Katı hal vericileri, performanstan ödün vermeden radarları daha taşınabilir hale getirir
Bir süre boyunca, bu teknoloji daha küçük ve daha hafif paketlere entegre edilmesine rağmen, radar genellikle büyük sistemlere hizmet etmek için bir savunma elektronik silahı olarak kullanıldı. Önceki radar vericileri, darbeleri iletmek için büyük bir vakum tüpünü çalıştırmak için tam ölçekli bir güç kaynağına güveniyordu. Bu bileşenlerin büyük boyutu ve ağırlığı, savaş alanındaki radarın esnekliğini büyük ölçüde sınırlar.
Bununla birlikte, mevcut durum, silikon ve silisyum karbür substratlar üzerinde galyum nitrür transistörlerle temsil edilen katı hal yarı iletken teknolojisinin kademeli olarak uygulanmasıyla değişiyor. Katı hal cihazlarının ve sistemlerinin boyutu büyük ölçüde küçültülürken, güç ve frekans bantlarındaki faydaları, radarı gerçekten taşınabilir kılan yüksek güç çıkışı sağlar. Aynı uzun menzilli uyarı bilgisini veren radar sistemi, askerler ile birlikte hareket edebilmektedir.
AN / TPS-78
Northrop Grumman'ın transistörlü S-bandı hava gözetleme radarı AN / TPS-78 taşınabilir radarlardan daha büyük hale geldi . Doppler radar sistemi, hızlı bir şekilde birleştirme ve sökme yeteneğine sahiptir ve ABD Hava Kuvvetleri, bunu uzun menzilli erken uyarı tespiti için kullanır. Güçlü zemin karmaşası ve deniz karmaşasının arka planında bile, sistem yine de hem yüksek hem de alçak irtifa hedeflerini tespit edebilir.
Şekil 1 AN / TPS-78, Doppler işleme teknolojisini kullanan taşınabilir transistör S-bantlı uzun mesafeli havadan havaya uyarı gözetim radar sistemi (Northrop Grumman tarafından sağlanır)
S-bandında çalıştığı için AN / TPS-78 daha küçük antenler ve elektronik cihazlar kullanabilir (frekans bandı ne kadar düşükse dalga boyu o kadar uzun). Antenler, vericiler ve alıcılar dahil tüm sistem kompakt bir ISO koruyucu kılıf içine yerleştirilebilir ve C-130 uçağı veya helikopter ile taşınabilir.Sistemin açılma süresi 30 dakikayı geçmez. Sistem ayrıca dört tekerlekten çekişli arazi aracında da kullanılabilir (Şekil 1).
Son derece uyarlanabilir çok görevli radar
Northrop Grumman ayrıca, yer tabanlı savaş uçağı radarının (yürüyen birlikler için geliştirilmiş) bir türev ürünü olan son derece uyarlanabilir bir çok görevli radar (HAMMR) sunar. HAMMR sistemi, savaş jetlerinde (veya gittikçe otonom hale gelen ticari araçlarda) kullanılan Aktif Aşamalı Dizi Anten (AESA) teknolojisinin hafif, yere dayalı bir versiyonudur.
HAMMR'nin birden çok hedef türü, birden çok yönelim ve farklı yol ve yörüngelerin hedeflerini başarıyla algılamasını, izlemesini ve bunlara katılmasını sağlayan binden fazla programlanabilir gönderme / alma modülünden oluşur. HAMMR AESA mimarisinin esnekliği, sistemi yeniden tasarlamadan yeni tehditlerle başa çıkmasına olanak tanır ve bu, mevcut radar sistemlerine kıyasla büyük bir avantajdır. 360 ° kapsama alanına ek olarak, HAMMR ayrıca hava veya kara yoluyla hızlı bir şekilde aktarma yeteneğine de sahiptir.
Optimize edilmiş tasarımı sayesinde, HAMMR sistemi küçük bir ayak izine sahiptir ve sabit kanatlı, döner kanatlı uçakları, seyir füzelerini ve insansız hava araçlarını tespit edebilir ve hem askeri hem de sivil amaçlar için kullanılabilir. HAMMR modüler sistemi, çeşitli farklı araç türleri için uygundur, taşınması kolaydır, büyük halka açık toplantılarda gerçek zamanlı durumsal farkındalık sağlayabilir ve ayrıca savaş alanı birliklerinin etrafında koruyucu radyo frekansı koruması sağlayabilir.
Erken taşınabilirlik
Vietnam Savaşı sırasında (1966'da başlayan) AN / PPS-5, en eski taşınabilir yer tabanlı gözetleme radar sistemlerinden biriydi. Halen yaygın olarak kullanılmaktadır. AN / PPS-5 genellikle taşınabilir gözetim ve hedef tespit radarı (MSTAR) sistemi olarak adlandırılır Bu hafif Doppler radarı, gece ve kötü hava koşullarında hedef bilgilerini yakalayabilir. I ve J frekans bantlarında çalışır ve 5 km içindeki düşmanları ve 10 km içindeki takımları veya araçları tespit edebilir.
Radar sisteminin darbe tekrarlama frekansı (PRF) 4kHz'dir ve hedef yankı sinyali 50 alıcı kanaldan elde edilir. Savaş alanı faaliyetlerini vurgulamak için hareketli hedef tespit teknolojisini (MTI) kullanır.Sabit hedef tespitine odaklanırken, MTI fonksiyonu kapatılabilir.
Bu sistem sahada monte edilmek üzere tasarlanmış olup, muharebe ihtiyaçlarına göre görünebilir veya kaybolabilir. Her biri bir asker tarafından taşınan 2 ila 3 paket halinde paketlenebilir. Radarın çalışma frekansı 8.0 - 8.9GHz (I frekans bandı), 16.0 - 16.5GHz (J frekans bandı) ve ilk sistem güç amplifikatörü kısmı bir magnetrondur. Teknolojinin ilerlemesiyle, MSTAR sistemi sürekli olarak güncellenmekte ve değiştirilmektedir ve şimdi vakum tüplerini ve verici güç kaynaklarını değiştirmek için katı hal güç amplifikatörü cihazlarını kullanmaktadır.
AN / PPC-5 MSTAR'ın uzun geçmişi nedeniyle, sistem askeri sistem uzmanları tarafından bir "miras" olarak kabul edilmekte ve sürekli olarak yükseltilmekte ve geliştirilmektedir. AN / PPS-5B portatif radar sistemi bunlardan biridir.Ordu birliklerinin saha kullanımında, tek kişi algılama menzili 12 mil (19,2 km) 'yi aşmaktadır.
AN-PPC-5C, 15 milden (24km) fazla algılama menziline sahip düşük güçlü bir versiyondur. İngiliz ordusu her zaman AN / PPS-5 MSTAR radar sisteminin sadık bir kullanıcısı olmuştur ve sistemi yeni bir sistemle değiştirmek yerine yükseltmeye devam etmektedir.
Şekil 2 AN / TPS-75, ABD Hava Kuvvetleri mobil taktik radar sistemi, uzun menzilli algılama yetenekleri ile
AN / TPS-75 (Şekil 2), ABD Hava Kuvvetleri tarafından tercih edilen, 240 deniz mili (yaklaşık 444 kilometre) içindeki düşmanın / dostun azimutu, mesafesi ve irtifası hakkında önemli bilgiler sağlayabilen bir mobil taktik radar sistemidir. Bu konuşlandırılabilir / taşınabilir radar sistemi, taktik uçaklara uzun menzilli arama ve irtifa algılama gibi operasyonel destek ve kontrol hizmetleri sağlayabilir.
Savaş alanında, AN / TPS-75'ten gönderilen veriler, net bir savaş alanı senaryosu oluşturmak için radyo uydusu veya mikrodalga bağlantı iletişimi yoluyla diğer radar verileriyle birleştirilebilir ve böylece muharebe komutanları için karar vermede önemli bir temel sağlar. Sistem uçak, helikopter veya kamyon ile taşınabilir.
Küçülüyor ve küçülüyor
Katı hal vericilerinin gücünü ve verimliliğini kullanan yeni radar sistemleri, performanstan ödün vermeden taşınabilirlik sağlayabilir. SiC ve GaN gibi cihaz teknolojilerini kullanan transistör amplifikatörü, pille çalıştırıldığında uzun mesafeli hedef tespiti için yüksek çözünürlüklü tepe çıkış gücü sağlayabilir.
Örneğin, Bright Surveillance System Co., Ltd.'nin B202 Mk 2 radarı, yalnızca 35 pound ağırlığında küçük bir radar cihazıdır ve boyutu yaklaşık 474 × 442 × 157 mm'dir. 12V yerleşik batarya ile güçlendirilmiş ve 12 saat çalışacak şekilde tasarlanmış bu orta menzilli yer tabanlı gözetim radarı, Doppler ve FM sürekli dalga sistemlerini kullanarak hareket eden araçları ve insanları tespit etmek için elektrikli tarama yöntemlerini kullanır.
Geniş dikey yükseklik ışını ve pasif elektronik olarak taranan dizi (PESA) teknolojisi, B202 Mk 2 sisteminin yakın mesafedeki hedefleri tespit etmesini sağlar. Aslında, bu yer tabanlı gözetleme radar sistemi, Ku bandında yalnızca 1W iletim gücünü kullanarak 8 km içindeki hareketli hedefleri tespit edebilir. Geniş ışın, sistemin radarı veya antenini eğmeden engebeli araziyi taramasını sağlar.
Şekil 3 FLIR Ranger R1 yer çevresi gözetleme ve izleme radarı
Radar için, daha küçük yapmak genellikle algılama mesafesinin daha yakın olduğu veya belirli bir alanı kaplamanın daha fazla sistem gerektirdiği anlamına gelir. FLIR Ranger R1 yer çevresi gözetleme ve izleme radar sisteminde durum böyledir (Şekil 3). Küçük olmasına rağmen 700 metrenin ötesindeki kişileri ve araçları doğru bir şekilde tespit edebilir.
Saniyede 360 ° tarayabilir ve 1,5 km2'lik bir menzili kapsayabilir. Daha geniş bir kapsama alanına ihtiyacınız varsa, orta menzilli FLIR Ranger R2 radarı gibi daha fazla birim eklemeniz ve örtüşen bir güvenlik dizisi oluşturmak için bunları ağa bağlamanız gerekir.
Galyum nitrür, geniş bantlı radarın gelişimini destekler
GaN yarı iletkenleri gibi katı hal teknolojileri, geniş bant mikrodalga frekans aralığında daha küçük, daha güçlü radar sistemleri sağlar. Katı hal cihazları geliştiren bir şirket olan Integra Technologies, yüksek voltajlı GaN transistörlerinin geniş bantlı radar ve aviyonik sistemlerde uygulanmasını ücretsiz bir teknik incelemede anlattı.
Makale, yüksek, geniş bantlı çıkış gücü (UHF bandı) elde etmek için standart (50-V) besleme voltajlarından daha yüksek çalışan GaN transistörlerinin nasıl kullanılacağını tartışıyor. Radar ekipmanı için kullanılan güç amplifikatörü modülü, 150Vdc güç kaynağı voltajını, 420MHz'den 450MHz'e çalışma frekansını benimser ve 100us puls genişliği ve% 10 görev döngüsü ile 1kW puls gücü verebilir.
GaN cihazlarında daha yüksek voltajların kullanılması, boyut, ağırlık, güç ve maliyet (SWaP-C) açısından avantajlar getirebilir; bu, yalnızca verimliliği artırmak için değil, aynı zamanda minyatürleştirilmiş, taşınabilir radar sistemlerinin geliştirilmesine de yardımcı olur. Güç amplifikatörü modülünün merkezindeki GaN cihazı, 600 voltluk bir arıza gerilimine sahiptir.
