עימותים מקומיים מודרניים, אפילו במדינות ברמת הפיתוח הנמוכה ביותר של הכוחות המזוינים (סוריה, אוקראינה), מראים עד כמה גדול תפקידו של ציוד אלקטרוני וזיהוי אלקטרוני. ואילו יתרונות יכול צד לקבל, באמצעות למשל מערכות סוללות נגדיות מול צד שאין לו מערכות כאלה.
נכון לעכשיו, הפיתוח של כל המערכות הרדיו-אלקטרוניות הולך לשני כיוונים: מצד אחד, למקסם את מערכות השליטה והתקשורת שלהן, מערכות איסוף מודיעין, מערכות בקרת נשק מדויקות בשילוב עם כל המערכות והמתחמים שפורטו קודם לכן.
הקו השני הוא פיתוח מערכות שיכולות להפוך אותו לאיכותי ככל האפשר כדי לעכב את הפעלת כל האמצעים הנ ל מהאויב במטרה הפשוטה ביותר היא לא לאפשר לאויב לגרום נזק ופגיעה לחייליו.
כמו כן, ראוי לציין כאן את העבודה על האפשרויות והשיטות של מיסוך אובייקטים על ידי הפחתת חתימת המכ ם שלהם באמצעות שימוש בחומרים וציפויים העדכניים ביותר עם רדיו בעלי תכונות רפלקטיביות משתנות.
מן הסתם כדאי לתרגם: לא נוכל להפוך את הטנק לבלתי נראה בספקטרום הרדיו, אך נוכל למזער את נראותו עד כמה שניתן, למשל על ידי כיסויו בחומרים שייתן אות מעוות כל כך שהזיהוי להיות מאוד קשה.
וכן, אנחנו עדיין ממשיכים מכך שמטוסים, ספינות וטנקים בלתי נראים לחלוטין פשוט אינם קיימים. בינתיים, לפחות. אם מטרות מעודנות וקשות לצפייה.
אבל, כמו שאומרים, לכל מטרה יש מכ ם משלה. שאלה של תדר ועוצמת האות. אבל כאן טמונה הבעיה.
חומרים חדשים, במיוחד ציפויים סופגים רדיו, צורות חדשות של חישוב משטחים מחזירי אור, כל זה הופך את רמות הניגודיות ברקע של אובייקטים מוגנים למינימליים. כלומר, רמת ההבדל בין התכונות החשמליות של אובייקט הבקרה או הפגמים בו ממאפייני הסביבה הופכת לקשה להבחין, האובייקט למעשה מתמזג עם הסביבה, מה שהופך את הגילוי שלו לבעייתי.
בזמננו, רמות המינימום של ניגודיות הרקע למעשה קרובות לערכי הקיצון. מכאן שברור כי עבור מכ מים (במיוחד לתצוגה מעגלית), הפועלים בדיוק על ניגודיות, פשוט יש צורך להגדיל, קודם כל, את איכות המידע המתקבל. וזה לא לגמרי אפשרי לעשות זאת באמצעות העלייה הרגילה בכמות המידע.
ליתר דיוק, ניתן להגביר את היעילות / איכות של סיור מכ מים, השאלה היחידה היא באיזה מחיר.
אם אתה לוקח מכ"ם היפותטי, לא משנה מה מטרתו, רק מכ"ם מעגלי עם טווח של, למשל, 300 ק"מ (כמו "Sky-SV") ותגדיר את המשימה של הכפלת הטווח שלו, אז תצטרך לפתור משימות קשות מאוד. אני לא אתן כאן את נוסחאות החישוב, זו הפיזיקה של המים הטהורים ביותר, לא סודיים.
אז, כדי להכפיל את טווח זיהוי המכ ם, יש צורך:
- להגדיל את אנרגיית הקרינה פי 10-12. אבל הפיזיקה שוב לא בוטלה, ניתן להגדיל את הקרינה עד כדי כך רק על ידי הגדלת האנרגיה הנצרכת. וזה כרוך במראה של ציוד נוסף לייצור חשמל בתחנה. ואז יש כל מיני בעיות עם אותה התחפושת.
- הגדל את רגישות המכשיר המקבל 16 פעמים. פחות יקר. אבל האם זה ניתן למימוש בכלל? זו כבר שאלה לטכנולוגיה ופיתוח. אך ככל שהמקלט רגיש יותר, כך יש יותר בעיות בהפרעה טבעית המתעוררות בהכרח במהלך הפעולה. שווה לדבר על הפרעות מהלוחמה האלקטרונית של האויב בנפרד.
- להגדיל את הגודל הליניארי של האנטנה פי 4. הקלה ביותר, אך גם מוסיפה מורכבות. יותר קשה להובלה, מורגש יותר …
למרות שאנו מודים בכנות שככל שהרדאר חזק יותר, כך קל יותר לזהות, לסווג, לייצר עבורו הפרעה מחושבת אישית עם המאפיינים הרציונליים ביותר ולשלוח אותו. והגידול בגודל אנטנת המכ ם משחק לידיהם של אלה שחייבים לזהות אותו בזמן.
באופן עקרוני מסתבר מעגל קסמים כזה. היכן שמפתחים צריכים לאזן על קצה הסכין, תוך התחשבות בעשרות, אם לא מאות ניואנסים.
יריבינו הפוטנציאליים מרחבי האוקיינוס דואגים לבעיה זו כמונו. יש במבנה של משרד ההגנה האמריקאי מחלקה כמו DARPA - סוכנות פרויקטים למחקר מתקדם בהגנה, העוסקת במחקר מבטיח בלבד. לאחרונה, מומחי DARPA מיקדו את מאמציהם בפיתוח מכ מים המשתמשים באותות פס רחב במיוחד (UWB).
מהו UWB? מדובר בפולסים קצרים במיוחד, עם משך של ננו-שנייה או פחות, עם רוחב ספקטרום של לפחות 500 מגהרץ, כלומר הרבה יותר מזה של מכ ם קונבנציונאלי. כוחו של האות הנפלט על פי הטרנספורמציות של פורייה (באופן טבעי, לא צ'ארלס, האוטופי שעובר את ההיסטוריה בבית הספר, אלא ז'אן בטיסט ג'וזף פורייר, יוצר הסדרה פורייה, שעל שמו נקראו עקרונות השינוי באותות) מופץ על פני כל רוחב הספקטרום המשמש. זה מוביל לירידה בכוח הקרינה בחלק נפרד מהספקטרום.
הרבה יותר קשה לזהות מכ"ם הפועל ב- UWB במהלך ההפעלה מאשר רגיל בדיוק בגלל זה: כאילו לא עובד אות-קרן אחד חזק, אלא כאילו חלשים רבים יותר, הפרוסים בדומה למברשת. כן, מומחים יסלחו לי על פישוט כזה, אך זה נועד אך ורק ל"העברה "לרמה פשוטה יותר של תפיסה.
כלומר, המכ"ם "יורה" לא בדופק אחד, אלא במה שמכונה "פרץ של אותות אולטרה-קצרים". זה מספק יתרונות נוספים, עליהם יידונו להלן.
עיבוד האות UWB, בניגוד לפס הצר, מבוסס על עקרונות הקבלה ללא גלאי, כך שמספר ההתפרצויות באות אינו מוגבל כלל. בהתאם לכך, אין כמעט הגבלה על רוחב פס האות.
כאן עולה שאלה ארוכת שנים: מה נותנת כל הפיזיקה הזו, מה היתרונות?
מטבע הדברים, הם כן. מכ מים המבוססים על UWB מפותחים ומתפתחים בדיוק מכיוון שאות ה- UWB מאפשר הרבה יותר מאשר אות קונבנציונאלי.
מכ"מים המבוססים על אות UWB הם בעלי יכולות הזיהוי, הזיהוי, המיקום והמעקב הטובים ביותר של אובייקטים. הדבר נכון במיוחד לגבי אובייקטים המצוידים בהסוואה נגד רדאר והפחתת חתימת מכ"ם.
כלומר, לאות ה- UWB לא אכפת אם האובייקט הנצפה שייך למה שנקרא "אובייקטים של התגנבות" או לא. מכסים נגד המכ"ם הופכים להיות מותנים, מכיוון שהם אינם מסוגלים לשקף / לספוג את האות כולו, חלק כלשהו מהחבילה "יתפוס" את האובייקט.
מכ"מים ב- UWB מזהים טוב יותר יעדים, בודדים וקבוצתיים. הממדים הליניאריים של המטרות נקבעים בצורה מדויקת יותר. קל להם יותר לעבוד עם מטרות קטנות שיכולות לעוף בגבהים נמוכים ואולטרה נמוכים, כלומר מל"טים. מכ"מים אלה יהיו בעלי חסינות רעש גבוהה משמעותית.
בנפרד, הוא האמין כי UWB יאפשר זיהוי טוב יותר של מטרות שווא. זוהי אפשרות שימושית מאוד כאשר עובדים, למשל, עם ראשי נפץ של טילים בליסטיים בין -יבשתיים.
אבל אל תיתקעו על מכ"מים למעקב אוויר, ישנן אפשרויות אחרות לשימוש במכ"מים ב- UWB, לא פחות, ואולי אפילו יעילים יותר.
זה אולי נראה כאילו אות רחב במיוחד הוא תרופת פלא לכל דבר. ממל טים, ממטוסי התגנבות וספינות, מטיל שיוט.
למעשה, כמובן שלא. לטכנולוגיית UWB יש כמה חסרונות ברורים, אך יש גם מספיק יתרונות.
חוזקו של מכ"ם UWB הוא הדיוק והמהירות הגבוהים יותר של זיהוי וזיהוי מטרות, קביעת קואורדינטות בשל העובדה כי פעולת המכ"ם מבוססת על תדרים מרובים בטווח הפעולה.
כאן, ה"טעם "של UWB מוסתר בדרך כלל. והוא טמון דווקא בעובדה שטווח הפעולה של מכ"ם כזה כולל תדרים רבים. והטווח הרחב הזה מאפשר לך לבחור את אותם טווחי משנה בתדרים שבהם היכולות הרפלקטיביות של אובייקטים של תצפית באים לידי ביטוי ככל האפשר. או - כאופציה - הדבר יכול לשלול, למשל, ציפויים נגד רדאר, שגם הם לא יכולים לעבוד בכל טווח התדרים בשל העובדה שלציפויים למטוסים יש מגבלות משקל.
כן, כיום האמצעים להפחתת חתימת מכ"ם נמצאים בשימוש נרחב מאוד, אך מילת המפתח כאן היא "הפחתה". לא ציפוי אחד, ולו צורה ערמומית אחת של גוף יכול להגן מפני מכ"ם. הפחיתו את הראות, תנו צ'אנס - כן. לא עוד. סיפורי המטוסים החמקניים הופרכו ביוגוסלביה במאה האחרונה.
חישוב מכ"ם UWB יוכל לבחור (ובמהירות, בהתבסס על נתונים דומים) את אותה חבילת תת-תדרים ש"הבליט "באופן ברור ביותר את מושא התצפית במלוא הדרו. כאן לא נדבר על שעונים, הטכנולוגיה הדיגיטלית המודרנית מאפשרת לנהל תוך דקות.
וכמובן ניתוח. מכ"ם כזה צריך להיות בעל קומפלקס אנליטי טוב שיאפשר עיבוד הנתונים המתקבלים מהקרנה של אובייקט במגוון תדרים והשוואתם לערכי ההתייחסות במאגר הנתונים. השווה איתם ותן את התוצאה הסופית, איזה סוג של אובייקט נכנס לשדה הראיה של המכ"ם.
העובדה שהאובייקט יוקרן במגוון תדרים תשחק תפקיד חיובי בהפחתת הטעות בזיהוי, ויש פחות סיכוי להפרעה של התבוננות או פעולה נגדית באמצעות האובייקט.
עלייה בחסינות הרעש של מכ"מים כאלה מושגת על ידי זיהוי ובחירה של קרינה שיכולה להפריע לפעולה המדויקת של המכ"ם. ובהתאם לכך, מבנה מחדש של מתחמי הקבלה לתדרים אחרים כדי להבטיח את ההשפעה המינימלית של הפרעות.
הכל מאוד יפה. כמובן שיש גם חסרונות. לדוגמה, המסה והממדים של מכ"ם כזה חורגים משמעותית מתחנות קונבנציונאליות. זה עדיין מסבך מאוד את הפיתוח של מכ"מים UWB. בערך כמו המחיר. היא יותר טרנסצנדנלית באב טיפוס.
עם זאת, מפתחי מערכות כאלה אופטימיות מאוד לגבי העתיד. מצד אחד, כאשר מוצר מתחיל לייצר המוני, הוא תמיד מפחית את העלות. ומבחינת המסה, המהנדסים בונים על רכיבים אלקטרוניים המבוססים על גליום ניטריד שיכולים להפחית משמעותית הן את משקלם והן את גודלם של מכ מים כאלה.
ובטוח שזה יקרה. לכל אחד מהכיוונים. וכתוצאה מכך, הפלט יהיה מכ"ם עם פולסים עוצמתיים וקצרים במיוחד בטווח תדרים רחב, עם קצב חזרה גבוה. וחשוב מאוד - עיבוד נתונים דיגיטלי במהירות גבוהה, המסוגל "לעכל" כמויות גדולות של מידע המתקבל ממקלטים.
כן, אנחנו באמת צריכים טכנולוגיות עם אות גדולה כאן. טרנזיסטורים שלגים, דיודות אחסון מטענים, מוליכים למחצה של גליום ניטריד. טרנזיסטורים של מפולת שלגים הם בדרך כלל לא מכשירים מוערכים, הם מכשירים שעדיין יראו את עצמם. לאור הטכנולוגיות המודרניות העתיד שייך להן.
מכ"מים שמשתמשים בפולסים ננו -שניים אולטרה -קצרים יהיו בעלי היתרונות הבאים על פני מכ"מים קונבנציונאליים:
- היכולת לחדור מכשולים ולהשתקף ממטרות הממוקמות מחוץ לקו הראייה. לדוגמה, ניתן להשתמש בו לאיתור אנשים וציוד מאחורי מכשול או בקרקע;
- סודיות גבוהה בשל הצפיפות הספקטראלית הנמוכה של אות ה- UWB;
- דיוק קביעת המרחק עד כמה סנטימטרים בשל היקף המרחב המעט של האות;
- היכולת לזהות ולסווג מטרות באופן מיידי לפי האות המוחזר ופרטי המטרה הגבוהים;
- הגברת היעילות מבחינת ההגנה מפני כל סוגי ההפרעות הפסיביות הנגרמות מתופעות טבע: ערפל, גשם, שלג;
ואלו רחוקים מכל היתרונות שיכולים להיות למכ ם UWB בהשוואה לרדאר קונבנציונאלי. ישנם רגעים שרק מומחים ואנשים הבקיאים בנושאים אלה יכולים להעריך.
מאפיינים אלה גורמים למכ ם UWB להבטיח, אך ישנן מספר בעיות אותן מטפלים מחקר ופיתוח.
עכשיו כדאי לדבר על החסרונות.
בנוסף לעלות וגודל, מכ"ם UWB נחות מרדאר פס צר. ונחות באופן משמעותי. מכ"ם קונבנציונאלי בעל הספק דופק של 0.5 GW מסוגל לזהות מטרה במרחק של 550 ק"מ, ואז מכ"ם UWB ב -260 ק"מ. עם כוח דופק של 1 GW, מכ"ם בעל פס צר מזהה מטרה במרחק של 655 ק"מ, מכ"ם UWB במרחק של 310 ק"מ. כפי שאתה יכול לראות, כמעט הוכפל.
אבל יש בעיה נוספת. זוהי בלתי צפויות צורת האות המוחזר. מכ ם פס צר פועל כאות סינוסיאלי שאינו משתנה כשהוא נוסע בחלל. משרעת ושינוי פאזה, אך משתנים באופן צפוי ובהתאם לחוקי הפיזיקה. האות UWB משתנה הן בספקטרום, בתחום התדר שלו והן בזמן.
כיום המובילים המוכרים בפיתוח מכ מים של UWB הם ארצות הברית, גרמניה וישראל.
בארצות הברית, לצבא יש כבר גלאי מכרות נייד AN / PSS-14 לאיתור מוקשים מסוגים שונים וחפצי מתכת אחרים בקרקע.
גלאי מוקשים זה מוצע על ידי המדינות גם לבעלות בריתה של נאט ו. AN / PSS-14 מאפשר לך לראות ולבחון בפירוט אובייקטים דרך מכשולים והקרקע.
הגרמנים עובדים על פרויקט לרדאר "Pamir" של להקת UWB Ka עם רוחב פס של 8 GHz.
הישראלים יצרו על פי העקרונות של UWB "סטנוביזר", מכשיר קומפקטי "Haver-400", המסוגל "להסתכל" מבעד לקירות או לקרקע.
המכשיר נוצר עבור יחידות נגד טרור. בדרך כלל זהו סוג נפרד של מכ ם UWB, המיושם על ידי הישראלים בצורה יפה מאוד. המכשיר באמת מסוגל ללמוד את המצב המבצעי-טקטי באמצעות מגוון מכשולים.
ופיתוח נוסף, "Haver-800", המובחן בנוכחות מספר מכ"מים נפרדים עם אנטנות, מאפשר לא רק ללמוד את החלל שמאחורי המכשול, אלא גם ליצור תמונה תלת ממדית.
לסיכום, ברצוני לומר כי פיתוח מכ מים של UWB לכיוונים שונים (יבשה, ים, הגנה אווירית) יאפשר לאותן מדינות שיכולות לשלוט בטכנולוגיה לתכנון וייצור מערכות כאלה לשפר משמעותית את יכולות המודיעין שלהן.
אחרי הכל, מספר השבויים, המזוהים כראוי ונלקחים לליווי עם הרס המטרות שלאחר מכן הוא ערובה לניצחון בכל עימות.
ואם ניקח בחשבון שמכ מים של UWB פחות רגישים להפרעה של מאפיינים שונים …
השימוש באותות UWB יגדיל משמעותית את יעילות הגילוי והמעקב אחר אובייקטים אווירודינמיים ובליסטיים בעת ניטור מרחב אוויר, צפייה ומיפוי פני כדור הארץ. מכ ם UWB יכול לפתור בעיות רבות של טיסה ונחיתה של מטוסים.
מכ ם UWB הוא הזדמנות אמיתית לבחון את המחר. לא בכדי המערב עוסק באופן כה הדוק בהתפתחויות בכיוון זה.
