الرادارات
الرادار
هو نظام يستخدم موجات كهرومغناطيسية للتعرف على بعد وارتفاع واتجاه وسرعة الأجسام الثابتة والمتحركة كالطائرات، والسفن، والعربات، وتشكيل الطقس، والتضاريس. جهاز الإرسال يبعث موجات راديو التي تنعكس بواسطة الهدف فيتعرف عليها جهاز الاستقبال. و تكون الموجات المرتدة إلى المستقبل ضعيفة، فيعمل جهاز الاستقبال على تضخيم تلك الموجات مما يسهل على جهاز الرادار أن يميز الموجات المرسلة عن طريقه من الموجات الأخرى كالموجات الصوتية وموجات الضوء. يستخدم الرادار في مجالات عديدة كالأرصاد لمعرفة هطول الأمطار، ومراقبة الملاحة الجوية، الشرطة لكشف السرعة الزائدة، وأخيرًا والأهم استخدامه بالمجال العسكري. سمي الرادار بهذا الاسم اختصارا لجملة (RAdio Detection And Ranging)
قصة نشاة الرادار
أول من استعمل الموجات الراديوية للكشف عن وجود أجسام معدنية عن بعد كان العالم كريستيان هولسماير الذي أظهر عملية كشف وجود سفينة من خلال الضباب ولكن من غير تحديد المسافة وذلك في عام
اساسيات علم الرادار
الانعكاس
الموجات الكهرومغناطيسية تنعكس (أحيانًا تتبدد) عند أي اختلاف كبير في ثوابت العزل الكهربائي أو التعاكس المغناطيسي (الديامغناطيسية)، وهذا يعني أن المواد الصلبة الموجودة بالهواء أو الفراغ أو أي تغيير ملموس بالكثافة الذرية بين الجسم والبيئة المحيطة به سوف يبدد الإشعاع أو الموجات الراديوية. وتنطبق على الموصلات الكهربية كالمعادن والألياف الكربونية والتي تساعد الرادار على سهولة الكشف على الطائرات والسفن. المواد التي تمتص الرادار تحتوي على مقاومة ومواد مغناطيسية وتستخدم بالعربات العسكرية لخفض انعكاس الرادار، وأيضا الأصباغ الداكنة تعمل نفس العمل.
تتفرق (تتشتت) موجات الرادار بعدة أشكال اعتمادًا على طول الموجة وشكل الهدف. فإذا كان طول الموجة أقصر من حجم الهدف فإن الموجة سترتد باتجاهات متغايرة كالضوء على المرآة، وإذا كانت الموجة أطول من حجم الهدف فإن الهدف سيكون متقاطب (الشحنات الموجبة والسالبة منفصلة) مثل الإريال ثنائي الأقطاب. الرادارات المبكرة استخدمت موجات ذات أطوال عالية أطول من الهدف مما جعلها تستقبل إشارات مبهمة، لكن الحديثة منها تستخدم أطوال قصيرة جدا بحيث يمكنها التقاط أهداف بحجم رغيف الخبز. موجات الراديو القصيرة تنعكس من الزوايا والمنحنيات بطريقة مشابهة للمعان قطعة زجاج مدورة. الأهداف الأكثر انعكاسا للموجات القصيرة لها زوايا 90 درجة بين الأسطح المنعكسة، الجسم الذي يحتوي على 3 أسطح وتلتقي بزاوية واحدة كزاوية علبة تعكس الموجات الداخلة إليها مباشرة إلى المصدر وتسمى بالزوايا العاكسة وهذه الطريقة تستعمل لتسهيل الكشف الراداري وتوجد بالقوارب لتسهيل حالات الإنقاذ وتقليل الاصطدامات كما بالصورة.
الاستقطاب
إشارات الرادار المرسلة يكون مجالها الكهربائي متعامد مع اتجاه الموجة واتجاه هذا المجال يكون هو استقطاب الموجة، فنرى قطبية الرادار إما أفقية أو عمودي أو على شكل خط مستقيم أو دائري حتى يمكنه الكشف على عدة أنواع من الانعكاسات، فمثلا الاستقطاب الأفقي يستخدم لتقليل التشويش الآتي من المطر. الاستقطاب المعاد على خط مستقيم يستخدم للتعريف على الأجسام المعدنية، الاستقطاب العشوائي المعاد يدل على الأسطح الصغيرة والكسرات كالصخور والتربة وهذا النوع من الرادار تستخدم بمراقبة الملاحة الجوية
التداخل
نظام الرادار يجب عليه تخطي بعض الإشارات الغير مرغوبة الناشئة من (مصادر داخلية أو خارجية سواءا سلبي أو إيجابية) حتى تظهر الأهداف الحقيقية. وتعرف تلك المقدرة على تخطي موجات التشويش بنسبة الإشارة إلى الضجيج. (signal to noise ratio SNR) كلما كانت النسبة عالية كلما كانت كلما كانت نقاوة الموجة المستقبلة أفضل
الضوضاء
إشارة الضوضاء هي مصدر داخلي من الاختلافات المتعددة للإشارة، وتشكلت إلى حد ما من قبل القطع الإلكترونية الداخلية. وهو مضاف بشكل عشوائي على الموجة المرتدة بالرادار المستقبل، كلما ضعفت الإشارة المستقبلة كلما زادت صعوبة تطهيرها من الضجيج، وأفضل مثال على ذلك هو السماع لهمس بجانب طريق مزدحم. لذلك من الأهمية تقليل تلك الضوضاء بتقليل عواملها، ويقاس تلك الضوضاء المنتجة داخل الجهاز المستقبل مقارنة مع الجهاز المثالي وكلما قلت الكمية المقروءة كلما كان الاستقبال أفضل.
الموجة المزعجة
الموجة المزعجة أو الفوضوية يرجع مصدرها إلى موجة الراديو الحقيقية، وهي صدى لموجة تعود من الهدف ولكنها غير مرغوب بها من العامل بجهاز الرادار.
أنواع الأهداف التي تحتوي على الموجة الفوضوية:
• أجسام طبيعية كالأرض والبحر والمنتشرة كالمطر والثلج والأعاصير الرملية والجوية والحيوانات والتأثير الغلاف الجوي والنيازك الصغيرة وحتى منتوجات البشر كالبنايات أو مضاد الرادار كالشذرات والخدع الرادارية.
التشويش
تشويش الرادار مصدره موجات الراديوية ناشئة من خارج نظام الرادار، ترسل على موجة الرادار فيخفي الأهداف المرغوبة. التشويش قد يكون متعمدا كسلاح مضاد للرادار في تكتيكات الحروب الإلكترونية، وقد يكون غير متعمد مثل النيران الصديقة أجهزتها تعمل على نفس الموجة الرادارية. ينظر إلى التشويش بأنه قوة تداخل فعالة لأنها تنشئ من عناصر خارج النظام وغير مرتبطة بإشارات الرادار.
التشويش مشكلة معقدة لأن الموجة المشوشة تحتاج إلى ذهاب إلى الرادار المعني دون الحاجة للرجوع، بينما موجة الرادار يرحل ذهاب وإياب الرادار-الهدف-الرادار فتقل قوته بشكل ملموس مع عودته للمستقبِل. أجهزة التشويش تحتاج إلى طاقة أقل من أجهزة الرادار ولكنها تبقى ذات فعالية قوية لإخفاء الأهداف خلال خط البصر line of sight من المشوش إلى الرادار(فص التشويش الرئيسي) Mainlobe Jamming. المشوش يكون معه تأثير مضاف إلى تأثير الرادار على طول خط البصر خلال استقبال الرادار ويسمى (فص التشويش الجانبي) Sidelobe Jamming. فص التشويش الرئيسي ممكن تقليله بتضييق الزاوية المجسمة له، ولكن لا يمكن إزالتها خاصة عندما تواجه مباشرة المشوِش الذي يستخدم نفس الموجات ونفس الاستقطاب الذي يستخدمه الرادار. الفصوص الجانبية للتشويش ممكن التغلب عليها بواسطة تصميم هوائي يقلل استقبال الفصوص الجانبية واستخدام هوائي لجميع الاتجاهات omnidirectional antenna لكشف وإهمال إشارات الفصوص الجانبية. التقنيات الأخرى المضادة للتشويش مثل الاستقطاب وقفزات التردد frequency hopping (وهي تغيير التردد بتسلسل عشوائي يعرفه المرسل والمستقبل فقط). التداخل حاليا أصبح مشكلة للنطاق C-band الذي تستخدمه الأرصاد الجوية على موجة 5.4 جيجا هرتز مع تقنية الواي فاي
هندسة الرادار
نظام الرادار يحتوي على العناصر التالية:
• المرسل وهو الذي يولد إشارة الراديو مع المذبذب مثل الماجنترون ( وهو صمام إلكتروني مغناطيسي) و الكليسترون ويتحكم بعمل الدورة بواسطة مغير الموجة modulator.
• مرشد الموجة waveguide وهو متصل بالمرسل والمستقبل
• المبدل التناوبي duplexer وهو يعمل على تناوب الهوائي ما بين إرسال واستقبال
• المستقبل يعرف شكل الإشارة المستلمة أو(النبضة)، المستقبلات المثالية يكون لديها فلتر ملائم matched filter
• الجزء الإلكتروني الذي يهيمن على المنظومة والهوائي لأداء المسح الراداري الذي يطلبه البرمجيات
• وصلة المستخدم.
تصميم الهوائي
إشارة الموجة الراديوية التي تبث من الهوائي تنتشر بجميع الجهات، وبالمثل الهوائي الذي يستقبل الإشارات سيكون أيضا من جميع الجهات، تلك الطريقة ستوقع الرادار بمشكلة قرار تحديد موقع جسم الهدف.الأنظمة القديمة كانت تستخدم هوائي متعدد الاتجاهات omnidirectional antenna للبث مع هوائيات استقبال محددة الاتجاه، مثال على ذلك نظام Chain Home يستخدم هوائيان متعامدان للاستقبال كل هوائي بشاشة مختلفة، الاستقبال القصوى سيخرجه الهوائي الذي يكون متعامد على جسم الهدف، والاستقبال الأدنى سيكون من الهوائي الذي اتجاهه مباشرة عليه، بتلك الحالة عامل التشغيل سيعرف مكان الهدف بتحريك الهوائي فيكون شاشة تظهر جسم الهدف بوضوح بينما الأخرى تظهر أقل ما يمكن من الإشارات المستقبلة. أحد أوجه القصور المهمة مع هذا النوع من الحلول هو أن البث سيكون بجميع الاتجاهات، لذلك سيكون كمية الطاقة المفحوصة من المكان المطلوب قليلة وبالتالي للحصول على كمية معقولة من الطاقة الآتية من الهدف يفضل أن يكون هوائي الإرسال موجهة
عاكس مكافئ المقطع
الأنظمة الحديثة تستخدم طبق ذا توجيه مكافئ المقطع لإنتاج حزمة بث قوية وكذلك المستقبل له طبق مماثل، مثل تلك الأنظمة تدمج ترددين بالهوائي المفرد للحصول على توجيه أوتوماتيكي أو ما يسمى غلق الرادار.
انواع المسح
مسح أولي: تقنية المسح يقوم بحيث الهوائي الرئيسي يقوم بإنتاج حزمة المسح، مثال:المسح الدائري ومسح نطاقي والخ
مسح ثانوي: تقنية مسح بحيث تغذية الهوائي تقوم بإنتاج حزمة المسح، مثال:المسح المخروطي، مسح مقطع أحادي الاتجاه.
مسح متقاطع أو نخيلي: تقنية المسح تنتج حزمة المسح من تحريك الهوائي مع عناصر تغذيته وهذا المسح عبارة عن دمج المسحين الأولي والثانوي.
هوائي مرشد الموجة المخزوم
استخدامه مثل استخدام العاكس مكافئ القطع، فهوائي مرشد الموجة المخروم ميكانيكي النقل وملائم لأنظمة مسح الأسطح الغير متابعة non-tracking surface scan systems حيث النمط العمودي يبقى ثابتا يستخدم بالسفن والمطارات ورادارات مراقبة الموانئ بسبب قلة الكلفة وأقل عرضة للرياح يفضل على الهوائي العاكس المكافئ.
المنظومة التدريجية
شكل آخر للرادارات تسمى منظومة الرادارية التدريجية، وتستخدم مجموعة من الهوائيات المتشابهة ومماثلة التباعد، حالة الإشارة لكل هوائي منفردة لذلك تكون لإشارة قوية بالاتجاه المطلوب وملغية بالاتجاهات الأخرى، فإذا كانت تلك الهوائيات المنفردة على مستوى واحد والإشارة تغذي الهوائيات كل على حدة في كل مرحلة، فإن الإشارة ستكون قوية بالاتجاه العمودي للسطح المستوي. وبتغيير الشكل النسبي للإشارة المغذاة لكل هوائي فإن اتجاه الحزمة سيتحرك لأن اتجاه التداخل البناء سيتحرك، ولأن رادار المنظومة التدريجية لا يتطلب حركة للمسح فالحزمة يمكنها مسح آلاف الدرجات بالثانية الواحدة وبسرعة كافية للإشعاع وتتبع أهداف كثيرة، وتدير مدى واسع من البحث بكل مرحلة. ببساطة يمكن تشغيل بعض الهوائيات وإطفائها والحزمة يمكنها الانتشار للبحث والتضييق لمتابعة الهدف، أو حتى تنشطر إلى رادارين حقيقين أو أكثر، ولكن الشعاع لايمكن توجيهه بشكل فعال على زوايا صغيرة بأسطح المصفوفات، ولأجل تغطية شاملة فالمصفوفات المتعددة مطلوبة كلها. التوزيع المثالي لها هو على أوجه مثلث هرمي (كما بالصورة).
رادار المنظومة التدريجية
رادارات المنظومة التدريجية كانت تستخدم منذ بدايات المراحل الأولى للرادار أيام الحرب العالمية الثانية ولكن محدودية الأنظمة الإلكترونية أدت إلى خلل بالدقة. وهي حاليا تستخدم بالصواريخ الدفاعية وهو نظام الدرع الوقائي الموجود بالسفن وأنظمة صوارخ الباتريوت. وحاليا استخدام ذلك النظام بازدياد بسبب قلة القطع المتحركة مما يجعلها أكثر منطقية، وأحيانا أخرى يسمح بوجود هوائيات أضخم، وهو مفيد لاستخدامات الطائرات المقاتلة حيث تعطي مساحة ضيقة للنقل الميكانيكي.
بما أن أسعار البرمجيات والإلكترونيات هبطت فإن ذلك النظام أصبح أكثر شمولية، فتقريبا جميع أنظمة الرادار العسكرية الحديثة تعتمد على المنظومة الرادارية التدريجية، ومع ذلك لا تزال الهوائيات المتحركة التقليدية منتشرة على نطاق واسع والسبب هو رخص السعر وهو موجود بمراقبة الملاحة الجوية ورادار الطائرات المدنية وغيرها.
هذا النظام له قيمة وأهمية بسبب أنه يمكنه تتبع أكثر من هدف، أول طائرة استعملت هذا النظام هي بي-بي1 لانسر. وأول مقاتلة تستخدم تلك المنظومة الرادارية زاسلون SBI-16 Zaslon هي طائرات ميغ 31، وتعتبر واحدة من أفضل أنظمة الرادارالمحمولة .
اعداد الطالب :سامح ابو عبيد
اشراف:م. احمد ابو عرة
الاتصالات
الرادار
هو نظام يستخدم موجات كهرومغناطيسية للتعرف على بعد وارتفاع واتجاه وسرعة الأجسام الثابتة والمتحركة كالطائرات، والسفن، والعربات، وتشكيل الطقس، والتضاريس. جهاز الإرسال يبعث موجات راديو التي تنعكس بواسطة الهدف فيتعرف عليها جهاز الاستقبال. و تكون الموجات المرتدة إلى المستقبل ضعيفة، فيعمل جهاز الاستقبال على تضخيم تلك الموجات مما يسهل على جهاز الرادار أن يميز الموجات المرسلة عن طريقه من الموجات الأخرى كالموجات الصوتية وموجات الضوء. يستخدم الرادار في مجالات عديدة كالأرصاد لمعرفة هطول الأمطار، ومراقبة الملاحة الجوية، الشرطة لكشف السرعة الزائدة، وأخيرًا والأهم استخدامه بالمجال العسكري. سمي الرادار بهذا الاسم اختصارا لجملة (RAdio Detection And Ranging)
قصة نشاة الرادار
أول من استعمل الموجات الراديوية للكشف عن وجود أجسام معدنية عن بعد كان العالم كريستيان هولسماير الذي أظهر عملية كشف وجود سفينة من خلال الضباب ولكن من غير تحديد المسافة وذلك في عام
اساسيات علم الرادار
الانعكاس
الموجات الكهرومغناطيسية تنعكس (أحيانًا تتبدد) عند أي اختلاف كبير في ثوابت العزل الكهربائي أو التعاكس المغناطيسي (الديامغناطيسية)، وهذا يعني أن المواد الصلبة الموجودة بالهواء أو الفراغ أو أي تغيير ملموس بالكثافة الذرية بين الجسم والبيئة المحيطة به سوف يبدد الإشعاع أو الموجات الراديوية. وتنطبق على الموصلات الكهربية كالمعادن والألياف الكربونية والتي تساعد الرادار على سهولة الكشف على الطائرات والسفن. المواد التي تمتص الرادار تحتوي على مقاومة ومواد مغناطيسية وتستخدم بالعربات العسكرية لخفض انعكاس الرادار، وأيضا الأصباغ الداكنة تعمل نفس العمل.
تتفرق (تتشتت) موجات الرادار بعدة أشكال اعتمادًا على طول الموجة وشكل الهدف. فإذا كان طول الموجة أقصر من حجم الهدف فإن الموجة سترتد باتجاهات متغايرة كالضوء على المرآة، وإذا كانت الموجة أطول من حجم الهدف فإن الهدف سيكون متقاطب (الشحنات الموجبة والسالبة منفصلة) مثل الإريال ثنائي الأقطاب. الرادارات المبكرة استخدمت موجات ذات أطوال عالية أطول من الهدف مما جعلها تستقبل إشارات مبهمة، لكن الحديثة منها تستخدم أطوال قصيرة جدا بحيث يمكنها التقاط أهداف بحجم رغيف الخبز. موجات الراديو القصيرة تنعكس من الزوايا والمنحنيات بطريقة مشابهة للمعان قطعة زجاج مدورة. الأهداف الأكثر انعكاسا للموجات القصيرة لها زوايا 90 درجة بين الأسطح المنعكسة، الجسم الذي يحتوي على 3 أسطح وتلتقي بزاوية واحدة كزاوية علبة تعكس الموجات الداخلة إليها مباشرة إلى المصدر وتسمى بالزوايا العاكسة وهذه الطريقة تستعمل لتسهيل الكشف الراداري وتوجد بالقوارب لتسهيل حالات الإنقاذ وتقليل الاصطدامات كما بالصورة.
الاستقطاب
إشارات الرادار المرسلة يكون مجالها الكهربائي متعامد مع اتجاه الموجة واتجاه هذا المجال يكون هو استقطاب الموجة، فنرى قطبية الرادار إما أفقية أو عمودي أو على شكل خط مستقيم أو دائري حتى يمكنه الكشف على عدة أنواع من الانعكاسات، فمثلا الاستقطاب الأفقي يستخدم لتقليل التشويش الآتي من المطر. الاستقطاب المعاد على خط مستقيم يستخدم للتعريف على الأجسام المعدنية، الاستقطاب العشوائي المعاد يدل على الأسطح الصغيرة والكسرات كالصخور والتربة وهذا النوع من الرادار تستخدم بمراقبة الملاحة الجوية
التداخل
نظام الرادار يجب عليه تخطي بعض الإشارات الغير مرغوبة الناشئة من (مصادر داخلية أو خارجية سواءا سلبي أو إيجابية) حتى تظهر الأهداف الحقيقية. وتعرف تلك المقدرة على تخطي موجات التشويش بنسبة الإشارة إلى الضجيج. (signal to noise ratio SNR) كلما كانت النسبة عالية كلما كانت كلما كانت نقاوة الموجة المستقبلة أفضل
الضوضاء
إشارة الضوضاء هي مصدر داخلي من الاختلافات المتعددة للإشارة، وتشكلت إلى حد ما من قبل القطع الإلكترونية الداخلية. وهو مضاف بشكل عشوائي على الموجة المرتدة بالرادار المستقبل، كلما ضعفت الإشارة المستقبلة كلما زادت صعوبة تطهيرها من الضجيج، وأفضل مثال على ذلك هو السماع لهمس بجانب طريق مزدحم. لذلك من الأهمية تقليل تلك الضوضاء بتقليل عواملها، ويقاس تلك الضوضاء المنتجة داخل الجهاز المستقبل مقارنة مع الجهاز المثالي وكلما قلت الكمية المقروءة كلما كان الاستقبال أفضل.
الموجة المزعجة
الموجة المزعجة أو الفوضوية يرجع مصدرها إلى موجة الراديو الحقيقية، وهي صدى لموجة تعود من الهدف ولكنها غير مرغوب بها من العامل بجهاز الرادار.
أنواع الأهداف التي تحتوي على الموجة الفوضوية:
• أجسام طبيعية كالأرض والبحر والمنتشرة كالمطر والثلج والأعاصير الرملية والجوية والحيوانات والتأثير الغلاف الجوي والنيازك الصغيرة وحتى منتوجات البشر كالبنايات أو مضاد الرادار كالشذرات والخدع الرادارية.
التشويش
تشويش الرادار مصدره موجات الراديوية ناشئة من خارج نظام الرادار، ترسل على موجة الرادار فيخفي الأهداف المرغوبة. التشويش قد يكون متعمدا كسلاح مضاد للرادار في تكتيكات الحروب الإلكترونية، وقد يكون غير متعمد مثل النيران الصديقة أجهزتها تعمل على نفس الموجة الرادارية. ينظر إلى التشويش بأنه قوة تداخل فعالة لأنها تنشئ من عناصر خارج النظام وغير مرتبطة بإشارات الرادار.
التشويش مشكلة معقدة لأن الموجة المشوشة تحتاج إلى ذهاب إلى الرادار المعني دون الحاجة للرجوع، بينما موجة الرادار يرحل ذهاب وإياب الرادار-الهدف-الرادار فتقل قوته بشكل ملموس مع عودته للمستقبِل. أجهزة التشويش تحتاج إلى طاقة أقل من أجهزة الرادار ولكنها تبقى ذات فعالية قوية لإخفاء الأهداف خلال خط البصر line of sight من المشوش إلى الرادار(فص التشويش الرئيسي) Mainlobe Jamming. المشوش يكون معه تأثير مضاف إلى تأثير الرادار على طول خط البصر خلال استقبال الرادار ويسمى (فص التشويش الجانبي) Sidelobe Jamming. فص التشويش الرئيسي ممكن تقليله بتضييق الزاوية المجسمة له، ولكن لا يمكن إزالتها خاصة عندما تواجه مباشرة المشوِش الذي يستخدم نفس الموجات ونفس الاستقطاب الذي يستخدمه الرادار. الفصوص الجانبية للتشويش ممكن التغلب عليها بواسطة تصميم هوائي يقلل استقبال الفصوص الجانبية واستخدام هوائي لجميع الاتجاهات omnidirectional antenna لكشف وإهمال إشارات الفصوص الجانبية. التقنيات الأخرى المضادة للتشويش مثل الاستقطاب وقفزات التردد frequency hopping (وهي تغيير التردد بتسلسل عشوائي يعرفه المرسل والمستقبل فقط). التداخل حاليا أصبح مشكلة للنطاق C-band الذي تستخدمه الأرصاد الجوية على موجة 5.4 جيجا هرتز مع تقنية الواي فاي
هندسة الرادار
نظام الرادار يحتوي على العناصر التالية:
• المرسل وهو الذي يولد إشارة الراديو مع المذبذب مثل الماجنترون ( وهو صمام إلكتروني مغناطيسي) و الكليسترون ويتحكم بعمل الدورة بواسطة مغير الموجة modulator.
• مرشد الموجة waveguide وهو متصل بالمرسل والمستقبل
• المبدل التناوبي duplexer وهو يعمل على تناوب الهوائي ما بين إرسال واستقبال
• المستقبل يعرف شكل الإشارة المستلمة أو(النبضة)، المستقبلات المثالية يكون لديها فلتر ملائم matched filter
• الجزء الإلكتروني الذي يهيمن على المنظومة والهوائي لأداء المسح الراداري الذي يطلبه البرمجيات
• وصلة المستخدم.
تصميم الهوائي
إشارة الموجة الراديوية التي تبث من الهوائي تنتشر بجميع الجهات، وبالمثل الهوائي الذي يستقبل الإشارات سيكون أيضا من جميع الجهات، تلك الطريقة ستوقع الرادار بمشكلة قرار تحديد موقع جسم الهدف.الأنظمة القديمة كانت تستخدم هوائي متعدد الاتجاهات omnidirectional antenna للبث مع هوائيات استقبال محددة الاتجاه، مثال على ذلك نظام Chain Home يستخدم هوائيان متعامدان للاستقبال كل هوائي بشاشة مختلفة، الاستقبال القصوى سيخرجه الهوائي الذي يكون متعامد على جسم الهدف، والاستقبال الأدنى سيكون من الهوائي الذي اتجاهه مباشرة عليه، بتلك الحالة عامل التشغيل سيعرف مكان الهدف بتحريك الهوائي فيكون شاشة تظهر جسم الهدف بوضوح بينما الأخرى تظهر أقل ما يمكن من الإشارات المستقبلة. أحد أوجه القصور المهمة مع هذا النوع من الحلول هو أن البث سيكون بجميع الاتجاهات، لذلك سيكون كمية الطاقة المفحوصة من المكان المطلوب قليلة وبالتالي للحصول على كمية معقولة من الطاقة الآتية من الهدف يفضل أن يكون هوائي الإرسال موجهة
عاكس مكافئ المقطع
الأنظمة الحديثة تستخدم طبق ذا توجيه مكافئ المقطع لإنتاج حزمة بث قوية وكذلك المستقبل له طبق مماثل، مثل تلك الأنظمة تدمج ترددين بالهوائي المفرد للحصول على توجيه أوتوماتيكي أو ما يسمى غلق الرادار.
انواع المسح
مسح أولي: تقنية المسح يقوم بحيث الهوائي الرئيسي يقوم بإنتاج حزمة المسح، مثال:المسح الدائري ومسح نطاقي والخ
مسح ثانوي: تقنية مسح بحيث تغذية الهوائي تقوم بإنتاج حزمة المسح، مثال:المسح المخروطي، مسح مقطع أحادي الاتجاه.
مسح متقاطع أو نخيلي: تقنية المسح تنتج حزمة المسح من تحريك الهوائي مع عناصر تغذيته وهذا المسح عبارة عن دمج المسحين الأولي والثانوي.
هوائي مرشد الموجة المخزوم
استخدامه مثل استخدام العاكس مكافئ القطع، فهوائي مرشد الموجة المخروم ميكانيكي النقل وملائم لأنظمة مسح الأسطح الغير متابعة non-tracking surface scan systems حيث النمط العمودي يبقى ثابتا يستخدم بالسفن والمطارات ورادارات مراقبة الموانئ بسبب قلة الكلفة وأقل عرضة للرياح يفضل على الهوائي العاكس المكافئ.
المنظومة التدريجية
شكل آخر للرادارات تسمى منظومة الرادارية التدريجية، وتستخدم مجموعة من الهوائيات المتشابهة ومماثلة التباعد، حالة الإشارة لكل هوائي منفردة لذلك تكون لإشارة قوية بالاتجاه المطلوب وملغية بالاتجاهات الأخرى، فإذا كانت تلك الهوائيات المنفردة على مستوى واحد والإشارة تغذي الهوائيات كل على حدة في كل مرحلة، فإن الإشارة ستكون قوية بالاتجاه العمودي للسطح المستوي. وبتغيير الشكل النسبي للإشارة المغذاة لكل هوائي فإن اتجاه الحزمة سيتحرك لأن اتجاه التداخل البناء سيتحرك، ولأن رادار المنظومة التدريجية لا يتطلب حركة للمسح فالحزمة يمكنها مسح آلاف الدرجات بالثانية الواحدة وبسرعة كافية للإشعاع وتتبع أهداف كثيرة، وتدير مدى واسع من البحث بكل مرحلة. ببساطة يمكن تشغيل بعض الهوائيات وإطفائها والحزمة يمكنها الانتشار للبحث والتضييق لمتابعة الهدف، أو حتى تنشطر إلى رادارين حقيقين أو أكثر، ولكن الشعاع لايمكن توجيهه بشكل فعال على زوايا صغيرة بأسطح المصفوفات، ولأجل تغطية شاملة فالمصفوفات المتعددة مطلوبة كلها. التوزيع المثالي لها هو على أوجه مثلث هرمي (كما بالصورة).
رادار المنظومة التدريجية
رادارات المنظومة التدريجية كانت تستخدم منذ بدايات المراحل الأولى للرادار أيام الحرب العالمية الثانية ولكن محدودية الأنظمة الإلكترونية أدت إلى خلل بالدقة. وهي حاليا تستخدم بالصواريخ الدفاعية وهو نظام الدرع الوقائي الموجود بالسفن وأنظمة صوارخ الباتريوت. وحاليا استخدام ذلك النظام بازدياد بسبب قلة القطع المتحركة مما يجعلها أكثر منطقية، وأحيانا أخرى يسمح بوجود هوائيات أضخم، وهو مفيد لاستخدامات الطائرات المقاتلة حيث تعطي مساحة ضيقة للنقل الميكانيكي.
بما أن أسعار البرمجيات والإلكترونيات هبطت فإن ذلك النظام أصبح أكثر شمولية، فتقريبا جميع أنظمة الرادار العسكرية الحديثة تعتمد على المنظومة الرادارية التدريجية، ومع ذلك لا تزال الهوائيات المتحركة التقليدية منتشرة على نطاق واسع والسبب هو رخص السعر وهو موجود بمراقبة الملاحة الجوية ورادار الطائرات المدنية وغيرها.
هذا النظام له قيمة وأهمية بسبب أنه يمكنه تتبع أكثر من هدف، أول طائرة استعملت هذا النظام هي بي-بي1 لانسر. وأول مقاتلة تستخدم تلك المنظومة الرادارية زاسلون SBI-16 Zaslon هي طائرات ميغ 31، وتعتبر واحدة من أفضل أنظمة الرادارالمحمولة .
اعداد الطالب :سامح ابو عبيد
اشراف:م. احمد ابو عرة
الاتصالات
