تظهر النزاعات المحلية الحديثة ، حتى في البلدان ذات المستوى الأدنى من تطور القوات المسلحة (سوريا ، أوكرانيا) ، مدى أهمية دور معدات الاستطلاع والكشف الإلكتروني. وما هي المزايا التي يمكن أن يحصل عليها طرف ما ، باستخدام ، على سبيل المثال ، أنظمة البطاريات المضادة ضد طرف ليس لديه مثل هذه الأنظمة.
في الوقت الحالي ، يسير تطوير جميع الأنظمة الإلكترونية الراديوية في اتجاهين: من ناحية ، لتحقيق أقصى قدر من التحكم وأنظمة الاتصالات وأنظمة جمع المعلومات الاستخباراتية وأنظمة التحكم في الأسلحة الدقيقة جنبًا إلى جنب مع جميع الأنظمة والمجمعات المدرجة سابقًا.
الخط الثاني هو تطوير الأنظمة التي يمكن أن تجعلها ذات جودة عالية قدر الإمكان لعرقلة تشغيل جميع الوسائل المذكورة أعلاه من العدو مع أبسط هدف هو عدم السماح للعدو بإلحاق الضرر والأذى بقواته.
وتجدر الإشارة هنا أيضًا إلى العمل على إمكانيات وطرق إخفاء الأشياء عن طريق تقليل توقيع الرادار الخاص بها من خلال استخدام أحدث المواد والطلاءات الممتصة للأشعة ذات الخصائص العاكسة المتغيرة.
ربما يكون الأمر يستحق الترجمة: لن نتمكن من جعل الخزان غير مرئي في الطيف الراديوي ، ولكن يمكننا تقليل رؤيته قدر الإمكان ، على سبيل المثال ، من خلال تغطيته بمواد من شأنها أن تعطي إشارة مشوهة كهذه كن صعبًا جدًا.
ونعم ، ما زلنا ننطلق من حقيقة أن الطائرات والسفن والدبابات غير المرئية تمامًا لا وجود لها. في الوقت الحالي على الأقل. إذا كانت دقيقة ويصعب رؤيتها.
ولكن ، كما يقولون ، لكل هدف رادار خاص به. مسألة تردد الإشارة وقوتها. لكن هذا هو المكان الذي تكمن فيه المشكلة.
المواد الجديدة ، وخاصة الطلاءات الماصة للإشعاع ، والأشكال الجديدة لحساب الأسطح العاكسة ، كل هذا يجعل مستويات التباين في الخلفية للأشياء المحمية ضئيلة. أي أن مستوى الاختلاف بين الخصائص الكهربائية لعنصر التحكم أو العيوب الموجودة فيه عن خصائص البيئة يصبح من الصعب تمييزه ، حيث يندمج الكائن بالفعل مع البيئة ، مما يجعل اكتشافه مشكلة.
في عصرنا ، تكون المستويات الدنيا لتباين الخلفية قريبة في الواقع من القيم القصوى. ومن ثم ، من الواضح أنه بالنسبة للرادارات (خاصة بالنسبة للمنظر الدائري) ، التي تعمل بدقة على التباين ، من الضروري ببساطة توفير زيادة ، أولاً وقبل كل شيء ، في جودة المعلومات الواردة. وليس من الممكن تمامًا القيام بذلك من خلال الزيادة المعتادة في كمية المعلومات.
بتعبير أدق ، من الممكن زيادة كفاءة / جودة استطلاع الرادار ، والسؤال الوحيد هو ما التكلفة.
إذا أخذت رادارًا افتراضيًا ، بغض النظر عن الغرض منه ، فسيتعين عليك حل المشكلة مهام صعبة للغاية. لن أعطي هنا الصيغ الحسابية ، فهذه فيزياء المياه النقية وليست سرية.
لذلك ، لمضاعفة نطاق الكشف عن الرادار ، يلزم:
- لزيادة الطاقة الإشعاعية بمقدار 10-12 مرة. لكن الفيزياء مرة أخرى لم يتم إلغاؤها ، يمكن زيادة الإشعاع كثيرًا فقط عن طريق زيادة الطاقة المستهلكة. وهذا يستلزم ظهور معدات إضافية لتوليد الكهرباء في المحطة. ثم هناك كل أنواع المشاكل بنفس التنكر.
- تزيد حساسية جهاز الاستقبال 16 مرة. أقل غلاء. لكن هل يمكن تحقيقه على الإطلاق؟ هذا بالفعل سؤال للتكنولوجيا والتطوير. ولكن كلما كان جهاز الاستقبال أكثر حساسية ، زادت مشاكل التداخل الطبيعي التي تنشأ حتماً أثناء التشغيل. يستحق التدخل من الحرب الإلكترونية للعدو الحديث عنه بشكل منفصل.
- لزيادة الحجم الخطي للهوائي بمقدار 4 مرات. الأسهل ، لكنه يضيف أيضًا تعقيدًا. أكثر صعوبة في النقل ، أكثر وضوحا …
على الرغم من أننا نعترف بصدق أنه كلما زادت قوة الرادار ، كان من الأسهل اكتشافه وتصنيفه وتوليده من أجل تداخل محسوب شخصيًا مع أكثر الخصائص عقلانية وإرساله. والزيادة في حجم هوائي الرادار تصب في مصلحة أولئك الذين يجب أن يكتشفوها في الوقت المناسب.
من حيث المبدأ ، تظهر هذه الحلقة المفرغة. حيث يتعين على المطورين تحقيق التوازن على حافة السكين ، مع مراعاة العشرات ، إن لم يكن المئات من الفروق الدقيقة.
إن خصومنا المحتملين من جميع أنحاء المحيط قلقون بشأن هذه المشكلة مثلنا. يوجد في هيكل وزارة الدفاع الأمريكية قسم مثل DARPA - وكالة مشروع الأبحاث الدفاعية المتقدمة ، والتي تشارك في أبحاث واعدة فقط. في الآونة الأخيرة ، ركز متخصصو DARPA جهودهم على تطوير الرادارات التي تستخدم إشارات النطاق العريض (UWB).
ما هو UWB؟ هذه نبضات قصيرة جدًا ، مدتها نانوثانية أو أقل ، بعرض طيف لا يقل عن 500 ميجاهرتز ، أي أكثر بكثير من الرادار التقليدي. إن قوة الإشارة المنبعثة وفقًا لتحولات فورييه (بطبيعة الحال ، ليس تشارلز ، اليوتوبيا الذي مر عبر التاريخ في المدرسة ، ولكن جان بابتيست جوزيف فورييه ، مبتكر سلسلة فورييه ، وبعد ذلك تم تسمية مبادئ تحويل الإشارة) يتم توزيعها على كامل عرض الطيف المستخدم. هذا يؤدي إلى انخفاض في قوة الإشعاع في جزء منفصل من الطيف.
إن اكتشاف رادار يعمل على UWB أثناء التشغيل أكثر صعوبة بكثير من الرادار العادي بسبب هذا على وجه التحديد: يبدو الأمر كما لو أنه لا تعمل إشارة حزمة قوية واحدة ، ولكن كما لو أن العديد من الإشارات الأضعف ، منتشرة على شكل فرشاة. نعم ، سوف يغفر لي الخبراء لمثل هذا التبسيط ، لكن هذا فقط من أجل "النقل" إلى مستوى أبسط من الإدراك.
أي أن الرادار "يطلق النار" ليس بنبضة واحدة ، ولكن بما يسمى "اندفاع الإشارات فائقة القصر". يوفر هذا مزايا إضافية ، والتي سيتم مناقشتها أدناه.
تعتمد معالجة إشارة UWB ، على عكس النطاق الضيق ، على مبادئ الاستقبال بدون كاشف ، بحيث لا يقتصر عدد الرشقات في الإشارة على الإطلاق. وفقًا لذلك ، لا يوجد حد عمليًا على عرض النطاق الترددي للإشارة.
هنا يطرح سؤال طويل الأمد: ما الذي تقدمه كل هذه الفيزياء ، وما هي المزايا؟
بطبيعة الحال ، هم كذلك. يجري تطوير وتطوير الرادارات القائمة على UWB على وجه التحديد لأن إشارة UWB تسمح بأكثر من مجرد إشارة تقليدية.
تتمتع الرادارات القائمة على إشارة UWB بأفضل قدرات الكشف والتعرف وتحديد المواقع وتتبع الأجسام. هذا ينطبق بشكل خاص على الأشياء المجهزة بتمويه مضاد للرادار وتقليل توقيع الرادار.
أي أن إشارة UWB لا تهتم بما إذا كان الكائن المرصود ينتمي إلى ما يسمى "الأجسام الشبحية" أم لا. تصبح الأغطية المقابلة للرادار أيضًا مشروطة ، نظرًا لأنها غير قادرة على عكس / امتصاص الإشارة بأكملها ، فإن جزءًا من الحزمة "يلتقط" الكائن.
تحدد الرادارات الموجودة على UWB الأهداف بشكل أفضل ، سواء كانت فردية أو جماعية. يتم تحديد الأبعاد الخطية للأهداف بشكل أكثر دقة. من الأسهل عليهم العمل مع أهداف صغيرة الحجم قادرة على الطيران على ارتفاعات منخفضة ومنخفضة للغاية ، أي الطائرات بدون طيار. ستتمتع هذه الرادارات بحصانة أعلى من الضوضاء.
بشكل منفصل ، يُعتقد أن UWB سيسمح بالتعرف بشكل أفضل على الأهداف الخاطئة. هذا خيار مفيد للغاية عند العمل ، على سبيل المثال ، مع الرؤوس الحربية للصواريخ الباليستية العابرة للقارات.
لكن لا تعلق على رادارات المراقبة الجوية ، فهناك خيارات أخرى لاستخدام الرادارات على UWB ، لا أقل ، وربما أكثر فاعلية.
قد يبدو أن إشارة النطاق العريض للغاية هي الدواء الشافي لكل شيء. من طائرات بدون طيار ، من طائرات وسفن خفية ، من صواريخ كروز.
في الحقيقة بالطبع لا. تكنولوجيا UWB لها بعض العيوب الواضحة ، ولكن هناك أيضًا مزايا كافية.
قوة رادار UWB هي الدقة العالية والسرعة العالية لاكتشاف الهدف والتعرف عليه ، وتحديد الإحداثيات بسبب حقيقة أن تشغيل الرادار يعتمد على ترددات متعددة لمدى التشغيل.
هنا ، يتم إخفاء "نكهة" UWB بشكل عام. وهو يكمن بالتحديد في حقيقة أن نطاق تشغيل مثل هذا الرادار له ترددات عديدة. ويسمح لك هذا النطاق الواسع بتحديد تلك النطاقات الفرعية عند الترددات التي تتجلى فيها القدرات العاكسة لأجسام المراقبة قدر الإمكان. أو - كخيار - يمكن أن يؤدي ذلك ، على سبيل المثال ، إلى إبطال الطلاءات المضادة للرادار ، والتي لا يمكن أن تعمل أيضًا في نطاق التردد بأكمله نظرًا لحقيقة أن طلاء الطائرات له قيود على الوزن.
نعم ، تُستخدم اليوم وسائل تقليل توقيع الرادار على نطاق واسع للغاية ، ولكن الكلمة الأساسية هنا هي "تقليل". لا يوجد طلاء واحد ، ولا شكل ماكر واحد من الهيكل يمكن أن يحمي من الرادار. قلل من الرؤية ، أعط فرصة - نعم. لا أكثر. تم فضح حكايات الطائرات الشبحية في يوغوسلافيا في القرن الماضي.
سيكون حساب رادار UWB قادرًا على اختيار (وبسرعة ، بناءً على بيانات مماثلة) حزمة الترددات الفرعية التي من شأنها أن "تسلط الضوء" بشكل واضح على موضوع المراقبة بكل مجدها. لن نتحدث هنا عن الساعات ، فالتكنولوجيا الرقمية الحديثة تجعل من الممكن إدارتها في دقائق.
وبالطبع التحليل. يجب أن يحتوي هذا الرادار على مجمع تحليلي جيد يسمح بمعالجة البيانات التي تم الحصول عليها من تشعيع جسم ما على ترددات متنوعة ومقارنتها بالقيم المرجعية في قاعدة البيانات. قارن معهم وأعط النتيجة النهائية ، ما نوع الكائن الذي ظهر في مجال رؤية الرادار.
حقيقة أن الكائن سيتم تشعيعه على ترددات متنوعة سيلعب دورًا إيجابيًا في تقليل الخطأ في التعرف ، وهناك احتمال أقل لتعطيل الملاحظة أو الرد عن طريق الكائن.
يتم تحقيق زيادة في مناعة الضوضاء لهذه الرادارات من خلال اكتشاف واختيار الإشعاع الذي يمكن أن يتداخل مع التشغيل الدقيق للرادار. وعليه يتم إعادة هيكلة المجمعات المستقبلة على ترددات أخرى لضمان الحد الأدنى من تأثير التداخل.
كل شيء جميل جدا. بالطبع ، هناك أيضًا عيوب. على سبيل المثال ، تتجاوز كتلة وأبعاد مثل هذا الرادار المحطات التقليدية بشكل كبير. ولا يزال هذا الأمر يعقد بشكل كبير تطوير رادارات UWB. عن نفس السعر. إنها أكثر من مجرّد متسامي للنماذج الأولية.
ومع ذلك ، فإن مطوري هذه الأنظمة متفائلون جدًا بشأن المستقبل. من ناحية أخرى ، عندما يبدأ المنتج في الإنتاج بكميات كبيرة ، فإنه يقلل التكلفة دائمًا. ومن حيث الكتلة ، يعتمد المهندسون على المكونات الإلكترونية القائمة على نيتريد الغاليوم التي يمكن أن تقلل بشكل كبير من وزن وحجم هذه الرادارات.
وبالتأكيد سيحدث ذلك. لكل اتجاه. ونتيجة لذلك ، سيكون الناتج رادارًا بنبضات قوية وقصيرة جدًا في نطاق تردد واسع ، مع معدل تكرار مرتفع. و- مهم للغاية- معالجة البيانات الرقمية عالية السرعة ، القادرة على "هضم" كميات كبيرة من المعلومات الواردة من أجهزة الاستقبال.
نعم ، نحتاج حقًا إلى التقنيات بحرف كبير هنا. ترانزستورات الانهيار الجليدي ، صمامات تخزين الشحنة ، أشباه موصلات نيتريد الغاليوم. ترانزستورات الانهيار الجليدي ليست بشكل عام أجهزة يتم التقليل من شأنها ، فهي أجهزة ستظل تظهر نفسها. في ضوء التقنيات الحديثة ، المستقبل لهم.
تتمتع الرادارات التي تستخدم نبضات نانوثانية فائقة القصر بالمزايا التالية على الرادارات التقليدية:
- القدرة على اختراق العوائق والانعكاس من الأهداف الموجودة خارج خط البصر. على سبيل المثال ، يمكن استخدامه لاكتشاف الأشخاص والمعدات الموجودة خلف عقبة أو في الأرض ؛
- سرية عالية بسبب الكثافة الطيفية المنخفضة لإشارة UWB ؛
- دقة تحديد المسافة التي تصل إلى عدة سنتيمترات بسبب المدى المكاني الصغير للإشارة ؛
- القدرة على التعرف الفوري على الأهداف وتصنيفها من خلال الإشارة المنعكسة وتفاصيل الهدف العالية ؛
- زيادة الكفاءة فيما يتعلق بالحماية من جميع أنواع التداخل السلبي الذي تسببه الظواهر الطبيعية: الضباب والمطر والثلج ؛
وهذه ليست كل المزايا التي يمكن أن يتمتع بها رادار UWB مقارنةً بالرادار التقليدي. هناك لحظات لا يقدرها إلا المتخصصون والأشخاص المتمرسون في هذه الأمور.
تجعل هذه الخصائص رادار UWB واعدًا ، ولكن هناك عددًا من المشكلات التي تتم معالجتها من خلال البحث والتطوير.
الآن يجدر الحديث عن العيوب.
بالإضافة إلى التكلفة والحجم ، يعتبر رادار UWB أدنى من الرادار التقليدي ضيق النطاق. وأقل شأنا بشكل ملحوظ. الرادار التقليدي بقوة نبضة تبلغ 0.5 جيجاوات قادر على اكتشاف هدف على مسافة 550 كيلومترًا ، ثم رادار UWB على مسافة 260 كيلومترًا. بقوة نبضة تبلغ 1 جيجاوات ، يكتشف رادار ضيق النطاق هدفًا على مسافة 655 كيلومترًا ، ورادار UWB على مسافة 310 كيلومترات. كما ترون ، تضاعف تقريبا.
لكن هناك مشكلة أخرى. هذا هو عدم القدرة على التنبؤ بشكل الإشارة المنعكسة. يعمل الرادار ضيق النطاق كإشارة جيبية لا تتغير أثناء انتقالها عبر الفضاء. السعة وتغير الطور ، لكن تتغير بشكل متوقع ووفقًا لقوانين الفيزياء. تتغير إشارة UWB في كل من الطيف وفي مجال التردد الخاص بها وفي الوقت المناسب.
اليوم ، القادة المعترف بهم في تطوير رادارات UWB هم الولايات المتحدة وألمانيا وإسرائيل.
في الولايات المتحدة ، يمتلك الجيش بالفعل كاشفًا محمولًا للألغام AN / PSS-14 لاكتشاف أنواع مختلفة من الألغام والأشياء المعدنية الأخرى في التربة.
يتم تقديم كاشف الألغام هذا أيضًا من قبل الدول إلى حلفائها في الناتو. يسمح لك AN / PSS-14 برؤية وفحص الأشياء بالتفصيل من خلال العوائق والأرض.
يعمل الألمان على مشروع رادار UWB Ka-band "Pamir" بعرض نطاق إشارة يبلغ 8 جيجا هرتز.
لقد ابتكر الإسرائيليون على أساس مبادئ UWB "stenovisor" ، جهاز مضغوط "Haver-400" ، قادر على "النظر" عبر الجدران أو الأرض.
تم إنشاء الجهاز لوحدات مكافحة الإرهاب. هذا بشكل عام نوع منفصل من رادار UWB ، ينفذه الإسرائيليون بشكل جميل للغاية. الجهاز قادر حقًا على دراسة الوضع التشغيلي التكتيكي من خلال مجموعة متنوعة من العقبات.
ومزيد من التطوير ، "Haver-800" ، الذي يتميز بوجود عدة رادارات منفصلة بهوائيات ، لا يسمح فقط بدراسة الفضاء خلف العائق ، ولكن أيضًا لتشكيل صورة ثلاثية الأبعاد.
بإيجاز ، أود أن أقول إن تطوير رادارات UWB في اتجاهات مختلفة (البرية والبحرية والدفاع الجوي) سيسمح لتلك البلدان التي يمكنها إتقان التكنولوجيا لتصميم وإنتاج مثل هذه الأنظمة لتعزيز قدراتها الاستخباراتية بشكل كبير.
بعد كل شيء ، فإن عدد الأسرى ، وتحديدهم بشكل صحيح ، والمأخوذ لمرافقتهم مع التدمير اللاحق للأهداف هو ضمان للنصر في أي مواجهة.
وإذا اعتبرنا أن رادارات UWB أقل عرضة للتداخل من خصائص مختلفة …
سيزيد استخدام إشارات UWB بشكل كبير من كفاءة اكتشاف وتتبع الأجسام الديناميكية الهوائية والباليستية عند مراقبة المجال الجوي ، وعرض سطح الأرض ورسم خرائط له. يمكن لرادار UWB حل العديد من مشاكل الطيران والهبوط للطائرات.
يعتبر رادار UWB فرصة حقيقية للنظر إلى الغد. وليس من قبيل الصدفة أن الغرب منخرط عن كثب في التطورات في هذا الاتجاه.
