Бистатический радар

Бистатический радар — это радиолокационная система, состоящая из передатчика и приемника, разнесенных на расстояние, сравнимое с ожидаемым расстоянием до цели. И наоборот, обычный радар, в котором передатчик и приемник расположены рядом, называется моностатическим радаром . ^[1] Система, содержащая несколько пространственно разнесенных моностатических или бистатических радиолокационных компонентов с общей зоной действия, называется мультистатическим радаром . большой дальности Многие ракетные комплексы класса «воздух-воздух» и «земля-воздух» используют полуактивное радиолокационное самонаведение , которое представляет собой разновидность бистатического радара. ^[2]^[3]^[4]

Типы

Псевдомоностатические радары

Некоторые радиолокационные системы могут иметь отдельные передающие и приемные антенны, но если угол между передатчиком, целью и приемником ( бистатический угол ) близок к нулю, то они все равно будут считаться моностатическими или псевдомоностатическими . Например, некоторые ВЧ-радарные системы очень большого радиуса действия могут иметь передатчик и приемник, разнесенные на несколько десятков километров в целях электрической изоляции, но, поскольку ожидаемая дальность действия цели составляет порядка 1000–3500 км, они не считаются истинно бистатические и называются псевдомоностатическими.

Радары прямого рассеяния

В некоторых конфигурациях бистатические радары могут быть спроектированы для работы в конфигурации, напоминающей ограждение, обнаруживая цели, которые проходят между передатчиком и приемником, с бистатическим углом около 180 градусов. Это особый случай бистатического радара, известный как радар прямого рассеяния , по названию механизма, с помощью которого передаваемая энергия рассеивается целью. При прямом рассеянии рассеяние может быть смоделировано с использованием принципа Бабине и является потенциальной мерой противодействия малозаметным самолетам, поскольку радиолокационное сечение (ЭПР) определяется исключительно силуэтом самолета, видимым передатчиком, и на него не влияют стелс-покрытия или формы. . ЭПР в этом режиме рассчитывается как σ=4πA²/λ², где A — площадь силуэта, а λ — длина волны радара. Однако местоположение цели может меняться от места к месту, и отслеживание ее в радарах прямого рассеяния является очень сложной задачей, поскольку информативность измерений дальности, пеленга и доплеровского сигнала становится очень низкой (все эти параметры стремятся к нулю, независимо от местоположения цели). в заборе).

Мультистатический радар

Мультистатическая радиолокационная система — это система, в которой имеется как минимум три компонента — например, один приемник и два передатчика, или два приемника и один передатчик, или несколько приемников и несколько передатчиков. Это обобщение бистатической радиолокационной системы, в которой один или несколько приемников обрабатывают сигналы от одного или нескольких географически удаленных передатчиков.

Пассивный радар

Бистатический или мультистатический радар, использующий нерадиолокационные передатчики возможностей, называется пассивной когерентной системой определения местоположения или пассивным скрытым радаром .

Любой радар, который не посылает активный электромагнитный импульс, называется пассивным радаром. Пассивная когерентная локация, также известная как PCL, представляет собой особый тип пассивного радара, который использует возможные передатчики, особенно коммерческие сигналы в окружающей среде.

Преимущества и недостатки

К основным преимуществам бистатического и мультистатического радара относятся:

Снижение затрат на приобретение и обслуживание (при использовании передатчика стороннего производителя).
Работа без развала частоты (при использовании стороннего передатчика).
Скрытое управление приемником.
Повышенная устойчивость к электронным противодействиям , поскольку используемая форма сигнала и местоположение приемника потенциально неизвестны.
Возможное увеличение радиолокационной заметности цели из-за геометрических эффектов.
Отдельный приемник очень легкий и мобильный, а передатчик может быть очень тяжелым и мощным (ракета «земля-воздух»).

К основным недостаткам бистатического и мультистатического радара относятся:

Сложность системы.
Затраты на обеспечение связи между площадками.
Отсутствие контроля над передатчиком (при использовании стороннего передатчика).
Сложнее развернуть.
Сокращение зоны покрытия на низких уровнях из-за необходимости обеспечения прямой видимости из нескольких мест.

Геометрия

Угол

Бистатический угол — это угол, образуемый между передатчиком, целью и приемником в бистатическом радаре. Когда он равен нулю, радар является моностатическим радаром , когда он близок к нулю, радар является псевдомоностатическим, а когда он близок к 180 градусам, радар представляет собой радар прямого рассеяния. В другом месте радар просто описывается как бистатический радар. Бистатический угол является важным фактором при определении радиолокационного сечения цели. ^[5]^[6]^[7]

Диапазон

Бистатическая дальность относится к базовому измерению дальности, выполняемому радаром или гидроакустической системой с отдельными передатчиком и приемником. Приемник измеряет разницу во времени прихода сигнала от передатчика напрямую и через отражение от цели. Это определяет эллипс постоянной бистатической дальности, называемый контуром изо-дальности, на котором находится цель, с фокусами, сосредоточенными на передатчике и приемнике. Если цель находится на расстоянии R _rx от приемника и на расстоянии R _tx от передатчика, а приемник и передатчик находятся на расстоянии L друг от друга, то бистатическая дальность равна R _rx + R _tx - L . Движение цели вызывает изменение скорости бистатического диапазона, что приводит к бистатическому доплеровскому сдвигу . ^[8]^[9]^[10]

Вообще говоря, точки постоянной бистатической дальности рисуют эллипсоид с положениями передатчика и приемника в качестве фокальных точек. Бистатические контуры изодиапазона — это места, где земля разрезает эллипсоид. Когда земля плоская, эта точка пересечения образует эллипс. Обратите внимание: за исключением случаев, когда две платформы имеют одинаковую высоту, эти эллипсы не центрируются по зеркальной точке. ^[11]

Допплеровский сдвиг

Бистатический доплеровский сдвиг — это конкретный пример эффекта Доплера , который наблюдается радаром или гидроакустической системой с разделенными передатчиком и приемником. Доплеровский сдвиг обусловлен компонентом движения объекта в направлении передатчика плюс компонентом движения объекта в направлении приемника. Эквивалентно, его можно рассматривать как пропорциональное бистатической дальности . ^[12]

В бистатическом радаре с длиной волны λ , где расстояние между передатчиком и целью равно R _tx , а расстояние между приемником и целью равно R _rx , принятый бистатический доплеровский сдвиг частоты рассчитывается как:

f=-{\frac {1}{\lambda }}{\frac {d}{dt}}(R_{tx}+R_{rx})

Обратите внимание, что объекты, движущиеся вдоль линии, соединяющей передатчик и приемник, всегда будут иметь доплеровский сдвиг 0 Гц, как и объекты, движущиеся по эллипсу постоянного бистатического диапазона.

Визуализация

Бистатическая визуализация — это метод радиолокационной визуализации с использованием бистатического радара (два радиолокационных прибора, один излучающий и один принимающий). В результате получается более детальное изображение, чем можно было бы получить с помощью всего лишь одного радиолокационного прибора. Бистатическое изображение может быть полезно для различения льда и камня на поверхности удаленной цели, такой как Луна , из-за различных способов отражения радара от этих объектов - при наличии льда радиолокационные инструменты обнаруживают «объемное рассеяние» и с камнем будет обнаружено более традиционное поверхностное рассеяние.

См. также

Ссылки

^ Черняк, Виктор С. (1998). Основы многосайтовых радиолокационных систем: мультистатические радары и мультирадарные системы . ЦРК Пресс. ISBN 90-5699-165-5 .
^ Черняков, Михаил (ред.). (2007). Бистатический радар: принципы и практика . Уайли. ISBN 0-470-02630-8 .
^ Уиллис, Николас. (2007). Бистатический радар . Научно-техническое издательство. 2-е изд. ISBN 1-891121-45-6 .
^ Уиллис, Николас Дж.; Гриффитс, Хью Д. (2007). Достижения в области бистатического радара . Научно-техническое издательство. ISBN 978-1-891121-48-7 .
^ Черняков, Михаил (ред.). (2007). Бистатический радар: принципы и практика. Уайли. ISBN 0-470-02630-8
^ Уиллис, Николас. (2007). Бистатический радар. Научно-техническое издательство. 2-е изд. ISBN 1-891121-45-6
^ Уиллис, Николас Дж.; Гриффитс, Хью Д. (2007). Достижения в области бистатического радара . Научно-техническое издательство. ISBN 978-1-891121-48-7 .
^ Черняков, Михаил (ред.). (2007). Бистатический радар: принципы и практика. Уайли. ISBN 0-470-02630-8
^ Уиллис, Николас. (2007). Бистатический радар. Научно-техническое издательство. 2-е изд. ISBN 1-891121-45-6
^ Уиллис, Николас Дж.; Гриффитс, Хью Д. (2007). Достижения в области бистатического радара . Научно-техническое издательство. ISBN 978-1-891121-48-7 .
^ Название статьи ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Николас Дж. Уиллис. (2005). Бистатический радар . Роли, Северная Каролина: SciTech. ISBN 978-1-891121-45-6 .

[Chernyak-1] Черняк, Виктор С. (1998). Основы многосайтовых радиолокационных систем: мультистатические радары и мультирадарные системы . ЦРК Пресс. ISBN 90-5699-165-5 .

[2] Черняков, Михаил (ред.). (2007). Бистатический радар: принципы и практика . Уайли. ISBN 0-470-02630-8 .

[3] Уиллис, Николас. (2007). Бистатический радар . Научно-техническое издательство. 2-е изд. ISBN 1-891121-45-6 .

[4] Уиллис, Николас Дж.; Гриффитс, Хью Д. (2007). Достижения в области бистатического радара . Научно-техническое издательство. ISBN 978-1-891121-48-7 .

[5] Черняков, Михаил (ред.). (2007). Бистатический радар: принципы и практика. Уайли. ISBN 0-470-02630-8

[6] Уиллис, Николас. (2007). Бистатический радар. Научно-техническое издательство. 2-е изд. ISBN 1-891121-45-6

[7] Уиллис, Николас Дж.; Гриффитс, Хью Д. (2007). Достижения в области бистатического радара . Научно-техническое издательство. ISBN 978-1-891121-48-7 .

[8] Черняков, Михаил (ред.). (2007). Бистатический радар: принципы и практика. Уайли. ISBN 0-470-02630-8

[9] Уиллис, Николас. (2007). Бистатический радар. Научно-техническое издательство. 2-е изд. ISBN 1-891121-45-6

[10] Уиллис, Николас Дж.; Гриффитс, Хью Д. (2007). Достижения в области бистатического радара . Научно-техническое издательство. ISBN 978-1-891121-48-7 .

[11] Название статьи ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[12] Николас Дж. Уиллис. (2005). Бистатический радар . Роли, Северная Каролина: SciTech. ISBN 978-1-891121-45-6 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]