กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

เรดาร์แบบไบสแตติก เป็น ระบบ เรดาร์ ที่ประกอบด้วยตัวส่งและตัวรับซึ่งอยู่ห่างกันในระยะทางที่เทียบได้กับระยะทางเป้าหมายที่คาดไว้ ในทางกลับกัน...

เรดาร์ไบสแตติก

แผนภาพบล็อกเรดาร์ไบสแตติก
ระบบรับสัญญาณเรดาร์แบบพาสซีฟไบสแตติก จากNCSISTประเทศไต้หวัน

เรดาร์แบบไบสแตติกเป็น ระบบ เรดาร์ที่ประกอบด้วยตัวส่งและตัวรับซึ่งอยู่ห่างกันในระยะทางที่เทียบได้กับระยะทางเป้าหมายที่คาดไว้ ในทางกลับกัน เรดาร์แบบดั้งเดิมที่ตัวส่งและตัวรับอยู่ร่วมกันเรียกว่าเรดาร์แบบโมโนสแตติก [ 1 ] ระบบ ที่มีส่วนประกอบเรดาร์แบบโมโนสแตติกหรือไบสแตติกหลายตัวที่กระจายตัวอยู่ในพื้นที่ต่างกันแต่มีพื้นที่ครอบคลุมร่วมกันเรียกว่าเรดาร์แบบมัลติสแตติก ระบบขีปนาวุธ อากาศสู่อากาศและพื้นสู่อากาศระยะไกลหลายระบบใช้การนำทางด้วยเรดาร์แบบกึ่งแอคทีฟ ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของเรดาร์แบบไบสแตติก[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

ประเภท

เรดาร์แบบโมโนสแตติกเทียม

ระบบเรดาร์บางระบบอาจมีเสาอากาศส่งและรับแยกกัน แต่ถ้ามุมที่เกิดขึ้นระหว่างตัวส่ง เป้าหมาย และเครื่องรับ ( มุมไบสแตติก ) ใกล้เคียงกับศูนย์ ระบบเหล่านั้นก็ยังคงถือว่าเป็นระบบโมโนสแตติกหรือ ระบบ ซูโดโมโนสแตติกตัวอย่างเช่น ระบบเรดาร์ HF ระยะไกลมากบางระบบอาจมีตัวส่งและเครื่องรับที่แยกจากกันหลายสิบกิโลเมตรเพื่อการแยกทางไฟฟ้า แต่เนื่องจากระยะเป้าหมายที่คาดหวังอยู่ที่ประมาณ 1000–3500  กิโลเมตร จึงไม่ถือว่าเป็นระบบไบสแตติกอย่างแท้จริง และเรียกว่าระบบซูโดโมโนสแตติก

เรดาร์กระจายสัญญาณไปข้างหน้า

ในบางการกำหนดค่า เรดาร์แบบไบสแตติกอาจได้รับการออกแบบให้ทำงานในลักษณะคล้ายรั้ว ตรวจจับเป้าหมายที่ผ่านระหว่างตัวส่งและตัวรับ โดยมีมุมไบสแตติกใกล้เคียง 180 องศา นี่เป็นกรณีพิเศษของเรดาร์แบบไบสแตติก ซึ่งเรียกว่าเรดาร์แบบกระจายไปข้างหน้า (forward scatter radar ) ตามกลไกที่พลังงานที่ส่งออกไปถูกกระจายโดยเป้าหมาย ในการกระจายไปข้างหน้าการกระจายสามารถจำลองได้โดยใช้หลักการของบาบิเนต์และเป็นมาตรการตอบโต้ที่มีศักยภาพสำหรับเครื่องบินล่องหนเนื่องจากพื้นที่หน้าตัดเรดาร์ (RCS) ถูกกำหนดโดยเงาของเครื่องบินที่ตัวส่งมองเห็นเท่านั้น และไม่ได้รับผลกระทบจากสารเคลือบหรือรูปทรงล่องหน RCS ในโหมดนี้คำนวณได้จาก σ=4πA²/λ² โดยที่ A คือพื้นที่เงา และ λ คือความยาวคลื่นของเรดาร์ อย่างไรก็ตาม เป้าหมายอาจแตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่ และการติดตามเป้าหมายเป็นเรื่องที่ท้าทายมากในเรดาร์แบบกระจายคลื่นไปข้างหน้า เนื่องจากปริมาณข้อมูลในการวัดระยะทาง ทิศทาง และดอปเปลอร์จะต่ำมาก (พารามิเตอร์เหล่านี้มีแนวโน้มเข้าใกล้ศูนย์ ไม่ว่าเป้าหมายจะอยู่ที่ใดในบริเวณที่กำหนดก็ตาม)

ภาพประกอบแสดงเรขาคณิตการกระเจิงไปข้างหน้า

เรดาร์มัลติสแตติก

ระบบเรดาร์แบบหลายสถานี (Multistatic radar system) คือระบบที่มีส่วนประกอบอย่างน้อยสามส่วน เช่น เครื่องรับหนึ่งเครื่องและเครื่องส่งสองเครื่อง หรือเครื่องรับสองเครื่องและเครื่องส่งหนึ่งเครื่อง หรือเครื่องรับหลายเครื่องและเครื่องส่งหลายเครื่อง เป็นระบบที่พัฒนาต่อยอดมาจากระบบเรดาร์แบบสองสถานี (Bistatic radar system) โดยมีเครื่องรับหนึ่งเครื่องหรือมากกว่านั้นทำหน้าที่ประมวลผลสัญญาณสะท้อนจากเครื่องส่งหนึ่งเครื่องหรือมากกว่านั้นซึ่งตั้งอยู่ในที่ที่แยกจากกันทางภูมิศาสตร์

เรดาร์แบบพาสซีฟ

เรดาร์แบบไบสแตติกหรือมัลติสแตติกที่ใช้ประโยชน์จากเครื่องส่งสัญญาณที่ไม่ใช่เรดาร์ที่หาได้โดยบังเอิญ เรียกว่า ระบบ ระบุตำแหน่งแบบพาสซีฟที่สอดคล้องกันหรือเรดาร์แบบพาสซีฟที่ซ่อนเร้น

เรดาร์ใดๆ ที่ไม่ส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบแอคทีฟ จะเรียกว่าเรดาร์แบบพาสซีฟ ระบบระบุ ตำแหน่งแบบพาสซีฟโคฮีเรนต์หรือ PCL เป็นเรดาร์แบบพาสซีฟชนิดพิเศษ ซึ่งใช้ประโยชน์จากเครื่องส่งสัญญาณแบบฉวยโอกาส โดยเฉพาะสัญญาณเชิงพาณิชย์ในสภาพแวดล้อม

ข้อดีและข้อเสีย

ข้อดีหลักของเรดาร์แบบไบสแตติกและมัลติสแตติก ได้แก่:

  • ลดต้นทุนในการจัดซื้อและบำรุงรักษา (หากใช้เครื่องส่งสัญญาณจากผู้ผลิตรายอื่น)
  • การใช้งานโดยไม่ต้องขออนุญาตใช้ความถี่ (หากใช้เครื่องส่งสัญญาณจากผู้ผลิตรายอื่น)
  • ปฏิบัติการลับของเครื่องรับสัญญาณ
  • เพิ่มความสามารถในการรับมือกับมาตรการตอบโต้ทางอิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากรูปแบบคลื่นที่ใช้และตำแหน่งของตัวรับสัญญาณอาจไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด
  • อาจเกิดการเพิ่มขึ้นของพื้นที่หน้าตัดเรดาร์ของเป้าหมายเนื่องจากผลกระทบทางเรขาคณิต
  • ตัวรับสัญญาณแบบแยกส่วนนั้นมีน้ำหนักเบาและพกพาสะดวก ในขณะที่ตัวส่งสัญญาณอาจมีน้ำหนักมากและมีกำลังสูงมาก (เช่น ขีปนาวุธพื้นสู่อากาศ)

ข้อเสียหลักของเรดาร์แบบไบสแตติกและมัลติสแตติก ได้แก่:

  • ความซับซ้อนของระบบ
  • ค่าใช้จ่ายในการจัดหาช่องทางการสื่อสารระหว่างไซต์ต่างๆ
  • ขาดการควบคุมตัวส่งสัญญาณ (หากใช้ตัวส่งสัญญาณของบุคคลที่สาม)
  • ติดตั้งยากกว่า
  • ความครอบคลุมในระดับต่ำลดลงเนื่องจากจำเป็นต้องมีทัศนวิสัยที่ชัดเจนจากหลายตำแหน่ง

เรขาคณิต

มุม

ภาพประกอบแสดงมุมไบสแตติก

มุมไบสแตติกคือมุมที่ทำขึ้นระหว่างตัวส่งสัญญาณ เป้าหมาย และเครื่องรับสัญญาณในเรดาร์ไบสแตติก เมื่อมุมนี้เป็นศูนย์พอดี เรดาร์นั้นจะเป็นเรดาร์โมโนสแตติกเมื่อมุมนี้ใกล้เคียงกับศูนย์ เรดาร์นั้นจะเป็นเรดาร์ซูโดโมโนสแตติก และเมื่อมุมนี้ใกล้เคียงกับ 180 องศา เรดาร์นั้นจะเป็นเรดาร์แบบกระจายไปข้างหน้า ในกรณีอื่นๆ เรดาร์นั้นจะถูกอธิบายง่ายๆ ว่าเป็นเรดาร์ไบสแตติก มุมไบสแตติกเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดพื้นที่หน้าตัดเรดาร์ของเป้าหมาย[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

พิสัย

เรขาคณิตช่วงไบสแตติก

ระยะไบสแตติกหมายถึงการวัดระยะพื้นฐานที่ทำโดย ระบบ เรดาร์หรือโซนาร์ที่มีตัวส่งและตัวรับแยกกัน ตัวรับจะวัดความแตกต่างของเวลาในการมาถึงของสัญญาณจากตัวส่งโดยตรง และผ่านการสะท้อนจากเป้าหมาย ซึ่งจะกำหนดวงรีของระยะไบสแตติกคงที่ เรียกว่าเส้นไอโซเรนจ์ ซึ่งเป้าหมายจะอยู่บนเส้นนี้ โดยมีจุดโฟกัสอยู่ตรงกลางระหว่างตัวส่งและตัวรับ หากเป้าหมายอยู่ที่ระยะR จากตัวรับและระยะR จากตัวส่ง และตัวรับและตัวส่งอยู่ห่างกันเป็นระยะLระยะไบสแตติกจะเป็นR + R - Lการเคลื่อนที่ของเป้าหมายทำให้เกิดอัตราการเปลี่ยนแปลงของระยะไบสแตติก ซึ่งส่งผลให้เกิด การเลื่อนดอปเปลอ ร์แบบไบสแตติก[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]

โดยทั่วไปแล้ว จุดระยะไบสแตติกคงที่วาดเป็นทรงรีโดยมีตำแหน่งเครื่องส่งและเครื่องรับเป็นจุดโฟกัสเส้นไอโซเรนจ์ไบสแตติกคือจุดที่พื้นดินตัดกับทรงรี เมื่อพื้นดินราบเรียบ จุดตัดนี้จะก่อให้เกิดรูปวงรี โปรดทราบว่า ยกเว้นในกรณีที่แพลตฟอร์มทั้งสองมีระดับความสูงเท่ากัน วงรีเหล่านี้จะไม่อยู่ตรงกลางจุดสะท้อน[ 11 ]

การเปลี่ยนแปลงแบบดอปเปลอร์

การเลื่อนดอปเปลอร์แบบไบสแตติกเป็นตัวอย่างเฉพาะของปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ที่สังเกตได้จากระบบเรดาร์หรือโซนาร์ที่มีตัวส่งและตัวรับแยกกัน การเลื่อนดอปเปลอร์เกิดจากส่วนประกอบของการเคลื่อนที่ของวัตถุในทิศทางของตัวส่ง บวกกับส่วนประกอบของการเคลื่อนที่ของวัตถุในทิศทางของตัวรับ หรืออาจถือได้ว่าเป็นสัดส่วนกับอัตราช่วงไบสแตติก[ 12 ]

ในเรดาร์แบบไบสแตติกที่มีความยาวคลื่นλโดยที่ระยะห่างระหว่างตัวส่งและเป้าหมายคือR และระยะห่างระหว่างตัวรับและเป้าหมายคือR การเปลี่ยนแปลงความถี่ดอปเปลอร์แบบไบสแตติกที่ได้รับจะคำนวณได้ดังนี้:

เอฟ=1λที(อาร์ทีx+อาร์x){\displaystyle f=-{\frac {1}{\lambda }}{\frac {d}{dt}}(R_{tx}+R_{rx})}

โปรดทราบว่าวัตถุที่เคลื่อนที่ไปตามแนวเส้นที่เชื่อมระหว่างเครื่องส่งและเครื่องรับจะมี ค่าการเปลี่ยนแปลงความถี่แบบดอปเปลอร์เป็น 0 เฮิรตซ์เสมอ เช่นเดียวกับวัตถุที่เคลื่อนที่ไปรอบวงรีที่มีระยะไบสแตติกคงที่

การถ่ายภาพ

การถ่ายภาพแบบไบสแตติก (Bistatic imaging ) เป็น เทคนิค การถ่ายภาพด้วยเรดาร์ที่ใช้เรดาร์แบบไบสแตติก ( เครื่องมือ เรดาร์ สองเครื่อง โดยเครื่องหนึ่งส่งสัญญาณและอีกเครื่องรับสัญญาณ) ผลลัพธ์ที่ได้คือภาพที่มีรายละเอียดมากกว่าการใช้เครื่องมือเรดาร์เพียงเครื่องเดียว การถ่ายภาพแบบไบสแตติกมีประโยชน์ในการแยกแยะระหว่างน้ำแข็งและหินบนพื้นผิวของเป้าหมายที่อยู่ห่างไกล เช่นดวงจันทร์เนื่องจากวิธีการสะท้อนของเรดาร์จากวัตถุเหล่านี้แตกต่างกันในกรณีของน้ำแข็ง เครื่องมือเรดาร์จะตรวจจับ "การกระเจิงแบบปริมาตร" และในกรณีของหิน จะตรวจจับการกระเจิงแบบพื้นผิวแบบดั้งเดิมมากกว่า

ดูเพิ่มเติม

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

เรดาร์แบบไบสแตติก เป็น ระบบ เรดาร์ ที่ประกอบด้วยตัวส่งและตัวรับซึ่งอยู่ห่างกันในระยะทางที่เทียบได้กับระยะทางเป้าหมายที่คาดไว้ ในทางกลับกัน...

เรดาร์แบบโมโนสแตติกเทียม

ระบบเรดาร์บางระบบอาจมีเสาอากาศส่งและรับแยกกัน แต่ถ้ามุมที่เกิดขึ้นระหว่างตัวส่ง เป้าหมาย และเครื่องรับ ( มุมไบสแตติก ) ใกล้เคียงกับศูนย์ ระบบเหล่านั้นก็ยังคงถือว่าเป็นระบบโมโนสแตติกหรือ ระบบ ซูโดโมโนสแตติก ตัวอย่างเช่น ระบบเรดาร์ HF...

เรดาร์กระจายสัญญาณไปข้างหน้า

ในบางการกำหนดค่า เรดาร์แบบไบสแตติกอาจได้รับการออกแบบให้ทำงานในลักษณะคล้ายรั้ว ตรวจจับเป้าหมายที่ผ่านระหว่างตัวส่งและตัวรับ โดยมีมุมไบสแตติกใกล้เคียง 180 องศา นี่เป็นกรณีพิเศษของเรดาร์แบบไบสแตติก ซึ่งเรียกว่า เรดาร์แบบกระจายไปข้างหน้า (forward scatter radar )...

เรดาร์มัลติสแตติก

ระบบเรดาร์แบบหลายสถานี (Multistatic radar system) คือระบบที่มีส่วนประกอบอย่างน้อยสามส่วน เช่น เครื่องรับหนึ่งเครื่องและเครื่องส่งสองเครื่อง หรือเครื่องรับสองเครื่องและเครื่องส่งหนึ่งเครื่อง หรือเครื่องรับหลายเครื่องและเครื่องส่งหลายเครื่อง...