رادار دید بسیار دور از افق

[Joseph Goebbels]

رادار دید بسیار دور از افق

محدودیت های رادار

واژه رادار که در حال حاضر به اسم خاص تبدیل شده است ، مرکب از حروف اول کلمات انگلیسی " کشف و فاصله یابی رادیویی " می باشد . به این ترتیب که دستگاه رادار ، امواجی را به سوی هدف ارسال کرده و پس از دریافت بازتاب ان از هدف ، فاصله از ان را از طریق محاسبه زمان رفت و برگشت موج محاسبه می کند . یکی از عوامل مهم از میان عوامل متعدد تاثیر گذار بر برد رادار ، از انجایی که امواج رادار به صورت مستقیم منتشر می شوند ، افق دید انها با افزایش فاصله ، بالا تر می رود . به این ترتیب برای کشف هواپیمایی در فاصله 400 کیلومتری ، این هواپیما می باید در ارتفااع 31000 فوت ( 9500 متر ) پرواز مند . هر هواپیمایی در پایین تر از این ارتفاع ، در زیر خط افق ( از فاصله 400 کیلومتری ) قرار می گیرد و قابل کشف نخواهد بود . برای حل این مشکل ، دو راه حل وجود دارد : اول ، افزایش ارتفاع رادار ، از طریق نصب ان بر یک سکوی هوابرد ( هواپیمای اواکس ) و دوم استفاده از رادارهایی با توان دید خارج از خط مستقیم . به این رادارها ، رادار " دید ورای افق " ( OTH ) می گویند .

تاریخچه رادارهای دید ورای افق :

بر خلاف تصور بسیاری از افراد ، اندیشه رادار ورای افق ، موضوع تازه ای نیست و این روش برای اولین بار در سال 1946 مطرح شد ؛ ولی تحقیقات جدی در این زمینه تا 4 سال بعد ، اغاز نگردید . سپس از سال 1950 فعالیتهای گسترده ای در حداقل 3 سیستم رادار دید ورای افق در امریکا انجام شد .

یکی از این سیستم ها ، با عنوان " Cobra Mist " پیمانکاری شرکت " RCA " بود . این سیستم که کار ساخت ان در اواخر دهه 60 میلادی با فرستنده ای به توان 10 مگاوات اغاز شد ، توانایی کشف " موشکهای بالستیک قاره پیما " را داشت و بخشی از برنامه ضد موشک بالستیک " ABM " ) safe guard ) به شمار می رفت . این برنامه در پی کنار گذاشتن برنامه safe guard توسط امریکا لغو شد .

برنامه دیگر با عنوان " L 440 " به پیمانکاری شرکت های ریتیون و سندرز ، یکی رادار پراکنش به جلو بود . در این سیستم که برای کشف موشکهای بالستیک به کار می رفت ، فرستنده هایی در خاور دور ( ژاپن ) ، امواج رادیویی طول بلند HF را بر فراز اوراسیا منتشر می کردند که از لایه یونسفر بازتاب یافته و در سایت های مستقر در انگلستان دریافت می شد . کشف موشک پرتاب شده از طریق ایجاد اشفتگی در لایه یونسفر جو به دلیل شعله موتور موشک که باعث ایجاد تغییرات قابل تشخیص در علایم رادیویی می شد ، انجام گرفت . با اینکه در سال 1968 اعلام شد که این سیستم عملیاتی گردیده ، ولی این سیستم در حدود 8 تا 10 سال بعد ، به نفع ماهواره های ویژه اخطار پرتاب موشک ، کنار گذاشته شد .

رادارهای کنونی دید ورای افق ، رادارهای پراکنش به عقب نام دارد . در این سیستم ، همانند رادارهای معمولی ، امواج رادار ، پس از برخورد با هدف ، به سمت عقب بارتاب یافته و توسط گیرنده رادار ، که در این مورد ، در فاصله نسبتا زیادی از فرستنده – به منظور دوری از تداخل امواج – قرار دارد ، دریافت می شود . این سیستم برای کشف هدف های " هوا تنفسی " ( هواپیما و موشک های کروز ) طراحی شده است .

ادامه دارد ....

منبع : دو ماهنامه هواپیما / ش 9

[Joseph Goebbels]

نحوه کارکرد رادار دید ورای افق :

رادار دیدی ورای افق به بخش خاصی از طیف تشعشعات الکترومغناطیسی در طول موجی که اصطلاحا باند hf نامیده می شود با فرکانس 30-3 مگاهرتز و طول موج 10 تا 100 متر ، وابسته است و با استفاده از بخش فوقانی جو زمین در ارتفاع 60 تا 360 کیلومتری که یونسفر نامیده می شود ، کار می کند . این بخش از جو شامل چندین لایه از هوای فوق العاده رقیق حامل بارهای الکتریکی ( یونیزه ) است و تراکم الکترون های ازاد ان از لایه ای به لایه دیگر ، در طی شب و روز ، فصول سال و فعالیت لکه های خورشیدی و عرض جغرافیایی ، بسیار متغیر است .

در حالی که امواج مایکروویو در محدوده فرکانس " گیگاهرتز " که معمولا در رادارهای معمولی استفاده می شوند ، از این لایه عبور می کند ، بخش قابل توجهی از امواج فرکانس پایین تر hf توسط این لایه به سوی سطح زمین منعکس می شوند و در فواصلی دورتر از خط افق به برخورد با سطح زمین به عقب و به سوی فرستنده منعکس می شوند ، در بازگشت خود ، " تصاویری " از سطح زمین را نیز حمل می کنند .

با توجه به اینکه در این نوع رادار ، بازتاب دهنده اصلی ، سطح زمین است لذا بخش فوق العاده بزرگی از بازتاب های دریافتی ، شامل بازتاب های ناخواسته از سطح زمین و یا سطح دریاست که اصطلاحا اغتشاش نامیده می شود . این سیستم در ضمن ، بسیار مستعد از سوی منابع رادیویی ایستگاه های رادیویی موج بلند ، امواج کیهانی و یا تلاطم جوی است . با این حال ، اجسام جامد نظیر هواپیما و یا حتی کشتی که نسبت به پس زمینه حرکت می کنند ، بازتابه ای قابل تشخیصی نسبت به پس زمینه تولید می کنند که با پردازش مناسب و استفاده از ***** های " داپلر " ، می توان این امواج را نسبت به اغتشاشات بسیار قوی پس زمینه ، تشخیص داد . با این حال ، زمان پردازش اطلاعات ، با توجه به حجم عظیم داده های دریافتی ، نسبتا طولانی است . به علاوه ، بازتابهای دنباله های شهاب سنگ ها را نیز به عنوان منبع دیگری از اغتشاشات ، می باید شناسایی و حذف کرد . بخش بزرگی از انرژی ارسالی توسط رادارهای دید ورای افق ، به عقب و به سوی انتن گیرنده پراکنده نمی شوند ، بلکه مجددا به جلو و به سمت یونیسفر تابیده می شوند . با این حال از لحاظ تئوری ، از این روش می توان برای افزایش برد اکتشافی رادار تا حدود 6700 کیلومتر ( 3600 ناتیکال مایل ) استفاده کرد ، با این حال از لحاظ عملی ، احتمال کشف مطمئن هدف پس از اولین بازتاب اندک است .
رادار دید ورای افق تشریح شده در بالا ، از پدیده ای که به عنوان انتشار " موج اسمانی " نامیده می شود ، استفاده می کند . با این حال ، نوع دیگری از رادار دید ورای افق با استفاده از پدیده ای به نام " موج سطحی " نیز وجود دارد که از انتشار امواج پیوسته با فرکانس بسیار پایین تر بر سطح دریا استفاده می کند . از لحاظ تئوری ، با این روش قادر به پر کردی زیر خط دید در فواصل نسبتا نزدیک بوده و قادر به ارائه اخطار از تهدید موشک های کروز ، هواپیماهای بسیار پایین پرواز و ناوها تا مسافت 280 کیلومتر ( 150 ناتیکال مایل ) هستند . زیرا این نوع رادارها ، معمولا دارای حداقل برد 740 کیلومتر ( 400 ناتیکال مایل ) هستند . رادارهای موج سطحی در ضمن برای جمع اوری اطلاعات از وضعیت دریا در فواصل زیاد مناسب هستند . با این که امریکا فعالیت هایی را در زمینه تکمیل این نوع رادار ( موج سطحی ) از دهه 60 و یا 70 میلادی اغاز کرد ، ولی بر طبق گزارشات منتشره این ف شوروی بود که برای اولین بار از این نوع رادار استفاده کرد و از ان برای نظارت بر تردد ناوها در دریای ژاپن و نیز سواحل کانادا استفاده کرد . استرالیا نیز ظاهرا از این نوع رادار استفاده می کند .

ادامه دارد...

منبع : ماهنامه دو هواپیما / 1390 / ش 9

[Joseph Goebbels]

کشورهای دارنده :

1- امریکا : قرارداد ساخت اولین رادار دید ورای افق پراکنش به جلو در مارس 1975 یا اسفند 1353 میان نیرو هوایی این کشور و شرکت جنرال الکتریک با عنوان FPS-118 به امضا رسید ؛ ولی ازمایش ان در ژوئن 1980 یا خرداد 1359 اغاز شد . نمونه ازمایشی این سیستم با توان تشعشعی 1 مگاوات با فرستنده و گیرنده های مجزا از یکدیگر در ایالت Maine در ساحل شرقی امریکا نصب شد که پوششی 60 درجه را در فاصله 900 تا 3300 کیلومتری تامین می کرد . این پوشش ، بعدها با اضافه شدن دو سیستم دیگر ، به 180 درجه افزایش یافت . جنرال الکتریک در ضمن قراردادی را برای ساخت یک سیستم 3 بخشی دیگر در ساحل غربی امریکا امضا کرد . در 1992 یا سال 1371 ، نیرو هوایی قراردادی را برای افزودن 15 درجه در جنوب سیستم 3 بخشی سواحل شرقی برای پوشش مرزهای جنوب شرقی امضا کرد . به علاوه ، برد سیستم به 3000 مایل ( 4800 کیلومتر ) افزایش یافت و از خط استوا فراتر یافت .

ولی در پی پایان جنگ سرد ، برنامه ساخت سایت های جدید لغو گردید و فعالیت سیستم های تکمیل شده شرقی و غربی متوقف شد ، ولی در وضعیت اماده برای استفاده باقی ماند که امکان استفاده از انها را در موقع لزوم ، فراهم می کند . سپس تا سال 2002 یا سال 1381 تاسیسات ساحل غربی از وضعیت اماده برای استفاده خارج شد . سرانجام ، در ژوئیه 2007 یا تیر 1386 تمامی تاسیسات ساحل غربی برچیده شد .

نیرو دریایی امریکا نیز سیستم رادار دید ورای افق خود را با عنوان ، TPS-71 با توان جا به جایی تکمیل کرده است . این سیستم ، پوششی 54 درجه با برد 1600-500 ناتیکال مایل ( 3000-925 کیلومتر ) را تامین می کند . این سیستم در اصل ، برای تعقیب ناوگان بسیار پیش از درگیری با یگان دشمن ، به کار گرفته شد . این سیستم در الاسکا نصب شد و سواحل شرقی روسیه را در 1991 زیر پوشش داشت . ولی در سال 1993 ، این سیستم از ان محل جمع اوری شد . سپس ، اولین سیستم تولیدی در سایت ازمایشی واقع در ایالت ویرجینیا ، به منظور انجام ازمایشات و سپس مقابله با قاچاق مواد مخدر نصب شد و منطقه امریکای مرکزی و دریای کارائیب را زیر پوشش در اورد . دومین رادار تولیدی دید ورای افق قابل جا به جایی ، در ایالت تگزاس مستقر شد که ان نیز دریای کارائیب و نیز دیگر مناطق – تا جنوب کلمبیا – را زیر پوشش دارد . از این رادار نیز برای ردگیری هواپیماها و قایق های قاچاقچیان مواد مخدر استفاده می شود . سومین و اخرین نمونه این سیستم در " پورتوریکو " نصب شده و منطقه زیر پوشش ان از خط استوا فراتر رفته و تا اعماق امریکای جنوبی را شامل می شود .

2- اتحاد شوروی / روسیه :
شوروی نیز مطالعه در زمینه رادارهای دید ورای افق خود را کمابیش همزمان با امریکا اغاز کرد . بر طبق گزارشات منتشره ، اولین رادار ازمایشی انها در سال 1949 یا سال 1328 ساخته شد . برنامه جدی بعدی شوروی در این زمینه ، " دوگا -2 " نامیده می شد ، در سواحل دریای سیاه ، در نزدیکی اودسا ساخته شد و فعالیت خود را از سال 1971 یا سال 1350 رو به شرق ، اغاز کرد و از ان به طور موفقیت امیزی برای ردگیری موشک های پرتاب شده از خاور دور و اقیانوس ارام استفاده شد . در پی ان ، اولین سیستم عملیاتی که در غرب با نام " استیل یارد " شناخته میشد ، فعالیت خود را در سال 1976 یا سال 1355 اغاز کرد . این سیستم که در نزدیکی چرنوبیل احداث شد ، به منظور پوشش امریکا ، به سوی شمال غرب تنظیم شده بود . صدای بلند و متناوب ان باعث شد که اپراتورهای رادیوهای اماتوری ان را " دارکوب روسی " بنامند . روس ها بعدا فرکانس عملیاتی سیستم خود را – عمدتا به دلیل تداخل با امواج رادیویی غیر نظامی – تغییر دادند . شوروی ها یک سیستم دیگر را نیز در سیبری نصب کردند که تقریبا تمامی خاک امریکا را تحت پوشش داشت .

3- استرالیا :
علاوه بر امریکا و شوروی ، استرالیا نیز یک رادار دید ورای افق را که ساخت ان توسط وزارت دفاع این کشور در سال 1998 یا سال 1377 خاتمه یافت به خدمت گرفته است . این سیستم که " جندالی " نامیده می شود ، یک رادار " مالتی استاتیک " است . به این معنی که دارای یک فرستنده و چندین گیرنده است و به این ترتیب ، نه فقط دارای برد بسیار زیاد می باشد ، بلکه از توانایی ضد استیلت نز برخوردار است . نکته جالب توجه در مورد این سیستم ان است که ضمن برد بیشتر نسبت به رادارهای امریکایی در ابتدای دهه 80 میلادی مصرف برق ان 560 کیلو وات است که نشاندهنده پیشرفت عظیم در زمینه الکترونیک و پردازش اطلاعات در طی قریب به دو دهه است .

4- فرانسه :
این کشور نیز در طی دهه 90 میلادی برنامه رادار دید ورای افق خود با نام " نوسترداموس " را اغاز کرد و در سال 2005 توسط ارتش این کشور به خدمت گرفت . این رادار از نوع " مونو استاتیک " است – یعنی فرستنده و گیرنده ان ، در یکجا قرار دارند – و دارای 1000 کیلومتر برد و پوشش 360 درجه ای است . فرکانس عملیاتی این رادار در محدوده 6 تا 30 مگاهرتز است .

پایان .

منبع : ماهنامه دو هواپیما / 1390 / ش 9