اختلال و فریب رادار: تفاوت میان نسخه‌ها

این نوع اخلال، دو مزیت، تمرکز قدرت اخلال، چنانچه در نویز نقطه‌ای بود و پهنای باند وسیع اخلال، چنانچه در نویز رگباری بود، را دارا است (تکنیک Impulse noise jamming نیز از همین نوع است). وقتی تعداد جمر بطور همزمان در سرعتهای جاروب مختلفی کار می‌کنند، می‌توانند اثر مخرب زیادی داشته باشند.

Overload شدن سیستم آشکار ساز اتوماتیک در اثر وجود هدفهای کاذب زیاد، با بکار گیر گیرنده CFAR نیز بر طرف نمی‌شود زیرا که یک گیرنده CFAR قادر به حفظ کارایی‌اش در حضور burstهای کوتاه اختلال نیست. در حالت CW جاروب شده نیز، همین حالت برقرار است، در این وقتی فرکانس جاروب، خیلی بالاست، ضربه قوی می‌تواند در گیرنده رادار تولید شود؛ بطوریکه ممکن است طبقات اول آن تولید نوسان کنند. (burstهای نویز یا CWکه قدرت بالایی نیز دارند، می‌توانند در عبور از اولین فیلتر باند باریک گیرنده، مدارات را به نوسان در آورند). در شکل ۳نحوه تاثیر یک جمر CW جاروب شده، نشان داده شده‌است. از آنجا که جمر اطلاعات تقریبی از پهنای باند مورد استفاده رادار دارد و (دقیقا آن را نمی‌داند)؛ حول یک فرکانس، که پهنای باند گیرنده رادار را در بر می‌گیرد، قدرت خود را متمرکز کرده، یک موج CW قوی را روی این باند، جاروب می‌کند. همانطور که گفته شد این نوع اختلال، با انتشار باند باریکی که دائما تغییر یافته، ولی فرکانس حامل (کریر) سیگنال در یک عرض باند معین قرار دارد، ایجاد اختلال می‌کند.

 

چنانچه ذکر شد، اختلال جاروبی را می‌توان روی بخش وسیعی از طیف فرکانس تنظیم نمود تا مانند اختلال نقطه‌ای، دارای خصوصیت اخلال زیاد، دارای خصوصیت قدرت زیاد، و هم مانند اخلال (نویز) رگباری، دارای خصوصیت پوشش باند وسیعی از فرکانس باشد. البته دقت داریم ازدیاد قدرت، در هر لحظه، تنها در باند باریکی از فرکانس ظهور می‌یابد.

یکی از روشهای موثر برای این منظور خالی کردن گلبرگ اصلی (MLB)می‌باشد. به این معنا که در زمان عبور گلبرگ اصلی [[آنتن]] رادار دشمن از روی هدف تنها بازتاب سکو توسط رادار دریافت می‌شود و بعد از آن در محل [[ماکزیمم]] گلبرگ فرعی یک پالس قوی ارسال می‌شود. برای تولید هدف‌های غیر واقعی که توسط رادار، باور کردنی، باشد جمر بایستی سیگنال رادار را از گلبرگ‌های جانبی آن دریافت کند و روی گلبرگ اصلی، سنکرون شود. با این سنکرونیزاسیون، می‌توان به یک هدف غیر واقعی، حرکتی قابل باور داد (هم در راستای شعاعی و هم زاویه‌ای). اگر فقط روی PRF سنکرون شویم، می‌توانیم تنها به هدفها حرکت شعاعی بدهیم و با تاخیر و یا تقدم در ارسال، رادار مربوطه را گیج کنیم.

اگر رادار از تکنیک چابکی فرکانسی یا از یک PRF متغیر استفاده کند، تنها می‌توان پس از دریافت پالس رادار، پالس گمراه کننده را فرستاد و بنابراین هدفهای دروغین تنها در بردی بیشتر از بردی برد سکویی که جمر روی آن قرار دارد. شکل زیر، تولید هدف‌های دروغین متعدد را روی صفحه رادار دشمن با همین تکنیک نشان می‌دهد:

 

اگر این روش را بخواهیم در مقابل رادارهای TWS پیاده کنیم عمدتاً رادارهای هوایی TWS یک سیگنال مدوله دامنه، بصورت سنکرون با فرکانس مرور آنتن ارسال می‌شود؛ بطوری که [[پژواک‌های]] قوی‌تری از برگشتی هدف، در جهت‌هایی غیر از جهت هدف بوجود می‌آورد.

=== بیرون کشیدن هدف از دروازه ردگیری (RGPO) ===

این روش RGPO، روش بسیار موثری در مقابل رادارهای ردگیری است. این تکنیک ربودن دروازه فاصله نیز نامیده می‌شود. درحال حاضر این روش اصلی‌ترین روش به کار رونده در EA خو د نگهدار است و بخصوص در مقابل سیستمهای ردگیری اتوماتیک، بسیار موثر است، در حالت حضور اپراتور؛ وی قادر است فریب را تشخیص و دروازه فاصله را مجددا روی هدف اصلی بیندازد؛ ولی در حالت عدم حضور اپراتور، کافی است که دروازه فاصله رادار را خارج از مکان پژواک واقعی هدف انداخت و سپس با ارسال یک سیگنال گمراه کننده؛ آن را به رادار دیکته کرد. (به عبارتی دیگر دروازه‌های ردگیر رادار را از روی هدف واقعی کشید و آنها را روی یک هدف دروغین انداخت). فریب فاصله و همان طور که ذکر شد به این تریب صورت می‌گیرد یک سیگنال مشابه سیگنال رادار به اندازه کافی به سمت آن فرستاده می‌شود سیگنال قوی AGC را تسخیر می‌کند و پس از اینکه رادار، روی سیگنال دروغین قفل کرد سیگنال مربوطه به تدریج تاخیر داده می‌شود و باعث RGPOشود مانند شکل‌های زیر:

 

پس از تسخیر دروازه‌های ردگیر رادار و انجام RGPO، سیستم EA ارسال هدف دروغین را قطع کند و بدین وسیله رادار هدف را گم می‌کند و مجبور می‌شود از نوع هدف را بیابد (دقت داریم پرتو آنتن در این حالت به سمت هدف نشانه رفته ولی دروازه ردگیری محل صحیحش را گم کرده‌است). یافتن دوباره هدف به این معنی است که رادار جستجو مجدد بایستی به کار بیفتد، پس از یافتن هدف، رادار ردگیر هدف را تسخیر کند و مجددا به ردگیر بپردازد. ملاحظه می‌شود زمان مهم و حساسی از دست دادیم که ممکن است جبران ناپذیر باشد. این مطلب برای همگی روشهای که از طریق EA فریب، قفل رادار ردگیر را می‌شکنند، صادق است؛ و از دست ندادن ردگیری هدف از اهمیت قابل ملاحظه‌ای برخوردار می‌باشد.

=== مد دوگانه (Dual Mode) ===

برخی اوقات روش RGPO بدلیل استفاده از EPهای قوی توسط رادار، نظیر ردگیری لبه جلویی پالس نمی‌تواند موفق باشد و نیز نویز گیت شده به خاطر اتخاذ روش چابکی فرکانسی توسط رادار؛ موثر واقع نمی‌شود. تلفیق این دو روش می‌تواند به خوبی موفقیت آمیز باشد: نویز گیت شده می‌تواند قابلیت ردگیری لبه جلویی را کاهش دهد، و RGPOنیز از روش چابکی فرکانسی تاثیر ناپذیر است. (لزومی به تکرار پالس قبل از دریافت آن نیست). بنابراین با بکار بردن این دو روش، می‌توان قفل رادار را شکست شکل۷ شکل موج تولید شده را نشان می‌دهد.

 

این کار را می‌توان با استفاده از دو TWT انجام داد که یکی پالسی و دیگر CW و (احتمالا با یک مدولاتور) باشد و یا یک TWT که قادر است به طور همزمان در مد پالسی و پیوسته کار کند. در حالت بکار گیری روش چابکی فرکانسی یا PRF لرزشی توسط رادار؛ ارسال پالس گمراه کننده برای انجام RGPO، منوط به دریافت مداوم سیگنال دشمن است؛ بنابراین باید ایزولاسیون مناسبی بین گیرنده فرستنده پیاده شود. اگر این ایزولاسیون به خوبی پیاده‌سازی نشود فقط از این روش می‌توان در برابر رادارهای فرکانس و PRF ثابت استفاده کرد.

یکی از کاستی‌های روشهای ردگیری مرور مخروطی و lobe switching آسیب پذیری آنها در مقابل اخلال زاویه‌است. مسئله اساسی در این نوع رادارها این است که ردگیری زاویه، با دمدوله کردن سیگنال AM (مدولاسیون دامنه) اعمال شده روی پالسهای برگشتی از هدف؛ روی یک سیکل کامل مرور (Scanning)یا(lobing)انجام می‌شود. برای مختل کردن این نوع رادار بطور موثر، کافی است مدارهای سنجش خطای ردگیر زاویه‌ای را با یک سیگنال دروغین مدوله دامنه شده؛ با نرخ (scanning) یاlobing که اختلاف فاز زیادی با سیگنال برگشتی از هدف دارد، تسخیر کرد. وقتی مدولاسیون lobe switching یا مرور مخروطی روی پرتوهای آنتن گیرنده و فرستنده اعمال می‌شود. ساختن سیگنال اخلال مناسب توسط جمر، با معکوس کردن و تکرار مدولاسیون فرستنده (inverse gain repeater) براحتی امکان‌پذیر است.

یک مدار PLLیا آستانه وقفی، مدولاسیون القا شده توسط رادار را تعیین می‌کند و بصورت همدوس، مدولاسیون دامنه‌ای تولید می‌کند که به فرم ساده، می‌تواند بصورت خاموش و روشن باشد (مطابق شکل۸. این امر باعث می‌شود که رادار دشمن در جهتی غیر از جهت لازم برای ردگیری صحیح حرکت کند و در نتیجه قفل آن را می‌شکند). این تکنیک Inverse Conical Sweepرا نیز نامیده می‌شود.<ref>A Deceptive jamming method against MMW monopulse Radar</ref>

 

هر یک از روشهای اخلال نویز یا سیگنال CW تنظیم شده روی فرکانس رادار دشمن، می‌تواند همراه با مدولاسیون دامنه بکار رود. تکنیک اخلال AM، عمدتا در مقابل رادارهایی ردگیر از نوع Conical scan،lobe switdingبکار می‌رود. این تکنیک به دو صورت باشد:

بعنوان مثال اگر از CW مدوله دامنه استفاده کنیم، و اگر مطابق اغلب موارد، گیرنده رادار با کوپلاژ ac باشد، در صورتی که گیرنده گیت نشده باشد، سیگنال CW حذف می‌شود. اما چنانچه دیدیم اکثر گیرنده‌های رادارهای ردگیر، گیت شده‌اند و چنانچه

در شکل ۹ملاحظه می‌شود، اخلال CW، موثر واقع می‌شود:

 

در هر حالت، چه اخلال نویزی و چه CW؛ هدف نهایی، ایجاد وقفه در ردگیری رادار؛ با ایجاد تداخل در حلقه کنترل زاویه یا حلقه کنترل فاصله‌است. فرض کنیم رادار با اخلال پیوسته‌ای که اعمال کرده‌ایم، روبرو شده و می‌خواهد به مود TOJسوییچ کند. در این مود، ردگیری فاصله را از روی سرعت هدف که در حافظه ذخیره کرده‌است، با استفاده از مدارهایی نسبتا زیاد انجام می‌دهد

که vعبارت از سرعت ذخیره شده در حافظه و R۰، فاصله هدف قبل از اینکه رادار به مود TOJ برود می‌باشند. حال اگر با اعمال اخلال مدوله دامنه، سرعت مربوطه را از مقدار صحیح حذف کنیم، ردگیری فاصله رادار را دچار خطای قابل توجهی کرده‌ایم.

فرض کنیم فرکانس مرور رادار را از قبل بدانیم. در این صورت یک جاروب کوتاه فرکانس، همراه با مدولاسیون دامنه، کافی است اثرات مخربی را در ردگیری زاویه‌ای رادار را وارد کند.

 

اگر فرکانس مرور رادار را می‌دانیم، می‌توان از اخلال بهره معکوس نیز استفاده کرد، اما در حالتی که فرکانس مرور رادار دشمن را ندانیم، می‌توان از دو روش زیر استفاده کرد:

 

 

ب. جاروب وسیع با ایست در مجاورت فرکانس مرور آنتن: این شیوه در شکل ۱۱ نشان داده شده‌است. در این حالت سیستم EA یک سنسور احتیاج دارد که اثر اخلال را تعیین کند. (این تکنیک چنانچه قبلا دیدیم job detection نام دارد). این کار را می‌توان به عنوان مثال با سنجش تغییرات دامنه سیگنال رادار که می‌تواند با جاروب فرکانس AM، همبستگی داشته باشد انجام داد.

 

اگر آنتن رادار، یک سرو زاویه‌ای، با باند نسبتا وسیع داشته باشد، چنانچه در سیکرهای موشک بدیگونه‌است: عبور اولیه سیگنال جاروب از روی فرکانس مرور رادار، خطای زاویه‌ای القا خواهد که باعث نواسانات قوی در جهت نشانه روی آنتن خواهد شد. (پهنای باند سرو را از حدی نمی‌توان کمتر کرد، چرا که می‌بایست قابلیت ردگیری هدف را هنگام مانور دادن، داشته باشد). اگر فرکانس مرور آنتن رادار مربوطه ثابت باشد، با ملاحظه نواسانات ایجاد شده، می‌توان به محدوده فرکانس مرور آن پی برد، و باند جاروب را باریکتر کرد، تا اخلال، بیشتر اثر کند.

هنگامی که رادار از نوع مخروطی یا lobe switching باشد، باید دقت کرد که پهنای باند AGC، حداقل یک decade زیر فرکانس چرخش باشد تا مدولاسیون دامنه مربوطه به تصحیح جهت آنتن را خنثی نکند؛ ولی طبیعتا در رادار مونو پالس، از این نظر محدودیتی نداریم. AGC با توجه به متوسط پوش بهره، بهره آن را تنظیم می‌کند؛ لذا چند ده میلی ثانیه لازم است که پس از هر عدم پیوستگی در سیگنال ورودی، AGC، گیرنده را درون رنج دینامیکی خود در آورد.

حال اگر یک سیگنال اختلال، بصورت پالسی یا CW بصورت روشن و خاموش با یک سیکل کاری معین، و یا فرکانس بالا، ارسال شود؛AGC خود را به گونه‌ای تنظیم می‌کند تا دقیقا متوسط این سیگنال را دریافت کند. اگر سیکل کاری سیگنال مربوطه، بطور مناسب اختیار شود، رادار قادر نخواهد بود مدولاسیون دامنه لازم برای ردگیری را از سیگنال واقعی که بسیار کوچک است یا حتی از سیگنال اخلال (با بکار گیری TOJ)استخراج کند به شکل۱۲دقت کنید. در حالت اخلال پیوسته، همانگونه که مشاهده می‌شود، AGC خود را به متوسط پوش سیگنال ورودی IF تنظیم کرده‌است (عملکرد عادی). در این حالت رادار می‌تواند به مود TOJ برود. حال حالت سمت؛ اخلال خاموش روشن را در نظر می‌گیرد. یک پریود را بررسی می‌کنیم، وقتی AGC خود را به سطح سیگنال اخلال تطبیق می‌دهد، بنابراین در ابتدای ۴۰میلی ثانیه دوم، ملاحظه می‌شود که خروجی طبقه ویدئو خیلی ناچیز است. پس از آنکه AGC بهره IF را بالا برد، نویز عادی که توسط IF تقویت شده ملاحظه می‌شود، چون بهره IF بالاست، طبقه به اشباع می‌رود، تا زمانیکه AGC فرصت کند بهره آنرا پایین بیاورد؛ که درست در همین لحظه سیگنال اخلال قطع می‌شود.

 

در رادار مونو پالس، اطلاعات زاویه‌ای، با استفاده از یک تک پالس بدست می‌آید. اگر بهره گیرنده در اثر اعمال سیگنال اخلال به روش ذکر شده غیر صحیح باشد، علامت تصحیح اعمال شده به حلقه زاویه درست است ولی دامنه تصحیح، یا خیلی بزرگ است (اشباع گیرنده) و یا خیلی کوچک (بهره خیلی کم گیرنده)