عملکرد رادار در محیط عملیاتی (تضعیف، کلاتر، چندمسیری و ...)

[Electro_officer 13,797]

[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10248/Besmellah_01.png[/img][/center]


[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/airdef_site_2.jpg[/img][/center]

آنچه در [url="http://www.military.ir/forums/topic/26565-%D8%B1%D8%A7%D8%AF%D8%A7%D8%B1%D8%8C-%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D9%88-%D8%A7%D8%B5%D9%88%D9%84-%D8%A2%D9%86/"]تاپیک رادار، معادلات و اصول[/url] آن مورد بحث و بررسی قرار دادیم در واقع بیانگر عملکرد رادار در فضایی آزاد و ایده‌آل بود، فضایی که در محیط عملیاتی هرگز بروز پیدا نمی‌کند. در محیط‌های عملیاتی برخی عوامل بر عملکرد رادار تاثیر می‌گذارند که در این تاپیک به بررسی اصلی‌ترین عوامل موثر بر آن می‌پردازیم که عبارت اند از:
• تضعیف سیگنال
• بازتاب کلاتر
• اثر آینه‌ای یا چندمسیری
• افق دید
• تشعشع ناخواسته در مجرا

[b]تضعیف سیگنال در اتمسفر [/b][b]Atmospheric Attenuation[/b]
اتمسفر حاوی مواد به شکل گازی است. لذا سیگنال‌های رادیویی در برخورد با این مواد به علت جذب رزونانسی ملکول‌ها مقداری از انرژی خود را از دست می‌دهند. اکسیژن، بخار آب و... در جذب انرژی امواج نقش بسزایی دارند. در شکل زیر چگونگی تضعیف امواج با فرکانس‌های متفاوت در آب و هوایی با درصدهای متفاوت رطوبت را مشاهده می‌کنید:
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/004406_10_fig1.jpg[/img][/center]

با توجه به آنچه ذکر کردیم بایستی تضعیف حاصل از اتمسفر را نیز در فرمول رادار وارد کنیم تا به دقت مناسبی دست پیدا کنیم.

[b]بازتاب کلاتر [/b][b]Clutter[/b]
در یک محیط عملیاتی هیچ تضمینی برای برخورد دقیق سیگنال به اهداف مورد نظر ما و عدم برخورد به اجزای محیطی وجود ندارد. ممکن است سیگنال ارسالی به کوه‌ها، درختان، امواج دریا، سطح زمین، توده‌ی ابر و... برخورد کرده و به سمت رادار بازگردد. به سیگنال‌های بازگشتی از اهداف غیرحقیقی و مزاحم سیگنال کلاتر می‌گوییم. کلاتر زمانی برای ما ایجاد دردسر می‌کند که توان سیگنال بازگشتی آن بیش از توان سیگنال بازگشتی از هدف باشد. اجسام در محیط اطراف نیز دارای سطح مقطع راداری هستند و می توانند با قدرت زیادی امواج را بازتاب دهند به سطح مقطع عوامل مزاحم سطح مقطع کلاتر می‌گوییم.
میزان توان کلاتر بازگشتی از زمین و دریا یعنی کلاتر سطحی به [b]سطح روشن‌شده ضربدر سطح مقطع[/b] محیط بستگی دارد:
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/1~1.JPG[/img][/center]
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/2~1.JPG[/img][/center]

میزان کلاتر دریا دارای تغییراتی وسیع با توجه به وضعیت دریا است.

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/1280px-Wasser_uber_Deck_und_Luken_WNA.png"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_1280px-Wasser_uber_Deck_und_Luken_WNA.png[/img][/url][/center]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/USA-Navy-Oceanographers-Delve-Deeper-in-Wave-Data-to-Improve-Forecasts.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_USA-Navy-Oceanographers-Delve-Deeper-in-Wave-Data-to-Improve-Forecasts.jpg[/img][/url][/center]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/1280px-US_Navy_031120-N-6477M-501_U_S__Coast_Guard_Motor_Life_Boat_284726829_brakes_a_wave_during_a_rescue_at_sea_exercise_off_the_coast_of_Yaquina_Bay_State_Park.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_1280px-US_Navy_031120-N-6477M-501_U_S__Coast_Guard_Motor_Life_Boat_284726829_brakes_a_wave_during_a_rescue_at_sea_exercise_off_the_coast_of_Yaquina_Bay_State_Park.jpg[/img][/url][/center]

میزان کلاتر بازگشتی از اتمسفر با توجه به وضعیت آب و هوا (درصد رطوبت، سرعت بارش و...) متفاوت است به حجم روشن شده ضربدر سطح مقطع حجم محیطی بستگی دارد:

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/3~0.JPG"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_3~0.JPG[/img][/url][/center]

در تصاویر زیر دشواری امکان تشخیص هدف از کلاتر را مشاهده میکنید:

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/raderror.gif"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_raderror.gif[/img][/url][/center]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/clutter_big.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_clutter_big.jpg[/img][/url][/center]

در رادار هواشناسی کلاتر باران خود هدف محسوب می‌شود!

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/noise.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_noise.jpg[/img][/url][/center]

اهمیت کاهش سایدلوب جهت کاهش کلاتر:
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/side_lobe_ground_clutt_free.gif[/img][/center]

[b]اثر آینه‌ای یا چندمسیری [/b][b]Lobing[/b]
در یک محیط واقعی تضمینی برای بازگشت دقیق سیگنال بازتابی از هدف به رادار وجود ندارد. ممکن است سیگنال بازگشتی از هدف به سطح زمین، کوه‌ها و... برخورد کرده و از چند مسیر به رادار برسد. این پدیده سبب می‌شود رادار به جای یک هدف، چندین هدف را در صفحه‌ی PPI نمایش دهد.
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/4~0.JPG[/img][/center]


[b]افق دید رادار [/b][b]Radar Horizon[/b]
همانطور که می دانیم زمین کروی شکل است. اگر انتشار امواج را به صورت مستقیم در نظر بگیریم متوجه می‌شویم سیگنال رادار قادر به دستیابی به برخی نقاط نخواهد بود و در یک فاصله‌ی خاص قادر به کشف اجسام در ارتفاعی خاص نخواهد بود این پدیده سبب ایجاد مفهومی به نام افق دید می‌شود. البته امواج الکترومغناطیسی همواره به خط مستقیم حرکت نمی‌کنند بلکه مقداری خمیده می‌شوند معمولاً با کاهش ارتفاع آنتن رادار امواج به سمت پایین خمیده می‌شوند؛ این امر بدین معناست که در حالت عادی امواج رادار در یک ارتفاع انتشار برابر زیر خط نور حرکت خواهند کرد. از فرمول زیر می‌توانیم به طور تقریبی افق دید رادار را بدست آوریم:
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/5~0.JPG[/img][/center]
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/6~0.JPG[/img][/center]
از علل اصلی حرکت جنگنده‌ها در ارتفاع پایین بهره‌گیری از محدودیت افق دید رادارهاست:
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/ssrh.png[/img][/center]
[b]اثر تشعشع ناخواسته در مجرا [/b][b]Ducting Effect[/b]
بر خلاف اثر آینه‌ای که همواره در وجود سطوح بازتا‌ب‌دهنده رخ می‌دهد اثر داکت تنها در شرایطی خاص بوجود می آید. در بسیاری از مواقع سال با بوجود آمدن شرایط‌ ویژه‌ی آب و هوایی در مناطق دریایی اثر داکت به خوبی دیده می شود. این اثر در وجود رطوبت هوا و دمای مناسب و در لایه‌های پایینی تروپوسفور بوقوع می‌پیوندد. سه نوع داکت که می‌توان به آنها اشاره کرد عبارت‌اند از:
• مجرای حاصل از رطوبت هوا
• مجرای بین سطح زمین و لایه‌های هوایی با دمای خاص
• مجرا در ارتفاعات و بین لایه‌های هوایی دارای شرایط آب و هوایی ویژه
در واقع آنچه در اثر داکتینگ بوجود می‌آید یک کانال ایجاد می‌کند و این امر مشابه آنچیزی است که در موجبرها بوقوع می‌پیوندد.
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/refra5.png[/img][/center]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/Ducting_Terrain.png"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_Ducting_Terrain.png[/img][/url][/center]


برای مشارکت در بحث پاسخ دهید:
1- برای غلبه بر کلاتر محیطی و تشخیص صحیح هدف چه روشی به کار بریم؟ ( با توجه به تفاوت موجود بین یک هدف و پس زمینه‌ی آن)

2- علت تلاش برای کاستن از ارتفاع موشک‌های ضدکشتی استفاده از کدام محدودیت سامانه‌های راداری است؟

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/exocet_mm40_block3-3.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_exocet_mm40_block3-3.jpg[/img][/url][/center]

3- تصویر زیر تداعی کننده ی کدام یک از اثراتی است که مورد بررسی قرار داده‌ایم؟

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/UgFvt.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_UgFvt.jpg[/img][/url][/center]
تاپیک‌های مرتبط:
[url="http://www.military.ir/forums/topic/26565-%D8%B1%D8%A7%D8%AF%D8%A7%D8%B1%D8%8C-%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D9%88-%D8%A7%D8%B5%D9%88%D9%84-%D8%A2%D9%86/"]http://www.military....دلات-و-اصول-آن/[/url]
[url="http://www.military.ir/forums/topic/26487-%D8%A2%D8%B4%D9%86%D8%A7%DB%8C%DB%8C-%D8%A8%D8%A7-%D9%86%D8%AD%D9%88%D9%87-%D8%B9%D9%85%D9%84%DA%A9%D8%B1%D8%AF-%D8%B1%D8%A7%D8%AF%D8%A7%D8%B1%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%B1%D9%87%DA%AF%DB%8C%D8%B1-%D8%A7%D8%B3%DA%A9%D9%86-%D9%85%D8%AE%D8%B1%D9%88%D8%B7/"]http://www.military....گیر-اسکن-مخروط/[/url]
[url="http://www.military.ir/forums/topic/25131-%d8%a8%d8%b1%d8%b1%d8%b3%db%8c-%d8%ac%d8%a7%d9%85%d8%b9-%d8%b3%d8%a7%d9%85%d8%a7%d9%86%d9%87%e2%80%8c%d9%87%d8%a7%db%8c-%d8%a7%d9%84%da%a9%d8%aa%d8%b1%d9%88%d9%86%db%8c%da%a9%db%8c-%d8%b4%d9%86%d8%a7%d9%88%d8%b1%d9%87%d8%a7%db%8c-%d9%86%d8%b8%d8%a7/"]http://www.military....ی-شناورهای-نظا/[/url]
[url="http://www.military.ir/forums/topic/26831-%D8%A2%D8%B4%D9%86%D8%A7%DB%8C%DB%8C-%D8%A8%D8%A7-%D8%A8%D8%B1%D8%AE%DB%8C-%D8%AA%DA%A9%D9%86%DB%8C%DA%A9%E2%80%8C%D9%87%D8%A7-%D9%88-%D8%A7%D8%B5%D8%B7%D9%84%D8%A7%D8%AD%D8%A7%D8%AA-%D8%B1%D8%A7%D8%AF%D8%A7%D8%B1%DB%8C/http://www.military.ir/forums/topic/26670-drfm-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D8%9F/"]http://www.military....670-drfm-چیست؟/[/url]
[url="http://www.military.ir/forums/topic/26923-%D9%86%DA%AF%D8%A7%D9%87%DB%8C-%D8%A8%D9%87-%D8%B1%D8%A7%D8%AF%D8%A7%D8%B1%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D9%87%D9%88%D8%A7%D9%BE%D8%A7%DB%8C%D9%87/"]http://www.military....دارهای-هواپایه/[/url]
http://www.military.ir/forums/topic/26932-%D8%B1%D9%88%D8%B4%E2%80%8C%D9%87%D8%A7%DB%8C-%DA%A9%D8%AF%D8%A8%D9%86%D8%AF%DB%8C-%D9%88-%D8%A8%D8%A7%D8%B2%DB%8C%D8%A7%D8%A8%DB%8C-%D9%BE%D8%A7%D9%84%D8%B3%E2%80%8C%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%B1%D8%A7%D8%AF%D8%A7%D8%B1%DB%8C/#entry362354

[center][b][color=#a52a2a]منبع: Introduction to Electronic Defense Systems
Second Edition
Filippo Neri[/color][/b][/center]

[center][b][color=#ff0000]استفاده از این مطلب بدون درج لینک این صفحه به عنوان منبع خلاف شرع، قانون و اخلاق پژوهشی است.[/color][/b][/center]
[center][b][color=#0000cd]گرداوری و ترجمه از: محمدمهدی محمدی[/color][/b][/center]
[center][b][color=#008000]شادی روح جمیع شهدا و به ویژه شهدای سوریه صلوات.[/color][/b][/center]

[mohammaddanger 1,044]

سلام
۱-هدف متحرک و پیوسته است ولی کلاتر محیطی نه!
۲- از کلاتر برای دیر کشف شدن!
از اثر آینه ای برای منحرف کردن سامانه های کنترل آتش!
از محدودیت افق دید برای کاهش فاصله کشف!
۳-داکت؟ ویرایش شده در آذر 92 توسط mohammaddanger

[mohammaddanger 1,044]

سلام و تشکر
۱-هدف متحرک و پیوسته است ولی کلاتر محیطی نه!
۲- از کلاتر برای دیر کشف شدن!
از اثر آینه ای برای منحرف کردن سامانه های کنترل آتش!
از محدودیت افق دید برای کاهش فاصله کشف!
۳-داکت؟

[Electro_officer 13,797]

[quote name='mohammaddanger' timestamp='1387458511' post='354559']
سلام و تشکر
۱-هدف متحرک و پیوسته است ولی کلاتر محیطی نه!
۲- از کلاتر برای دیر کشف شدن!
از اثر آینه ای برای منحرف کردن سامانه های کنترل آتش!
از محدودیت افق دید برای کاهش فاصله کشف!
۳-داکت؟
[/quote]
بله جوابها درست هستند.

[quote]
۲- از کلاتر برای دیر کشف شدن!
از اثر آینه ای برای منحرف کردن سامانه های کنترل آتش!
از محدودیت افق دید برای کاهش فاصله کشف!
[/quote]
و داکتینگ برای افزایش برد موشک:
[IMG]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/7~1.jpg[/IMG]

[mohammaddanger 1,044]

ترجکتوری موشک یاخونت ؛ موشک در قسمتی از مسیر ( نقطه چین ) که در ارتفاع پایین پرواز میکنه ، از دید رادار مخفی هستش !

[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10158/yakhont_chart.png[/img][/center]

[Babak1391 1,590]

ایا رادارها سرطان زا هستن رادارهای جنگنده ها?

[scavenger 130]

[quote name='Babak1391' timestamp='1387498750' post='354792'] ایا رادارها سرطان زا هستن رادارهای جنگنده ها? [/quote]
در کل نزدیکی بیش از حد به هر منتشر کننده موج الکترومغناطیسی سرطانزاست. چه میکروفر، چه BTS موبایل چه رادار. چه بسا که اثرات میدانی پاور های این رادارها هم خطرات خودش رو داره.
در مورد سیستم های پسیو که اکثرا" ریموت هم هستن البته چون انتشار امواجی رو شاهد نیستیم فکر نمیکنم خطرات زیادی متوجه اپراتور ها بشه، چه از لحاظ موشک هایی مثل هارم که همین امواج رو حس و تعقیب میکنن و چه منبع تغزیه سیستم.
در مورد جنگنده ها هم رادار ها هم pesa و هم aesa وجود داره اما کابین خلبان فکر میکنم بصورت کلی از لحاظ امواج الکترومغناطیسی ایزولست. چون خود تجهیزات کابین هم میتونن خطر شناسایی هواگرد رو بالا ببرن. ویرایش شده در دی 92 توسط scavenger

[Electro_officer 13,797]

این تصویر نشان دهنده کلاتر دریا در رادار کشتی هست. کسی میتونه عدم وجود کلاتر در دو زوایه تو این تصویر رو توجیه کنه؟
[IMG]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/seaclutter_print~0.jpg[/IMG]

[crazy-doctor 7,023]

یک حدس ناشیانه !

ان دو قسمت پاشنه و سینه کشتی است !؟ ساید لوب ها را منعکس و ایضا بازگشت ها را نتیجه کاهش کلاتر هست .....( ببخشید همین طوری پروندم ! [size=4] )[/size]

[Electro_officer 13,797]

[quote name='crazy-doctor' timestamp='1397810845' post='373113']
یک حدس ناشیانه !

ان دو قسمت پاشنه و سینه کشتی است !؟ ساید لوب ها را منعکس و ایضا بازگشت ها را نتیجه کاهش کلاتر هست .....( ببخشید همین طوری پروندم ! [size=4] )[/size]
[/quote]
نه. ربطی به ساید لوب و مین لوب نداره. لوب اصلی دائما در حال چرخش و اسکن محیط هست، سیگنال اکو در صورت وجود صفحه CRT رو روشن میکنه و این روشنایی مقداری روی صفحه میمونه و بعدش خاموش میشه. راهنمایی: وزش باد در میزان کلاتر دریا بسیار تاثیرگذار و در واقع عامل اصلی تغییراتش هست.

[crazy-doctor 7,023]

بنابر این ان دو نقطه بدون کلاتر عمود هستند بر جهت وزش باد ؟!( بیا و اذیت نکن !)

[Electro_officer 13,797]

[quote name='crazy-doctor' timestamp='1397812226' post='373118']
بنابر این ان دو نقطه بدون کلاتر عمود هستند بر جهت وزش باد ؟!( بیا و اذیت نکن !)
[/quote]
تبارک الله. در اون نقاطی که کلاتر دیده میشه لوب اصلی دارای زاویه‌ی کم نسبت به جهت وزش باد هست این یعنی مین لوب دارای زاویه‌ی عمود بر جهت امواج هست و در اون جهتی که کلاتر وجود نداره جهت حرکت امواج موازی با مین لوب هست این یعنی بازتاب به حداقل میرسه. حالا اگر بخوایم این موضوع رو با جهت حرکت کشتی تطابق بدیم باید بگیم در صورت شدید بودن باد و طوفانی بودن دریا جهت جلوگیری از غرق شدن شناور کشتی باید عمود بر امواج حرکت کنه و این یعنی جهتی که کلاتر بیشتره جلو و عقب کشتی و جهتی که کلاتر وجود نداره دو پهلوی کشتی است.

یه سوال دیگه: هرچه ارتفاع رادار بیشتر باشه افق دید بیشتر میشه ولی تو دریا اگر آنتن رو زیادی بالا ببریم یه اشکال بزرگ پدیدار میشه اون اشکال بزرگ چی هست؟

[crazy-doctor 7,023]

ممنون الکترو جان با این حساب در دریای مواج کارایی رادار ها برای مشاهده روبرو و پشت خودشون به شدت کاهش پیدا میکنه .

[Electro_officer 13,797]

[quote name='crazy-doctor' timestamp='1397813015' post='373126']
ممنون الکترو جان با این حساب در دریای مواج کارایی رادار ها برای مشاهده روبرو و پشت خودشون به شدت کاهش پیدا میکنه .
[/quote]
بله. البته به کمک تکنیک [url="http://www.military.ir/forums/topic/26831-%D8%A2%D8%B4%D9%86%D8%A7%DB%8C%DB%8C-%D8%A8%D8%A7-%D8%A8%D8%B1%D8%AE%DB%8C-%D8%AA%DA%A9%D9%86%DB%8C%DA%A9%E2%80%8C%D9%87%D8%A7-%D9%88-%D8%A7%D8%B5%D8%B7%D9%84%D8%A7%D8%AD%D8%A7%D8%AA-%D8%B1%D8%A7%D8%AF%D8%A7%D8%B1%DB%8C/"]MTI [/url]میشه کلاتر رو کاهش داد. اما این امر با توجه به متحرک بودن امواج دریا یه مقدار با پیچیده تر از رادارهای زمینی است که باید عوارض ثابت زمینی رو حذف کنند. سوال دوم رو هم جواب بدی کارت بیسته دکتر.

[crazy-doctor 7,023]

[quote name='Electro_officer' timestamp='1397812979' post='373124']
تبارک الله. در اون نقاطی که کلاتر دیده میشه لوب اصلی دارای زاویه‌ی کم نسبت به جهت وزش باد هست این یعنی مین لوب دارای زاویه‌ی عمود بر جهت امواج هست و در اون جهتی که کلاتر وجود نداره جهت حرکت امواج موازی با مین لوب هست این یعنی بازتاب به حداقل میرسه. حالا اگر بخوایم این موضوع رو با جهت حرکت کشتی تطابق بدیم باید بگیم در صورت شدید بودن باد و طوفانی بودن دریا جهت جلوگیری از غرق شدن شناور کشتی باید عمود بر امواج حرکت کنه و این یعنی جهتی که کلاتر بیشتره جلو و عقب کشتی و جهتی که کلاتر وجود نداره دو پهلوی کشتی است.

یه سوال دیگه: هرچه ارتفاع رادار بیشتر باشه افق دید بیشتر میشه ولی تو دریا اگر آنتن رو زیادی بالا ببریم یه اشکال بزرگ پدیدار میشه اون اشکال بزرگ چی هست؟
[/quote]

[size=4]خوب اثر داکتینگ میتونه روی سطح اتفاق بیفته ؟ به فرض اینکه امواج دیگه انطور که باید ! به خط مستقیم حرکت نکنند ؟[/size]
====================
[quote]نه دکتر جون خیلی ساده تر از این حرفهاست. وقتی ارتفاع رادار رو زیادی بالا ببیری وقتی دریا یه مقدار کم مواج میشه آنتن اون بالا تکون‌های اساسی میخوره و این باعث میشه عملکرد رادار با مشکل مواجه بشه. [/quote]
ممنون الکترو جان.... اصلا به فکرم هم خطور نکرد !