صفحه 1:
گر دآورنده و مترجم:
ey
صفحه 2:
مقدمه
ری
اصول و مبنای کار
سیستم دریافت کننده
2 (5 array.
بهينه سازى سيكنال
1
(Ce Ora ree)
رديابى هدف
CO ا ا
محاسبات تشخیص
۳
aa سم ل ا ل
0100
صفحه 3:
ب مد
سيستمهاى رادارى متداول از يك بخش فرستنده و در,
0000000 ا ا ا PTO Tern Ss Re
3 ۱ 100-
مشخصات هدف محاسبه شود.
در سیستم های رادار پسیو هیچ نوع فرستنده اختصاصی وجود تدارد در عوض سیستم
دریافت کننده از فرستنده سومی در محیط بهره می گیرد و اختلاف زمان بین سیگنالی
۱
و
صفحه 4:
9 ان سس
92
Re Se rere) 00 ا لاا
> ) .همجنين در فاصله ايستاء يك رادار به صورت رمز تغییرات
OFTEN ا ا POPC ero Are rae ee
شخصات کمک می کند که مکان .جهت حرکت و سرعت هدف توسط کامپیوتر محاسبه
شود. در برخى موارد .جندين فورستنده و
مستقل از er Cee emt 222255 خودرو پا موتور جنگنده در
ت در یافتن هدف نهایی را ساده تر می کند.
يرنده بكار مى روند تا
صفحه 5:
eds مقدهعتسسس-
١
اصطلاح "رادارهای پسیو" گاهی اوقات به صورت اشتباه بکار می روند برای سنسورهای
ats ere} 9
Fe reise rrr ire ie es eevee errr Pree Pe SD
Fey CRE RCS SS Re EC ا ا ل eee Tee we See Re
Pe ا rere cen a cree es
PRCT CAC Ort eer
نمونه ای از فرستنده رادار پسیو
صفحه 6:
تدبیر ساخت رادارهایی که آشکارسازی را بوسیله امواجی که از هدف ساطع می شوند
BROT Rerren Serer Se net SEETT | در سال ۱۹۳۵ توسط رابرت
واتسون وات(0-(5-5-0ه(1) دحاه؟1)) در انكلستان صورت يذيرفت . او توانست يك بمب
ال ۶
ل ا ا 0
بود تا آنتن را قادر نماید تا از فرستندگی به گیرتدگی سونیچ نماید. کشورهای زیادی از
ا ا ”5
.71,00700( انكلستان سيستم خانه زنجيره اى ١ 90 به صورت مثال در اوايل سال
۱ رگ ONC
TH COLO eran iy FN eee ic clea Terre (O10)
Bore rae ANU okG) Or Roel
صفحه 7:
۱ eer er at) Wer RU NU CIE
رادارهای پسیو که بر پایه محاسبه سیگنال های د؛ اس نمی 3
Olean ce EME) رز ۱۳۳
Eevee 7
صفحه 8:
رادارهاى يسيو مى توانند تحت سيكنال هاى زير كار كنند:
و
CORON aed
44 rates
=i 2 Se
رس هر معا سس RO ۱0۱
6 سح مس رس ers
صفحه 9:
1 تیف ا مبناى كار
1 0 no Tee Cee NaS
SSR Sere y Remy ار iees A Ste) aerate] Egy-E rrr Ber Re Ker)
۱۲ وت ایس م2 eer ere)
كمتر كردن ميزان سيكنال به نويز ذر كيرنده
۳۳
i ۱ Mt ih i
a
صفحه 10:
صفحه 11:
00 ae ae
رادارهاى يسيو ابن اطلاعات را ندارند. بنابراين بايد از كانال
Be ReeT Ler Ee ا يي ل ا ا
اين كار از هر فرستنده اى كه در حال كار است استفاده مى كند
ed ا ل ل يت
صفحه 12:
ال
لو اا eC
رادارهای پسیو به شکل زیر عمل می کنند. 5
صفحه 13:
۳
fen Rete et SB Re re eS Te Rees Be etree Ne Seri
۳ 7 ۱
-استفاده از ۲ مهو
-دانستن حالت فرستنده و شرایط آتها
-استفاده از «مصاسم) ععم() تا از اتطباق سیگنال مرجع با سیگنال های بازتاب شده
Ce 0
9 ل ل TENTS
etree ae ne ee ESRB Le رت تحت
Pere erurre rat pent Wen Sinus tack Sete et NCIS hs Aare Co BAe
موقعيت
صفحه 14:
Sn A اا
SER eRe recede ered er Re RCS ee ا
قابل تداخلات هوايى شناسايى مى كنند. يس اين كار ضرورى است كه داراى عدد نويز
يايينى باشد و داراى بالاترين ج>>ه: 7اكدمرك و به نوعى خطى باشد.
ا ا ا ل 0
ا ا سس«
50000
صفحه 15:
ag - ات ور 2 5۳۲
اكثر رادارهاى يسيو داراى انتن هاى آرايه فازى
ا ا 5 0 010
صفحه 16:
در بعضى از انواع فرستنده ها اين امر الزامى است كه
براى بهتر كردن عمل مخابره و قبل از عمل
EST Bette eT Pe OR Ol ar. Ol aaa al ۰ وی
توسط 021-85 يك فيلتر ميان كذر براى افزايش
كيفيت سيكنال كانال مرجع و از بين بردن هركونه
9۳ اين سيكنال ها براى 5
6
صفحه 17:
: فا ۳
تداخل امواج اصلی ترین محدودیت برد یابی می باشد
Res S Ene Kwa) ا ل eter و
فرستنده دریافت می کند سخت تر می شود. برای از
بین بردن این مستله. امع نك 4 2
gb
اين عمل باعث يديده هاى زير مى شود:
-مراقبت از برد و دايلر و لوب هاى كنارى
Cross ا يي سم tu8l.o-
صفحه 18:
ها و
Variable filter d(n)
٩۱
Update
algorithm
صفحه 19:
3 ۳
اه 51
كليد محاسبات در اين رادارهاست كه از
۱
ON eee ee
-٠ برآورد زنى برد
reo 3
در هر فركانس بازكشتى است
صفحه 20:
0 ar Ce)
POPES Te eer Tee Se Re Tee]
Rela em Ol aaa! و سطح آستانه مورد قبول واقع شده باشد (سیگنال
BOI re eae (Oar ar rene PU eer RT CY
مر Breer
[Oy set RENN. MCE ONY SNE ال RRS toes] eC NC
شناسایی شده و طول زمان عمل برد و داپلر این هدف دائما مورد ارزیابی
قرار ا در طول
و Reem ae ek SEENON
در این رادارها به دلیل وجود چندین فرستنده به شناسایی رد گیری
1
Recent 5۹ (۹ Frat ie mirtene hate
صفحه 21:
فک
Bese tml RC) ia —
Bee rte Od MO RNC ELF Re S-1] 61 BT eg FACET OI CLES FR]
زمان شكل كونه دارند همبسيتكى با خطاى زيادى همراه است.
CO 0 car cied CL He ا RU BEC
به همراه يك ده قوى استفاده مى كنند.
PC Sor acne eR
26 0 1 ا kee SCI (ames)
براى برد متوسط و كوتاه تعريف شده اند. كفتنى است كه اين
On 1B] ل ا ا ا تم
صفحه 22:
الا eee
ميزان 0890005 مورد انتظار از مقادير متفاوت زاويه هاى
ظاهر شده در يك نمونه مشخص مى شود. اين كار با
محاسبة ماتريس هاى دو قطبى به كمك روش 20216560
ene | = 6 2
acc AO aS (cd cr AA cd ل RNG | rer
cago Jac yyy! dS 50 >
كلاس بندى هاى متفاوت مى شود. دو نمونه از
دياكرام هايى كه توسط 0109500 بدست آمده در
sec) ا ۱ کی ۱۶
صفحه 23:
aa #محا
007-206
سس هس ی
و اس مب نا
كفك
صفحه 24:
مشخص كردن سه بعدى هدف و جهت زوايا:
۱ - فرض می کنیم حالت حقیقی هدف به نوعی نزدیک به حالت
em Rear Stt) ا ا 1
ere nO eC ek eS) EB ea nOr ede
2 اد
مورد اول غالبا اين كلاسها را ذر برابر خطاها مدل انتقال و تراكم
و دومين نظريه باعث كم شدن واقعيت محاسبات از زمان
aU) SE Rese ۱
صفحه 25:
استفاده از ينج كلاس مونت كارلو براق اطلاعات نويزى
wri ee Renee SS) تت ا ل
رديابى هدف هاى نامشخص است.
صفحه 26:
۱5۳ hs Eee es -
Sr ea eC RCS ا ل ا Seer Ere Tee]
رفته است و همجنين از تكنولوزى جاذب رادار بهره مى كيرد كه آن را يك
نمونه خوب براى حركت در شب و نابود كردن هدف با دقت باور نكردنى
001000 ل ا ا ا net
توسط ا ۱ دید مستقیم در شب. بدون خط دود. مسیر دود
Boren Sok Claes ROLE eRe ee ESTs
صفحه 27:
0-5-2 روط سوت یی خی نی ای ای ین اس
فا كك ا 252
ا ۱۱۱
۱- دکل های موبایل و سلول های مخابراتی ناحیه وسیعی را تحت پوشش
قرار داده اند که به صورت پی در پی سیگنال فرستاده و همدیگر را
We Serrnu rte ets ا ا از Bet
نموده که با حرکت هواپیما دچار تداخل می شود. یک سری گیرنده های
سح ere
صفحه 28:
فا
Russia a
T Laat ree 8 ۱
of
نذا
۳- همه گیرنده ها به یک مرکز کامپیوتر متصل بوده که تمام اطلاعات را
پردازش و یک گراف از محل و جهت هواپیما می دهد.
۴- یک ماهواره ثابت نسبت به زمین در جو قرار دارد که برای نقاط کور و
ا ا ل م
صفحه 29:
0-5-2 روط سوت یی خی نی ای ای ین اس
۱۹۱۱۱ a
and Stealth اند :
AY ۱
۵- هواپیمای 610-8 0) شکل طراحی آن به صورتی است که برای
ESRD) ل ere 0
ose Serre etre) ا ا ee ۶
باعت می شود که سیگنال در مسیرهای مختلف برگشت داده شود. در
تنیجه برای رادار پسیو به طور ساده قابل شناسایی می باشد.
صفحه 30:
۳ پنهکریراداری . ه علت ندافتن وج آرسانی
1211000-01
۵- امکان مقابله و ردیابی جتگنده های پنهاتکار
Wane Lee) OR mere eee ل
ee ا ea eee an
قابل ردیایی در مقابل موشک های ضد تشعشع
- در صورت زياد بودن نويز محيط قابل اعتماد نيست
SAS eer
صفحه 31:
Passive Radars
گردآورنده و مترجم:
کورش هاشمی
فهرست
• مقدمه
• تاریخچه
• اصول و مبنای کار
• سیستم دریافت کننده
• Digital Beam Forming
• بهینه سازی سیگنال
• Adaptive Filter
• محاسبه Cross Correlation
• ردیابی هدف
• Narrow Band and CW
• محاسبات تشخیص
• نگاهی به ( F-117Aپرنده شب)
• Passive Radars in China & Russia and Stealth Aircraft Detection
• نقاط ضعف و قوت رادار پسیو
مقدمه
سیستمهای راداری متداول از یک بخش فرستنده و دریافت کننده تشکیل می شوند که
اغلب از یک آنتن برای ارسال و دریافت استفاده می کنند ،یک سیگنالی پالسی ارسال
می شود و زمان برخورد آن به هدف و دریافت آن این اجازه را می دهد تا فاصله و
مشخصات هدف محاسبه شود.
در سیستم های رادار پسیو هیچ نوع فرستنده اختصاصی وجود ندارد در عوض سیستم
دریافت کننده از فرستنده سومی در محیط بهره می گیرد ،و اختالف زمان بین سیگنالی
که مستقیما از فرستنده دریافت میشNNود و سNNیگنالهایی را کNNه در اثر تشعشNNع دریافت
می شود را اندازه می گیرد.
مقدمه
این کار اجازه می دهد تا وضعیت هدف و تحرک آن مشخص گردد (Bistatic
. ) rangeهمچنین در فاصله ایستا ،یک رادار پسیو به صورت رمز تغییرات
داپلری( )Doppler Shiftبازتاب و همچنین جهت حضور را نیز نمایان می کند .این
مشخصات کمک می کند که مکان ،جهت حرکت و سرعت هدف توسط کامپیوتر محاسبه
شود .در برخی موارد ،چندین فرستنده و یا گیرنده بکار می روند تا چندین محاسبه
مستقل از فواصل Bistaticداشته باشیم ،تغییر تن صدای خودرو یا موتور جنگنده در
نهایت دقت در یافتن هدف نهایی را ساده تر می کند.
مقدمه
اصطالح " رادارهای پسیو" گاهی اوقات به صورت اشتباه بکار می روند برای سنسورهای
پسیوی که توسط امواج رادیویی ارسالی هواپیماها را شناسایی می کنند(مثل
رادارها،ارتباطات ،یا دستگاه کشف و رمز خودکار مکالمات) .اما ،این سیستم ها از انرژی
بازتابی استفاده نمی کنند و باید آنها را سیستم های ESMنامگذاری نمود .نمونه های
شناخته شده ی آنها عبارتند از :سیستمهای TAMARA and VERAچک و اسلواکی
و سیستمهای Kolchugaکشور اکراین
نمونه ای از فرستنده رادار پسیو
تاریخچه
تدبیر ساخت رادارهایی که آشکارسازی را بوسیله امواجی که از هدف ساطع می شوند انجام
می دهند ایده جدیدی نیست.اولین آزمایشات در سال 1935توسط رابرت واتسون
وات( )Robert Watson-Wattدر انگلستان صورت پذیرفت .او توانست یک بمب افکن را
توسط امواج کوتاه در 12کیلومتری تشخیص دهد.
رادارهای اولیه همگی ایستا( )bistaticبودند زیرا تکنولوژی به اندازه ای پیشرفت نکرده بود تا
آنتن را قادر نماید تا از فرستندگی به گیرندگی سوئیچ نماید .کشورهای زیادی از سیستمهای
ایستا( )bistaticدر شبکه های دفاع هوایی استفاده می کردند.
به صورت مثال در اوایل سال 1930انگلستان سیستم خانه زنجیره ای (CHAIN
)HOMEرا راه اندازی کرد .فرانسوی ها از یک رادار ایستای ( )bistaticموج دائم ( )CWدر
سیستمی به نام( )fenceاستفاده کردند .شوروی سیستم ( )RUS-1را ساخت و ژاپن(Type
)Aرا ساخت.
تاریخچه
با آمدن اولین نمونه های کامپیوتر ،هر چند کم سرعت اولین نمونه های
رادارهای پسیو که بر پایه محاسبه سیگنال های دیجیتال ( )broadcastو
محاسبه Cross Correlationو نگهداری مقدار کافی از این اطالعات برای
شناسایی هدف ،برد و Doppler Shiftآنها بود در سال 1980ساخته شد.
تاریخچه
:رادارهای پسیو می توانند تحت سیگنال های زیر کار کنند
Analog TV to SignalFM Radio SignalGSM Base StationDigital Audio BroadcastingDigital Video BroadcastingHigh Definition TV Transmitters-
اصول و مبنای کار
در رادارهای معمولی زمان پالس ارسالی و زمان موج ارسال
شده کامال مشخص است .این کار باعث میشود تا محاسبه برد
هدف بسیار آسانتر شود و همینطور تنظیم match filterبرای
کمتر کردن میزان سیگنال به نویز در گیرنده
اصول و مبنای کار
اصول و مبنای کار
رادارهای پسیو این اطالعات را ندارند .بنابراین باید از کانال
اختصاصی یا همان Referenceاستفاده کنند.
این کار از هر فرستنده ای که در حال کار است استفاده می کند
تا شکل موج دریافتی را نشان دهد.
اصول و مبنای کار
رادارهای پسیو به شکل زیر عمل می کنند:
اصول و مبنای کار
سیگنال مستقیم از فرستنده می گیرد همچنین از دریافت کننده های بومی - Beam formingدیجیتال :برای مشخص کردن جهت سیگنال دریافتی و حذف مداخالت
هوایی
استفاده از Adaptive Filterدانستن حالت فرستنده و شرایط آنهااستفاده از Cross Correlationتا از انطباق سیگنال مرجع با سیگنال های بازتاب شدهبرای مشخص کردن پدیده داپلر
تشخیص میزان عدد )CFAR (constant false alarm rateارتباط و ردیابی هدف در سیگنال بازگشتی ()line trackingارتباط و همجوشی line trackبرای هر فرستنده تا آخرین ارزیابی ها برای سرعت ،جهت وموقعیت
سیستم دریافت کننده
رادارهای پسیو دارای این سیستم میباشند که امواج بازگشتی کوچک از هدف را در
مقابل تداخالت هوایی شناسایی می کنند .پس این کار ضروری است که دارای عدد نویز
پایینی باشد و دارای باالترین dynamic rangeو به نوعی خطی باشد.
با وجود اینکه سیگنال های برگشتی به طور متوسط زیر خط نویز است ،سیستم به این
جهت می رود که به صورت ظاهری محدود به نویز باشد که بستگی به سیگنال و فاصله
نویز دارد.
رادارهای پسیو دارای گیرنده های
دیجیتالی هستند که در خروجی
نمونه گیری های دیجیتال انجام
می دهند.
Digital Beam Forming
اکثر رادارهای پسیو دارای آنتن های آرایه فازی
هستند .این کار اجازه می دهد سیگنال بازگشتی در هر
جهت محاسبه شود.
بهینه سازی سیگنال
در بعضی از انواع فرستنده ها این امر الزامی است که
برای بهتر کردن عمل مخابره و قبل از عمل
Cross Correlationیک بهینه سازی انجام شود که
توسط Equalizationیک فیلتر میان گذر برای افزایش
کیفیت سیگنال کانال مرجع و از بین بردن هرگونه
ساختار اضافی در این سیگنال ها برای بهبود عمل داپلر
انجام شود.
Adaptive Filter
تداخل امواج اصلی ترین محدودیت برد یابی می باشد که
به دلیل بزرگی و پیوستگی سیگنال مستقیم که از
فرستنده دریافت می کند سخت تر می شود .برای از بین
بردن این مسئله ،از Adaptive Filterاستفاده می شود.
این عمل باعث پدیده های زیر می شود:
مراقبت از برد و داپلر و لوپ های کناری-مراقبت از عمل Cross Correlation
Adaptive Filter
محاسبه Cross Correlation
کلید محاسبات در این رادارهاست که از
این مراحل تشکیل می شود:
Match Filter -1
-2برآورد زنی برد
-3عمل Doppler Shift
در هر فرکانس بازگشتی است
ردیابی هدف
یک هدف زمانی مشخص می شود که توسط
Cross Correlationو سطح آستانه مورد قبول واقع شده باشد (سیگنال
های بازشگتی آن باالی سطح شناسایی) .به این استاندارد Constant
False Alarm Rateگفته می شود.
• قفل هدف :این عمل زمانی انجام می شود که یک هدف مشخص
شناسایی شده و طول زمان عمل برد و داپلر این هدف دائما مورد ارزیابی
قرار گیرد که این کار توسط فیلتر CALMANانجام می شود .در طول
این دوره تمام CFARقطع می شود.
در این رادارها به دلیل وجود چندین فرستنده به شناسایی رد گیری
توسط این فرستنده ها تخمین بسیار دقیق تر است اما برای بهینه سازی
این عمل حتما باید از فیلتر CALMANاستفاده کنیم
Narrow band and CW
به دلیل وجود برخی سیگنال های آنالوگ مانند TVکه ساختار
زمان شکل گونه دارند همبسیتگی با خطای زیادی همراه است.
برای رفع این مشکل از سیگنال های )CW (continues wave
به همراه یک carrierقوی استفاده می کنند.
برای بهبود سرعت قفل و trackاز سیگنال های باند باریک
( )Narrow Bandبرای کمک استفاده می شود .رادارهای پسیو
برای برد متوسط و کوتاه تعریف شده اند .گفتنی است که این
رادارها بایستی از محیط خود اطالعات کاملی داشته باشند
محاسبات تشخیص
میزان RCSمورد انتظار از مقادیر متفاوت زاویه های
ظاهر شده در یک نمونه مشخص می شود .این کار با
محاسبه ماتریس های دو قطبی به کمک روش FISC
) (Fast Illinois Solver Codeکه در دانشگاه Center
for Computational Electromagneticsبدست آمده
حل می کنیم .این عمل موجب
کالس بندی های متفاوت می شود .دو نمونه از
دیاگرام هایی که توسط FISCبدست آمده در
فرکانس 99.9Mhzرا مشاهده می کنیم.
محاسبات تشخیص
VFY-218
)همبستگی( X= incident
)پراکندگی( Y=Scatter
Falcon 20
محاسبات تشخیص
مشخص کردن سه بعدی هدف و جهت زوایا:
-1فرض می کنیم حالت حقیقی هدف به نوعی نزدیک به حالت
سرعت و موقعیت تخمین زده شده از طرف ماست
-2اولین قدم در نظریه مارکوف :یک سری تخمین پی در پی
برای برآورد زنی برد و حالت هدف صورت میگیرد.
مورد اول غالبا این کالسها را در برابر خطاها مدل انتقال و
تراکم و دومین نظریه باعث کم شدن واقعیت محاسبات از زمان
میرایی به زمان چند بخشی می شود.
محاسبات تشخیص
استفاده از پنج کالس مونت کارلو برای اطالعات نویزی
ترکیب شده از هواپیمای جنگی که چهار کالس آن برای
ردیابی هدف های نامشخص است.
نگاهی به ( F-117Aپرنده شب)
این هواپیما اولین پرنده ایست که تمام تکنولوژی های Stealthدر آن بکار
رفته است و همچنین از تکنولوژی جاذب رادار بهره می گیرد که آن را یک
نمونه خوب برای حرکت در شب و نابود کردن هدف با دقت باور نکردنی
می دانند .از قابلیت های آن می توان به حرکت کامال مخفی ،غیر قابل دید
توسط رادار ( ،)Infraredدید مستقیم در شب ،بدون خط دود ،مسیر دود
از موتور و همچنین بدنه آن ( )Stealthاشاره نمود.
& Passive Radar in China
Russia
and Stealth Aircraft
Detection
-1دکل های موبایل و سلول های مخابراتی ناحیه وسیعی را تحت پوشش
قرار داده اند که به صورت پی در پی سیگنال فرستاده و همدیگر را
تامین می کنند.
-2همچنین سیگنال های رادیو و TVمی توانند پرده تشعشعی تولید
نموده که با حرکت هواپیما دچار تداخل می شود .یک سری گیرنده های
مخصوص که امواج بازگشتی و تشعشعی را از هوا دریافت می کنند.
& Passive Radar in China
Russia
and Stealth Aircraft
Detection
-3همه گیرنده ها به یک مرکز کامپیوتر متصل بوده که تمام اطالعات را
پردازش و یک گراف از محل و جهت هواپیما می دهد.
-4یک ماهواره ثابت نسبت به زمین در جو قرار دارد که برای نقاط کور و
موقعیت هواپیما به ما کمک می کند
& Passive Radar in China
Russia
and Stealth Aircraft
Detection
-5هواپیمای US 117-Aشکل طراحی آن به صورتی است که برای
ردیابی هدف در موقعیت Head-onبسیار سخت است اما در رادارهای
پسیو سیگنال از موقعیت های متفاوت از زمین فرستاده میشود .این کار
باعث می شود که سیگنال در مسیرهای مختلف برگشت داده شود .در
نتیجه برای رادار پسیو به طور ساده قابل شناسایی می باشد.
نقاط ضعف و قوت رادار پسیو
مزایا :
-1پایین بودن هزینه آماد
-2پایین بودن هزینه نگهداری به خاطر نداشتن ارسال کننده
-3پنهانکاری راداری ،به علت نداشتن امواج ارسالی
-4اندازه کوچکتر نسبت به رادارهای اکتیو
-5امکان مقابله و ردیابی جنگنده های پنهانکار
-6قابلیت به روز کردن سریع اطالعات راداری
-7بسیار سخت و غیر قابل نفوذ و هک شدن()jamming
-8غیر قابل ردیابی در مقابل موشک های ضد تشعشع
معایب :
-1هنوز این تکنولوژی کامل نیست
-2در صورت زیاد بودن نویز محیط قابل اعتماد نیست
-3پیچیده بودن سیستم کاری
-4عملکرد دو بعدی
Thanks For Attend
: تایپ
میثم فراهانی