بهبود عملکرد سامانه های راداری به کمک شیب سنجهای دیجیتال
همان طور که می دانیم شیب سنج های دیجیتال زاویه یا شیب یک جسم را نسبت به صفحه گرانش اندازه گیری می کنند و از اینرو می توانند داده های دقیقی در مورد جهت گیری آنتن های یک سامانه راداری ارائه دهند که برای اطمینان از شناسایی و ردیابی دقیق اهداف حائز اهمیت می باشد.
بطور کلی بهره گیری از شیب سنج های دیجیتال می تواند به طور قابل توجهی دقت و قابلیت اطمینان سامانه های راداری را بهبود بخشد. در این نوشتار نگاهی اجمالی به چگونگی استفاده از شیب سنج های دیجیتال در سامانه های راداری و نقش آن در بهبود عملکرد این سامانه ها خواهیم داشت.
-
بهبود اصلاح زاویه (Angle Correction)
تنظیمات دینامیکی:
شیب سنج ها می توانند به طور مداوم شیب سیستم رادار را کنترل کنند. این اجازه می دهد تا با تنظیم زاویه پرتو رادار(radar beam angle) در زمان واقعی، عملکرد مطلوب سامانه صرف نظر از عوامل محیطی مانند باد یا لرزش تضمین گردد. شیب سنجهای دیجیتال یک جزء اصلی از boresight alignment kit به شمار می آیند.
جبران شیب:
داده های شیب سنج می تواند برای اصلاح هر گونه شیب اضافی در آنتن رادار که می تواند منجر به خطاهای شناسایی و ردیابی اهداف شود استفاده گردد.
2- بهبود ردیابی اهداف
کنترل زاویه های دقیق جهت و ارتفاع (Azimuth & Elevation):
با ادغام داده های شیب سنج ، رادار می تواند زاویه های دقیق جهت و ارتفاع را با وجود هرگونه تغییر یا حرکت در موقعیت خود حفظ کند.
در یک سامانه راداری اهمیت کنترل زاویه ارتفاع (Elevation) بیشتر از زاویه سمت (Azimuth) می باشد. ابتدا توجه شود که در مورد زاویه ارتفاع هر چه زاویه α بیشتر شود، رادار می تواند ارتفاع بیشتری را در فاصله عرضی کمتر پوشش دهد. از آنجا که معمولا طراح رادار، محدوده ارتفاع و فاصله عرضی شی هدف را می داند (مانند رادارهای فرودگاهی) سیستم راداری معمولا در یک زاویه ارتفاع (Elevation) ثابت، زاویه سمت (Azimuth) را در 360 درجه دوران میxadدهد. به منظور کنترل و تعیین دقیق زاویه ارتفاع (Elevation) می توان یک سنسور شیب سنج استاتیکی در قسمت پایه آنتن (Antenna Pedestal) تعبیه کرد تا کنترلر رادار با گرفتن اطلاعات از سنسور شیب سنج، بتواند زاویه α را کنترل کرد.
افزایش پایداری:
این امر منجر به افزایش ثبات و پایداری در ردیابی اهداف سریع حرکت می شود ، به ویژه در پلتفرمهای دینامیکی مانند نظارت دریایی یا هوایی.
3- دقت موقعیت جغرافیایی
اصلاحات پس از پردازش :
هنگام پردازش داده های رادار ، می توان از قرائت های شیب سنج برای اصلاح الگوریتم های موقعیت جغرافیایی (geolocation algorithms)استفاده کرد و در نتیجه دقت موقعیت یابی هدف را بهبود بخشید.
ادغام با سنسورهای دیگر:
داده های شیب سنج را می توان با داده های سنسور دیگر)به عنوان مثال GPS و ژیروسکوپ(برای ردیابی دقیق تر مکان و حرکت ترکیب کرد.
4- پشتیبانی در سامانه های تاکتیکی
سازگاری(Adaptability):
برای سامانه های راداری نصب شده بر روی وسایل نقلیه یا هواپیماها، شیب سنج های دیجیتال می توانند به تنظیم تغییرات زمین (terrain changes) کمک کنند و عملکرد پایدار را حتی در شرایط محیطی سخت تضمین کنند.
قابلیت خود ترازی (Self-Leveling):
سیستم های پیشرفته می توانند از داده های شیب سنج برای خود ترازی استفاده کنند که به ویژه برای سامانه های راداری نصب شده برروی پلتفرم های ناپایدار مفید است.
5- نظارت بر سلامت سیستم
نظارت بر وضعیت سامانه:
نظارت مداوم شیب می تواند به عنوان یک شاخص از وضعیت فیزیکی سیستم عمل کند. تغییرات شدید شیب آنتن می تواند نشانه ای از مسائلی مانند مشکل در نصب یا یکپارچگی سازه باشد.
هشدار کاربر:
سیستم ها می توانند برای هشدار دادن به اپراتورها برنامه ریزی شوند تا اگر خوانش های شیب سنج از آستانه های از پیش تعیین شده فراتر رود اقدامات لازم تعمیر و نگهداری پیش از خراب شدن عملکرد سامانه انجام پذیرد.
6- افزایش دامنه عملیاتی
ناوبری در زمین شیب دار:
شیب سنج ها همچنین می توانند به سیستم های رادار کمک کنند تا برای موانع یا زمینهای شیب دار تنظیم شوند و عملیات را در محیط های چالش برانگیز که سامانه های رادار معمولی ممکن است در آن ها با چالش روبرو شوند، امکان پذیر کنند.
پوشش بهینه شده:
توانایی تنظیم دینامیکی سیگنال رادار بر اساس داده های شیب سنج می تواند منطقه پوشش رادار را بهینه کرده و نقاط کور را کاهش دهد.
7- مجتمع سازی و کالیبراسیون
یکپارچه سازی بدون وقفه داده ها:
اطمینان از یکپارچه سازی شیب سنج با سیستم های کنترل رادار برای جریان بی وقفه و استفاده آسان از داده ها
روش های کالیبراسیون:
ایجاد پروتکل های کالیبراسیون بین رادار و شیب سنج دیجیتال برای اطمینان از دقت در شرایط عملیاتی مختلف.
جمع بندی
به طور کلی ادغام شیبسنجهای دیجیتال در سامانه های راداری میتواند منجر به پیشرفتهای قابلتوجهی در عملکرد، قابلیت اطمینان و دقت آنها شود. برای بهبود عملکرد سامانه های راداری توجه نمودن به چند نکته حائز اهمیت است:
- برای بدست آوردن یک رفرنس واحد، باید در زمان نصب سامانه راداری، زمین محلی آن سنجش و به سیستم پردازش رادار گزارش شود.
- سامانه باید در طول دوره عملکرد خود به طور مداوم پایش شود زیرا عوامل خارجی مانند نشست زمین نیز می تواند سطح رفرنس رادار را تغییر دهد که مجموعاً باعث می شوند داده های یک رادار نسبت به رادار دیگر معتبر نباشد.
- رادارها به دلیل قرارگیری در مقابل تابش مستقیم آفتاب دچار تغییرات دمایی شدید می شوند و بر اثر پدیده هایی همچون Thermal Buckling سطح مرجع آن ها جابه جا خواهد شد.
از این جهت برای پایش بهتر آنتن رادار و همچنین جبران خطای به وجود آمده بر اثر عوامل بیرونی معمولاً از شیب سنج هایی با جبرانسازی دمایی بالا و همچنین بازه و دقت اندازه گیری مناسب، به جای سیستم هایی همچون Shaft Encoder استفاده می شود، زیرا استفاده از شیب سنج این امکان را به اپراتور می دهد که بتواند همزمان علاوه بر کنترل زوایای سمت و ارتفاع، به طور مداوم سیستم را پایش کرده و پدیده هایی همچون Thermal Buckling و خطاهای به وجود آمده بر اثر عوامل خارجی را جبران سازی کند.این همافزایی فناوریها نه تنها کارایی عملیاتی را بهبود میبخشد، بلکه آگاهی موقعیتی (situational awareness) را در کاربردهای پایش و نظارت در زمان واقعی افزایش میدهد.
بدون دیدگاه