Ο Χ Ο Σ Π Λ Η Σ Ι Α Ζ Ε Ι Ο Ρ Α Ν Τ Α Ρ ( B L U E S H I F T ) ΡΑ Ν ΤΑ Ρ3D +Μ ΕΤΡΗ ΣΗ ΤΑ ΧΥΤΗ ΤΑ ΣΤΟ ΧΩ Ν =ΡΑ Ν ΤΑ Ρ4D
διαφορά από το τρισδιάστατο είναι ότι το ραντάρ μπορεί να μετρήσει και την ακτινική ταχύτητα των στόχων.
f d uradial
f d uradial
Σχήμα 3 Τετραδιάστατο Ραντάρ
12 ΡΑΝΤΑΡ & ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΣ ΠΟΛΕΜΟΣ
Imaging Radar (SAR-ISAR) Ένα σύστημα που χρησιμοποιεί πολλούς αισθητήρες (στοιχειοκεραίες) για να συλλέξουν δεδομένα που μετά από και αρκετή επεξεργασία σημάτων συνθέτουν μια δισδιάστατη εικόνα για τον στόχο. Παθητικό Ραντάρ - Passive Radar Ο συγκεκριμένος τύπος ραντάρ δεν εκπέμπει την δική του ακτινοβολία αλλά προσπαθεί να εκμεταλλευτεί άλλες πηγές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, όπως για παράδειγμα τα σήματα της ψηφιακής τηλεόρασης. Οι τρίτες πηγές που προσφέρουν την ακτινοβολία στο παθητικό ραντάρ ονομάζονται πηγές μη-συνεργάσιμης ακτινοβολίας (non-cooperative source of illumination). Μπάντες Ραντάρ - Radar Bands Οι ζώνες λειτουργίας των ραντάρ, σε GHz, είναι:
G H z H FV H FU H FL S C XK uKK a V Wm m 0.003 0.03 0.3 1 2 4 8 12satcom 18 27 40 75 110 300 R W R P0.5 SA R 0.23
Σχήμα 4 Ζώνες λειτουργίας ραντάρ
Radar Warning Receiver - RWR - Δέκτης Προειδοποίησης Απειλών Ο δέκτης προειδοποίησης απειλών RWR ανιχνεύει την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που προσπίπτει σε ένα στοιχείο (αεροσκάφος, ραντάρ) και προειδοποιεί για αυτό τον φωτισμό που μπορεί να σημαίνει κίνδυνο από εχθρική ενέργεια.
ΒΑΣΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ 13
Κυματομορφές Ραντάρ Για την ανάλυση των συστημάτων ραντάρ είναι απαραίτητη η κατανόηση των εννοιών:
πεδίο χρόνου
time domain
η απεικόνιση της τιμής (πχ πλάτους, ισχύος) μίας συνάρτησης ως προς το χρόνο
πεδίο συχνοτήτων
frequency domain
η απεικόνιση της τιμής μίας συνάρτησης ως προς τη συχνότητα
φασματική πυκνότητα ισχύος
power spectral density
η κατανομή της ισχύος μίας συνάρτησης ως προς τη συχνότητα
autocorrelation & correlation
Δείκτης ομοιότητας ενός σήματος με ένα αντίγραφο του που τελεί υπό χρονική καθυστέρηση
αυτοσυσχέτιση
14 ΡΑΝΤΑΡ & ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΣ ΠΟΛΕΜΟΣ
Αναλυτικό Σήμα - Analytic Signal Το φάσμα ενός σήματος περιέχει θετικές και αρνητικές συχνότητες, που σημαίνει ότι περιέχει κυκλικές συχνότητες με δεξιόστροφη φορά και κυκλικές συχνότητες με αριστερόστροφη φορά.
Δηλαδή το πρόσημο σε αυτή την περίπτωση δείχνει την φορά της κυκλικής
συχνότητας. Ιδιαίτερα στο πεδίο των ραντάρ είναι επιθυμητό να χρησιμοποιείται μια σχέση για ένα σήμα που να περιέχει μόνο θετικές συχνότητες. Αυτός ακριβώς είναι ο σκοπός της περιγραφής στο αναλυτικό σήμα.
A cos t e jt cos t j sin t I (t ) jQ(t )
3. 1
Hilbert Transform Για
πιο
περίπλοκα
σήματα
που
εκφράζονται
ως
άθροισμα
πολλών
ημιτονοειδών
χρησιμοποιούμε το φίλτρο μετασχηματισμού Hilbert που μετατοπίζει κάθε ημιτονοειδές κατά 90 μοίρες. Αναλυτικά το φίλτρο Hilbert έχει μέτρο 1, δηλαδή αφήνει τα εισερχόμενα πλάτη αναλλοίωτα, αλλά προσθέτει φάση -90 μοίρες σε κάθε θετική συχνότητα και φάση +90 μοίρες σε κάθε αρνητική συχνότητα.
Hilbert sin t cos t Hilbert cos t sin t Hilbert e jt e
j t 90
je jt
Επειδή ο μετασχηματισμός Hilbert μπορεί να περιγράψει την περιβάλλουσα της AM, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην αποδιαμόρφωση AM. ΒΑΣΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ 15