اصول کلی رادار

اصول کلی رادار

۱-۱ مقدمه
رادار یک سیستم الکترومغناطیسی است که کاربردهای مختلف می تواند داشته باشد اما مهم ترین مزیت رادار توانایی آن در محاسبه مسافت می باشد در این فصل با توجه به اهمیت رادار پالسی و کاربرد گسترده آن به بحث پیرامون این سیستم پرداخته می شود و شاخص های مهمی که در معادله برد رادار وجود دارد و در رادارهای دیگر نیز به گونه ای این شاخص ها اهمیت دارند مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد.
رادار یکی از مظاهر شگفت انگیز قرن بیستم است اصول اولیه آشکارسازی تقریبا قدمتی برار با قدمت بحث الکترو مغناطیسی دارد فارا و ماکسول در سال های ۱۸۶۰-۱۸۴۵ پی بردندن که جریان های متغیر با زمان باعث ایجاد میدان های الکترومغناطیسی متغیر با زمان در فضای آزاد می شوند همچنین میدان های متغیر با زمان جریان الکتریکی متغیر با زمان تولید می کند میدان الکترومغناطیسی به وجود آمده در فضای آزاد با سرعت نور یعنی حرکت می کند
در سال ۱۸۸۶ هرتز به طور تجربی نظریه هیا ماکول را مورد مطالعه قرار داد و نشان داد که امواج الکترومغناطیسی در برخورد اجسام منعکس و پراکنده می شوند که این مطالعه وی منجر بوجود آمدن ایده رادار شد جالب است بدانید آزمایش های هرتز در فرکانس های بالا طول موج ۶۶ سانتی متر انجام شد ولی کارهای بعدی تا سال ۱۹۳۰ در فرکانس های پائین ادامه یافت تا آن که بعدا اهمیت استفاده از فرکانس های بالا روشن شد
به علت محدودیت در فناوری آن زمان در سال امواج آشکار سازی در فواصل بیش از یک مایل تا سال ۱۹۲۲ مطرح نبود تا اینکه در سال ۱۹۲۲ مارکونی ارتباط رادیویی بین قاره ها را طمرح نمود و عنوان کرد که امکان بوجود آمدن دستگاهی است که امواج را در جهات مختلف ارسال کند و پس از برخورد پرتوها به یک جسم فلزی نظیر کشتی توسط یک گیرنده این پرتوها دریافت شود که در نتیجه می توان در هوای ابری وجود کشتی را آشکار نمود اما وی در به دست آوردن بعضی از ایده هایش از جمله آشکار سازی جسم و انتشار امواج کوتاه در ورای خط دید ناموفق ماند.
در پاییز ۱۹۲۲ تیلور یانگ از آزمایشگاه تحقیقات دریایی (NRL) با استفاده از یک موج پیوسته (CW) با فرستنده و گیرنده مجزا وجود یک کشتی چوبی را آشکار نمودند بدین ترتیب می توان گفت که اولین سیستم های راداری آزمایشی به صورت موج پیوسته کار می کردند و نوع آشکار سازی آنها بستگی به تداخل ایجاد شده بین علائم مهم سیستم دریافت شده از فرستنده علائم انعکاسی ازهدف متحرک با متغیر فرکانس داپلر داشت
این اثر شبیه لرزش موزونی است که ممکن است در هنگام عبور هواپیما از بالای گیرنده بویژه ایستگاه های ضعیف رخ می دهد این نوع رادارها رادار اموا پیوسته تداخل موجی نیز می نامند البته این نوع رادارها فقط برای اشکار سازی وجود هدف مفید بودند و استخراج اطلاعات موقعیت هدف از آنها مقدور نبود لازم به ذکر است نمونه های رادار CW در آزمایشگاه NRL در همان سال ها در فرکانس ۳۲ و ۶۰ مگاهرتز ساخته شد.
با توجه به محدودیت های استخراج اطلاعات کافی موقعیت از رادارهای موج پیوسته پژوهشگران NRL اولین تجربه را به سال ۱۹۳۴ با رادار پالسی در فرکانس ۶ مگا هرتز به دست آوردند و با انجام آژمایش های متعدد دریافتند که فرکانس های راداری بالا برای این کار مطلوب می باشد و با ساخت لامپ های پرقدرت باعث تکامل طراحی رادار پالسی در فرکانس ۲۰۰ مگاهرتزی شدند.
پیشرفت های اولیه رادار پالسی در رابطه با کاربردهای نظامی بود و در بریتانیا توسعه رادار بعد از آمریکا شروع شد اما به خاطر اینکه پیشرفت فناوری رادار مصادف با جنگ جهانی دوم بود و برتانیا نزدیک تر به جبهه جنگ بود این کشور کوشش های فراوان و بیشتری راصرف توسعه رادار نمود توجه برتانیا به رادار از سال ۱۹۳۵ شروع شد وتا اوایل ۱۹۴۰ توسعه رادار در بریتانیا و آمریکا مستقلا انجام می شد. علاوه بر این دو رادار در آلمان، فرانسه، روسیه و ایتالیا و ژاپن نیز به طور مستقل در حلال ۳۰ سال بعد مورد تحقیق و توسعه قرار گرفت لیکن حدود توسعه و کاربردهای نظامی آنها متفاوت بود.
۱-۲- اصول رادار:
تعریف: رادار سیستمی است که بر اساس خاصیت امواج الکترومغناطیس عمل می نماید و با ارسال امواج و دریافت سیگنال منعکس شده از هدف ، مشخصات و مختصات هدف را ارائه می دهد.
یک رادار ساده از چه قسمت هایی تشکیل شده است (بلوک دیاگرام یک رادار ساده):

شکل (۱-۱) بلوک دیاگرام یک رادار
مدولاتور تولید پالس ۸µ sec می کند زیرا ۱µ sec برای گرم شدن لامپ قبل از تولید سیگنال می باشد و ۱µ sec جهت خروج کامل سیگنال از لامپ مگنترون می باشد.
Coho : تولید کننده سیگنال مرجع می باشد حدوداً۳۰ MHZ
Stalo: تولید کننده سیگنال کریر می باشد حدود ۱۲۵۰ MHZ – 1350 MHZ
P.W: فاصله بین لبه ی بالا رودنده تا لبه پایین رونده ی پالس شکل (۱-۲) بلوک دیاگرام مدولاتور تولید پالس

شکل (۱-۳) مدار تولید پالس
PRT: مدت زمان یک پالس از لبه بالا رونده تا لبه ی بالا رونده پالس بعدی
محاسبه ی عرض پالس تولید شده توسط مدولاتور PFN :
PW = N √LC
عرض باند: ۱۳۵۰ – ۱۲۵۰ = ۱۰۰ MHZ
نقاط فرکانسی هر رادار بستگی به فیلترهای موجود و به کار رفته در آن دارد.

عرض سیم: بستگی به آنتن دارد و خود آنتن نیز بستگی به فرکانس مورد استفاده دارد.
۱-۳- فرمول های اسامی رادار:

سوال: اگرMDS یک گیرنده – ۴۰ DB باشد توان دریافت رادار چقدر می باشد؟

حساسیت گیرنده: ضعیف ترین سیگنالی که گیرنده می تواند دریافت و آشکارسازی نماید حساسیت گیرنده نامیده می شود و برحسب DB بیان می شود و با MDS نشان داده می شود.

رنج دینامیکی فاصله ای است که رادار می تواند از نظر دریافت سیگنال ها با توان متفاوت عمل نماید یعنی ضعیف ترین سیگنالی که می تواند بگیرد و آشکارسازی نماید و بالاترین توان سیگنالی را که می تواند بگیرد بدون این که اشباع شود.
۱-۴- راه های کاهش نویز:
کم کردن عرض باند سیستم
استفاده از لامپ های ترانزیستوری جهت کم کردن حرارت

شکل (۱-۴) مدار و نمودار کاهش نویز
۱-۵- رنج دینامیکی: (Dinamic rany )

STC : سیستمی است که یک پالس منفی در ابتدای گیرنده می سازد که باعث کنترل دامنه پالس دریافتی جهت جلوگیری از اشباع سیستم می شود.

۱-۶- تقسیم بندی رادارها از نظر کاربرد:
۱- رادار تجسسی Search radar
۲- رادار اخطار اولیه Early warning radar
۳- رادارهای ارتفاع یاب Hight finder radar
۴- رادارهای ردیاب Tracker radar
۵- رادار کنترل آتش Fire control radar
۶- رادار اجتناب از طوفات
۷- رادارهای نجومی
۸- رادارهای کنترل ترافیک
PRT : فاصله بین دو پالس
PRF : تعداد پالس در ثانیه
PW : فاصله شروع تا پایان پالس
جدول (۱-۱) تقسیم بندی انواع رادار
حداکثر فاصله بدون ابهام Runamb = 0.15 × PRT (µ sec)
Paverage = PP × PW × PRF
رادارهای تجسسی:
فرکانس پایین
PRF پایین
PRT بالا
عرض پالس متوسط (بیش از ۶ µ sec )
برد ۴۰۰ – ۶۰۰ Km
آنتن بزرگ
قالبیت تحرک کم
عرض بیم پهن
باند فرکانسی I و S

رادارهای اخطار اولیه:
فرکانس پایین
عرض پالس زیاد
PRT بالا و PRF پایین
قابلیت تفکیک کم
دقت اندازه گیری کم
برد زیاد
باند فرکانسی VHF ( کمتر از L )
۱-۷- نوع بیمFan beam
در این نوع راداها بیم هایش در افق باریک و در ارتفاع پهن ولی در رادارهای ارتفاع یاب در افق پهن و در ارتفاع باریک

۱-۸- تفاوت راداهای اخطار اولیه با راداهای تجسسی:
در راداهای اخطار اولیه فرکانس پایین تر از راداهای تجسسی است.
عرض پالس بیشتر این نوع رادارها نسبت به رادارهای تجسسی از دیگر تفاوت ها می باشد.
PRF رادارهای اخطار اولیه پایین تر از رادارهای تجسسی است.

شکل بیم به آنتن بستگی دارد و در آنتن نیز به توزیع جریان وابسته می باشد مثلاً در آنتن های پارابولیک (سهمی گون) توزیع جریان به صورت یک تابع sec یا cosecمی باشد. برای به دست آوردن شکل بیم با به دست آوردن تابع توزیع جریان در سطح آنتن به دست می آید.

محاسبه عرض باند یک سیستم: فرکانس دوم را منهای فرکانس اول می کنیم
visibility:( قابلیت دید در کلاتر) توانایی کشف و آشکارسازی سیگنال اهداف متحرک آمیخته شده با سیگنال اهداف ثابت در یک سیستم MTI که بر حسب db بیان می شود.

برای افزایش احتمال آشکارسازی اهداف کوچک می توانیم:
کنترل دور آنتن
افزایش PRF
افزایش حساسیت گیرنده
سرعت کور: اگر فرکانس داپلر هدف برابر مضربی صحیح از PRF باشد در آن سرعت خاص سرعت کور می گویند.

دارار ارتفاع یاب:

۱-۹- PRF برابر PRF رادار تجسسی (پالیین)
۱-۹-۱ رادارهای سه بعدی:
فضا را به چند بیم تقسیم می کنند و هرچه تعداد بیم ها بیشتر باشد دقت رادار بیشتر است.

۱-۹-۲ رادارهای تعقیب هدف: (Track radars)
باند فرکانسی X و بالاتر
نوع بیم pencil beam
دقت اندازه گیری مختصات هدف بالاست
این نوع رادارها به طور مداوم موقعیت نسبی هدف را در فاصله ، زاویه و ارتفاع مشخص می نماید. آنتن این نوع رادارها دارای بیم بادیک بوده و بر روی پایه متحرک قرار دارند و توسط موتوری در جهت افقی یا عمودی برای دنبال کردن هدف به کار می رود.
تغییر جهت هدف توسط تغییر زاویه یا فاز سیگنال برگشتی مشخص و باعث تغییر آنتن برای تمرکز بر روی هدف می شود.
کاربردهای این رادار کنترل اسلحه و تنظیم کردن مسیر موشک می باشد.
۱-۹-۳- رادار کنترل آتش: (Fire control radars)
عملکرد این نوع راداها و مشخصانشان مانند رادار تعقیب هدف است. این رادارها نیز با تصحیح زاویه آنتن باعث می شودند تا آنتن بر روی هدف بماند و سلاح را به طرف هدف روانه می نماید.
در این نوع رادارها پردازش سیگنال بسیار سریع صورت می گیرد.
(محاسبه فرکانس داپلر و دقت اندازه گیری داپلر و مشخص کردن محدوده های داپلر)
در آنتن های آرایه فازی از فریت ها استفاده می شود که در آن ها زاویه تابش بیم را با کم و زیاد کردن جریان تغییر می دهند.

رادار کنترل ترافیک: باید دقت و رزولوشن آن ها بالا باشد.
۱-۱۰ باندهای فرکانسی؛

رادارهای متداول در باند فرکانسی ۲۲۰mHz تا ۳۵GHz کار می کنند.
رادارهای ماوراءِ افق ( oTh ) در باند فرکانسی ۴ تا ۵ مگاهرتز کار می کند.

۱ – ۲ GHz
L
۲ – ۴GHz
S
۴ – ۶ GHz
C
۶ – ۸ GHz
P
۸ – ۱۲.۵ GHz
X
۱۲.۵ – ۱۸ GHz
Ku
۱۸ – ۲۴ GHz
K
۲۴ – ۴۰ GHz
Ka
۳-۳۰ mHz باند فرکانسی
HF

۱-۱۱- کاربرد طیف فرکانس راداری در رادارها مختلف؛
فرکانس های پایین تر از HF (کمتر از mHz ) : در طول موج های بلند بر اثر خاصیت جوی زمین و کرویت زمین ، موج عظیمی از انرژی ارسالی تا ماوراء افق رادار انتشار می یابد این امواج را امواج زمینی(ground wave) می نامند.
هرچه فرکانس پایین تر باشد تضعیف دامنه (Attenation) کمتر خواهد بود.
مزیت این نوع انتشار این است که امواج اساساً انحنای کره زمین را دنبال می کنند ولی به علت نیاز به آنتن های بزرگ ( l= λ/۲) برای پرتوهای آنتن های یک جهته (directive) سطح نویز سیگنال های برگشتی ناخواسته از عوامل زمین (clutter ) زیاد است طیف الکترومغناطیسی شلوغ در فرکانس های زیر HF این باند فرکانسی برای کاربردهای عمومی رادار مناسب نیستند.
انرژی تابش یافته از آنتن رادار از ۲ مسیر به هدف می رسد یکی مسیر مستقیم از رادار به هدف و دیگری مسیر بازتاب یافته از سطح زمین و اکوی برگشتی نیز از ۲ مسیر به گیرنده می رسد.
در محل رادار سیگنال برگشتی از مسیر مستقیم با سیگنال انعکاسی از مسیر انعکاسی دارای اختلاف فاز خواهند بود باین اختلاف فاز شامل ۲ قسمت است یکی در اثر اختلاف فاصله و دیگری در اثر خاصیت انعکاسی سطح زمین.

بنابراین مجموع ۲ سیگنال برگشتی از ۲ مسیر مختلف در محل رادار:

 

۱-۱۲- باند فرکانسی : ( ۳۰ – ۳۰۰ mHz) VHF
این باند فرکانسی از اقتصادی ترین و مهم ترین بخش طیف الکترومغناطیس است که در جهت ساخت و عملیاتی کردن رادارهای بخصوصی با برد و قدرت بسیار زیاد و آنتن های بزرگ در مراقبت ماهواره ای به کار گرفته می شود.
رادارهای در باند فرکانسی VHF از سیگنال های برگشتی جوی(Weather echo) با تضعیف دامنه تقریباً مصون می باشند.
باند فرکانس : (۳۰۰MHz- 1GHz) VHF
این باند فرکانس برای رادارهای مراقبت هوایی با برد زیاد مناسب بوده و آن را از تأثیرات عوامل جوی مصون می دارد.
محدودیت:
تخصیص طیف گسترده ای از این باند به تلوزیون های VHF از محدودیت های آن به حساب می آید.
باند فرکانس : ( ۱- ۲ GHz) L
این باند فرکانس از مزایای فرکانس های پایین مورد استفاده در رادارهای پرقدرت با آنتن های بزرگ برخوردار نیست ولی باعث تفکیک زاویه ای خوب (angulsr resolotion) گردیده و نویزهای خارجی کمتر روی آن اثر دارد.
باند فرکانس : ( ۲ – ۴ GHz ) S
اکثر رادارهایی که در این باند فرکانس کار می کنند برای مراقبت های هوایی استفاده می گردند در حالی که فرکانس های بالاتر برای جمع آوری اطلاعات از هدف مانند موقعیت یابی و ردگیری دقیق به کار می روند.
مزیت:
تفکیک زاویه ای خوب توسط یک آنتن با ابعاد مناسب از مزایای باند فرکانس S می باشد.
این باند فرکانس برای کشف هدف های با فاصله متوسط و ردگیری هدف ، زمانی که رادار باید هردو عمل را انجام دهد مناسب می باشد.
۱-۱۳- باند فرکانس C و : ( ۴ – ۸ GHz ) P
این باند فرکانس به طور موقعیت آمیزی در کاربردهای مراقبت هوایی با برد متوسط جایی که اطلاعات دقیق مورد نیاز است مورد استفاده قرار می گیرد./ رادار ناوبری کشتی ها – بعضی از رادارهای کنترل اسلحه با برد زیاد.
۱-۱۴- باند فرکانس : ( ۸ – ۱۲ GHz ) X
این باند فرکانس یک باند شناخته شده برای راداهای کنترل اسلحه می باشد./ رادار کنترل اسلحه S 200
رادارهای هواشناسی روی هواپیما و رادارهای ناوبری با داپلر در این باند فرکانس کار می کنند.

به طور کلی باند K دارای مزیت تفکیک زاویه ای با کمترین تداخل را در سطح مطلوب دارا می باشد.
محدودیت:
در این باند دسترسی به قدرت زیاد امکان پذیر نبوده و آنتن ها در اندازه کوچک می باشد.
۱-۱۵- امواج با طول موج میلیمتری :
این بخش از طیف فرکانس رادار دارای عرض باند وسیع و پرتو یا عرض کم (Narrow beam weidth) توسط آنتن های کوچک می باشد.
افزایش فرکانس باعث افزایش ناگهانی سطح نویز و جذب اتمسفری و کلاترهای جوی می گردد و همین امر کاربرد امواج میلیمتری را محدود می سازد.
۱-۱۶- فرکانس های لیزری:
تفکیک زاویه ای و تفکیک فاصله ای خوب با فرکانس های لیزری امکان پذیر بوده و این باند فرکانس دارای کاربردهای جمع آوری اطلاعات از هدف مانند فاصله یابی و یا تصویر هدف مناسب می باشد.
توانمندی جنگ الکترونیک رادار:
JATS سیگنال های برگشتی رادار را دریافت و در صورت داشتن اختلاف ، فرکانس فرستنده را تغییر می دهد.
( coded puls anti clutter system) cpacs
پالس ها را کد می کند و می فرستد
۶ µ sec

۰.۵ µ sec

تفکیک در زاویه را بسیار بالا می برد
رزولوشن را بسیار بالا می برد
احتمال رهگیری رادار (LPI) (چون از تکنیک پالس کامپرشن استفاده شده است) را کاهش می دهد.
زمانی که از pals compretion استفاده می کنیم توان کاهش می یابد به عبارتی به توان بالا نیاز نداریم.
کلاتر را می شکند
چف را نیز می شکند و هدف را از میان چف نمایان می کند
PRF ) : stager PRF متغیر )
از ایجاد سرعت کور جلوگیری می کند
ابهام در داپلر را نیز کاهش می دهد
Log recivers ( گیرنده های لگاریتمی )
Frequeny boping (پرش فرکانس)
پردازش m/n اُم:
هر ۱۰ تا ۱۲ پالس ورودی را با هم مقایسه می کند اگر شباهت آن ها با هم زیاد بود ( مثلا ً بیشتر از ۷ تا ) آن ها را کلاتر یا هدف ثابت می پندارد و حذف می کند و اگر شباهت آن ها کم بود آن ها را هدف می پندارد و به اپراتور نشان می دهد.
سطح مقطع راداری هدف:
سطح مقطع راداری هدف که با حرف (δ) یا (S) نشان داده می شود عبارت است از سطح فرضی که سیگنال ارسالی از رادار را دریافت و بخشی از آن را به عنوان سیگنال برگشتی (اکو) از تمام جهات به طور یکسان (Isotropicsly) منعکس می نماید.
توضیح این که سطح مقطع راداری هدف نسبت به فرکانس یا طول موج ثابت نبوده و به طور کلی ۳ منطقه برای آن در نظر گرفته می شود:
ابعاد هدف نسبت به طول موج کوچکتر باشد ، این حالت را (Roykin – Reginal ) می نامند
ابعاد هدف حدوداً برابر طول موج باشد. این حالت را (Resonance Reginal) می نامند.
ابعاد هدف چندین برابر طول موج باشد. این حالت را (Optical – Reginal ) می نامند.
برای بررسی این حالت ها یک سطح هادی کروی مناسب با شعاع r که یک سطح فیزیکی برابر (πr)2 خواهد داشت این سطح در فرکانس هایی که محیط کره برابر طول موج باشد کره به صورت عنصر تشدید ( resonance eleman) عمل نموده و سطح مقطع راداری آن ۳ برابر بزرگتر از سطح مقطع حقیقی آن ظاهر می گردد.
۲πr = λ
در حابتی که محیط کره ده برابر طول موج و یا بیشتر باشد سطح مقطع راداری برابر سطح مقطع حقیقی ظاهر خواهد شد. (optical reigon)
در فرکانس های زیر تشدید ، طول موج اگر بزرگتر از محیط کره باشد کره به صورت جسم بسیار کوچکی ظاهر می گردد.
در صورتی امواج راداری می تواند توسط بدنه هدف جذب شود که قطر فلز برابر طول موج باشد.
برای امواج RF فلز مزیت امواج را بسیار خوب جذب کرده و به صورت حرارت تلف می کند و قطر مزیت به اندازه طول موج می باشد.
اصول پراکندگی : ( Scstring principle)
اصول پراکندگی زمانی با اهمیت تلقی می گردد که انتخاب فرکانس برای دیدن یک هدف لازم باشد. برای مثال / اگر کشف یک هدف در حال پرواز در باران مورد نظر باشد باید فرکانس طوری انتخاب گردد که قطرات باران نسبت به طول موج بسیار کوچک باشند. از طرفی رادارهای هواشناسی دریافت سیگنال برگشتی قطرات باران اهمیت زیادی دارد و فرکانس باید طوری انتخاب گردد که ابعاد قطرات باران در محدوده تشدید قرار گیرد.
اصولاً با ۲ تعریف برای سطح مقطع راداری هدف مواجه هستیم.
تجربی ( Exporenetid difinarion) : این تعریف با پارامترهای فنی گیرنده و فرستنده و … بیان گردیده و هدف را به عنوان یک عنصر تطبیق بین دو آنتن معرفی می نماید و با محاسبه سطح مقطع راداری (S) یا (δ) از معادله زیر خواهیم داشت

اگر دو هدف یکسان در فواصل R1 و R2 داشته باشیم خواهیم داشت:

تعریف تئوری: این تعریف در برگیردنده مفاهیمی است که بیان کننده نسبت میدان الکترومغناطیسی پراکنده شده به میدان تابش است که بر اساس رابطه زیر بیان می گردد.

توضیح این که سطح مقطع راداری هدف های پیچیده مانند کشتی ، هواپیما و … توابع پیچیده ای از زاویه دید و فرکانس را دارا می باشد.
سطح مقطع ترکیبی:
پراکنده سازی یک هدف نسبتاً پیچیده شامل ۲ حجم (ایزوتروپ) همسانگرد مانند ۲ کره با فاصله L از یکدیگر قرار گرفته اند را در نظر می گیریم.

در شکل فوق فاصله L بین دو کره کمتر از (C.Z)/2 است به عبارتیL <(C.Z)/2با این فرض که به هردو حجم همزمان پالس برخورد می کند و در نتیجه R1≅R2≅R3 ، سطح مقطع راداری هدف یکسان در نظر گرفته می شود و سطح مقطع ترکیبی نامیده می شود.

اگر هدفی با سرعت V نسبت به رادار در حرکت باشد بردار سرعت هواپیما یا همان بردار جهت هواپیما زاویه ای با محور انتشار امواج می سازد که آن را زاویه دید رادار نامیده و با α نشان می دهیم.
رادار : MTI تکنیکی است که کیفیت آشکارسازی و نمایش هدف های متحرک را افزایش می دهد. که به رادار موسوم است.
اثر داپلر چیست؟ در میدان های دید و شنود اگر منبع نوسان کننده و شی ای که این نوسانات به آن برخورد می کند ، هردو یا یکی در حال حرکت باشند تفاوتی بین فرکانس امواج دریافتی و فرکانس امواج دریافتی خواهیم داشت که به آن اثر داپلر می گویند.

۱-۱۷- محاسبه فرکانس داپلر
اگر R فاصله هدف تا رادار باشد تعداد طول موج ها در یک رفت و برگشت موج بین رادار و هدف برابر ۲R/λ خواهد شد. به علت این که یک طول موج در چرخش زاویه ای برابر ۲π رادیان است جمع چرخش های زاویه ای که یک موج الکترومغناطیسی در یک رفت و برگشت بین رادار و هدف به وجود می آورد ۴πR/λ خواهد بود.
اگر هدف در حال حرکت باشد فاز یا همان زاویه θ دائماً در حال تغییر خواهد بود. در نتیجه تغییرات θ نسبت به زمان فرکانس را خواهد داد که آن را فرکانس زاویه ی داپلر گویند.
سرعت زاویه ای که بر اثر داپلر به وجود آمده را با wd نشان می دهند.
W = 2fd = dθ/dt=4π/λ×(dr/dt)V2
۲πfd = 4π/λ × Vr

fd= 2Vr/λ= ۲Vr × f0
C

رادار MTI و رادار داپلر و رادار پالس داپلر از خاصیت داپلر جهت عملکرد خذف کلاتر و نمایش هدف های متحرک استفاده می کنند.
تعریف رادار داپلر: راداری است که برای محاسبه سرعت نسبی هدف و یا انتخاب هدف هایی با سرعت شعاعی خاص از اثر داپلر استفاده نماید.
رادار پالس داپلر: رادار داپلری که بر اساس مدولاسیون پالس عمل می نماید رادار پالس داپلر نامیده می شود.
فرق رادار پالس داپلر و MTI چیست ؟ رادار پالس داپلر دارای PRF بالاتری نسبت به رادار MTI می باشد.
۱-۱۸- انواع رادار : MTI
Coherent MTI : از تغییرات فاز سیگنال برای تشخیص هدف استفاده می کنند.
Non coherent MTI : از تغییرات دامنه سیگنال برای تشخیص هدف استفاده می کند

رادارهای Non coherent MTI معمولاً در هواپیماها مورد استفاده قرار می گیرد.

توضیح: کوهرنت یعنی این که سیگنال فرستنده و سیگنال مرجع در یک فاز نگه داشته شوند. در شکل زیر برای این که لامپ مگنترون خود یک نوسان ساز پالس است و وابستگی فازی بین پالس ها ایجاد نمی نماید؛ لازم است یک مرجع فازی برای هر پالس به وجود آید که برای این کار یک نمونه از پالس

RF ارسالی تضعیف شده به Mixer ارسال می گردد این پالس تضعیف شده را RF lock puls می نامند. در Mixer این پالس با سیگنال دریافتی از stalo مقایسه شده و پالس خروجی با فرکانس IF جهت کمترل اسیلاتور به coho ارسال می گردد بدین معنی که هرگاه مگنترون روشن می گردد نوسان ساز coho فاز سیگنال خروجی خود را با آن هماهنگ می کنن از طرفی سیگنال های دریافت شده در Mixer گیرنده با سیگنال دریافتی از stalo مقایسه و سیگنال خروجی از IF گرفته و پس از تقویت به آشکارساز اعمال می گردد. در آشکارساز فاز این سیگنال IF دریافتی با سیگنال مرجع coho با هم از نظر فاز مقایسه و خروجی آشکارساز فاز یک سیگنال ویدیویی و آیپلار است. ( دو جهته)

۱-۱۹- محاسبه خروجی آشکارساز فاز:
در نتیجه سیگنال برگشتی: V1= A1 Sin 2π ft.t اگر تابع
IF = Vecho = V2 =A2 Sin [ 2π(ft±fd)-(4πft.R)/C]
۴π ftR0
C

Vdiff = V2 – V1 = V3 = A3 Sin (2π fd . t – )

با توجه به فرمول های فوق می بینیم که تفاوت فرکانس برابر fd خواهد شد که برای هدف های ثابت f-d = 0 می گردد ، که در این حالت خروجی آشکارساز فاز تابع زمان نبوده یعنی براساس زمان تغییر نمی کند چون در معادله مربوطه ۲π fd . t = 0 می شود و حدود مقادیر ثابتی بین + A3 و – A3 می شود که شامل مقدار صفر نیز هست در حالی که وقتی هدف متحرک باشد fd مقداری خواهد داشت ، در این صورت خروجی آشکارساز فاز تابع زمان خواهد شد ( Vdiff با تغییر فرکانس fd تابع زمان خواهد شد.) به عبارتی ۲π fd . t = 0 . به طوری که می دانیم خروجی آشکارساز فاز پالس یک سیگنال ویدیویی ۲ قطبی یا Bipolar است اگر تنها همین یک سیگنال روی PPI نوع A قرار گیرد تشخیص هدف ثابت از متحرک بر روی اسکوپ توسط یک سیگنال امکان پذیر نیست چون هیچ تفاوتی بین هدف های ثابت و متحرک در روی یک سیگنال ویدئویی روی این اسکوپ نیست. برای تشخیص باید چندتا از این تاویر ویدئویی را در روی اسکوپ نوع روی هم منطبق نمود چون اکوی هدف های متحرک هر سیگنال نسبت به سیگنال های قبلی تغییر می کند در نتیجه این انطباق یا از انطباق سیگنال اولی با سیگنال حاصل می شود که هدف متحرک به صورت اثر پروانه ای ظاهر می شود.
نمایش هدف متحرک به روی اسکوپ نوع : A
اهداف متحرک به روی اسکوپ نوع A به صورت اثر پروانه ای آشکار می گردند اگر سیگنال ها کاملاً برابر باشد آن گاه حجم ثابت است و اگر سیگنال ها با هم اختلاف فاز داشته باشند هدف متحرک است.

فصل دوم
نمایش اهداف متحرک بر روی اسکوپ

۲-۱- استخراج اطلاعات داپلر به وسیله اسکوپ : (PPI)
یک روش کلی برای استخراج اطلاعات داپلر به وسیله اسکوپ (PPI) استفاده از dealy Line cancelor است.

۲-۲- طرز کار : D.L Coneeler
خروجی آشکارساز فاز پس از تقویت برای ارسال به تقویت کننده از ۲ مسیر هدایت می شود . از یک کانال سیگنال ویدئویی به اندازه یک PRT رادار تأخیر دار می شود تا با نمومه ای از سیگنال بعدی در تقویت کننده مقایسه گردد. اگر سیگنال های رسیده به تقویت کننده از هدف ثابت باشد به علت این که دارای مختصات مشابه می باشند مانند این است که دو عدد مساوی را از هم کم می کنیم در نتیجه خروجی تقویت کننده صفر می گردد. یعنی اهداف ثابت حذف می گردند.
اگر سیگنال مقایسه ای از هدف متحرک باشد با هم تفاوت خواهند داشت و با مقایسه آن ها در تقویت کننده ، خروجی داشت که این خروجی یک سیگنال ویدئویی یک قطبی خواهد داشت که پس از تقویت به روی اسکوپ ارسال می گردد.
Delay line (خط تأخیر ) : عملکرد یا وظیفه delay Line در مدار این است که سیگنال را به اندازه یک PRT رادار نگه می دارد تا با سمپلی از سیگنال بعدی خود در تقویت کننده مقایسه گردد.
انواع خط تأخیر کدامند؟

۲-۳- خط تأخیر الکترومغناطیس:

از المان های سیف و خازن تشکیل شده و مدت زمان تأخیر از رابطه بالا به دست می آید توضیح این که خطوط تأخیر الکترومغناطیسی علاوه بر سیستم های تأخیر دهنده در مدولاتورهای رادار کاربرد دارند و می توانند پالس هایی به عرض ۰.۱ µ sec تا ۱۰۰ µ sec تولید کنند که به آن PFN می گویند.
در این صورت عرض پالس رادار از رابطه زیر محاسبه می گردد.
Pw = N√LC
هرچه عرض پالس بیشتر باشد PFN سنگین تر و گران تر است.

۲-۴- مدولاتور : PFN

هنگامی که خازن ها دشارژ می شوند ممکن است مقداری انرژی در آن ها بماند این قسمت انرژی را زمین می کنند.
سلف: باعث PC کردن قطع پالس می شود. پالس در زمان دشارژ خازن شکلی به صورت زیر دارد که سلف آن را صاف می کند.

: Chargin جریان شارژ خازن ها را کنترل می کند.
دیود: از ورود جریان به منبع جلوگیری می کند.
پالس ترانس : در یک محفظه محفظه ی روغن نگهداری می شود. و باعث کوپل ولتاژ می شود.
نکته: حداکثر توان زمانی انتقال پیدا می کند که بین دو مدار تطبیق امیدانس حاصل می شود.

در رادارهایی که PRT آن در حد چند میلی ثانیه یا بالاتر است خط تأخیر الکترومغناطیسی قابل استفاده نیست به علت این که مدار آن سنگین و گران تمام می شود. در این گونه موارد از خط تأخیر ماوراء صوت استفاده می شود.

طول لوله بستگی به PRT دارد.

۲-۵- خط تأخیر از نوع فیوز کوارتز
زمان عبور انرژی ماوراء صوت از جیوه برای ایجاد یک تأخیر زمانی حدود ۱ µ sec نیاز به یک لوله استوانه ای در حدود ۱۵۰ cm دارد. نوع دیگر خط تأخیر یک چند ضلعی نا منظم است که یک حساس کریستالی از نوع پیزو الکترونیک جهت تبدیل امواج الکترومغناطیس به صوتی و برعکس متصل گردیده است این امواج پس از برخورد به وجه ها تأخیری برابر PRT رادار را به وجود می آورند.
۲-۶- خط تأخیری دیجیتالی:

خط تأخیر دیجیتالی در اوایل سال ۱۹۷۰ وسایل ذخیره کننده بر اساس تکنولوژی کامپیوترهای دیجیتالی جایگزین خط تأخیری صوتی و الکترومغناطیس گردید.
طرز کار این سیستم؛ استفاده از خط تأخیر دیجیتالی نیازمند این است که خروجی Phase detector در گیرنده MIT به یک سری از کلمات دیجیتالی تبدیل گردیده و سپس در حافظه کامپیوتری (most memory) ذخیره شده و سپس با کلمه دیجیتالی بعدی در subtractor مقایسه گردد برای ایجاد کلمه دیجیتالی ابتدا باید از سیگنال خروجی آشکارساز فاز نمونه برداری کرد و سپس این نمونه ها را کوانتیده نمود و سپس به یک کلمه دیجیتالی تبدیل نمود.
توضیح: فشردگی و کم زحمت بودن به کارگیری پردازش سیگنال دیجیتالی باعث ساخت delay line canceller های پیچیده تری با مختصات فیلتری شده که با روش های آنالوگی عملی نیستند.
۲-۶- مشخصات فیلتری delay line canceller :

در این جا می بینیم که تابع خروجی subtractor شامل یک عبارت sin و یک عبارت cos می باشد. در هر حالت که این تابع sin برابر صفر شود کل تابع صفر می گردد در نتیجه خروجی dealy line canceller صفر می گردد. در نتیجه تابع Sin π fd . T = 0 قرار می دهیم T = PRT رادار و برابر ۱/PRF است که PRF را هم برابر fp می گیریم در نتیجه Sin π fd 1/fp = 0 در اینجا نتیجه می گیریم fd = nfp بنابراین با توجه به رابطه fd = 2Vr/λ که جایگزین کنیم:
Vn = n .λ . fd / 2
اگر V را برحسب ناتیکال مایل (nm) جایگزین کنیم: Vn ≈ n . λ . fd
که در این شرایط خروجی subtractor صفر می گردد.
سرعت کور: اگر هواپیما سرعتی داشته باشد ، با توجه به زاویه دید رادار یک سرعت نسبی (Vr) را به رادار اعمال می کند که این سرعت نسبی فرکانس داپلری ایجاد می کند که برابر PRF رادار یا مضربی از PRF باشد این هدف قابل کشف برای رادار نیست که این سرعت را سرعت کور می گویند.
۲-۷- منحنی پاسخ فرکانس : Single Delay Line Canceller

۲-۸- تحلیل سرعت کور برای رادارهای مختلف:
سرعت کور یکی از محدودیت های رادار MTI ی پالسی می باشد. پس نتیجه می گیریم رادار CW از تأثیر سرعت کور مصون است. اگر قربار باشد اولین سرعت کور برای رادار بیشتر از حداکثر سرعت نسبی (شعاعی) در نظر گرفته شده برای هدف باشد باید بر اساس رابطه Vn = n . λ . fp مقدار λ × fp بزرگ باشد.
بنابراین رادار MTI باید با طول موج بلند یا فرکانس پایین یا PRF زیاد یا هردو خصوصیات کار کند تا از سرعت کور جلوگیری شود.
متأسفانه در رادار محدودیت های دیگری علاوه بر سرعت کور وجود دارد که تأمین کننده طول موج و PRF رادار هستند.
محدودیت های رادار فرکانس پایین این است که پهنای بیم برای ابعاد معین از آنتن نسبت به پهنای بیم در فرکانس های بالا زیادتر است بنابراین در کاربردهایی که Anglar resolution ( تفکیک زاویه ای) یا دقت زاویه ای از اهمیت خاصی برخوردار باشند مناسب نیستند بنابراین افزایش طول موج به طور دلخواه امکان پذیر نیست.
PRF را نیز نمی توان از یک حدی بیشتر کرد زیرا آن بر اساس حداکثر فاصله بدون ابهام مورد نیاز تعیین می گردد.
Rum km = 0.15 × PRT
داشتیم که PRT = 1 / PRF
توضیح این که اثر سرعت کور با استفاده از PRF متغیر (Stager PRF) قابل کنترل است.
حذف کننده های خط تأخیر مضاعف:
( Double Delay Line Canceller)
به علت این که پاسخ فرکانس delay line cancellersignal همیشه آن وسعت را برای حذف کلاتر در محدوده DC مورد نظر ندارد و با عبور دادن خروجی از یک delay line canceller دیگر که به صورت Cascade با اولی بسته شده است می توان این نتیجه را تا حد زیادی بهبود بخشید.
f(t+T) f(t+2T)

سوال/ اگر حذف کننده خط تأخیر مضاعف به صورت y = f(t) باشد تابع خروجی به چه صورتی خواهد بود؟
Y1= f (t)
Y2= f (t)-f (t+T)-f (t+T) +f (t+2T)
Y3= f (t)-2f (t+T) +f (t+2T)

۲-۹- پاسخ فرکانسDoubledelay line canceller:
با توجه به توضیحاتی که قبلا در مورد پاسخ فرکانسdelay line cancellersignal دادیم ابتدا عوامل مؤثر در پاسخ فرکانسی اسن گونه سیستم ها را بررسی و سپس پاسخ فرکانسی را Doubledelay line canceller را با پاسخ فرکانسی delay line cancellersignal مقاسیه می کنیم.
پاسخ فرکانس یک نمودارایده آل است و درحالت هایی صفر می گردد، زمانی که فرکانس داپلر ( fd ) مساوی صفر با مساوی PRF رادار یا هارمونیک های آن باشد، ولی در عمل چنین نیست. چون درخت گرچه ثابت است ولی بر اثر باد به حرکت در می آید و باعث تولیر خروجی در نقاط صفر تئوریکی می گردد. همچنین ناپایداری سیستم (فرستنده و گیرنده) باعث ایجاد خروجی از هدف های ثابت در نقاط صفر تئوریکی می گردد.
ولی عامل اصلی ایجاد اصلی ایجاد خروجی در نقاط صفر تئوریکی اسکن ناپایدار بیم بر روی هدف است. توضیح این که :
هرگاه بیم از روی شی عبور کند دامنه سیگنال برگشتی دریافت شده از آن شی از یک پالس به پالس دیگر تغییر کند باعث حرکت ظاهری در شی ثابت می گردد.
به طور کلی چنین نتیجه می گیریم که حذف کننده خط تأخیر در نقاط صفر تئوریکی دارای خروجی ناخواسته می باشد که در شکل زیر نشان داده شده است.

برای حذف سیگنال های ناخواسته در محدوده DC یا در فرکانس های داپلر برابر PRT یا هارمونیک هایآن از DoubleDelay Line cancellerاستفاده می شود که منحنی پاسه فرکانسی این سیستم با خط قرمز در شکل فوق نشان داده شده است. منحنی پاسخ فرکانسی در این حالت به گونه ای است که دارای وضعیت بهتری بوده یعنی بیشتر کلاتر در محدرده نقاط صفر تئوریکی حذف می گردد.
درصد حذف :
Cancelation Rote
میزان تأثیرDelay Line canceller در حذف کلاتر را درصد حذف می نامند (واین نسبت دامنه سیگنال کلاتر بعد از عمل حذف در سیستم MTIبه دامنه هماان سیگنال بدون عمل حذف می باشد این میزان برای از Single Delay Line canceller ، بین ۱۵db تا db20 می باشد ولی برای DoubleDelay line canceller، db30 می باشد.
منظور این است که Single Delay Line canceller کلاتر را بین ۱۵db تا db20 تضعیف می کند ولی Delay Line cancellerDouble این تضعیف را درود db30 روی کلاتر انجام می دهد.(
۲-۱۰- فیلترهای متقاطع Transversal filters:
حذف کننده N پالسه که قبلا به آن اشاره گردید خود یک فیلتر متقاطع است.
حذف کننده N پالسه از N-1 ، Delay Line تشکیل شده است.

در این فیلترها ضرایب پالس ها که به Summer وارد می شود، weight نامیده می شود که با توجه به حذف کننده سه پالسه weight = 1, -2 , 1 بود که ضرایب پالس ها از فرمول کلی زیر به رست می آید.
Wi= (-1)i-1n!/((n-i+1)!(i-1))
I= 1 , 2 , 3 , … , n+1
منحنی پاسخ فرکانسی تابع زیر به دست می آید.
Sinn π fd.T
۲-۱۱- STAGER PRF ( PRF متغیر):
اگر رادار طوری طراحی گردد که بتواند بیشتر از یک PRF یا چند PRF استفاده کند. دارای مزایای زیر است.

اثر سرعت کور را کاهش می دهد.
شیب منحنی پاسخ فرکانس را افزایش می دهد ( این عمل اثر کلاتر را کاهش می دهد )
اگر PRF را زیاد کنیم ممکن است ابهام در خاطر به وجود می آید : خوف وکوف هدف اتفاق می افتد.
از ابهام در داپلر جلوگیری می کند.

مثال/ اثر استفاده از PRF به صورت متغیر در کاهش سرعت کور در رادارهای باPRF 600, 700 , 800 با طول موج ۱۰ cm را بدست آورید.

اثر استفاده از PRF جهت جلوگیر از سرعت کور در شکل صفحه قبل نشان داده شده است:
در اینجا PRF 3 با مقادیر ۸۰۰, ۷۰۰ , ۶۰۰ پالس در ثانیه مورد استفاده قرار گرفته و نمودار پاسخ فرکانس هرکدام به طور مجزا رسم شده و نمودار چهارم نشان دهنده پاسخ فرکانس ادغام شده هر N می باشد برای رادار با λ = ۱۰cm اولین سرعت کور مشترک بین PRF Nدر این مثال ۵۶۰knm است که این مقدار بیشتر از حداکثر سرعت شعاعی یا نسبی در نظر گرفته شده برای هدف های کنترل هوایی است در صورتی که اولین سرعت کور به تنهایی برای PRF اول ۶۰kn و برای PRF دوم ۷۰km و برای PRF سوم ۸۰nm است.
PRF متغیر به دو صورت ممکن است تولید گردد:
یکی به صورت اسکن به اسکن و دیگری به صورت پالس به پالس.
مزیت روش اسکن به اسکن:
سادگی رادار در ساختار
حذف سیگنال های بازگشتی کلاتر در سیستم MTI ( البته پس از ارسال پالس دوم)
مزیت روش پالس به پالس:
دریکه فرکانس های داپلر مورد نظر دستیابی به پاسخ فرکانسی خوب امکان پذیر است.
محدودیت Stager PRF :
ناتوانی آن در حذف سیگنال های بازگشتی کلاتر پس از ارسال پالس دوم می باشد زیرا چنین کلاتری در محدوده مشابه ای از یک پالس به پالس دیگر ظاهر نمی گردد.
۲-۱۲- روش تولید PRF به صورت Stager :

PRF generator پالس های محرک (Triger puls)یکنواختی را ایجاد می کند که به اندازه T. µ sec با یکدیگر فاصله دارند. فاصله این پالس ها توسط یک موج مربعی (gate puls) به گونه ای تغییر می کند که در یک مسیر بدون تأخیر و یک مسیر با تأخیر به اندازه D µ sec متناوباً بین تولید کننده PRFو مدولاتور فرستنده ایجاد می گردد بنابراین زمان پالس های ارسالی متناوباً با T0 = D و T0 – D خواهد بود که در شکل فوق نشان داده شد.
یک خط تأخیر سوئیچ کننده (Switching Delay Line) در مدار گیرنده تعبیه شده است بنابراین این سیگنال های بازگشتی از هدف پس از یک مدت زمانی Tr به گیرنده باز می گردد. موج مربعی (gate) به صورتی است که در زمان هایی که پالس فرستنده تأخیر یافته سیگنال های دریافتی بدون تأخیر می ماند و بالعکس زمانی که پالس فرستنده با تأخیر ارسال می گردد سیگنال های دریافتی دارای تأخیر خواهند بود.
این عمل با مقایسه شکل موج های ۳ و ۴ در شکل نمایانگر امواج دریافت شده در ورودی و خروجی خط تأخیر سوئیچ کننده قابل رویت می باشد بنابراین سیگنال های برگشتی از هدف در ورودی خط تأخیر حذف کننده از یک پالس به پالس دیگر نسبت به پالس های محرک یکنواخت تغییر می نماید.
۲-۱۳- فیلترهای داپلر با کمترل فاصله:

Delay Line Canceller به عنوان یک فیلتر در محدوده زمان به طور گسترده در رادار MTI به جداسازی هدف متحرک از کلاترهای ثابت به کار می رود. اگر ما بخواهیم به جای این سیستم (D. L. C) از فیلترهای داپلر به تنهایی استفاده کنیم اطلاعات فاصله را از دست خواهیم داد. بنابراین فیلترهای داپلر را با سیستمی به نام Range Gate به کار می بریم.
گیت های کنترل فاصله مانند سوئیچی عمل می کنند که در زمان های از قبل تعیین شده باز و بسته می شوند.
برای مثال اگر گیتی برای عبور سیگنال های یکه اهدافی که در فاصله ۵-۱۰nm قرار گرفته اند. پس از ارسال پالس گیت t=5 × ۱۲.۳۴ µ sec باز و پس از t=5 × ۱۲.۳۴ µ sec بسته می شود.
: Box Car Generator خروجی های گیت کنترل فاصله به مداری به نام Box Car Generator اعمال می گردد. کار این کمک به عمل فیبتر کردن فاصله بر اساس فرکانس مدولاسیون و حذف هارمونیک های PRF می باشد.
خروجی Box Car Generator به یک مدار Band pass Doppler Filter جهت حذف کلاترها اعمال می گردد. که عرض باند فرکانس این فیلتر به وسعت طیف کلاتر مورد نظر دارد. که خروجی این مدار به یک Full wave liner detector اعمال می گردد. کار این مدار آشکارسازی و تبدیل ویدیویی درو قطبی به ویدیویی یک قطبی است. خروجی این مدار از یک مدار low pass Filter عبور می نماید که کار این مدار کم کردن اثر نویز و تطبیق امبدانس با مدار بعدی است.
Threshold (سطح آستانه): سیستم سطح آستانه فقط سیگنال هایی را به عنوان هدف عبور می دهد که دامنه سیگنال آن ها از سطح سیگنال تعیین شده ( سطح آستانه ) عبور نماید.
سطح آستانه در سیستم های راداری به ۲ گونه اعمال می شود. یا ثابت است و یا قابل تنظیم که توسط متخصصین رادار بر اساس شرایط منطقه و سیگنال های برگشتی تنطیم می شود. و در رادارهای جدید این سطح آستانه توسط کامپیوتر تنظیم می شود.
منحنی پاسخ فرکانس این سیستم به صورت زیر است:

پردازش دیجیتالی سیگنال:

سیستم پردازشگر دیجیتالی اقتصادی تر بوده و همچنین باعث افزایش روش های قابل دسترسی برای طراحان سیستم های سیگنال گردیده است.
پردازش دیجیتالی ساده بوده و دستیابی به مشخصات پاسخ فرکانس برای Delay Line Canceller چندگانه به سهولت امکان پذیر است.( منظور پردازش سیگنال های چندگانه)
این عمل اثر کلاتر را بسیار بهبود می بخشد( حذف کلاترهای دریایی به علت امواج دریا و متحرک بودن آن ها در این روش قابل حذف است)
این سیستم ها به علت استفاده از نرم افزار به جای سخت افزار در پردازش سیگنال تولید کمتری کرده در نتیجه اثر نویز حرارتی بسیار کم است.
۲-۱۴- شرح کار سیستم:
در این سیستم خروجی تقویت کننده ی IF از دو کانال هدایت می شود. یکی کانال I و دیگری کانال Q که سیگنال مرجع این دو کانال ۲ / π با هم اختلاف فاز دارند که این دو کانال را کانال عمود بر هم گویند. که یکی از راه های از بین بردن فاز کور استفاده از این دو کانال برای پردازش است.
خروجی آشکارساز فاز توسط سیستم نمونه برداری می شود. میزان نمونه برداری در این سیستم بستگی دارد به فرکانس نمونه برداری سیستم . هرچه فرکانس نمونه برداری سیستم بیشتر باشد دقت اندازه گیری بیشتر است. این نمونه ها توسط قسمت A/D به کلمات دیجیتالی تبدیل می گردند و سپس این کلمات دیجیتالی در Digital Store ذخیره می گردند و با کلمات دیجیتالی بعدی در CPU ( یا همان Sub Tractor ) مقایسه می گردند. مدت زمانی که این کلمات دیجیتالی در حافظه می مانند به مدت زمان یک PRT برای مقایسه با سیگنال بعدی می باشد.
همانطور که در شکل مشخص شده است سیگنال ها در با هم جمع می شوند ، بر اساس فرمول زیر:
(I2 +Q2)1/2
و به اندازه ای نیز تقویت می شوند که اگر باشد:
√(〖۲I〗^۲ )=I√۲
برتری های پردازش دیجیتال نسبت به آنالوگ:
سیستم دارای پایداری بیشتری است.
سیستم نسبت به درجه حرارت حساسیت کمتری دارد.
قابل اعتمادتر است.
کنترل PRT آن آسان تر است.
۲-۱۵- محدودیت های عملکرد رادار : MTI
عوامل دیگری به جز طراحی پردازشگر سیگنال داپلر بر بهبود نسبت سیگنال به کلاتر اثر می گذارند این عوامل عبارت است از:
ناپایداری فرستنده
ناپایداری گیرنده
حرکت های فیزیکی کلاتر
مدولاسیون اسکن آنتن
برای بررسی اثر این عوامل ابتدا باید پارامترهای اساسی رادار MTI را بررسی و شناسایی کنیم.
۲-۱۶- ضریب بهبودی : ( Improvement factor)

۲-۱۷- قابلیت دید در کلاتر : ( Sub clutter visibility )
توانایی سیستم MTI در آشکارسازی اهداف متحرک آمیخته شده با سیگنال اهداف ثابت را (SCV) می گویند و برحسب db بیان می شود.
مثال / ۵۰ db
۵۰ = ۱۰ log X2/X1 5= log X2/X1
Log 105= log X2/X1X2/X1 = 105
اگر سلول تفکیک یک رادار بزرگتر از دیگری بوده و باعث دریافت توان بیشتری از کلاتر گردد حتی اگر قابلیت دید در کلاتر آن ها یکسان باشد ممکن است قدرت آشکارسازی یکسانی از هدف در کلاتر نداشته باشند. بنابراین یک رادار با ۱۰ µ sec پهنای پالس و با پهنای بیم ۱ درجه ای معمولاً ۳۰ db ، SCV ِ بیشتری از یک رادار با پهنای بیم ۱۰ درجه و پهنای پالس ۱ µ sec برای عملکرد یکسان نیاز دارد.
تضعیف کلاتر: نسبت توان کلاتر در ورودی MTI به کلارت باقی مانده در خروجی را تفکیک کلاتر می نامند.
ناپایداری سیستم: به مکانیزمی گفته می شود که تغییرات پالس به پالس بر روی هدف های ثابت را به پردازشگر داپلر القا نماید.
این تغییرات عبارت است از :
تغییرات فاز
تغییرات فرکانس
تغییرات دامنه
تغییرات عرض پالس
اثر تغییرات فاز: به عنوان مثال اگر به اندازه Δθ تغییر فاز داشته باشیم:
اثرات تغییرات فاز در نوسان ساز را در نظر می گیریم : اگر سیگنال برگشتی از کلاتر در پالس اول به صورت A Cos ωt باشد در پالس دوم به صورت A Cos (ωt + Δθ)خواهد بود بنابراین اختلاف بین این دو پالس در تفریق کننده به صورت زیر ظاهر می گردد.
A Cos ωt
A Cos ωt – A Cos (ωt + Δθ) = ۲A Sin( Δθ/۲).Sin (ωt+Δθ/۲)
A Cos (ωt + Δθ)
یک تغییر فاز به اندازه ۱/۱۰۰ رادیان باعث محدود شدن ضریب بهبودی به اندازه ۴۰db می گردد.
اگر تغییرات خیلی کم باشد۲A Sin( Δθ/۲)≈ A (Δθ)
محدویت در ضریب بهبودی (Δθ)۲IC1 = IC × ۱/
۲-۱۸- اثر تغییرات فرکانس:

محدودیت های ایجاد شده در ضریب بهبودی توسط ناپایداری پالس به صورت زیر است:
IC2 = IC ×۱/〖(π×∆f×z) 〗^۲
عرض پالس
اثر تغییر دامنه:
IC3 = IC ×۱/〖(A/∆A) 〗^۲
اثر تغییر عرض پالس:
IC4 = IC ×۱/(〖(∆t) 〗^۲+ ۲βZ)
ضریب فشردگی پالس
۲-۱۹- نوسانات داخلی کلاتر: ( Internal Clutter Fluctuation)
همانطوری که قبلاً گفته شد در اثر ناپایداری سیستم و یا حرکت های فیزیکی کلاتر باعث خرابی رادارMTIو در نتیجه باعث خروجی در تفریق کننده (Sub Tractor) می گردد و یا صفحه رادار را غیر قابل استفاده می کند و یا توانایی سیستم MTI را کاهش می دهد.
برای بررسی این موضوع نمونه هایی از یک طیف کلاتر خاص را به صورت یک تابع معرفی نموده و تأثیر عوامل را روی آن بررسی می کنیم.
W(f)= |g(f)2| = |g0|2 exp|- α ( f/f0)2 |
در این رابطه:
W(f) : طیف توان کلاتر به عنوان تابعی از فرکانس
g(f) : تبدیل فوریه ی موج ورودی ( سیگنال برگشتی)
f0: فرکانس حامل رادار ( فرکانس موج کریر)
α: پارامتر مربوط به نوع کلاتر و مقادیر برای انواع کلاتر به شرح زیر است:
تپه های پر درخت با وزش باد ۲.۳ × ۱۰۱۷α =
تپه های کم درخت و روز آرام ۳.۹ × ۱۰۱۹α =
اکوی برگشتی از دریا ۱.۴ × ۱۰۱۶α =
ابرهای باران زا ۲.۸ × ۱۰۱۵α =
برای چف ۱ × ۱۰۱۶α =
طیف توان کلاتر را به صورت عبارتی از مقدار موثر بسط فرکانس کلاتر (Clutter Frequency Sprod) که با Cδ نشان می دهند و برحسب هرتز بیان می شود یا به صورت مقدار موثر بسط سرعت کلاتر Vδ و برحسب m/s بیان می گردد که می توان به صورت زیر نوشت:
W(f)= |g(f)2| = |g0|2 exp|- α ( f/f0)2 |
W(f)= W0 exp ( – f2/8δc2) = W0exp ( – f02λ۲ / ۸δv2)

که عبارت بسط سرعت موثر معمولاً روش مورد قبول برای توصیف تغییرات طیف کلاتر می باشد که در این حالت ضریب بهبودی عبارت است از :
IC=( SO/CO )ave=( SO )ave× Ci =( SO )ave × CA
Si/Ci Si CO Si

برای Single Dealy Line Canceller ضریب تضعیف از رابطه ی زیر به دست می آید:
۴- CA = (∫_۰^∞▒W(f)df)/(∫_۰▒〖W(f)|〖H(f)|〗^۲ df〗)
که در این جا H(f) (تابع پاسخ فرکانسی ) Single Dealy Line Canceller است . بنابراین H(f) به صورت زیر هم می توان نوشت:
H(f) = 1- exp (-j 2π ft) = 2j sin (π ft) exp ( – j π ft)
با جایگذاری رابطه ۲ و ۵ در رابطه ی ۴ و با فرض این که c « ۱/Tδ

CA= ∫_۰^∞w0 exp (-f2/ 2δc2) df

CA=
۰.۵
∫_0w0 exp (- f2/2δc2) 4 sin2 πft . df 1-exp 9-2π۲T2 δc2

اگر در رابطه ی ۶ نمای مخرج ( مقدار exp ) کم باشد عبارت exp می تواند با ۲ عبارت اول بسط سری رابطه ۲ جایگزین شود در نتیجه خواهیم داشت:

CA= Fp2

= fp2 λ۲

= α fp2
۴π۲δc2 16 π۲δv2 2π۲f02

مثال/ اگر Gain در Single Dealy Line Canceller ، ۲ باشد IC را به دست آورید.
IC=G × CA IC1= Fp2 = fp2 λ۲
= α fp2
۲π۲δc2 8 π۲δv2 π۲f02

به طور مشابه برای Double Dealy Line Canceller که بهره متوسط آن ۶ db باشد ضریب بهبودی از رابطه زیر محاسبه می شود. CA= Fp2 = fp4 λ۲ = α۲ fp2
۸π۲δc2 128 π۴δv4 2π۴ f04
به هرحال باران ، چف و اکوی دریا می توانند سرعت متوسطی غیر صفر داشته باسند که باید در سطاحی پردازشگر سیگنال رادار MTI در نظر گرفته شود. وابستگی طیف کلاتر به فرکانس همانگونه که در رابطه ۸ و ۹ نمایش داده شده است برای محدوده فرکانسی خیلی زیاد کابرد مناسبی ندارند زیرا تغییرات سطح مقطع راداری هر پراکنده کننده به عنوان تابعی از فرکانس در این رابطه منظور نگردیده است.
مثلاً شاخ و برگ درختان در باند ka در حالی که λ = ۰.۸۶ cm که ابعاد آن ها قابل مقایسه با طول موج است دارای خواص انعکاسی متفاوت نسبت به باند VHF که λ = ۱.۳۵ cm است می باشند.
توصیف کلی ضریب بهبودی برای حذف کننده N پالسه با N-1 خط تأخیر:
INC=2^Ni/Ni! 〖(fp/2πδc)〗^۲Ni
Ni=N-1

فصل سوم
نوسانات داخلی کلاتر در رادار

۳-۱- محدود کردن گسترش طیفی کلاتر در رادار : MTI
در رادارهای مدرن عموماً کوشش می شود تا از محدوده دینامیکی مناسبی برای عبور پیک کلاتر بدون این که گیرنده رادار را اشباع نماید استفاده گردد. معمولاً یک Limiter (محدود کننده) در ابتدای بخش تقویت کننده IF قبل از پردازشگر MTI مورد استفاده قرار می گیرد تا از کلاترهای سیگین که موجب اشباع رادار می شود جلوگیری کند. ( این سیستم را STC می نامند) STC سیستمی است که یک پالس منفی جهت اعمال به IF amp به منظور تنظیم Biosing تقویت کننده IF جهت کنترل دامنه سیگنال IF و جلوگیری از اشباع گیرنده به کار می رود.
رادارهای MTI با سکوی پرنده (Air born-MTI-radar)
جهت آشکارسازی کشتی ها توسط هواپیمای گشتی و همچنین اهداف در ارتفاع کم رادارهای جستجوگر مستقر روی هواپیما ساخته شد. نقش اساسی این رادارها عبارتند از:
گسترش فاصله آشکارسازی هدف های دارای ارتفاع کم در فاصله دور
آشکارسازی کشتی ها در دریا و هدف های مشخص زمینی
پیدا کردن موقعیت و عمل سیستم های اخلالگر
ردیابی هدف ها و جهت یابی هواپیماهای رهگیر
توضیح این که این رادارها با وسعت دیدی که دارند جهت آشکارسازی هدف ها در مقابل کلاتر دریایی و زمینی مورد استفاده قرار می گیرند این رادارها جهت کم کردن اثر کلاتر قادرند زاویه آنتن خود را تغییر دهند (رادارهای زمینی تا حدود ۳۰ یا ۴۰ کیلومتری خود را نمی بینند که این به خاطر وجود لوب های فرعی است ولی در رادارهای هواپایه این مشکل وجود ندارد یا خیلی کم است).
در این رادارها (AMTI) از Non Coherent MIT استفاده می شود. ( یا به عبارت دیگر این رادارها از نوع Non Coherent MIT هستند) و برای کشف اهداف ثابت و آشکارسازی اهداف متحرک از تغییرات دامنه استفاده می کنند.
۳-۲- بلوک دیاگرام : Non Coherent MIT Radar

شکل (۳-۵) بلوک دیاگرام RADAR MIT
یکه راداهای متحرک از رادار MTI غیر کوهرنت استفاده می نمایند.
۳-۳- مشکلات خاص در طراحی رادار (AMTI) :
ارتفاع بسیار بالای سکو
فشار هوای خاصی درون موجبر نیاز است و این هوا باید خشک باشد که برای این منظور هوا را از کانال هایی عبور می دهند تا رطوبت هوا را بگیرد که داخل موجبر ایجاد جرقه نکند.

متحرک بودن هواپیما
محدودیت های وزن ، حجم و توان
محدودیت های پوششی ( از نظر دید ۳۶۰ درجه)
۳-۴- رادارهای پالس داپلر:
رادارهای پالس داپلر بر اساس اصول کلی رادار MTI کار می کند یعنی با استفاده از فرکانس داپلر برای تشخیص و آشکار سازی هدف های متحرک از هدف های ثابت (Clutter) عمل می نماید.
یکی از فرق های مهم و اساسی رادار با رادار پالس داپلر:
رادار پالس داپلر با PRF زیاد کار می کند و باعث ایجاد فرکانس داپلر بدون ابهام می گردد.
توضیح اینکه: PRF مورد نیاز باید حداقل دو برابر فرکانس داپلر در پایین باشد.
رادارهای پالس داپلر در کاربردهای هوایی نظیر آواکس به علت این که نیاز به PRF کم دارند کاربردی ندارند.
این نوع رادارها خصوصاً در مقابله با چف و کلاتر جوی موثر هستند.
یکی از نقاط ضعف این رادار وجود نقاط کور در فاصله است که به علت PRF زیاد به وجود می آید.
این رادار بیشتر از سیستم های گیت های کنترل فاصله به صورت مجموعه ی صافی داپلر به جای Delay Line Canceller استفاده می نماید و در فرستنده از لامپ کلاسیترون به جای مگنترون استفاده می گردد.
بلوک دیاگرام رادار پالس داپلر به صورت زیر است:

رسم طیف کلاتر و هدف برای ارسال یک تک خط طیفی از سکوی متحرک به صورت زیر است:

به دلیل وجود لوپ های فرعی یا side lop فرکانس های سیگنال برگشتی از کلاتر ثابت می توانند به اندازه ۲Vr/λ± از فرکانس حامل تغییر یابند.
کلاتر دارای پیک باندی است که از سیگنال برگشتی از کلاتر در بیم اصلی (main beam) ایجاد گردیده است برای هدف های نزدیک شونده fd=2(Vr+Vf)/λو برای هدف های دور شونده fd=- 2(Vr+Vf)/λ
تفکیک داپلر Dopler resolution :
در این گونه رادارها داپلر ریزولوشن توسط پهنای باند فیلتر داپلر تعیین می گردد.
: Issodops
طیف کلاتر زمینی در رادارهای پالس داپلر نشنان دهنده خطوطی با انعکاسات داپلر ثابت به نام Issodopsاست که در اثر حرکت افقی سکوی رادار به وجود می آید و به گونه ای است که می توان حلقه های متحد المرکزی به آن ها اطلاق نمود.

Issodops ها نمایانگر تلاقی زمین و سطح یک مخروط در اطراف بردار سرعت رادار هستند.
۳-۵- سیستم های پالس داپلر:
در طراحی رادارهای پالس داپلر آن چه که باید اساسا مد نظر قرار گیرد انتخاب PRF برای کاربردهای مختلف مورد نظر است. حالت های انتخاب PRF عبارت است از:
Low PRF Radars
Medium PRF Radars
High PRF Radars
Mods PRF Radars
رادارهای پالس داپلر low PRF :
این رادارها برای کاربردهای فاصله بدون ابهام و در کاربردهای سطحی و ماوراء افق مورد استفاده قرار می گیرد.
در این نوع رادار تعداد گیت های کنترل فاصله ( Range Gate ها) از انواع دیگر رادارهای پالس داپلر بیشتر است و بالعکس فقط تعداد کمی فیلتر داپلر به کار گرفته می شود.
محدوده فرکانسی بین خطوط PRF را با فیلتر داپلر پر می نمایند.
برتری اصلی نوع low PRF توانایی آن در محدود کردن کلاتر ورودی توسط STC یاLimiter می باشد.
در این نوع رادار گستردگی طیف کلاتر در لوپ اصلی ( بیم اصلی ) در درجه اول به وسیله سرعت هواپیما، پهنای بیم آنتن و زاویه بیم در سمت تعیین می گردد.
رادارهای پالس داپلر High PRF :
رادارهای High PRF دارای داپلر بدون ابهام هستند.
اساساً در کاربردهای هوایی جهت دید پایین (Look Down) در کلاتر سنگین به کار گرفته می شود.
در این نوع رادارها داپلر های هدف که در خارج از لوپ فرعی ظاهر می شوند می توان در محیطی که نویز آن محدود شده است آشکارسازی نمود.
یکی از خصویات High PRF در کاربردهای هایی این است که هدف های زمینی متحرک کند قابل حذف هستند چون یک چنین طیف گسترده داپلری برای پردازش هدف وجود دارد.
بزرگ ترین محدودیت این رادارها در کاربردهای هوایی توانایی محدود آن در آشکارسازی هدف های متحرک در سرعت هایی است که باعث می گردد که فرکانس داپلر این گونه هدف ها در محدوده کلاتر لوپ های فرعی ظاهر گردد.
۳-۶- رادارهای پالس داپلر Mediom PRF :
این گونه رادارها اساساً د رکاربردهای هوایی که نیاز به آشکارسازی هدف های تعقیب کننده (Tail – chase target ) باشد مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع رادارها در کاربرهای هوایی باعث حذف هدف های متحرک کند و ایجاد پوشش برای همه جنبه های هدف ها که در مناطق بدون ابهام کلاتر لوپ فرعی ظاهر گردند ایجاد اطلاعات دقیق فاصله می گردد.
فاصله یابی با چند PRF :
رد رادارهای پالس داپلر با PRF زیاد استفاده از PRF چند تایی بین ۱۰۰ KHz تا ۳۰۰ KHz برای جلوگیری از محو شدن سیگنال های برگشتی ( برای جلوگیری از حالت خسوف و کسوف هدف ) از هدف نیاز است از چند PRF به صورت متغیر به طور هم زمان استفاده کرد.
منظور این است که برای فائق آمدن بر این مشکلات از چند PRF به طور هم زمان استفاده کرد. به مشاهده موقعیت بین پالسی هدف در هر PRF فاصله حقیقی هدف نیز به دست می آید.
۳-۷- فاصله یابی FM :
در رادارهای پالس داپلر با PRF زیاد گاهاً در اثر افزایش PRF فاصله دارای ابهام زیاد گردیده که برای حل آن باید در رادار از مدولاسیون فرکانس استفاده گردد. مدولاسیون فرکانس خطی و سینوسی هر دو برای این منظور مناسب هستند لیکن مدولاسیون فرکانس خطی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
فاصله یابی FM خطی در ساده ترین شکل آن شامل ارسال یک PRF زیاد است که به طور متناوب فرکانس آن مدولاسیون رمپ می گردد که شکل زیر نمایانگر این مطلب است.

سیگنال ارسال شده از نظر زمانی تأخیر داده می شود و همانطور که در شکل نشان داده شده است با تغییر فرکانس داپلر فرکانس آن نیز تغییر می کند.

fd1 تغییرات محاسبه شده داپلر در طول نیمه غیر FM و fd2 تفاوت فرکانس محاسبه شده در طول نیمه FM از سیکل اندازه گیری فاصاه است.
توضیح : مدولاسیون فرکانس خطی برای یک مدت زمان حداقل چندین برابر زمان رفت و برگشت بیشتر هدف های با ارزش در فاصله ادامه پیدا می کند در این مدت تفاوت نهایی آن ها بین فرکانس سیگنال های برگشتی ( دریافتی ) و فرکانس فرستنده مقایسه می گردد.
در مدت نیمه دوم سیکل اندازه گیری فاصله ، فرکانس فرستنده ثابت می ماند و پس از یک دریافت کوتاه تفاوت بین سیگنال های دریافتی و ارسالی دوباره محاسبه می گردد.
در طول نیمه غیر FM سیکل اندازه گیری فاصله فرکانس سیگنال تابعی از سرعت هدف است. در نیمه FM فرکانس سیگنال متناسب با جمع جبری سرعت هدف و فاصله است. سیگنال های بازگشتی آشکار شده از هدف هایی کبا سرعت بالا دارای تغییرات فرکانس بالاتر و سیگنال های بازگشبی از هدف های با فاصله بیشتر دارای تغییرات فرکانس کمتری در طول مود FM هستند که فاصله از رابطه فوق محاسبه می گردد.
۳-۸- رادارهای با فشردگی پالس:
Pulse compression radars
سیستم فشردگی پالس چیست؟
سیستمی است که یک پالس باریک با توان کم را به یک پالس وسیع مدوله شده قبل از تقویت و ارسال تبدیل می نماید.
منظور از روش کار رادار با فشردگی پالس چیست؟
در رادارهای پالسی برای تفکیک فاصله و دقت خوب به پالس باریک نیاز است در حالس که برای اجتناب از ابهام و احتمال آشکارسازی خوب از پالس وسیع استفاده می گردد. منظور از روش کار رادار با فشردگی پالس این است که به هر دو هدف فوق ( به تفکیک فاصله و دقت خوب رادارهای پالس کوتاه و توانایی آشکارسازی رادارهای با پالس وسیع ) دست یابیم.
توضیح این که در این گونه رادارها گیرنده به گونه ای طراحی شده است که با سیستم فیلتر تطبیقی (match Filter می تواند پالس فشرده شده را به حالت اول خود برگرداند و سیگنال را دریافت و پردازش نماید.
شکل موج ارسالی در سیم puls compression چگونه است؟
در سیستم فشردگی پالس شکل موج ارسالی دارای پالسی با پهنای وسیع است که با مدولاسیون داخلی پالس پهنای موثر باند آن نیز گسترده می گردد.
به طور کلی عرض باند موثر ۱/Z می باشد که به طور معمول برابر ۱/۱۲ µ sec و زمانی که از پالس کامپرشن استفاده شود µ sec 1/0.5 است.
انرژی موجود در پالس به چه عواملی بستگی دارد؟
به عرض پالس و توان ماکزیمم بستگی دارد.
توضیح:
در رادارهایی که ایجاد دقت در فاصله (RR/10) یا تفکیکی در فاصله (Range Resolution) مورد نظر باشد پهنای پالس Pw باید محدود گردد. بنابریان انرژی مورد نیاز برای هر پالس با پیک توان بسیار زیاد حاصل می گردد.
در رادارهای برد بلند امکان استفاده از پیک توان بسیار زیاد جهت آشکارسازی اهداف با سطح مقطع راداری کم وجود ندارد. به علت این که خطر ایجاد ولتاژ شکست در عناصر تشکیل دهنده رادار وجود دارد. در چنین رادارهایی انرژی مورد نیاز برای هر پالس با افزایش پهنای پالس حاصل می گردد.
در رادارهایی با فشردگی پالس استفاده وسیع به این معناست که انرژی بسیار زیادی در هر پالس ایجاد می گردد و این عمل باعث بهبود احتمال آشکارسازی می شود.
در رادارهای CW و رادارهایی که دارای PRF بالایی هستند جهت به دست آوردن فاصله از مدولاسیون FM روی موج ارسالی استفاده می شود.
۳-۹- مزیت های فشردگی پالس Puls Lompression Advantage :
استفاده بیشتر از توان متوسط موجود در فرستنده رادار
اجتناب از خطرهای پیک بالا در بخش های مختلف
کاهش آسیب پذیری سیستم در مقابل سیگنال های تداخلی که خواص مشابهی با شکل موج فشرده شده ندارد.
سیستم به طرف خاصیت LPI تقویت می شود.
دستیابی به یک پالس وسیع با استفاده از پالس باریک:
دستیابی به یک پالس وسیع با استفاده از یک پالس باریک (Short Pals) امکان پذیر است. چون که پالس باریک شامل تعدادی زیاد مولفه های فرکانسی با رابطه ی فازی دقیق بین آن ها می باشد اگر این فازهای نسبی توسط یک فیلتر ( معمولاً فیلتر تطبیق با Match Filter) ) تغییر یابد مولفه های فرکانسی برای ایجاد یک پالس وسیع با یکدیگر ترکیب می گردند این همان پالس وسیعی است که ارسال گردیده.
هرچه پالس کوتاه تر باشد تغییرات داپلر کمتر است.
۳-۱۰- کاربردهای پالس باریک در رادار:
رادارهای متداول با پالس باریک ممکن است برای اهداف زیر مورد توجه قرار گیرند:
تفکیک در فاصله Range Resolution
دقت در فاصله Range Accuracy
کاهش کلاتر Clutter Reduction
کاهش تابش یا انعکاس Glint Reduction
تفکیک چند مسیره Multi Path Resolution
حداقل فاصله Minimum Range
تغییرات مجاز داپلر Doupller Tolerance
تفکیک در فاصله: معمولاً تفکیک هدف های در مختصات فاصله ساده تر از تفکیک آن ها در زاویه است. تفکیک فاصله تابعی از پهنای پالس رادار می باشد.
RR= (PW×C)/2 RR (km) = 0.15 × pw µ sec
RR (N mail) =0.81 × pw µ sec
با استفاده از تکنیک فشردگی پالس می توان Range Resolution را بهبود بخشید اما نمی توان حداقل فاصله را تغییر داد.
دقت در فاصله:اگر یک رادار دارای قابلیت خوبی برای تفکیک در فاصله باشد قابلیت دقت اندازه گیری فاصله آن نیز خوب خواهد بود.
RAC= RR/10
کاهش کلاتر: یک پالس کوتاه با کاهش کلاتر موجود در سلول تفکیک نسبت به سیگنال به کلاتر را افزایش می دهد. (S/N)
کاهش تاش یا انعکاس: در رادار های ردیاب خطاهای فاصله و زاویه که بر اثر اندازه ی محدود هدف به وجود آمده است با افزایش تفکیک فاصله کاهش داده می شود. ( چون این امر باعث تشخیص مرکز پراکنده کننده می گردد)
تفکیک چند مسیره: با تفکیک فاصله ی مناسب سیگنال های دلخواه از هدف از سیگنال های برگشتی که به واسطه ی پراکندگی از مسیرهای دورتر یا چند مسیره به گیرنده می رسند جداسازی می گردد.
حداقل فاصله: یک پالس باریک باعث می گردد تا رادار با حداقل فاصله ی کوتاه تری کار کند Rmin (km)= 15 pw با یک پالس باریک تغییرات فرکانس داپلر در مقایسه با پهنای باند گیرنده کم خواهد بود در نتیجه یک فیلتر تطبیق برای آشکارسازی مورد نیاز می باشد.
۳-۱۱- محدودیت های یک رادار پالس کوتاه:
این نوع رادارها نیاز به پهنای باند وسیع دارند بر اساس رابطه B = 1/Z
اگر پیک توان فرستنده محدود باشد انرژی ارسالی کم خواهد بود.
Pt=PP × PW
در نتیجه این گونه رادارها از نظر فاله قابل کشف محدود می باشند.
۳-۱۲- عوامل موثر در انتخاب سیستم فشردگی پالس:
نوع شکل موج انتخاب شده:
پوشش در فاصله ( برد)
پوشش داپلر
گستره سطح لوپ فرعی
قابلیت انعطاف شکل موج
حذف سیگنال های تداخلی
نسبت سیگنال به نویز(SNR)
روش تولید و پردازش
روش کار با تکنیک های فعال و غیر فعال استفاده شده در تولید و پردازش
۳-۱۳- روش فعال در تولید شکل موج:
روش فعال در تولید شکل موج عبارت است از انجام مدولاسیون فاز یا فرکانس بر روی موج حامل بدون این که زمان حقیقی طولانی تر گردد که یک نمونه از این روش مدولاسیون به وسیله کنترل ولتاژ نوسان (Vco) می باشد.

۳-۱۴- تکنیک های فشردگی پالس:
فشردگی پالس FM خطی کوتاه (Liner Puls Compression Chirp) :
این تکنیک قدیمی ترین و بهترین نوع شناخته شده فشردگی پالس است که شکل موج FM خطی کوتاه به سادگی قابل تولید است. در این نوع شکل موج پالس فشرده شده و نسبت سیگنال به نویز (SNR) به تغییرات داپلر نسبتاً غیر حساس است.
بلوک دیاگرام یک رادار که از فشردگی پالس خطی استفاده می کند:

در این نوع رادار فرستنده مدولاسیون فرکانس (FM) گردیده و گیرنده دارای فیلتر فشردگی پالس می باشد که این همان فیلتر تطبیق (Match Filter) است. شکل موج ارسالی یک پالس چهارگوش (مربعی) با دامنه ثابت A و زمان T تشکیل گردیده که مراحل انجام مدولاسیون در شکل زیر مشخص شده است:

در زمان دریافت یا گیرندگی سیگنال برگشتی یا مدولاسیون فرکانس از یک فیلتر فشردگی پالس عبور می کند این فیلتر به گونه ای طراحی شده است که سرعت انتشار امواج در آن با فرکانس نسبت مستقیم دارد. اگر فیلتر فشردگی پالس از نوع خط تأخیر مجزا کننده Dispersive D.L باشد که آن را می توان بر اساس سرعت بخشیدن به موج به فرکانس های بالاتر در قسمت پایین روی پالس نسبت به فرکانس های پایین تر در قسمت بالا رونده ی پالس بیان نمود به طوری که پالس را با پهنای ۱/B فشرده نماید که در آن B=f2 – f1 باشد. زمانی که فیلتر فشردگی پالس از نوع Match Filter باشد تابع خروجی آن بدون در نظر گرفتن نویز متناسب با تابع زیر است.
sin⁡πBt/(πθ.t)
۳-۱۵- وسایل غیر فعال FM خطی (Passive Fm Linr Device) :
دو گروه از وسایل غیر فعال که در تولید و پردازش شکل موج FM خطی مورد استفاده قرار می گیرند عبارت است از :
وسایل ماوراء صوت: که در آن ها سیگنال های الکترومغناطیسی ورودی ابتدا به سیگنال های امواج صوتی تبدیل می شوند و در محیطی با سرعت صوت انتشار می یابند و سپس مجدداً در خروجی به سیگنال الکترومغناطیسی تبدیل می گردند.
وسایل الکترومغناطیسی: که از مشخصه مجزا کننده (Dispressive Charectrics) از یک شبکه استفاده می نمایند.
اهداف اساسی در طراحی یک وسیله ی غیر فعال یا فعال در تولید و پردازش FM خطی چیست:
اهداف اساسی برای این منظور عبارت است از :
مشخصه دامنه ی یکسان به طول پهنای باند B
شیب تأخیر خطی با تأخیر دیفرانسیل Z به طول پهنای باند B
دستیابی به حداقل پاسخ های نادرست و حداقل اعوجاج و همچنین دستیابی به لوپ های فرعی کوچک
افت ورودی کم باشد
محدودیت های اساسی در استفاده از وسایل ماوراء صوت در تولید و پردازش شکل موج FM خطی چیست؟
این محدودیت آن است که مبدل های مورد نیاز برای اتصال الکتریکی یا الکترومغناطیسی در محیط صوتی مبدل های خوبی برای انرژی نیستند بنابراین باعث افت بسیار زیاد می گردند.
متداول ترین نوع وسایل ماوراء صوت جهت تولید و پردازش شکل موج FM خطی چیست؟
خط تأخیر استریپ
خط تأخیر انکسار عمودی
خط تأخیر امواج سطحی
خط تأخیر گوه ای
کریستال های پیک
وسایل FM خطی که در تولید و پردازش شکل موج FM خطی به کار می روند کدامند؟ (active)
نوسان سازی که به وسیله ولتاژ کنترل می شود(Voltage Control Osilator)
مدولاتور سراسوئید
تولید کننده شکل موج خط تأخیر
تولید کننده FM خطی ترکیب شده با شکل موج های دیگر
نوسان ساز با کنترل ولتاژ (V.C.O) :
این سیستم نوسان سازی است که در آن فرکانس بر مبنای ولتاژ اعمال شده تغییر می نماید . به طور ایده آل فرکانس تابع خطی ولتاژ اعمال شده است لیکن اکثر این وسایل خطایی حدود ۱% دارند.
اگر یک ولتاژ رمپ با شیب خطی ( liner voltage ramp) به یک vco اعمال گردد شکل موج FM خطی تولید می گردد.
شکل های زیر تکنیک های فعال در تولید سیگنال FM خطی هستند:

مدولاتور سرا سوئید:
در این مدولاتور یک شکل موج ۴ گوش تولید می گردد و با یک موج دندان اره ای متناوب برای ایجاد یک پالس با تغییرات فاصله فشرده می گردد. این پالس های فشرده شده شکل موج FM ِ خطی را به وجود می آورند سپس سیگنال از یک چند برابر کننده فرکانس برای ایجاد انحراف فرکانس مناسب عبور داده می شود.
توضیح این که: یک قطار پالس (Train Puls) مرجع ، برای تولید شکل موج دندان اره ای مورد استفاده قرار می گیرند بنابراین شکل موج خروجی هم فاز با این پالس ها خواهد بود. بلوک دیاگرام این سیستم به صورت زیر است:

تولید کننده شکل موج مورد نظر با خط تأخیر:
این وسیله شبیه مدولاتور تشریح شده فوق است جز این که تغییر فاز می تواند تا ۳۶۰ درجه افزایش یابد.
در این سیستم یک قطار پالس با فواصل یکسان به خط تأخیر (Delay Line) اعمال می گردد. طول خط تأخیر برابر با فاصله بین پالس ها است و نقاط خروجی آن نیز دارای فواصل یکسان می باشد سیگنال خروجی در نقاط خروجی (TPS) متناوباً گیت گردیده و پس از فیلتر شدن شکل موج خروجی را می سازد.

تولید کننده FM خطی ترکیب شده : (Synthesize Liner Fm Generator)
این وسیله با ترکیب شکل موج پله ای و شکل موج دندان اره ای شکل موج FM خطی تولید می کند.
فرکانس های جانبی توسط فرکانس موج مرجع با تقسیم بندی دودویی (باینری) تولید می گردند و این فرکانس ها به یک مخلوط کننده ی ماتریکس (Matrix Filter) با جمع کننده ی فرکانس به نوبت در طول پالس مورد نظر اعمال می گردند سرانجام خروجی مخلوط کننده یک فرکانس پله ای خواهد بود. این شکل موج با فرکانس دندان اره ای مخلوط گردیده و شکل موج FM خطی را ایجاد می نماید.
فشردگی پالس FM غیر خطی (Non Liner Fm Pulls Compression) :
از آن جایی که شکل موج مدولاسیون FM برای ایجاد طیف دامه ی دلخواه طراحی شده است. شکل موج FM غیر خطی به وزن دهی زمان یا فرکانس (Time – Frequency Weighting) برای حذف لوپ فرعی نیازی ندارند و گیرندگی فیلتر تطبیق (Match Filter) و لوپ های فرعی کوچک با این طرح سازگاری دارند. بنابراین افت نسبت سیگنال به نویز (Snr) مربوط به وزن دهی توسط تکنیک های غیر تطبیق حذف می گردد. اگر یک مدولاسیون FM قرینه ای (Symmetrical) با وزن دهی زمان (Time –Weighting) برای کاهش لوب های فرعی فرکانس مورد استفاده قرار گیرد شکل موج FM غیر خطی یک تابع غیر ابهام (Unambing Funtion) نزدیک به ایده آل خواهیم داشت.
یک شکل موج قرینه ای دارای فرکانسی است که نسبت به زمان در طول اولین نیمه پالس افزایش یا کاهش و در طول نیمه دوم کاهش می یابد.
توضیح این که: برای دستیابی به یک شکل موج غیر قرینه ای باید از نصف موج قرینه استفاده کرد.

محدودیت های شکل FM غیر خطی:
پیچیدگی بیشتر
محدودیت وسایل تولید کننده
برای دستیابی به سطح لوب فرعی مورد نیاز به طرح مدولاسیون جداگانه ای برای هر طیف دامنه مورد نیاز است.
توضیح: به خاطر دقیق بودن ( نیز بودن یا sharpness ) منحنی تابع ابهام در صورتی که فاصله داپلر معلوم باشد شکل موج FM غیر خطی مفیدترین نوع در سیستم ردیابی است.
فشردگی پالس با فاز کُد شده (Phase – Code Puls Compression) :
در این نوع فشردگی پالس رادار یک پالس وسیع را که از پالس های باریک متوالی با زمان پالس (duration) و فرکانس یکسان با فاز متفاوت تشکیل گردیده می فرستد. این نوع شکل موج ممکن است با اعمال یک پالس باریک به خط تأخیر (Delay Line) که بای مثال ۱۳ نقطه ی خروجی (Taps) با فاصله هایی برابر پهنای پالس باریک هستند تولید گردد. این نمونه در شکل زیر مشاهده می گردد.

توضیح: بین نقاط خروجی Delay Line مدارهای تغییر فاز قرار گیرفته اند و یک خط متداول خروجی برای تولید پالس مدوله شده با فاز زیاد مورد استفاده قرار گرفته است در عمل سیگنال خروجی در هر نقطه Taps یا بدون تغییر فاز ( °۰ ) یا تغییر فاز به اندازه ( π رادیان ) ۱۸۰ درجه به روش باینری خواهد بود.
در گیرنده Delay Line مشابهی زمان پالس ( Puls Duration) را با ۱۳ نقطه ورودی با فاصله پیکان تطبیق داده و ۱۳ تغییر دهنده ی فاز Reverse Phase Change باعث می گردند تا پالس های باریک متوالی برای ایجاد یک پالس وسیع در خروجی حاصل نماید مانند شکل زیر

در شکل زیر سیگنال با فاز کد شده ی باینری مشاهده می گردد. باید توجه داشت که تأخیر زمانی داده شده در پالس های در گیرنده ب عکس تأخیرر زمانی داده شده با پالس ها در فرستنده است.
ممکن است یک خط تأخیر مشابه برای ارسال و دریافت مورد استفاده قرار گیرد بدین صورت که سیگنال ورودی به نقطه مقابل اعمال و تغییر دهنده های فاز برای دریافت در حالت معکوس قرار گیرند. شکل زیر مثالی از شکل موج فشردگی پالس با فاز کد شده را نشان می دهد:
پالس وسیع ارسال شده در شکل زیردر شکل a از ۱۳ پالس باریک تشکیل گردیده کا فاز آن ها به صورت ۰۰۰۰۰ππ۰۰π۰π۰ خواهد بود در تصویر b خروجی مربوط از فیبتر فشردگی پالس در گیرنده نشان داده شده است.

توضیح این که: match filter (فیلتر تطبیق یافته فشردگی پالس) در گیرنده شکل موج دیافت شده را با مدولاسیون ارسال شده مرتب می نماید.
پالس های باریک شده در فیلتر تطبیق به گونه اس تلفیق می گردند که خروجی شامل پیک های کوچک اضافی در طرفین پیک اصلی باشد.
کد بارکر (Barker Code) :
کدهای بارکر نوعی از کدهای باینری هستند که غالباً در رادار مورد استفاده قرار می گیرند چون این کدها دارای لوپ های فرعی کوچکی هستند ( البته در مقایسه با کدهای اصلی باینری ) یک نسبت شناخته شده از کدهای بارکر در جدول زیر نشان داده شده است که علامت + و – خلاصه شده ی فازهای ۰ و π هستند باید توجه داشت که علامت + و – می توانند برعکس شوند بع عنوان مثال علامت ( – + + ) می تواند به صورت ( + – – ) تغییر یابد و به ترتیب اعداد digits آن ها نیز معکوس گردد.
هرچه تعداد بیت ها بیشتر باشد لوب های فرعی ضعیف تر یا به عبارتی کمتر خواهد بود.
Peak side lob (db) Code element
-۶ db
-۲.۵ db
-۱۲.۱ db
-۱۴ db
-۱۴۷ db
-۲۰.۳ db
-۲۲.۳ db + – ++
++ –
++ – + +++ –
+++ – +
+++ – – + –
+++ – – – + – – + –
++++ – – ++ – + – + – + – – ۲
۳
۴
۵
۷
۱۱
۱۳

فصل چهارم
رادارهای ردیاب

۴-۱- رادارهای ردیاب (Tracling Radars) :
یک سیستم رادار ردیاب با اندازه گیری مختصات هدف اطلاعاتی را فراهم می آورد که به وسیله ی این اطلاعات می توان مسیر و موقعیت بعدی هدف را پیش بینی کرد.
( همه یا قسمتی از این اطلاعات راداری که در دسترس قرار می گیرد مانند فاصله ، زاویه سمت ، زاویه ارتفاع و تغییر فرکانس ممکن است جهت پیش بینی موقعیت بعدی هدف مورد استفاده قرار گیرد.)
۴-۲- چگونگی عملکرد یک رادار ردیاب:
انواع بسیار زیادی از رادارهای ردیاب وجود دارند که بعضی از آن ها عمل جست و جو (search) و ردیابی را به طور هم زمان انمجام می دهند و نوعی از رادارهای ردیاب هستند که دارای بیم مدادی (pencil beam) بوده و بر روی یک سکوی چرخنده قرار دارد و برای تعقیب هدف موتورهایی زاویه سمت و زاویه ارتفاع آن را تغییر می دهند.
(با تشخیص زاویه ی دریافت (Echo) و تصحیح موقعیت آنتن و قرار دادن هدف در مرکز بیم خطاهای جهتی هدف را تعیین می کند)
۴-۳- کاربردهای اساسی رادارهای ردیاب:
کنترل اسلحه
در این حالت زاویه سمت ، زاویه ارتفاع و فاصله هدف توسط رادار ردیاب اندازه گیری و نرخ تغییرات این پارمترها تعیین کننده ی بردار سرعت و موقعیت بعدی هدف بوده و این اطلاعات باعث می گردد که مسیر موشک و موقعیت بعدی آن مورد استفاده قرار می گیرد.
تنظیم کننده ی برد موشک
توضیح:
رادار ردیاب قبل از عمل ردیابی باید هدف خود را پیدا کند بعضی از رادارها عمل جست و جو را برای پیدا کردن هدف قبل از عمل ردیابی انجام می دهند.
اگر یک رادار هر دو عمل ( جست و جو و ردیابی ) را انجام دهد دارای محدودیت هایی خواهد بود زیرا اگر در وضعیت ردیابی باشد اطلاعاتی از دیگر هدف های بالقوه نخواهد داشت.
۴-۴- چگونگی دستیابی به مختصات هدف و عمل پردازش :
یک رادار جست و جو گر با بیم باد بزنی (Fan Beam) عمل اسکن را روی هدف انجام می دهد. با این عمل اسکن روی هدف دستیابی به مختصات هدف امکان پذیر می گردد.( اگر تغییرات مختصات هدف از یک اسکن به اسکن دیگر زیاد نباشد و همچنین تعداد هدف ها کم باشد عمل پردازش توسط اپراتور با علامت گذاری روی Bleap هدف بر روی PPI امکان پذیر می باشد.
در غیر این صورت عمل پردازش و دست یابی به اطلاعات ردیابی توسط کامپیوتر به صورت اتوماتیک انجام می گیرد.)
عمل ردیابی توسط رادار در کاربردهای مختلف به چند گروه اصلی طبقه بندی می گردد؟
این عمل به ۲ گروه اصلی طبقه بندی می گردد:
ردیابی یک هدف منفرد(Single Target Tracking)/ STT
ردیابی چند هدف ( Multiple Target Tracking)/ MTT
عمل ردیابی STT چیست و چه کاربردی دارد؟
STT به عمل ردیابی یک هدف یا بک گروه هدف با اختلاف زاویه کم اتلاق می گردد.
یکی از کابردهای STT کنترل آتش ضد هوایی است. که نخست بر روی توپ ها و سپس بر روی موشک ها استفاده گردید و کاربردهای دیگر STT عبارت است از رادارهای هدایت ، رادارهای ردیاب ، ماهواره ، رادارهای کمک ناوبر و … .
عمل ردیابی MTT چیست؟
این نوع عمل ردیابی برای چند هدف ( Multiple Target ) بوده و به ۲ صورت انجام می پذیرد.
ردیابی حین اسکن Track while scan
اسکن الکترونیکی آنتن Phase arrey tracking
ردیابی حین اسکن (TWS) چگونه انجام می شود و کیفیت آن به چه عواملی بستگی دارد؟
ردیابی حین اسکن ردیابی بک هدف با استفاده از موقعیت های (مختصات) اندازه گیری شده در هر اسکن توسط رادار مراقبت امکان پذیر می باشد و کیفیت آن به عوامل زیر بستگی دارد:
زمان بین مشاهدات (هرچه کمتر باشد بهتر است)
دقت در تغییر موقعیت هدف
تعداد هدف های غیر واقعی که ممکن است در مجاورت هدف در حال ردیابی ظاهر گردد.
اسکن الکتونیکی آنتن:
رادارهای آرایه فازی بر دو نوع هستند:

Planer liner array
Sloter liner array

ردیابی α و ß چیست؟ و در آن موقعیت فعلی هدف( X ̅) و سرعت آن ((X°) ̅) چگونه محاسبه می گردد؟
یک رادار ردیاب حین اسکن (TWS) باید بر اساس آشکارسازی های قبلی برآورد پیوسته ای از موقعیت و سرعت فعلی هدف نظیر موقعیت و سرعت قبلی آن داشته باشد که یک روش برای محاسبه اطلاعات ردیابی α و ß یا G و H است که موقعیت فعلی هدف)( X ̅ و سرعت آن) (X°) ̅ (با روابط زیر محاسبه می شود:
(X ̅n) = XPn+ α ( Xn – XPn)
((X°) ̅n) = X°n-1 + ß/ TS (Xn – XPn)
Xn : مویعیت اندازه گیری شده در n اُمین اسکن
α : پامتر هموار نمودن یا پیوسته نمودن موقعیت هدف
ß : پامتر هموار نمودن سرعت
TS : زمان بین مشاهدات
توضیح:
برتری TWS نسبت به STT چیست؟
برتری TWS نسبت به STT آن است که در این ردیابی چندین هدف به طور هم زمان ردیابی می گردند.
برتری STT نسبت به TWS چیست؟
برتری STT نسبت به TWS آن است که در این نوع ردیابی دستیابی به دقت بسیار بالا به طور دائم امکان پذیر است.
۴-۵- اسکن الکترونیکی چیست؟
در این نوع اسکن رادار قارد است بیم آنتن خود را در هر نقطه از فضا با سرعت زیاد منتقل نماید.
در این نوع اسکن رادار قارد است چند هدف را هم زمان تعقیب نموده و موشک به طرف آن ها هدایت نماید.
حداکثر ارتفاعی که یک موشک می تواند بزند ۱/۳ بردش می باشد.
رادار سرچ حداکثر بردش باید ۳ برابر بر موشک باشد.
رادار تعقیب هدف باید ۲ برابر برد موشک باشد.
۴-۶- اسکن و انواع آن:
تعریف: چرخش آنتن یا پرتو (Beam) را در فضا برای جست و جو یا ردیابی هدف عمل اسکن می نامند.
۴-۷- مدت زمان اسکن:
مدت زمانی که آنتن رادار ( پرتو یا بیم آنتن ) یک سیکل کامل چرخض انجام دهد زمان اسکن می نامند.
انواع اسکن:
انواع اسکن به شرح زیر است:
اسکن دورانی
اسکن قطاعی
اسکن مخروطی
اسکن مارپیچی
اسکن حلزونی
اسکن خطی
اسکن پالمر
اسکن حین ردیابی
اسکن لوپ سوئیچ
اسکن دورانی: در این نوع اسکن آنتن یا پرتو (beam) به طور متوالی حول محور عمودی ۳۶۰ درجه به چرخش در می آید.
رادارهای Early Warning معمولاً این گونه اند.
اسکن قطاعی: حرکت آنتن یا بیم در بخشی از فضا بین دو زاویه ی معلوم در جهت افقی یا عمودی اسکن قطاعی نامیده می شود.
اسکن قطایی افقی بیشتر در رادارهای ناوبری هواپیما و اسکن قطایی عمودی بیشتر در رادارهای ارتفاع یاب .
اسکن مخروطی: در این نوع اسکن پرتو یا همان بیم رادار در خراج از محور مرکزی ، حول یکی از محورهای جانبی به چرخش در آمده و در فضا یک مخروط بزرگ ایجاد می کند.
اسکن مارپیچی: در این نوع اسکن رفلکتور آنتن (Reflector) به سمت بالا در جهت عمودی متمایل می گردد و به طور کلی می توان گفت که این نوع اسکن رکیبی از اسکن دورانی و اسکن قطاعی عمودی می باشد که رادارهای کنترل آتش که دارای بیم باریک هستند (Pencil Beam) با استفاده از این نوع اسکن بخش بزرگی از فضا را مورد کاوش قرار می دهند.
اسکن حلزونی: نوعی از اسکن مخروطی است که قطر دوران آن در حین اسکن ( دوران ) افزایش می یابد.
این نوع اسکن عموماً در رادارهای جست و جوگر در هواپیما مورد استفاده قرار می گیرند.
۴-۸- اسکن خطی(Raster Scan):

همانند اسکن تلویزیون پرتو رادار با سرعت زیاد در جهت افقی در فضا حرکت کرده و ارتفاع خود را در حین اسکن ( حرکت ) تغییر می دهد در حقیقت این نوع اسکن ترکیبی از اسکن قطاع عمودی و قطاع افقی است.
اسکن پالمر: این اسکن ترکیبی از اسکن مخروطی (Conical Scan) با هر یک از انواع اسکن های دیگر است/ پالمر خطی – پالمر دورانی.
اسکن حین ردیابی: در این نوع اسکن دو پرتو (بیم) آنتن رادار به طور هم زمان با فرکانس های متفاوت ، یکی در جهت عمودی و دیگری در جهت افقی حرکت نموده و عمل کاوش را انجام می دهند.
اسکن لوپ سوئیچینگ ( لابینگ متوالی بیم) :
شکل بیم آنتن در رادارهای ردیاب یک بیم مدادی متقارن است که در آن پهنای بیم از نظر ارتفاع و سمت دقیقاً یکسان است.
در این رادارها تفاوت بین موقعیت هدف و جهت مرجع ( که معمولاً محور آنتن است) خطای زاویه ای (Angular Error) نامیده می شود و رادار ردیاب سعی می کند آنتن خود را در موقعیتی قرار دهد تا خطای زاویه ای صفر گردد و زمانی که این خطا صفر گردد هدف هم سو با جهت مرجع قرار گرفته است.

یک روش برای به دست آوردن جهت و بزرگی خطای زاویه ای در یک مختصات سوئیچ کردن متناوب بیم آنتن بین دو نقطه است. این روش سوئیچ کردن را لوپ سوئیچینگ ( لابینگ متوالی بیم ) می نامند.
عمل لابینگ بیم ( ایجاد دو موقعیت برای بیم ) در بعضی از رادارها از عناصر چرخنده استفاده شده که در این صورت فاز بیم ها سوئیچ می شود.
برای تشخیص خطای زاویه ای و اصلاح آن در این راداها اپراتور از یک اسکوپ نوع A استفاده نموده که سیگنال های برگشتی ویدئویی از دو موقعیت بیم را در روی اسکوپ پهلوی هم قرار می دهد.
وقتی هدف روی محور بود دو پالس روی اسکوپ دارای دامنه یکسان می باشند . چنانچه هدف خارج از محور باشد دامنه دو پالس نامساوی می باشند که در یان صورت اپراتور وجود خطا و جهت آن را مشاهده و برای ایجاد توازن مجدد بین دو موقعیت بیم موقعیت آنتن را تغییر می دهد.

نتیجه این که اختلاف دامنه بین سیگنال های حاصل از دو موقعیت سوئیچ شده بیم معیاری برای اندازه گیری جا به جایی هدف از محور است. این اختلاف دامنه نمایانگر جهتی است که آنتن برای هم سویی محور خود با جهت هدف باید حرکت نماید زمانی که این دامنه ها برابر شدن هدف بر روی محور بیم قرار گرفته است و موقعیت آن مشخص می گردد.
برای دستیابی به خطای زاویه ای در مختصات قائم به ۴ موقعیت سوئیچینگ بیم آنتن نیاز می باشد.
بنابراین یک رادار ۲ بعدی با سوئیچ کردن متوالی دارای ۴ فیدهورن (Fed horn) و با یک آنتن می باشد به طوری که قطاع های چپ و راست (Right & Left Sector) و بالا و پایین (Up & Down Sector) با موقعیت های پشت سر هم آنتن پوشیده می شود و در هر موقعیت ارسال و دریافت انجام می گیرد.

یک مجموعه با ۵ فیدهون نیز ممکن است جهت منظور فوق به کار گرفته شود به طوری که فیرهورن وسط جهت ارسال موج و ۴تای دیگر برای دریافت مورد استفاده قرار گیرد.
۴-۹- اسکن مخروطی (Conical Scan) :
اسکن مخروطی عبارت است از چرخاندن دائمی یک بیم آنتن خارج از محور آنتن ( حول یکی از محورهای جانبی )
زاویه بین محور چرخش و محور بیم آنتن زاویه ی میل (Sequential Angel) نامیده می شود. اسکن نمودن دائمی بیم با حرکت مکانیکی فیدهورن آنتن انجام می گیرد. فیدهورن به طور مخصوصی در یک مسیر دایره ای شکل در اطراف نقطه ی کانونی می چرخد و باعث حرکت بیم آنتن در یک مسیر دایره ای شکل در اطراف هدف می گردد.
سیگنال برگشتی (Echo) در فرکانسی برابر فرکانس چرخش بیم آنتن مدوله می گردد. دامنه این مدولاسیون بستگی به شکل بیم ، زاویه ی میل و زاویه ی بین خط دید هدف ( محور هدف ) و محور چرخش دارد. فاز مدولاسیون بستگی به زاویه ی بین هدف و محور چرخش دارد.
مدولاسیون اسکن مخروطی از سیگنال برگشتی جدا شده ( دی مدولاسیون) و به سیستم کنترل Servo که به طور دائم آنتن را روی هدف قرار می دهد اعمال می گردد.
باید توجه داشت که دو سیستم Servo جداگانه مورد نیاز می باشد چون مسأله ردیابی دو بعدی است ( یکی ردیابی سمت و دیگری ردیابی ارتفاع) . باید توجه داشت که موقعی که آنتن بر بروی هدف قرار گیرد خط دید هدف و محور چرخش بر یکدیگر منطبق و مدولاسیون اسکن مخروطی صفر خواهد شد.
در این نوع رادار انتن به گونه ای نصب گردیده که قارد است به وسیله ی موتورهای جداگانه ی الکتریکی با هیدرولیکی در موقعیت های افقی یا عمودی قرار گیرد.
یکی از ساده ترین آنتن های اسکن مخروطی یک سهمی (parabolic) با فیدهورن خارج از محور چرخنده یعنی در حول محور منعکس کننده است.
توجه: همان موتورهایی که باعث چرخش بیم آنتن اسکن مخروطی می گردد مولد مرجع دو فاز با ۲ خروجی که ۹۰ درجه با هم اختلاف فاز دارند را نیز می چرخانند. این دو خروجی به صورت مرجع برای استخراج خطاهای افقی و عمودی مورد استفاده قرار می گیرند.
توجه : این سیستم های راداری ۲ عدد Rotory – Joint است یکی عمل چرخش در جهت افقی و دیگری عمل حرکت در عمودی (nodding) را انجام می دهد انرژی به وسیله آن ها از فرستنده به آنتن هدایت می شود.
عمل ردیابی خطای زاویه ای (دی مدولاسیون خطا) توسط یک جفت آشکارساز فاز که ورودی مرجع آن ها توسط موتور اسکن تأمین می گردد انجام می گیرد.
در این آشکارسازها که آشکارسازهای حساس به فاز هستند سیگنال خطا با یک سیگنال مرجع افقی و عمودی مقایسه می گردد.

یک آشکار ساز فاز وسیله ای غیر خطی است. به طوری که سیگنال ورودی و سیگنال مرجع در آن که دارای فرکانس برابر هستند با یکدیگر مقایسه می گردند و سیگنال خروجی آن ها با تغییر فاز سیگنال ورودی تا ۱۸۰ درجه تغییر علامت می دهد و دامنه ی خروجی آشکارساز خطای زاویه ای متناسب با میزان خطاست و علامت آن نشان دهنده ی جهت خطا می باشد. خروجی ویدئویی این رادار شامل خطای ردیابی زاویه ای به صورت سیگنال پوش (envelop) در بالای پالس است که در شکل زیر مشاهده می گردد.

توضیح:
برای اندازه گیری خطای زاویه ای در مختصات قائم ( افقی و عمودی ) در هر ۲ تکنیک اسکن لابینگ متوالی و اسکن مخروطی حداقل به ۳ پالس برای آشکارسازی نیاز است و در عمل برای لابینگ متوالی حداقل ۴ پالس برای یک ربع مختصات مورد نیاز است.
۴-۱۰- رادار ردیاب تک پالس (mono puls tracking radar) :
همان طوری که بیان گردید رادارهای ردیاب در حالت اسکن مخروطی و لابینگ به تعداد حداقلی پالس برای استخراج خطای زاویه ای نیاز دارند. اگر در یک سیستم راداری ، اندازه گیری خطای زاویه ای ( تغییرات زاویه)بجای چندین پالس بر مبنای یک پالس انجام گیرد آن را رادار ردیاب تک پالس می نامند که در این حالت تغییرات دامنه پالس به پالس سیگنال برگشتی بر ردیابی اثر نخواهد گذاشت.
روش های متعددی وجود دارد که در آن ها اطلاعات خطای زاویه ای فقط با یک تک پالس به دست می آید. در این روش ها بیشتر از یک بیم آنتن به طور هم زمان مورد استفاده قرار می گیرد. زاویه ی دریافت سیگنال برگشتی در یک سیستم تک پالس با محاسبه ی پالس یا دامنه ی نسبی آن ها در هر بیم تعیین می گردد. بنابراین ردیابی لابینگ هم زمان ( تک پالس) به تکنیک هایی اطلاق می گردد که اطلاعات خطای زاویه ای را بر مبنای یک تک پالس استخراج نماید.
تکنیک تک پالس همچنین دارای قابلیت اندازه گیری زاویه با دقت زیاد است چون فیدهورن آن ثابت و بدون هیچ بخش متحرکی بر روی آنتن نصب گردیده است این حالت توان راداهای ردیاب بیم مدادی را با دقت ردیابی زاویه ای ۳۰۰۰ درجه امکان پذیر گردانیده است.
۴-۱۱- انواع رادارهای ردیاب تک پالس:
رادار ردیباب تک پالس مقایسه گر دامنه Amplitude Comparison mono puls tracking radar
رادار ردیاب تک پالس مقایسه گر فاز phase comparison mono puls tracking radar
رادار ردیاب تک پالس مقایسه گر دامنه:
این رادار برای اندازه گیری خطای زاویه ای در مختصات تک بعدی از ۲ بیم آنتن که با هم همپوشانی داشته باشند استفاده می کند و برای محاسبه ی خطای زاویه ای در مختصات ۲ بعدی از یک آنتن که دارای یک reflector (منعکس کننده) و ۴ فیدهورن (fid horn) است استفاده می کنند . از دو بیم که همپوشانی دارند از مجموعشان برای به دست آوردن بیم فرستنده استفاده می شود و از تفاضل و مجموعشان برای محاسبه ی خطای زاویه ای در گیرنده استفاده می گردد.
شکل زیر همپوشانی مجموع و تفاضل بیم ها را نشان می دهد:
شکل a همپوشانی بیم ها
شکل b مجموع بیم ها
شکل c تفاضل بیم ها
شکل d محاسبه ی خطای زاویه ای

سیگنال دریافت شده که از تفاضل ۲ بیم به دست آمده جهت اندازه گیری خطای زاویه ای به کار می رود.
سیگنال دریافت شده که از مجموع ۲ بیم حاصل شده است هم برای محاسبه ی فاصله به کار می رود و هم به عنوان سیگنال مرجع جهت مشخص نمودن علامت اندازه ی خطای زاویه ای به کار می رود. سیگنال های دریافت شده از مجموع و تفاضل بیم ها جداگانه تقویت می شوند و در آشکارساز فاز با هم ترکیب گردیده تا اندازه و علامت سیگنال خطای زاویه ای را مشخص نمایند سیگنال های مجموع با Σ و سیگنال های تفاضل با Δ نمایش داده می شوند.

۴-۱۲-بلوک دیاگرام یک رادار ردیاب تک پالس مقایسه گر دامنه ی یک بعدی:
رادارهای ردیاب تک پالس مقایسه گر دامنه که هدف را در مختصات ۲ بعدی ردیابی می کنند دارای یک رفلکتور و ۴ فیدهورن می باشد که ۴ بیم منحرف شده از محور تولید و پس از تولید و تبدیل آن ها به مجموع و تفاضل آن ها را پردازش می نمایند.
فیدهورن ها به صورت متقارن (Symmetrical) در اطراف محور منعکس کننده قرار گرفته اند و برای ایجاد یک بیم مدادی بر روی محور به طور هم فاز توسط فرستنده تغذیه می شوند. این بیم ها به بیم مجموع Σ موسومند و در گیرنده برای آشکارسازی هدف و ردیابی فاصله و به دست آوردن داپلر و به عنوان سیگنال مرجع در آشکارساز خطای زاویه ای مورد استفاده قرار می گیرند.
در این رادارها مجموعه ی فیدهورن های آنتن یک کانال مجموع و دو کانال تفاضل را تشکیل می دهند که نحوه ی عملکرد آن ها به صورت زیر است:

اگر سیگنال مجموع در بخش IF گیرنده به صورت AS . Cos ωIF .t باشد در حالتی که سیگنال تفاضل ( AS> 0 , Ad> 0) باشد توضیح این که مثبت یا منفی بودن آن ها به این بستگی دارد که هدف در کدام طرف محور مرکزی (محور آنتن ) قرار گرفته باشد بنابراین برای تعیین علامت سیگنال تفاضل کافی است که بررسی گردد که سیگنال تفاضل با سیگنال مجموع هم فاز است یا ۱۸۰ درجه ( π رادیان) اختلاف فاز دارند.
اگرچه مقایسه ی فاز بخشی از کار رادار تک پالس مقایسه گر دامنه است ولی سیگنالی خطای زاویه ای معمولاً با مقایسه ی دامنه های سیگنال برگشتی از بیم های منحرف شده ( offset ) هم زمان به دست می آید.
۴-۱۳-تکنیک های فیدهورن (تغذیه کننده آنتن) رادار تک پالس:
Mono Puls Antena Feed horn Technique
تغذیه کننده های (Feed Horn های ) رادار تک پالس ممکن است شکلی از انواع بسیار مختلف را دارا باشند.
برای ردیابی در زاویه ی سمت یا ارتفاع آنتن دارای ۳ فیدهورن یا بیشتر می باشد.
شیوه های مختلفی در طراحی فیدهورن ها وجود دارد زیرا سیگنال های مجموع و تفاضل به صورت مطلوب و همچنین سطح های لوپ فرعی مناسب و مقدورات چند قطبی و سادگی سیستم همگی نمی توانند به صورت مطلوب در یک طراحی حاصل گردند به عبارت دیگر سادگی طراحی فقط ارزان قیمت بودن آن نیست بلکه مواردی دیگر مانند عدم پیچیدگی باند وسیع سیستم ، پایداری سیستم با دید زاویه ای خوب و بر آورده شدن نیازهای ردیابی دقیق نیز باید مورد نظر قرار گیرد.
۴-۱۴-زاویه ی دید چیست؟
زاویه ی دید عبارت است از محور الکتریکی آنتن یا موقعیت زاویه ای منبع سیگنال در بیم آنتن که در آن خروجی های آشکارساز خطای زاویه ای صفر می گردد.
یکی از مشکلات اساسی طراحی تغذیه کننده (Feed Horn) های تک پالس بهینه سازی هم زمان سیگنال های مجموع و تفاضل است. یعنی مشکل اساسی آن است که انتخاب یک ترکیب از تغذیه کننده ها که بتواند هر ۳ سیگنال را به حد مطلوب برساند کار مشکلی است.
تغذیه کننده های مدرن در حالی که کارایی خوبی را در هر ۳ کانال ( یک کانال برای سیگنال مجموع و ۲ کانال برای سیگنال تفاضل) دارند نیازمندی های پلاریزاسیون همه جهته را نیز برآورده می نمایند. یک نوع تغذیه کننده چهارتایی ( ۴ Feed Horn) به صورت ساده در شکل زیر نشان داده می شود.

۴-۱۵-رادارهای ردیاب تک پالس مقایسه گر فاز:
Phase Compression Mono Puls Radar
با مقایسه ی اختلاف فاز بین سیگنال های دو آنتن جداگانه نیز امکان تعیین زاویه ی دریافت سیگنال در یک مختصات وجود دارد.
آنتن های مورد استفاده در سیستم های مقایسه گر فاز بر خلاف آنتن های مقایسه گر دامنه ، از محور منحرف نبوده ( offset نیستند) و زاویه ی دید (bur sight) آن ها با یکدیگر موازی هستند و در این شرایط حجم یکسانی از فضا را روشن می نمایند.
در این حالت دامنه سیگنال های برگشتی از هدف ضرورتاً برای تمام بیم های آنتن یکسان ولی فاز آن ها با هم متفاوت است.
سوال/ در رادارهای ردیاب با مخروطی الف) خطای زاویه ای به چه عواملی بستگی دارد؟ ب) خطای دامنه به چه عواملی بستگی دارد؟
سوال/ تفاوت اصلی رادارهای ردیاب مقایسه گر دامنه و مقایسه گر فاز از نظر قرار گرفتن فید هورن در چیست؟
اندازه گیری زاویه ی دریافت سیگنال با مقایسه ی رابطه ی فازی سیگنال ها از آنتن های جداگانه توسط دستگاهی به نام inter fremiter انجام می شود. این دستگاه یک وسیله غیر فعال است که انرژی انتشار یافته توسط هدف را دریافت می نماید.
رادار ردیابی که بر اساس اطلاعات فاز کار می کند شبیه سیستم فوق است ، منتهی (اما) به صورت فعال . و می توان آن را inter frimeter ِ راداری دانست.
شکل زیر نشان دهنده ی روابط فازی موج در یک رادار مقایسه گر فاز می باشد.

در این تصویر دو آنتن با فاصله ی d مشاهده می گردد که R فاصله هدف تا رادار است و در مقایسه با فاصله ی دو آنتن بزرگ در نظر گرفته شده است. خط دید تا هدف (Line Of Sight) با عمود منصف خط اتصال دو آنتن زاویه ی θ را به وجود می آورد.
بنابراین فاصله ی آنتن شماره ۱ و ۲ تا هدف به صورت زیر محاسبه می گردد:
R1 = R + d/2 Sin θ
R2 = R – d/2 Sin θ
و اختلاف فاز سیگنال های برگشتی از دو آنتن حدوداً به صورت زیر خواهد بود:
Δθ = (۲π/λ)d Sin θ
برای زوایای کوچک ( Sin θ = θ ) اختلاف فاز تابع خطی خطای زاویه ای است و ممکن است برای تعیین موقعیت آن ها از طریق مدار کنترل Servo مورد استفاده قرار گیرد.
اگر هدف بر محور دید آنتن منطبق باشد خروجی های دو آنتن هم فاز خواهند بود. حال اگر هدف به طرف هریک از جهت های منحرف گردد ( از محورها خارج گردد) یک تغییر فاز نسبی به وجود خواهد آمد و دامنه ی سیگنال در دو آنتن یکسان است به طوری که خروجی آشکارساز فاز خطای زاویه ای فقط توسط فاز نسبی تعیین می گردد.
۴-۱۶- بلوک دیاگرام رادار Track از نوع تک پالس مقایه گر فاز:

در این تصویر آنتن و گیرنده ی یک رادار برای ردیابی یک مختصات زاویه ای مشاهده می گردد. هر تغییر فاز در Mixer و طبقات تقویت کننده IF باعث تغییر در محور دید (bore sight) سیستم خواهد شد.
۴-۱۷- مقایسه ی رادارهای ردیاب:
از ۴ نوع تکنیک ردیابی مداوم که تاکنون تشریح گردید اسکن مخروطی و تک پالس مقایسه گر دامنه بیشتر از دو نوع دیگر کاربرد دارند به همین دلیل این دو نوع را با یکدیگر مقایسه می کنیم:
وقت هدف تحت ردیابی است نسبت سیگنال به نویز (SNR) موجود در رادار تک پالس بیشتر از رادار با اسکن مخروطی است.
رادار تک پالس مقایسه گر دامنه هدف را در پیک پرتوی مجموع (Sum Paterns) می بیند در حالی که رادار با اسکن مخروطی هدف را در زاویه ی خارج از بیم آنتن مشاهده می کند.
اختلاف سیگنال به نویز این دو نوع رادار ممکن است بین ۲-۴ دسی بل باشد.
اگر آنتن های دو رادار دارای یک اندازه ی مشابه باشند پهنای رادار با اسکن مخروطی کمی بیشتر از پهنای بیم رادار تک پالس خواهد بود.
به علت اسن که فیدهورن رادار اسکن مخروطی از کانون انحراف دارد (offset) است.
دقت ردیابی رادار تک پالس بهتر از اسکن مخروطی است چون تغییرات دامنه به صورت قطار پالس در آن بی اثر است.
رادار تک پالس از نظر ساختاری پیچیده تر از اسکن مخروطی است.
به کانال گیرنده در رادار تک پالس برای استخراج اطلاعات نیاز است در حالی که در رادار اسکن مخروطی دارای یک گیرنده است.
۴-۱۸- ردیابی در سطح پایین ( زاویه ی کم):
Low angle tracking
راداری که هدف را در ارتفاع کم (low elevation angle) یا نزدیک به سطح زمین ردیابی می کند دو سیگنال برگشتی از هدف را دریافت خواهد کرد.

سیگنال های دریافتی مستقیم و منعکس شده از سطح زمین در رادار ترکیب شده و باعث اندازه گیری خطای زاویه ای می شود که با اندازه گیری حقیقی که از یک هدف در غیاب انعکاس یافته از سطح زمین انجام می گیرد متفاوت است سیگنال انعکاس یافته از سطح را سیگنال چند مسیره نیز می گویند.
سیگنال انعکاس یافته از سطح زمین مسیر طولانی تری را نسبت به سیگنال مستقیم طی می نماید بنابراین در بعضی از مواقع آن ها را در حوزه ی زمانی یا از نظر فاصله از هم جدا کرد.
تفاوت این دو فاصله از رابطه زیر محاسبه می شود که در آن ha ارتفاع آنتن رادار از سطح زمین و ht ارتفاع هدف از سطح زمین است:
ΔR=2.ha.ht/R
مثال/ اگر R = 10 km , ht = 100 m , ha = 30m باشد ΔR=0.6 m
۴-۱۹- ردیابی در فاصله:
Tracking in Range
خطای ردیابی فاصله از چندین راه مشخص می گردد که متداول ترین آن استفاده از گیت مقدم و موخر می باشد (early & late gates) این گیت ها طوری زمان بندی شده اند که گیت مقدم از شروع گیت فاصله ی اصلی باز و در مرکز آن بسته می شود و گیت موخر از مرکز گیت فاصله ی اصلی باز و در انتهای آن بسته می شود.
نتیجتاً گیت های مقدم و موخر باعث شارژ شدن خازن هایی توسط سیگنال ویدیویی برگشتی از هدف در طول زمانی که گیت ها باز هستند می شود.

خازن مربوط به گیت مقدم به ولتاژ مناسبی به اولین نیمه از پالس ویدیویی هدف محاسبه می گردد و خازن مربوط به گیت موخر متناسب با دومین پالس برگشتی ولی به صورت منفی شارژ می گردد وقتی این گیت ها به طور مناسبی روی پالس متمرکز یافتند خازن ها به صورت یکسان شارژ شده اند که با جمع این ولتاژها ولتاژ خروجی به دست می آید.
وقتی گیت ها بر روی سیگنال برگشتی متمرکز نشود به طوری که گیت مقدم از مرکز ویدیویی هدف عبور نماید خازن مربوط به گیت دیگر بخش کمی از پالس را می بیند و باعث کمتر شارژ شدن آن می گردد در نتیجه با جمع ولتاژهای این خازن ها یک ولتاژخروجی مثبت به وجود خواهد آمد که سیگنال خطا خواهد بود که این سیگنال خطا معیاری برای اندازه گیری اختلاف بین مرکز پالس و مرکز گیت است و علامت آن تعیین کننده جهتی است که گیت ها باید توسط سیستم کنترل ، تغییر محل داده شوند وقتی سیگنال خطا صفر باشد گیت ها برروی پالس منطبق هستند به این طریق گیت کردن فاصله های مورد نیاز برای انجام ردیابی اتوماتیک دارای مزیت های زیادی می باشد.
۴-۲۰- رادارهای ارتفاع یاب:
High Finder Radars
راداری که کار آن اندازه گیری زاویه ی ارتفاع است و زاویه ی سمت را اندازه گیری نمی کند به رادار ارتفاع یاب موسوم است.
رادرا ارتفاع یاب به دو گروه تقسیم می شود:
رادارهایی که فقط ارتفاع را اندازه گیری می کنند.
رادارهای ۳ بعدی که مختصات خاص هدف را مثل زاویه ی ارتفاع ، فاصله و زاویه ی سمت به صورت هم زمان اندازه گیری می نمایند.
مشخصات بیم رادارهای ارتفاع یاب: در ارتفاع باریک ، در افق پهن
توضیح این که : رادار ارتفاع یاب با بیم متحرک در جهت عمودی ناد(nading) می کند این نوع رادارها زاویه ی ارتفاع هواپیما را از طریق اصول اولیه عمل اسکن مکانیکی مداوم در صفحه ی عمودی (vertical plan) اندازه گیری می نمایند.
۴-۲۱- رادارهای سه بعدی (۳D) :
Three Dimentional Radar
رادار سه بعدی رادار جستجوگری (سرچی) است که در حین عمل اسکن بر روی هدف اطلاعات زاویه ی ارتفاع هدف را علاوه بر فاصله و سمت اندازه گیری می نماید.
رادار کاستا فقط ۲ بیم دارد و اختلاف ارتفاع را ± ی ده هزارپا می دهد.

رادارهای سه بعدی رادارهایی هستند که بیش از یک بیم دارند.
هرچه تعداد بیم ها بیشتر باشد محاسبه ی ارتفاع هدف دقیق تر است فضای مورد کاوش در این راداها به تعدادی بیم تقسیم می شود ، انرژی موجود در هر بیم توسط فرستنده و توسط تقسیم کننده ی توان تأمین می شود تقسیم توان در بیم ها ممکن است به یک اندازه نباشد.
بیم هایی که ارتفاع پایین و فاصله ی کم را پوشش می دهد دارای توان کمتری نسبت به بیم هایی هستند که ارتفاع بالاتر و فاصله بیشتری را تحت پوشش قرار می دهد.
دلایل استفاده از رادار سه بعدی چیست؟
امکان پذیری دادن پوشش در کل قطاع توسط یک بیم
جدا نمودن سیگنال های کلاتر و جمینگ دریافت شده در بیم های پایین تا این که هدف های با ارتفاع بالاتر با ضریب اطمینان بیشتری آشکارسازی شوند.
کاهش حجم کلاتر و چف و کلاتر بارانی که با هدف ها در هر یک از بیم ها برابری می کند.
۴-۲۲- رادار های V بیم:
در این نوع راداها دو آنتن با یک زاویه ۴۵ درجه نسبت به یکدیگر قرار گرفته اند و باعث ایجاد پرتوی تشعشعی V شکل در فضا می گردند یکی از آن ها به صورت عمودی و دیگری به صورت مایل (Slant) می باشد.
در این رادار ابتدا هدف وارد یکی از بیم ها شده و پس از مدتی وارد بیم دیگر می شود هرچه ارتفاع هدف بیشتر باشد این اختلاف زمانی با توجه به وضعیت بیم ها بیشتر است بنابراین با توجه به سرعت هدف و این اختلاف زمانی ارتفاع هدف محاسبه می شود.

توضیح این که: نحوه ی چرخش به گونه ای است که ابتدا بیم عمودی به هدف برخورد می کند و سپس بیم فایل. و بر مبنای زاویه ی چرخش آنتن ( θ ) بلیپ ها بین کانون های بیم عمودی و مایل اندازه گیری می شود.

۴-۲۳- رادارهای چند بیمی:
Stacek Beam Radar
رادارهای N بعدی چند بیمی با استفاده از یک توده ی بیم عمودی از نوع بیم های مدادی(Pencil Beam) با ارتفاع ثابت که به طور دائم و به صورت یکپارچه در زاویه ی سمت می چرخند یک پوشش اسکن حجمی ایجاد می کنند.
در این نوع رادارها هر بیم یک رادار جداگانه به حساب می آید. چون در فرستنده مجموعه ی این بیم ها به صورت Fan Beam عمل می نماید و همچنین از مجموعه ی کلیه ی بیم های مداری برای پوشش ارتفاع استفاده می شود.
توضیح این که: هر یک از بیم های مدادی تا ارتفاع خاصی را پوشش می دهند و برای هریک از بیم ها گیرنده ی جداگانه ای برای استخراج اطلاعات هدف موجود در آن بیم مورد نیاز است.
هر بیم مدادی حجم فضای محدودی را پوشش می دهند. که این خود یک مزیت است زیرا در صورت وجود کلاتر زمینی ، باران یا چف در هر یک از این ها می توان از تکنیک های MTI مربوط به خود استفاده کرد.
توضیح: برای ایجاد یک سیگنال ویدیویی ارتفاع و فاصله توسط بیم های چندگانه این رادارهای چند بیم معمولاً به مداری مجهز هستند که به طور دلخواه فقط دو بیم مجاوری که سیگنال هدف در آن قوی تر است انتخاب می نماید.
۴-۲۴- رادارهای اسکن سه بعدی:
رادارهای اسکن سه بعدی یک نمونه ی اساسی دیگر از ترکیب تکنیک های جست و جو و ارتفاع یابی مناسب برای مراقبت حجمی مداوم در وضعیت های ترافیک سنگین هوایی می باشد.
این نوع رادارها از آنتنی استفاده می نمایند که در حین چرخش در سمت دارای اسکن سریعی در پوشش ارتفاع نیز می باشند.

۴-۲۵- اسکن الکترونیکی:
Electronical Scanning
بیم یک آنتن آرایه ای ممکن است با تغییر فاز در ورودی هر عنصر هر آرایه به صورت الکترونیکی در فضا هدایت گردد. با ایجاد اختلاف فاز بین ورودی های عنصر آرایه توان های ناشی از آن ها نیز به گونه ای ترکیب می گردد که بیم اصلی در جهتی غیر از حالت قبل قرار خواهد گرفت بنابراین این تغییر فاز مداوم باعث تغییر جهت هدایت بیم خواهد گردید.

۴-۲۶- اسکن فرکانس :
در گروه اسکن کننده های بدون حرکت مکانیکی آنتن یکی از تکنیک های اساسی که در کاربردهای حرکت بیم ( جهت ارتفاع یابی و کاوش در سمت) اسکن فرکانس می باشد این نوع اسکن کننده ها با بکارگیری تغییر فاز (frequency phase shifting) در یک خط انتقال طولانی یا موجبرهایی که به صورت مارپیچ خمیده شودن و با عناصر دیگر در آنتن شکل یک آرایه ی خطی به وجود می آمدند که یک روش دقیق برای تغییر موقعیت بیم تولید شده از تغییر فرکانس استفاده می نمایند.
نمونه های دیگری از اسکن فرکانس بدین صورت است که عناصر آرایه با طول یکسان در مجاور هم قرار گرفته اند و وقتی که ورودی هر عنصر در فرکانس f0 باشد فاز ورودی همه ی عناصر یکسان خواهد بود. و بیم حاصل شده در جهت محور آرایه قرار می گیرد. هرچه فرکانس ورودی از f0فاصله بگیرد ( به طرف بالا یه پایین رود (f0 ± Δf) اختلاف فاز در هر بخش خط انتقال به همان اندازه ( به صورت تابعی از فرکانس) افزایش یا کاهش خواهد یافت در نتیجه باعث حرکت بیم خواهد شد.

به عنوان مثال برای فرکانس های زیر f0اختلاف فاز به صورت منفی بوده و بیم به طرف زوایای منفی محور اصلی ( بیم اصلی ، بیم رفرنس/ مرجع) هدایت می گردد.
همچنین اگر فرکانس بیشتر ازf0 باشد بیم به طرف زوایای مثبت محور اصلی هدایت خواهد شد.

فصل پنجم
اصول آرایه فازی

۵-۱- اصول آرایه فازی:
الزامات آرایه فازی برای سیستم ها:
قابلیت تفکیک در زاویه است که بستگی به نقاط نیم توان بیم دارد که در رادارهای آرایه فاز ی در هر بیم نقاط نیم توان از رابطه زیر به دست می آید:
θ۳db=(k.λ)/d
۳db پهنای بیم در نقاط نیم توان
k عدد ثابت بین ۷۰درجه و ۲۲ رادیان
λ طول موج برحسب متر
d قطر دهانه ای که ( سلولی که ) بیم را می سازد بر حسب متر
قدرت تفکیک در برد (cross range resolution) که با xRδ نمایش داده می شود به صورت زیر محاسبه می شود.

۵-۲- ترکیبات آرایه فازی:
با توجه به شکل فوق توان سیگنال دریافت شده توسط هر گیرنده ی جزء ( گیرنده هر عنصر ) با هم طبق شکل فوق و بر اساس روابط زیر جمع می شود. تا Ea یا EOut به دست آید.
توضیح: برای به دست آوردن روابط:
مرکز آرایه را به عنوان مرجع در جایی در نظر می گیریم که فاز آن صفر بوده و فاز عناصر هم جوار به صورت زیر تغییر می کند.

۵-۳- محاسبه ی خروجی آرایه چهار نقطه ای:
این خروجی از رابطه ی زیر محاسبه می شود.
Ed = Sin (ωt + 3φ/۲) + Sin (ωt + φ/۲) + Sin (ωt – φ/۲) + Sin (ωt – 3φ/۲)
= Sin (ωt) [ 2Cos ( 2φ/۲) + Cos (φ/۲)]
= Sin ( ωt) sin⁡〖(۳ φ/۲)〗/sin⁡〖(φ/۲ )〗
در نتیجه :
محاسبه ی خروجی آرایه ی n نقطه ای :
Ed = Sin ( ωt) sin⁡〖(n φ/۲)〗/sin⁡〖(φ/۲ )〗
اگر مقدار φ را در عبارت Edقرار دهیم:
Ed = Sin ( ωt) (sin⁡〖[Nπd/λ〗 sin⁡θ])/(sin⁡〖[πd/λ〗 sin⁡θ])
۵-۴- عمل اسکن در طول پالس در رادارهای آرایه فازی:
در این نوع اسکن فرکانس سیگنال برگشتی دریافت شده بستگی به زاویه ی ارتفاع هدف خواهد داشت و یک مجموعه ی گیرنده که هرکدام به یک فرکانس تنظیم شده اند پوشش قطاعی ارتفاع را با بیم های دریافت کننده موازی به وجود می آورند در نتیجه زاویه ی ارتفاع هدف توسط گیرنده ی تحریک شده مشخص می گردد. که این تکنیک به تکنیک اسکن در طول پالس موسوم است.
بهره ی آنتن برای آرایه های بزرگ ، بهره آنتن بدون اسکن با بهره ی آنتن به سطح موثر ثابت برابر است و از رابطه ی زیر محاسبه می گردد:
G0= (4π×A)/λ^۲
توضیح این که : اگر بیم به صورت الکترونیکی تحت یک زاویه ای تغییر کند ( اسکن کند ، زاویه بگیرد) بر بهره آنتن اثر خواهد گذاشت، بر اساس رابطه زیر
G (θ۰) = (۴π×A×cos⁡〖θ∙〗)/λ^۲
اگر θ باشد بیم ثابت است
هرچه θ را افزایش دهیم برگشتی کمتر می شود
با توجه به رابطه فوق می بینیم که هر چقدر زاویه ی θ ( زاویه چیخش بیم در طرفین و ارتفاع ) بیشتر شود بهره آنتن کم می شود و دریافت اهداف یا سطح مقطع راداری کم در فاصله مناسب مشکل می شود.

۵-۵- هدایت بیم:
Beam Steering
پرتوی آنتن های آرایه فازی (phase array) را می توان با تغییر فاز مناسب در ورودی هر المان ( عنصر ) به سرعت در فضا هدایت نمود. آرایه دارای عناصری با فواصل یکسان (d) را در نظر بگیرید. فاصله ی بین عناصر مجاور برابر d و دامنه ی پیام های ( اکوهای ) وارده در تمام عناصر یکسان فرض شده است . اگر پیام های وارده در تمام عنار هم فاز باشند و اختلاف فاز نسبی بین عناصر مجاور برابر صفر بوده و پرتوی اصلی با زاویه ی ۰ = θ در سطح آرایه گسترده خواهد بود.
اگر اختلاف فاز نسبی بین عناصر برابر صفر نباشد ( یعنی ۰ ≠φ) جهت پرتوی اصلی در راستای سطح آرایه نخواهد بود. و اگر اختلاف فاز برابر sin θ۰۲πd/λ = φ باشد پرتوی اصلی در جهت زاویه ی θ۰ و بنابراین فاز هر عنصر برابر ۰ + m. φθخواهد بود.
m= 1,2,…,∞
تغییر پهنای پرتو (بیم) در اثر تغییر زاویه هدایت:
با قرار گرفتن پرتو (beam) در امتداد محور آنتن پهنای پرتو در نقاط نیم توان (۳db) واقع در سطح اسکن شونده افزایش می یابد.
پهنای پرتو با Cos θ۰ تقریباً نسبت معکوس دارد.
توضیح این که: زاویه ی θ۰ زاویه ای است که نسبت به محور اصلی آنتن اندازه گیری می گردد.
۵-۶- مقایسه ی تغذیه گرهای موازی و متوالی:
برای این که پرتوی اصلی تابشی در راستای زاویه ی θ۰ قرار گیرد باید اختلاف فاز نسبی بین عناصر مجاور یک آرایه برابر= ۲πd/λ Sin θ۰ = φψ باشد. اختلاف فاز لازم بین عناصر را می توان به یکی از دو صورت زیر ( موازی یا متوالی ) ایجاد نمود.
در تغذیه ی متوالی ممکن است انرژی از یک انتهای آرایه ( خط ) وارد گردد و یا از میانه ی خط وارد شود و به سمت چپ و راست تقسیم گردد و به سوی دو انتهای آن منتشر شود.
مانند شکل های زیر:
توضیح این که : بین عناصر مجاور یک phase shifter ( فازگردان ) قرار دارد که میزان تغییر فاز آن ها برابر φ می باشد در حالی که در آرایه ها با تغذیه ی موازی انرژی تابشی به وسیله ی یکpower divider ( تقسیم کننده ی توان ) بین عناصر مختلف توزیع می شود.
انواع phase shifter :
با توجه به این که یک موج الکترومغناطیسی با فرکانس F که با سرعت V از طریق خط انتقالی به طول L منتشر شود اختلاف فازی برابر φ پیدا می کند که از رابطه ی زیر به دست می آید:
φ= ۲πFL/V= 2πL/λ
بنابراین تغییر فاز به تغییر فرکانس ، طول خط انتقالی ، سرعت انتشار و ضریب هدایت ( ثابت دی الکتریک) بستگی دارد.
البته تغییر فرکانس برای تغییر فاز به منظور هدایت الکترونیکی پرتو روش نسبتاً ساده ای است نسبت به عوامل دیگر.
یکی از روش های متداول تغییر فاز به کارگیری فازگردانی است که برای ایجاد تغییر فاز طول فیزیکی یک خط انتقال را تغییر می دهد.

به دلیل این که تغییر فاز به جهت انتشار بستگی ندارد بسیاری از وسایل تغییر دهنده ی فاز به صورت دو طرفه می باشند ( ارسال و دریافت ) البته بعضی از تغییر دهنده های فاز دو طرفه نیستند که این گونه تغییر دهنده ها برای ارسال و دریافت باید به طور متفاوتی تنظیم شوند.
البته یک تغییر دهنده ی فاز باید بتواند:
فاز خود را به سرعت تغییر دهد
قدرت زیادی را تحمل کند
به پیام کنترل کم قدرت نیاز داشته باشد
تلفات کم داشته باشد
سبک و کوچک باشد
عمر طولانی داشته باشد
قیمت آن معقول باشد

فاز گردان های دیجیتالی:
فاز گردان هایی که به روش دیجیتالی گزینش می شوند با انتخاب یکی از مسیرهای خطوط انتقال می توان فاز را تغییر داد تا مقدار فاز مورد نظر به طور تقریبی به دست آید. با کلیدهای الکترونیکی سریع خطوطی با طول های متفاوت به مدار وارد و یا از آن خارج می شوند که عناصری مانند دیودهای نیمه هادی و فریت ها از وسایلی هستند که در فازگردان های دیجیتالی به کار می روند.
فازگردان های Phase shifter) های ) دیودی:
ویژگی دیودهای نیمه هادی که برای فازگردان هیا مایکرویو مناسب است آن است که با تغییر ولتاژ بایاس امپدانس آن ها تغییر می کند این خاصیت به دیود امکان می دهد که مثل یک کلید عمل کند.

بر اثر تغییر ولتاژ مقاومت درونی دیود تغییر می کند و در نتیجه سرعت امواج تغییر خواهد کرد بنابراین طبق فرمول فوق θ تغییر خواهد کرد.
فازگردان ها دیودی قدرت نسبتاً زیادی داشته و تلفات آن ها نسبتاً کم است و به سرعت از حالتی به حالت دیگر تغییر وضعیت می دهند و به دما حساس نیستند ، دارای ابعاد کوچکی هستند و با قدرت کم کنترل می شوند.
فازگردان ها فرّو مغناطیسی:
فریت یک اکسید فلزی عایق و قابل آهنربا شدن است. که یون های آهنربای آن طوری قرار گرفته اند که می توانند آهنربای لحظه ای ایجاد کنند و در عین حال هم خاصیت نارسایی خود را حفظ کنند.
فریت ها عایق هایی با مقاومت زیاد هستند و به امواج الکترومغناطیسی اجازه ی نفوذ می دهند البته قابلیت نفوذ امواج الکترومغناطیسی در آن ها متفاوت است که از این خاصیت برای انحراف امواج الکترومغناطیسی استفاده می نمایند.
اکسیدهای فلزی با ترکیبات مختلف را با هم ترکیب کرده به صورت خمیر در آورده و به شکل میله های فریتی در آورده و در کوره می پزند تا محکم شود سپس بر اساس طول موج رادار برش می زنند.

با تغییر مقدار جریان سیم پیچ شدت میدان مغناطیسی که بدور فریت پیچیده شده تغییر می کند و باعث کنترل سرعت گذر امواج می شود. و بدین وسیله جهت تابش پرتو را تغییر می دهد.
تغذیه گرهای آرایه:
اگر به یک آرایه ی فازی تنها یک گیرنده و فرستنده متصل باشد باید یک نوع شبکه وجود داشته باشد تا تنها دریچه ی فرستنده و یا گیرنده را به هریک از دریچه های عناصر تابشی متصل کند برای این منظور از سیستم تقسیم کننده ی توان استفاده می شود.

تغذیه گرهای تابشی ( دورتاب):
از نظر شباهت به عدسی یا باز تاینده ۲ نوع تغذیه گر تابشی وجود دارد آرایه ی عدسی درست مانند یک آنتن عدسی به وسیله ی یک تغذیه گر اصلی تغذیه می شود و مجموعه ای از عناصر آنتن انرژی تابشی را جمع آوری نموده و از درون Phase shifterهایی که جبهه ی موج کروی را اصلاح نموده و همین طور یک تغییر فاز خطی در گستره ی سطح آرایه ایجاد می کنند عبور می دهد تا پرتو را هدایت کند.
یک مجموعه ی دیگر عناصر هم در سوی دیگر آرایه پرتو را در فضا منتشر می کند مانند شکل زیر:

تغذیه با صفحات موازی:
Parallel – Plate – Feeds
آنتن های پیل باکس تا شده ، شیپورهای تغذیه ای با صفحات موازی برای توزیع انرژی بین عناصر آنتن مورد استفاده قرار می گیرند که آن ها را سیستم های تغذیه فعال می گویند و اصولاً برای تغذیه ی آرایه های خطی به کار می روند.مانند شکل زیر:

۵-۷- معایب و مزایای رادارها آرایه فازی:
آنتن آرایه فازی دارای ویژگی های مطلوب ذیل می باشد:
هدایت سریع پرتو
ایجاد چنداین پرتوی مستقل
توانایی ارائه توان های پیک و قدرت بالا
کنترل نمودار تابشی
کاهش تدریجی (کند) انرژی به بیم ها
نثبیت بیم به روش الکترونیکی
معایب:
ساختار پیچیده
هزینه ی نسبتاً زیاد
دارای قطعات بحرانی زیاد
به هنگام چرخش ، بیم ها به دلیل تغییر عرض بیم رزولوشن به هم می ریزد
۵-۸- فرق رادارهای اولیه و ثانویه چیست؟
رادارهای اولیه وابسته به سیگنال منعکس شده از هدف می باشند و اطلاعات کافی در اختیار نمی گذارند و در ضمن دارای قدرت کلاتر زیادی می باشند ( به علت انعکاس یا Reflect امواج از طریق زمین یا جو )
رادارهای ثانویه:
فرکانس ارسالی ۱۰۳۰ MHz
فرکانس دریافتی ۱۰۹۰
توان پیک حدود ۲ kw
حساسیت گیرنده (MDS)-98db

یک سیستم رادار ثانویه دارای یک فرستنده و گیرنده بر روی زمین به نام Integratorیا پرسش کننده و یک فرستنده و گیرنده بر روی هواپیما است به نام Transponder یا پاسخ دهنده که فرکانس سیستم پرسش کننده و پاسخ دهنده با هم فرق دارد.
نیازمندی های ضروری یک سیستم IFF به شرح زیر می باشد:
فرستنده و گیرنده ف هم برای پرسشگر و هم برای پاسخگو
سیستم آنتن زمینی با بیم چرخنده ( پهنای باریک در سمت و پهنای وسیع در ارتفاع)
فرستنده و گیرنده در هواپیما Transponder :
آنتن همه جهته (Omidirectional) نصب شده بر روی هواپیما
وسیله ی استخراج اطلاعات دریافتی در ایستگاه زمینی

توضیح این که: در بعضی از ایستگاه های زمینی آنتن IFF در بالای آنتن رادار نصب گردیده و همراه آن می چرخد:

۵-۹- درهای سیستم IFF :
مُد ۱: این مد برای شناسایی عمومی هواپیماهای دوست از دشمن به کار گرفته می شود. سیگنال پرسشگر (integration signal) شامل یک جفت پالس یک میکرو ثانیه ای و فاصله ی بین آن ها ۳ μ sec است و سیگنال جواب در این مد یک پالس ۱ μ sec است.

مُد ۲: این مد برای شناسایی دقیق تر هواپیماهای بخصوص ( شکاری) به کار می رود.
مشخصات سیگنال پرسشگر در این مد: یک جفت پالس ۱ μ sec و فاصله ی بین آن ها ۵ μ sec و پاسخ هواپیما دو پالس ۱ μ sec به فاصله ی ۱۶ μ sec

مد ۳: این مد برای تشخیص نوع عملکرد هواپیما مورد استفاده قرار می گیرد. و کاربرد مستقیم آن در کنترل ترافیک هوایی است (ATC) سیگنال پرسشگر در این مود یک جفت پالس ۱ μ sec به فاصله ی ۸ μ sec و سیگنال جواب یک پالس ۱ μ sec است.

مد C ( مد چازلی): این مد برای گرفتن ارتفاع هواپیما به کار می رود و با ارسال سیگنال در این مد توسط پرسشگر با گرفتن اطلاعات از سیستم ارتفاع سنج هواپیما این اطلاعات را به سیستم پرسشگر ارسال می نماید که در روی اسکوپ و در محل مربوطه نزدیکی اسکوپ عدد ارتفاع نوشته می شود.
علاوه بر این مدها هواپیما می تواند از سیستم IFF برای نشان دادن وضعیت اضطراری استفاده نماید. در این حالت با استفاده از یک سوئیچ مخصوص در هواپیما سیستم Transponder در پاسخ هر یک از مدهای بالا ۴ پالس متوالی ۱ μ sec به فاصله ۱۶ μ sec ارسال می نماید.
۵-۱۰- سیستم SIF :
Selective Identifications Feature
سیستم SIF سیستم اضافی مورد استفاده برای سیستم IFF می باشد. استفاده از SIF سیستم را قادر می سازد که نه فقط از مدهای کاری مختلف استفاده کند بلکه کدهای موجود در هر مد را نیز مجزا نماید.
وقتی که SIF مورد استفاده قرار گیرد مشخصات پرسش های اصلی برای هریک از ۳ مد نظیر آن چه که تشریح گردید تغییر نخواهد کرد اما در سیستم هواپیما (Transponder ) دستگاه SIF باعث می گردد تا پالس های نرمال پاسخ یک قطار پالس شامل ۱۴ پالس را ایجاد نماید. به صورت زیر:

اولین و آخرین پالس (f1 , f2) در این قطار پالس به نام فارمینگ یا Bracket هستند که μ sec 20.3 با هم فاصله دارند. این دو پالس در پاسخ به مد پرسشگر که در سیستم هواپیما برای آن تنظیم شده باشد ارسال می گردد. در بین این دو پالس ۱۲ پالس وجود دارد که هرکدام به ترتیب اهمیت مشخص گردیده و یک فاصله در وسط این ۱۲ پالس وجود دارد که در حقیقت دو گروه پالس هفت تایی وجود دارد که فاصله بین پالس ها μ sec 1.45 و فاصله ی بین دو گروه μ sec 2.9 می باشد.
هریک یا کلیه ی دوازده پالس بین پالس های Bracket در پاسخ سیستم هواپیما (Transponder ) ظاهر می گردد ولی تعداد حقیقی بستگی به کد انتخابی در یک مد بخصوص به هریک از این ۱۲ پالس یک معرف : A , B , C , D و یک مقدار عددی : ۱ , ۲ , ۴داده شده است.
توجه داشته باشید که گروه ها به طور متوالی باز نمی گردند بلکه گروه های پالس C , A و گروه های D , B در دومین دسته ادغام و باز می گردند. هر کد شامل ۴ رقم است که هر رقم از یک گروه می باشد. پالس های گروه A اولین رقم بسته به پالس های ظاهر شده در آن گروه هر مقدار از ۰ تا ۷ نشان داده می شود:
مثال/ کد ۱۶۰۵ A1 B2 B4 D1 D4
پالس های گروه A اولین رقم و پالس های گروه B دومین رقم و پالس های گروه C سومین رقم و پالس های گروه D چهارمین رقم را به وجود می آورند.
بنابراین وقتی فقط پالس های Bracket ارسال می گردد ترتیب کد به صورت ۰۰۰۰ خواهد بود.
زمانی که همه پالس ها ارسال می گردد به صورت ۷۷۷۷ ظاهر می گردد اگر همه ی پالس های مورد استفاده قرار گیرند امکان دستیابی به حداکثر ۴.۹۶ = ۲۱۲ کّد مختلف در هر مود وجود خواهد داشت.
مّد I : از آن جایی که این مد یک مد شناسایی عمومی است معمولاً یک کد مشترک برای کلیه ی هواپیماهای خودی مورد استفاده قرار می گیرد و در زمان صلح هر چند مدت یکبار این کد تغییر می نماید و تنها پالس های اطلاعاتی SIF مورد استفاده در این مد (A1 A2 A4 B1 , B2) هستند به طوری که کلاً ۲۵ = ۳۲ کد در آن وجود دارد.
مثال/ کد ۵۲۰۰ در مد I چه پالس هایی ظاهر می گردد. A1 A4 B2
مُد II : این مد یک مد شناسایی فردی است به طوری که به هر یک از هواپیماها یک کد از این مد تعیین شده قبل از پرواز داده می شود. در این مد تعداد ثابتی از ۶ پالس اطلاعاتی برای هر کد استفاده می گردد که سه پالس آن از گروه A یا C و سه پالس دیگر از گروه B و یا D می باشد.
مثال/ کد ۴۳۳۱ در مد II دارای پالس های : A4 B1 B2C1 C2 D1
مد III : این مد برای شناسایی ترافیکی به کار می رود و نمایانگر عملکرد یک هواپیما برای استفاده در است. کدها معمولاً قبل از پرواز داده می شود در حال حاضر فقط ۶ پالس اطلاعاتی در این مد به کار گرفته می شود که همه از یک گروه یا هر دو گروه A و B هستند و حداکثر ۲۶ = ۶۴ کد در این جا وجود داد.
مثال/ کد ۱۶۰۰ A1 B2 B4
گیرنده ی رادار ناظر: این گیرنده از ۷ قسمت تشکیل شده
بخش RF ( RF Section)
کنسول آنالوگ گیرنده (Analog receiver consol (Arc))
کنسول اصلی دیجیتال (Digital Master consol (Dmc))
کنسول فرعی دیجیتال (Digital slave consol (Dsc))
تابوی تقسیم برق (Power Distribution panl (PDS))
کنسول راه دور رادار (Digital Remot consol (DRC))
۵-۱۱- بخش RF :
فرستنده رادار امواج الکترومغناطیسی فرکانس بالای RF را به صورت مجموعه ای از پالس های مدوله شده ی متناوب با پهنای پالس Z و با پریود T = PRT = 1/ PRF در جهت بیم آنتن ارسال می کند که در اثر انعکاس از اشیاع و محیط اطراف رادار بخشی از این انرژی پراکنده شده به طرف رادار بر می گردد. امواج بسیار ضعیف برگشتی از فضا که با نویز جمع شده اند توسط آنتن دریافت شده و بعد از Doplexor ابتدا در بخش RF توسط یک تقویت کننده ی RF با نویز کم به نام LNA به مقدار کافی تقویت و سپس به منظور تقویت مجدد سیگنال و انجام عملیات لازم جهت آشکار سازی با سیگنال Stalo در قسمت consol آنالوگ مخلوط شده و سیگنال باند میانی IF را تولید می کنند سیگنال IF پس از تقویت و انجام Filtering اولیه بهconsol آنالوگ گیرنده ارسال می شود.
۵-۱۲- کنسول آنالوگ گیرنده: (ARC)
کنسول آنالوگ یکی از بخش های اصلی گیرنده می باشد که سیگنال IF تقویت شده را از بخش RF دریافت کرده و پس از تقویت مجدد و آشکار سازی جهت انجام پردازش های نهایی و نمایش ، انواع سیگنال باند پایه (Videos) را ایجاد می کند . سیگنال های Triger مورد نیاز بخش های مختلف مانند اسکوپ ها، ارتفاع یاب (HF) ، بخش (RF) ، بخش مدولاتور و … در این بخش تأمین می شود. کنسول ARC دارای ۴ طبقه می باشد.
سیگنال های RF مورد نیاز بخش RF فرستنده در طبقه سیگنال ژنراتور RF تولید می شود.
همچنین سیگنال مرجع اصلی جهت آشکارسازی هم فاز ( سیگنال Coho ) سیگنال ویدیو و تولید Triger ها سیگنال های هم زمانی در این طبقه تولید می گردد.
در طبقه ی مولد Triger سیگنال های راه انداز فرستنده و کلیه ی سیگنال های و فرلامین مورد نیاز بخش های Dmc و ARC ، فرستنده و اتاق عملیات تولید می گردد.
سیگنال IF دریافت شده از بخش های RF در طبقه ی ویدیو تقویت ، فیلتر ، تقسیم و آشکارسازی می شود و در مجموع ویدوهای Bipolar ، Digitized ،m/n – A و log برای پردازش و نمایش به ارسال می شود.
توضیح این که : سیگنال های log و m/n – A را نیز می توان برای نمایش به اسکوپ های اتاق عملیات ارسال نمود.
ARC
Signal generator stalo / Coho
طبقه مولد Tigger
طبقه ی مبدل video
منبع تغذیه

۵-۱۳- منبع تغذیه :
ولتاژهای جریان مستقیم لازم جهت تغذیه ی واحدهای مختلف موجود در ARC در طبقه منبع تغذیه تولید می شود.
۵-۱۴- کنسول اصلی دیجیتال: (DMC)
بعد از آشکارسازی سیگنال توسط کنسول آنالوگ سیگنال های باند پایه ( Bpvideo , m/n) به کنسول اصلی دیجیتال تحویل داده می شود.
کمسول DMC دارای ۳ طبقه ی اصلی می باشد:
مدارهای رابط DMC و ARC و آنتن در طبقه ی تطبیق سیگنال (Signal Conditioning Stage) یا (SCS) تعبیه شده اند. و ظیفه ی این طبقه ی آماده سازی و تطبیق سیگنال های مختلف دریافتی از ARC و سیگنال های آنتن فرستنده و سیگنال IFF جهت کارت های پردازشگر سیگنال (DSP) و کارت زاویه و (A/D) می باشد.
برنامه Master Monitoring رادار در طبقه ی کامپیوتر صنعتی (IPC) یا (industrial personal computer) اجرا می شود.
همچنین کارت های AIB و کارت XANG و ۳ کارت پردازشگر DSP در این طبقه وجود دارند.
تولید ولتاژهای لازم برای تغذیه ی واحدهای طبقه ی SCS را بر عهده دارد.

DMC
Signal conditioning stage (SCS)
Indusrial personel computer (IPC)
Power soply

در DMC باند پایه (BP.V) بعد از انجام اصلاحاتی با استفاده از کارت های A/D به کلمات دیجیتال تبدیل شده و به همراه سیگنال دیجیتال توسط کارت واسط AIB در اختیار کارت های پردازشگر دیجیتال ( DSB ) قرار می گیرد.
در کارت های DSB با انتگرال گیری هم فاز و غیر هم فاز و اعمال فیلتر MTI بر روی سیگنال های دیجیتال شده اثرهای مربوط به نویز و هدف های ساکن ( کلاتر ) و یا با سرعت کم و حجر و تداخل فرکانس های رادیویی حذف شده و احتمال آشکارسازی اهداف متحرک بالا می رود.
نهایتاً داده های پردازش شده در کارت های DSP در اختیار برنامه رادار که در کامپیوتر اجرا می شود داده می شود . برنامه رادار با پردازش کارت های DSP و مقایسه ی سیگنال های نهایی مربوط به هر سلول تفکیک فاصله با یک سطح آستانه ی وقفی اقدام به نمایش اطلاعات بر روی صفحه ی مانیتور کامپیوتر می کند.
در این برنامه همچنین بخشی به نام پردازش داده های رادار (Radar data processing) یا (Ads) جهت اخراج اطلاعات اهداف متحرک و Track کردن آن ها وجود دارد اطلاعات پردازش شده در کامپیوتر با سیگنال m/n دریافتی از کنسول ARC ترکیب شده جهت نمایش به صفحه ی PPI ارسال می گردد.
برخی از ویژگی ها و قابلیت های DMC به قرار زیر است:
امکان انجام انواع پردازش روی سیگنال دریافتی /Fitering , integration , cancelation , MTI , C Far و … و کلاً انتخاب مجموعه ای از عملیات پردازش توسط اپراتور
سیستم گرافیکی جهت نمایش کلیه ی اطلاعات خام و پردازش شده ی رادار با امکانات وسیع نمایشی به شکل menu در وضعیت های مختلف قدرت تفکیک
امکان ارسال و دریافت اطلاعات رادار بین سایت های دور (Remote) و ایستگاه های نزدیک ( local ) و امکان تشکیل شبکه های راداری
قابلیت شبیه سازی صفحه ی مانیتور به جای PPI
قابلیت ارتباط با صفحه ی مانیتور PPI
امکان گسترده ی Dato Loging و ذخیره ی اطلاعات راداری روی دیسک و یا چاپ اطلاعات.
۵-۱۵- کنسول فرعی دیجیتال: (DSC)
کنسول های Slave در اتاق عملیات از طریق شبکه ی محلی (LNA) با DMC در ارتباط هستند. این کنسول ها فقط شامل طبقه ی کامپیوتر می باشند که برنامه ی slave مانیتورینگ رادار بر روی این کامپیوتر اجرا می شود.
DSC وظیفه ی نمایش داده های دریافتی از DMCرا بر عهده دارد و با نصبModem در این منسول می توان به وسیله ی خط تلفن و یا خطوط مستقیم leased line داده های دریافتی از DMC را به کنسول راه دور رادار (DRC) مخابره نمود.
تابلوی تقسیم برق: در این تابلو برق AC ورودی کنسول های DMC وARC تقسیم و کنترل می شود.
۵-۱۶- کنسول راه دور رادار : (DRC)
کنسول راه دور رادار در اصل یک کامپیوتری است که توسط دستگاه مودم و برنامه ی monitoring مخصوص با کنسول DSC گیرنده ی رادار ارتباط برقرار می نماید.
مشخصات فنی گیرنده رادار ناظر:
مشخصات عمومی: مشخصاتی از قبیل پوشش در برد ، ارتفاع ، زاویه ی سمت ، زاویه ی ارتفاع ، بیم آنتن، توان تشعشعی فرستنده تابعی از مشخصات فرستنده ی و آنتن می باشد و گیرنده تأثیر چندی نیز روی آن ندارد.
دقت آشکارسازی در این نوع رادار ۲ درجه ( بر اساس مشخصات فرستنده )
دقت آشکارسازی در برد ۳۰۰m ( برای پهنای پالس ۲ μ sec ) و ۷۵۰ m (برای پهنای پالس ۶ μ sec )
احتمال آژیر خطر FAR = 10-9
احتمال آشکارسازی ۹۰%
۵-۱۷- سیگنال های درایو فرستنده :
فرکانس موج حامل قابل انتخاب
فرکانس Stalo قابل انتخاب
پهنای پالس
نرخ تکرار پالس
نرخ تغییر
امکان انتخاب دو به صورت دستی
امکان انتخاب به صورت متغیر
داخلی: تغییر به ازای هر دو پالس ، ۴ پالس ، ۸ پالس یا ۱۶ پالس
خارجی: تغییر به صورت اسکن به اسکن
۵-۱۸- مشخصات فنی قسمت آنالوگ گیرنده:
حساسیت گیرنده (Minimum Detectible Signal)
قسمت زمان-۱۱۷ dbm
قسمت -۱۱۵ dbm
در ابتدا قسمت (LNA) RF : 2 db
عدد نویز
در کل گیرنده : ۴ db
نرمال (RAW)
آشکارسازی : MTI
لگاریتمی
بهره ( گین ) قسمت RF : 15 db
ضریب بهبودی : ۵۰ db
۵۰۰ KHzNarrow band (باند باریک)
پهنای باند :
۸.۵ MHzWide band (باند پهن)
بهره : ۱۸۰ db و قابل تنظیم
فرکانس IF : 30MHz
سیستم جنگ الکترونیک:log , m/n
نوع: pc و کارت های مخصوص DSP
پردازشگر: A/D : 8 بیتی یا ۹ بیتی قابل انتخاب
تعداد پالس های مورد پردازش انتخابی و به طور معمول ۱۲
CFAR : سطح آستانه ثبت یا سطح آستانه وقفی یا اتوماتیک
MTI : سه پالسه
ردیابی :TWS
تعداد هدف های تحت تعقیب: در هر لحظه بیش از ۵۰ هدف
مشخصات حرکتی هدف برای هر ۵۰ هدف
امکان نمایش سیگنال های ویدیویی / MTI ، نرمال ، IFF
امکان انتخاب مجموعه ای از عملیات پردازش توسط اپراتور
امکان ارسال و دریافت اطلاعات رادار
امکان ذخیره اطلاعات و چاپ آن ها
امکان گیت کردن ویدیوها
نوع مانیتور به کار رفته در رادار Super VGA
امکان علامت گذاری اهداف در مناطق حساس
انجام عملیات توسط اپراتور به وسیله ی صفحه کلید و ماوس قابل انجام است.
سوال امتحانی/ سطح آستانه چیست؟ ( تعریف به طور کلی) و در رادار ناظر بر چند نوع است؟
۵-۱۹- مشخصات سیستم برق مورد استفاده:
برق مصرفی گیرنده ۲۲۰V , 50Hz
بخش RF گیرنده:
این این بخش از ۳ واحد ، تقویت کننده ی کم نویز (LNA) ، فیلتر میانگذر (band pass filter) و Mixer گیرنده ( مخلوط کننده ) تشکیل شده است.
از آن جایی که امواج برگشتی از اهداف بسیار ضعیف و نویزی می باشند مجموعه ی بخش RF برای کنترل عدد نویز گیرنده مستقیماً به Doplexor متصل می شود.
شکل فوق بلوک دیاگرام کلی بخش RF رادار ناظر را نشان می دهد.
Mixer : سیگنال خروجی فیلتر میان گذر به مدار ورودی RF میکسر گیرنده (j2) متصل گردیده است.
توضیح این که : مجموعه ی این مدار ( مدار Mixer ) جهت کاهش تأثیر امواج ناخواسته بر روی آن در یک جعبه ی آلومینیومی ضخیم وجود دارد.
مدار Mixer گیرنده از ۳ مدار پیش تقویت کننده ی RF و پیش تقویت کننده ی IF تشکیل شده است.
سیگنال ورودی RF پس از تقویت در G4 در مدار مخلوط کننده با سیگنال نوسان ساز محلی (Local Osilator) که از طبقه ی signal generator ِ RF که از کنسول آنالگ گیرنده (ARC) توسط کابل RF به بخش RF منتقل شده ، مخلوط می شود و پس از تقویت و عبور از فیلتر میانگذاری که فرکانس مرکزی آن بر روی فرکانس IF تنظیم شده است توسط Vc1 به ورودی مدار پیش تقویت کننده ی (V1) IF رسیده و پس از تقویت نهایتاً سیگنال IF به کنسول آنالوگ گیرنده (ARC) ارسال می شود.
۵-۲۰- ضریب تقویت Mixer گیرنده در مجموع ۴۰ db می باشد.
سیگنال Lo ( local osilator یا نوسان ساز محلی ) که از خروجی مدار Stalo که به بخش RF وارد می شود پس از تقویت توسط واحد V5 ( که در صورت عدم نیاز می توان واحد V5 را حذف نمود) به مدار (V2) Mixer وارد می شود.
توضیح این که: ولتاژ تغذیه برای مدار Mixer ، +۱۵V-DC می باشد و از طبقه ی منبع تغذیه ی ARC تأمین می گردد و در داخل مدار توسط Regolator به ۱۲v-dc تثبیت می گردد.
تقویت کننده ی کم نویز (LNA) :
این مدار نیز جهت کاهش اثر تداخلی سیگنال های محی در یک جعیه ی آلومینیومی ضخیم قرار گرفته است ( یک جعبه ی مکعب مستطیل به اندازه یک قوطی کبریت بزرگ)
مدار LNA از ۲ مدار ، RF و Regolator ِ ولتاژ تشکیل شده است خود مدار RF متشکل از ۳ بخش است که عبارت است از:
مدار تطبیق ورودی
مدار تطبیق خروجی
یک تقویت کننده ی ترانزیستوری
مدار تطبیق ورودی و خروجی متشکل از خطوط Micro Strip ِ ۵۰Ω خازن های تریمر از نوع ( Vc2 , Vc1 ) Gigatr جهت تنظیم پارامترهای تقویت کننده می باشد.
در ساخت تقویت کننده ی LNA از توانزیستور ماسفت گالی ام آرسناید استفاده شده است.
ولتاژ تغذیه ی ورودی LNA ولتاژ ۱۵V-DC که از بخش منبع تغذیه ی ARC تأمین می شود.
در داخل LNA نیز یک طبقه ی Regolator ِ تغذیه دارد که دامنه ی ولتاژ خروجی Regolatorتوسط مقاومت متغیر VR1 تنظیم می شود.
توضیح مهم: تنظیم VC1 ، VC2 و VR1 فقط در محل تولید سیستم توسط تجهیزات مناسب انجام می گیرد.
در صورت تنظیم مدار بهره ی کل گیرنده بیش از ۱۵ db و عدد نویز کمتر از ۲ db پهنای باند ۱۰۰ MHz در طول فرکانس ۱.۳ GHz حاصل خواهد شد.
Band apss Filter ( فیلتر میانگذر):
این فیلتر از نوع inter Digital ِ دو میله ای می باشد و در ۴ طبقه ساخته شده که فرکانس مرکزی و پهنای باند هریک از طبقات توسط میله های تعبیه شده در آن تنظیم می گردد.
انتخاب هر فیلتر بر مبنای فرکانس کار رادار می باشد.
پهنای باند مجموعه ی ۴ فیلتر حدود ۱۰۰ MHz و در محدوده ی فرکانس کار رادار می باشد که هر کدام از فیلتر ها ¼ پهنای باند اصلی را می پوشاند.
تلفات جایگزینی این فیلترها حدود ۲db است.
نمونه سوال: عرض باند فیلترها
مشخصات فیلترهای میان گذر ۲ میله ای
محدوده فرکانس تحت پوشش پهنای باند فرکانس مرکز فیلتر
۱۲۵۰.۵ ≤ F ≤ ۱۲۷۲.۵ MHz 29 MHz 1265 MHz فیلتر اول
۱۲۷۰.۵ ≤ F ≤ ۱۳۰۴.۵ MHz 29 MHz 1290 MHz فیلتر دوم
۱۳۰۰.۵ ≤ F ≤ ۱۳۲۲.۵ MHz 29 MHz 1315 MHz فیلتر سوم
۱۳۲۵.۵ ≤ F ≤ ۱۳۵۴.۵ MHz 29 MHz 1340 MHz فیلتر چهارم

۵-۲۱- کنسول آنالوگ گیرنده (ARC) :
وظایف این کنسول عبارت است از :
تقویت و آشکارسازی سیگنال IF تولید شده در بخش RF گیرنده
ایجاد انواع سیگنال های باند پایه ( Video ها ) جهت نمایش روی PPI و یا ارسال به کنسول DMC جهت انجام پردازش دیجیتالی
تولید سیگنال های Trigger برای بخش های مختلف کنسول ARC ، DMC ، PPI ، فرستنده و اتاق عملیات و ارتفاع یاب
تولید سیگنال مورد نیاز RF مورد نیاز بخش RF فرستنده
ARC
منبع تغذیه
مولد تریگر سیگنال راه انداز فرستنده
سیگنال ژنراتور RF
تولید ویدیو

مولد های و سیگنال های راه انداز فرستنده:
واحد موجود در این طبقه ( مولد Trigger ) عبارت است از :
واحد TGU ( واحد مولد تریگر ) Trigger Generator Unit
واحد CSU ( واحد سوئیچ کوهو ) Coho Switch Unit
واحد میکر فرستنده و فیلترهای مربوطه Mixer & Amp Unit
واحد تقویت کننده ی Trigger Trigger Amplifier Unit
واحد فرکانس میتر Frequency Meter Unit

واحد TGU : یکی از مهم ترین قسمت های طبقه ی مولد Trigger و سیگنال های راه انداز فرستنده است.
این واحد یا دریافت سیگنال مرجع سینوسی ( حدود ۳۰ MHz ) از اسیلاتور و تریگرهای T0 ، T1 ، T2 ، T3 و T0T را با زمان های مورد نیاز برای واحدهای مختلف ARC ، DMC ، سیستم IFF ، سیستم مدولاتور فرستنده ، نمایشگر PPI و (HF) ارتفاع یاب تولید می کند.
توضیح این که در قسمت Power AmpiFire قسمت های زیر وجود دارد.
کلاسیترون
فوکوس کوئل
پالس ترانس
ترانس فیلامان
سیستم نشان دهنده ی حرارت
سیستم نشان دهنده ی فشار هوا
سیستم منابع تغذیه ی فوکوس کوئل
دو نوع فرستنده در سیستم های راداری وجود دارد High Voltage یا High Carrent ( جریان بالا) که در آن معمولاً ۲۰ عدد PEN وجود دارد.
رادارهای کرج ، هاشم آباد ، گنو ، بهبهان ، jy14 ها جریان بالا هستند.
رادارهای کرند ، بجنورد ، قلعه مرغی و دزفول از نوع jy14 هستند.
High Voltage ها معمولا ً تایراترون دارند.
کار با مدولاتور بسیار سخت می باشد هنگام کار با این سیستم حتماً آن را دشارژ کنید و حتما تنها کار نکنید و خلباصه کار کردن با ر بسیار سخت و خطرناک است حتماً طبق دستورالعمل ( کارت ها ) کار کنید.
واحد سوئیچ کوهو (CSU) : این واحد با استفاده از Trigger ، T0 به عنوان کنترل ، عمل سوئیچ سیگنال کوهو به یکی از Mixer های فرستنده را انجام می دهد. از آن جایی که سیگنال RF راه انداز فرستنده فقط در مدت زمان ارسال یعنی در زمان روشن شدن لامپ خروجی فرستنده باید فعال باشد لذا Mixer فرستنده هم در همان زمان روشن می گردد. برای این منظور سیگنال ورودی Coho که به نسبت سیگنال Stalo توان بیشتری دارد توسط واحد سوئیچ Coho سوئیچ می شود.
واحد Mixer فرستنده: این واحد از ۲ مدار مجزا تشکیل شده است. یکی Mixer فرستنده و دیگری تقویت کننده درایو. این دو مدار در یک Box قرار گرفته اند.

واحد تقویت کننده ی Trigger : این واحد برای قسمت های مختلف مانند IFF ، ارتفاع ، PPIتقویت های لازم را انجام می دهد.
واحد سیگنال ژنراتور RF : این طبقه وظیفه ی تأمین سیگنال RF مورد نیاز بخش RF گیرنده و همچنین تولید سیگنال driver برای ارسال به لامپ کلاسیترون ره به عهده دارد.
این طبقه از اجزاءزیر تشکیل شده است.
واحد Syentisizer
ضرب کننده های فرکانس
کنترل بهر ی اتوماتیک RF(RF Automatic gain control)
واحد تقسیم کننده ی توان RF(RF – Divider – Amp )
واحد رابط صفحه کلید (Keyboard Interface )
اسیلاتور Coho
بخش اعظم این طبقه را مدارهای مرتبط Stalo تشکیل می دهند که ویژگی آن ها عبارت است از:
کل باند فرکانسی Stalo : 1220 – ۱۳۲۰ MHz
توضیح اینکه: سیگنال خروجی Stalo از خلوص بالایی برخوردار است ( سیستم ناپایدار نیست ) و مولفه های فرکانسی مزاحم و نویز حدااقل زیر مولفه های اصلی است.

فرکانس های تولیدی ، پایداری بالایی دارند.
توان خروجی Stalo در فرکانس های مختلف تا حد ممکن مساوی می باشد.

واحد syentisizer : مدار ساینتی سایزر یا به صورت بانک فیلتر کریستالی و یا به صورت PLL ( Phase lock lop یا حلقه ی قفل فاز ) قابل پیاده سازی است.
در صورت استفاده از ساینتر سایزر کریستالی فرکانس خروجی ساینتی سایزر حدود (۱۹.۱ – ۲۰.۶ MHz) 20 MHz خواهد بود.
در صورت استفاده از ساینتی سایزر PLL فرکانس خروجی ساینتی سایزر حدود (۴۱.۲۴ – ۳۸.۱۸ MHz) خواهد بود.
در ساینتی سایزر PLL مرجع زمانی فرکانس های تولید از اسیلاتور Coho گرفته می شود ولی د ر ساینتی سایزر کریستالی فرکانس های تولید توسط بانک کریستال موجود در مدار تولید می شود.
ضرب کننده ها: جهت انتقال سیگنال خروجی مدار ساینتی سایزر به حوالی فرکانس مطلوب خروجی Stalo ( باند L ) برحسب نوع ساینتی سایزر مورد استفاده از ۲ یا ۳ مجموعه ی ضرب کننده و یک فیلتر Inter Digital استفاده می شود.
ضرب کننده ی اول : این مدار با ضرب فرکانس سیگنال ورودی که در محدوده ی (۱۹.۱ – ۲۰.۶ MHz) می باشد یک موج سینوسی با فرکانس (۳۸.۲ – ۴۱.۲ MHz) تولید می کند.
ضرب کننده ی دوم :
و … .
کنترل بهره اتوماتیک RF : در صورت استفاده از ساینتی سایزر کریستالی به منظور جبران تغییرات توان خروجی Stalo در فرکانس های مختلف در خروجی فیلتر inter digital از یک واحد کنترل اتوماتیک بهره (AGC) استفاده می شود.
توضیح این که : این بهره برای یک مقدار معین تنظیم می شود.
واحد تقسیم کننده ی توان: این واحد با دیافت سیگنال RF از قسمت RF AGC ( یا فیلتر Inter Digital در صورت استفاده از ساینتی سایزر PLL ) پس از تقویت به دو مسیر تقسیم و هدایت می شود:
خروجی H با توان زیاد جهت ارسال به بخش RF و اعمال به Mixer گیرنده به عنوان سیگنال L.O
خروجی L با توان کمتر از خروجی H ، سیگنال مورد نیاز Mixer فرستنده (T Mixer) را فراهم می کند.
واحد رابط با صفحه کلید: وظیفه ی واحد رابط با صفحه کلید عبارت است از :
ایجاد اعداد کنترلی (FSW) برای کنترل فرکانس تولیدی مدار ساینتی سایزر
ایجاد اعداد کنترل لازم برای کنترل بهره ی مدار RF – AGC در صورت استفاده از ساینتی سایزر کریستالی
توضیح این که : تغییر فرکانس توسط یک کلید دو حالته (Up / Down) که بر روی Indicate Panel کنسول آنالوگ گیرنده قرار دارد انجام می گیرد.
خروجی این واحد ( واحد رابط صفحه کلید ) برای syentisizer و ۳ بیت دیگر آن جهت مدار RF – AGC استفاده می شود.
اسیلاتور Coho : وظیفه ی اسیلاتور Coho تولید سیگنال سینوسی با فرکانس کاملاً ثابت (۳۰ MHz) و با نویز فاز کم می باشد.
سیگنال خروجی این واحد به واحدهای زیر ارسال می گردد:
به عنوان سیگنال مرجع به واحد آشکارساز فاز
به واحد Coho سوئیچ (CSU)
به واحدTGU در صورت استفاده از syentisizer
PLL از Coho یک خروجی ۳۰ MHz جهت سنکرون کردن فرکانس stalo به قسمت syentisizer ارسال می گردد.
طبقه ی Video : سیگنال باند میانی (IF) دریافت شده از بخش RF گیرنده در طبقه ی Video به ۳ مسیر مستقیم و با روش های مختلف آشکارسازی می گردد.
در مسیر log بر روی سیگنال if عمل تقویت و آشکارسازی صورت می گیرد که خرویجی این مسیر سیگنال log video می باشد. این سیگنال برای نمایش بر روی PPI و همچنین در مواقع وجود jammer برای Anti Jamming مفید می باشد.
در مسیر MTI بر روی سیگنالIF عمل محدود کردن دامنه و آشکارسازی فاز صورت می گیرد.
خروجی این مسیر یک سیگنال ویدیویی دو قطبی در باند پایه با دامنه ی مناسب جهت اعمال به مدار A/D که کنسول اصلی دیجیتال (DMC) می باشد.
در این مسیر سیگنال دو قطبی آشکاسازی شده به ۴ سیگنال دیگر ، Unipolar ، digitized ، m/n Analog و m/n Digital تبدیل می شود جهت تست و استفاده به کنسول DMC ساخته می شود.
واحد های مختلف موجود در طبقه ی Video عبارت است از:
واحد تقسیم کننده ی توان IF IF Divider Unit
واحد مبدل STC STC Generator
آشکارساز و تقویت کننده ی لگاریتیمی Log AmplFire & Detector
محدود کننده Limiter – (LIM)
آشکارساز فاز Phase Detector
فیلتر پایین گذر LPF
پردازشگر آنالوگ Analog Processing Unit
پردازشگر m/n m/n Processing Unit
پردازشگر m/n : به منظور کاهش اثر نویز و تداخل های پالسی غیر سنکرون ( جمر) در خروجی پردازشگر آنالوگ از یک مدار به نام پردازشگر m/n استفاده می گردد.
ورودی های مدار عبارت است از : Signal Digitize از واحد پردازشگر آنالوگ ، سیگنال پالس ساعت ۱ MHz از واحد TFU ، سیگنال (T1) RF از واحد TGU و ولتاژهای تغذیه ی +۵V و +۱۲V
خروجی این مدار عبارت است از: دو سیگنال m/n آنالوگ و m/n دیجیتال می باشد که خروجی m/n آنالوگ در اصل یک سیگنال آنالوگ چند سطحی است که در واحد VCU واقع در کنسول دیجیتال (DMC) با سیگنال خروجی کارت PPI جهت ارسال به PPI ترکیب می شود.
نوع پردازش و یا به بیان دیگر تعداد پالس هایی که به ازای آن در خروجس اعلام هدف می شود ، می تواند ۲ از ۱۰ یا ۳ از ۱۰ باشد که توسط (Jumper) جامپری در داخل مدار قابل تنظیم است.
به عنوان مثال / در حالت ۳ از ۱۰ اگر تعداد پاس های بازگشتی متناظر در یک سلول خاص سه عدد یا بیشتر باند مدار اعلام هدف می کند ( در اکثر مواقع کار مدار در وضعیت ۳ از ۱۰ تنظیم می شود.
limiter: وظیفه ی این واحد فیلتر کردن سیگنال های آشکار شده در باند پایه به منظور کاهش توان نویز می باشد. این مدار دارای دو بخش کاملاً مجزا است:
بخش اول: مداری که شامل یک فیلتر پایین گذر و بافر است که جهت فیلتر کردن و تقویت سیگنال خروجی واحد آشکارساز فاز استفاده می شود. و خروجی این قسمت به عنوان یک سیگنال دو قطبی به پتانسیو متر در قسمت PHD اعمال می شود و پس از تنظیم دامنه به حداکثر ۱± ولت به عنوان سیگنال ویدیو جهت ارسال به کنسول الی دیجیتال داده می شود.
بخش دوم: ورودی بخش دوم مدار که شامل یک فیلتر پایین گذر ، بافر و یک درایور خط می باشد سیگنال خروجی واحد آشکارساز فاز و تقویت کننده ی لگاریتمی LDU می باشد. این سیگنال بعد از ویدیوهای لگاریتمیlog video به PPI ارسال می شود. پهنای باند فیلترهای پایین گذرترین واحد متناسب با عکس پهنای پالس ارسالی انتخاب و تنظیم می شود(۱/Z). در صورتی که Z = 6 μ sec پهنای باند فیلتر BF= 120 KHz است.
۱ ≤ z ≤ ۲۰ m Hz
۱/۲۰ ≤ BF ≤ ۱ m Hz
محاسبه ی حساسیت گیرنده:
عدد نویز = ۱/θ × ۱/Ca
₋ ۱۷۴ + NF + 10 log bw = MDS
مثال/ -۱۷۴ + ۴ + ۱۰ log 107 = -174 + 4 + 70 = 100
مثال/ -۱۷۴ + ۴ + ۱۰ log 300 × ۱۰۳ = -۱۷۴ + ۴ + ۱۰ (log 3 + log 5)
= -۱۷۴ + ۴ + ۱۰ ( ۰.۴۷۷۱۲ + ۵)
= -۱۷۴ + ۴ + ۵۵
۵-۲۲- کنسول دیجیتالی (DMC) :
بعد از آشکارسازی سیگنال های برگشتی رادار توسط کنسول آنالوگ گیرنده (ARC) سیگنال های باند پایه ( Video ها ) : خروجی واحد LPF و یا خروجی Bipolar مربوط به پردازشگر آنالوگ سیگنال m/n Analog و سیگنال Digitize به کنسول DMC تحویل داده می شوند.
و دیگر ورودی های کنسول DMC عبارت است از:
سیگنال تریگر (PRF) T1 از واحد TGU
سیگنال IFF از واحد شناسایی
سیگنال ARP و ACP از Shafting Coder در سیستم آنتن
وظایف اصلی کنسول DMC را می توان به شرح زیر خلاصه نمود:
دریافت سیگنال های لازم و اصلاح آن ها جهت مراحل بعدی ( سیگنال ویدیویی و سیگنال های کنترل)
پردازش DATA های آماده شده در بخش Data Position و استخراج اطلاعات هدف:
در این مرحله توسط نرم افزارهای موجود در کارت های DSP به منظور حذف کلاتر ، کاهش از نویز و تداخل بر روی سیگنال های ویدیویی یک سری پردازش انجام می شود. بعد از انجام پردازش اولیه ی داده های پردازش شده در کارت های DSP در اختیار برنامه ی رادار در کامپیوتر (PC) قرار می گیرد.
در این برنامه ضمن تکمیل پردازش داده ها و انجام پردازش های CFAR داده های نهایی مربوط به هر سلول تفکیک فاصله با یک سطح آستانه ی وقفی مقایسه شده و اعلام هدف می گردد.
توضیح این که برنامه ی رادار جهت استخراج اطلاعات اهداف متحرک بخش پردازش داده های رادار (RDP) نیز وجود دارد.
نمایش اطلاعات پردازش شده :
اطلاعات پردازش شده هم به PPI می رود و هم در مانیتور کامپیوتر (PC) نمایش داده می شود.
مخابره ی اطلاعات نمایشی به کنسول slave از طریق شبکه کنسول DMC دارای ۳ طبقه است:
طبقه ی منبع تغذیه
طبقه ی تطبیق سیگنال (signal conditional stage (SCS))
طبقه ی کامپیوتر صنعتی
۵-۲۳- طبقه ی تطبیق سیگنال (SCS) :
وظیفه ی این طبقه آماده سازی و اصلاح سیگنال های مختلف دریافتی از کنسول آنالوگ ، آنتن ، فرستنده و سیستم IFF جهت استفاده در کارت های X Angle , AIB , DSP , A/D می باشد . که این طبقه از قسمت های زیر تشکیل شده است:
واحد اصلاح پالس PCU (Pulls conditioning unit)
واحد تبدیل سریال به موازی SPU (Serial to parallel unit)
واحد تبدیل آنالوگ به دیجیتال A/D
واحد ترکیب ویدیو VCU (Video conditioning unit)
واحد توزیع سیگنال SDU (Signal distribution unit)
واحد اصلاح دامنه LAU (Level & attenutted unit)
طبقه ی کامپیوتر صنعتی (IPC) : این طبقه از ۲ بخش تشکیل شده است:
بخش اول یک کامپیوتر (PC) که با استاندارهای صنعتی طراحی شده است.
بخش دوم تشکیل از کارت های سخت افزاری / AIB ، XAng ، DSP با نال های PPI ، MTI و Normal
توضیح این که: کارت های DSP از برنامه های ( اسمبلی ) یا زبان ماشین استفاده می کنند که این برنامه ها باید در کارت های DSP ، Load شوند. فرمان ها و کنترل های لازم بین کارت ها ، PC از طریق BAS و ISAو برنامه یmonitoring رادار رد و بدل می شوند و اطلاعات زاویه از طریق BAS و ISA از کارت X Angle توسط برنامه دریافت می گردد.
۵-۲۴- کارت X Angle:
وظیفه ی این کارت دریافت اطلاعات زاویه از آنتن و تحویل آن به PC با فرمت باینری است. این کارت به گونه ای طراحی شده است که قادر است با انواع اطلاعات زاویه ای آنتن عمل کند. این کارت ۳ نوع اطلاعات ورودی از انواع مختلف سیستم آنتن را به کلمات ۱۲ بیتی دیجیتالی تبدیل می نماید.
این ۳ نوع اطلاعات عبارت است از:
ورودی زایه به صورت کد (Resaltwor)
ورودی زایه به صورت کد Grray ( 12 بیتی )
ورودی زایه به صورت کد افزایشی یا ARP ، ACP به صورت (Incremental)
زاویه ی خروجی که به PC داده می شود به صورت یک عدد ۱۲ بیتی باینری است که در دو مرحله به صورت ۸ بیت (High beat) و ۴ بیتی (Low beat) بر روی خطوط داده (ISA , BAS) به PC منتقل می شود.
نوع زاویه ی ورودی کارت به صورت یک فرمان به وسیله ی PC مشخص می شود.
عمل نوشتن زاویه در BAS و ISA توسط میکروپروسسور ۸۱۵۱ صورت می گیرد.
در سیستمی که بر مبنای ورودی کد افزایشی عمل می کند ( سیستم شفتینگ کودر آنتن ) کارت زاویه با دریافت ۲ سیگنال ACP و ARP مقدار زاویه را به دست می آورد.
۵-۲۵- مشخصات رادار JY14 :
این رادار یک رادار ۳ بعدی است. یعنی مختصات هدف را از نظر فاصله زاویه ی سمت و ارتفاع ارائه می دهد.
محدوده ی فرکانس این رادار:۱.۸۵ – ۲.۵ GHz
میزان : حدود ۳ PRF به میزان ۳۵۰, ۲۸۰ , ۲۵۰
Rmax(unamb) = 0.15 × ۱/ ۳۵۰ = ۰. ۱۵ × ۱/ ۳۵۰ =
حداکثر ارتفاع قابل کشف:۲۵km یا ۸۲۰۰۰ پا
پوشش در زاویه ی افقی : ۳۶۰ درجه
گردش آنتن: ۶ دور در دقیقه
این سیستم دارای ۲ فرستنده و یک گیرنده است.
عرض پالس:۲ × ۲۰ μ sec
آنتن از نظر شکل هندسی سهمی گون است.
طول محور آنتن: ۱۱m
ارتفاع آنتن:۱۴m
این رادار ۴ کابین است( ۲ کابین فرستنده ، ۱ کابین گیرنده و ۱ کابین هم اتاق عملیات است)
نوع رادار : کلاسیترونی
تعداد بیم : ۹ عدد
توضیح این که: رادار دارای عدد فیدهورن است که فیدهورنی درمقابل reflector بر روی یک و نحوه ی امواج درآن ها به صورتی است که اولین فیدهورن امواج رادیویی را به قسمت بالای reflector می زند واین امواج از reflector به سطح زمین منعکس و بیم ۱ راتشکیل می دهند.

و فیدهون نهم (۲) امواج خود رابه پایین رفلکتورمی زند و ازآن جا به علت بالا (فضا) منتشر و بیم نهم را تشکیل می دهد.
تمامی سیگنال های و بیم دریک لوب در فضا روی هم سوار شده و یک بیم باریک دریک جهت افق تشکیل می دهند که زاویه ی ارتفاع آن از ۰ تا ۲۰ درجه است.
توضیح این که: اطلاعات هدف رامی توان هم به صورت خودکار وهم به صورت نیمه خودکار روی نشان دهنده استخراج نمود.
درصورتی که اختلالات جوی زیاد باشد روشن نیمه خودکارجهت استخراج اطلاعات مناسب تر است به علت این که درصورت وجود کلاتر یا نویز سیستم را overload می نماید.
تکنیک های مورد استفاده در رادار JY14:
دارای سیستم stc می باشد.
این مدار برای حذف کلاترهای قوی زمینی و پدید ه های جوی به خصوص کلاترهای زمینی نزدیک به رادار استفاده می شود.
دارای مدار کنترل و بالانس بهره ی خودکار :
این مدار بیم های مختلف رادار را در هرPRT جهت افزایش دقت عمل استخراج ارتفاع هدف بالانس می نماید.( تقسیم توان داخل بیم ها را کنترل می کند)
دارای تکنیکی فشردگی پالس می باشد:
جهت افزایش دقت و تشخیص هواپیمایی که با فاصله ی کم پرواز می کند پالس ارسالی رادار را تا ۱μsec فشرده می کند. و در مورد خنثی کردن اثر jamming موثر است.
دارای سیستم (DMTI) Digital MTI است:
پردازش دیجیتالی تنها از یک کانال
رادار ملی به طور کامل در بابلسر و گرمی نصب می باشد و در پونل و انزلی هم وجود دارد ولی آن از یک رادار دیگر است.
تغییر فرکانس :
این تکنیک جهت مقابله با ECM به کار می رود . دارای ۳۰ نقطه ی فرکانسی است ، به فاصله ی جانبی ۱۰ MHz
حداکثر زمان لازم جهت تعویض فرکانس μsec 100 می باشد.
دارای تکنیک Frequency agility :
که این تکنیک جهت مقابله با ECM به کار می رود.
نقشه ی کلاتر اتوماتیک (clutter map) :
تنها قسمتی را که کلاتر در آن وجود دارد MTI می کند.

میزان (Clutter false alarme raze ) CFAR :
به طور دستی و و اتوماتیک قابل تنظیم است.
سیستم کنترل کننده ی نویز حرارتی :
نویز که بالا رود Tresh hold را تغییر می دهد.
دارای سیستم j ATS :
این سیستم با تجزیه و تحلیل اختلالات فرکانس سیستم را تغییر می دهد.
توضیح این که این عمل را به وسیله ی گیرنده ی Dicly Fix انجام می دهند.

حذف کننده ی هدف های ثابت:
این تکنیک اکوهای ثابت و متحرک را در هر دور آنتن با هم مطابقت داده و مقایسه می کند و اکوهای ثابت را حذف و فقط سیگنال های هدف های متحرک را آشکارسازی می نماید. این تکنیک دارای خصوصیات زیر است:
۲۰۰ Km داخل را شامل می شود. زیرا در بالای ۲۰۰ km اکوهای ثابت بسیار کمتر است.
فقط بیم های ۱ تا ۶ دارای MTI می باشند.
در تمامی ۳۶۰ درجه عمل می کند.
محاسبه ی ارتفاع در این رادار:
اساس محاسبه ی ارتفاع هدف در رادارهای چند بیمه ( ۳ بعدی) به دست آوردن زاویه ی ارتفاع می باشد که در صورت به دست آوردن این زاویه ارتفاع هدف از طریق فرمول زیر توسط Micro computer محاسبه می شود.
ارتفاع هدف h = R × Sin θ + ha × R2/2Kr
R2: ارتفاع انحنای کره ی زمین
Kr: ضریب شکست
hat: ارتفاع آنتن از سطح دریا
Sin θ: زاویه ی ارتفاع هدف
R:فاصله ی هدف رادار
۵-۲۶- تکنیک های ضد موشک های ضد رادار (ARM) :
در رادار J Y14 ، ۲ روش برای مقابله با موشک های ضد رادار وجود دارد.
اولین روش، روش قطع ارسال امواج راداری است. که به ۲ صورت اتوماتیک و دستی انجام می شود.
دومین روش، روش استفاده از Decoy می باشد که Decoy یک سیستم فریب دهنده است که به شرح زیر عمل می نماید:

رادار J Y14 در ارتفاع بیش از ۷۵۰۰ پا نمی تواند کار کند.
اگر سرعت باد بیشتر از ۹۰ km باشد نمی تواند کار کند.
اگر رطوبت به ۹۰% و دما به ۲۵ درجه برسد نمی تواند کار کند.
دستورالعمل نگهداری و راه اندازی رادار JY14
تهویه به نحو مطلوب کار کند.
درجه حرارت بین ۱۸ – ۲۲ ̊C ولی بهتر است در گیرنده ۱۵ درجه باشد.
کلیه پرسنل رادار مسئولند به خصوص شیفت تهویه مسئول کنترل آن می باشد.
مقدار ولتاژ ورودی کابین ها چک شود تا در حد نرمال ۲۲۰ V باشد.
Miter های ولتاژ یکه ی منابع تغذیه چک شود تا در حد نرمال باشد.
در هر باند فرکانسی چه باندL و چه باند S سوئیچ مربوط به همان Transmitor انتخاب شود .
فرکانس رادار باید ثابت باشد(تغییر نکند)
کلیه ی Video ها؛ FA و FB برای هر نوع کانال چک شود. در صورت نداشتن خروجی فِت (Fet) یا LNA چک شود.
در قسمت DSP1 کلیه ی سوئیچ ها مناسب با موقعیت جوی انتخاب شود.
سعی شود PRF 280 استفاده شود چون بهترین PRF ی که این رادار می تواند کار کند ۲۸۰ است.
کلیه ی سوئیچ ها در وضعیت مناسب قرار گرفته باشند ( بعضی از سوئیچ ها چند وضعیتی هستند )
سعی شود MTI در حالت ۳ پالسه استفاده شود.
توجه مهم: موقعی که می خواهید بردی (bord) را بیرون بکشید چک کنید power suply خاموش باشد.
توضیح این که در حالت local یکه ی سوئیچ ها در اختیارشما است و می توانید رادار را در حالت نرمال داشته باشید.
در قسمت DSP2سعی شود سوئیچ ها در حالت MAN باشد.
در صورت Local باید سوئیچ انتخاب فرکانس FA و FB یا انتخاب فرکانس یونیت اول Frequency generator یکی باشد.
سوئیچ operate & test همیشه در حالت بیرون باشد یعنی روی oprate باشد.
انتخاب سوئیچ wind off بستگی به شما دارد و وضعیت منطقه ، در صورت وجود ابرهای متحرک از این سوئیچ استفاده شود و از DSP1 استفاده شود.
هرگاه در حالت Local فرکانس را انتخاب نمودید سوئیچ L.P را فشار دهید.
در قسمت X Tractor مقدار ولتاژpower suplyچک شود از حد نرمال بیشتر نباشد.
کلیه ی سوئیچ به جز سوئیچ ARM در حالت نرمال ، باید بیرون باشند.
در صورتی که بخواهید از چرخش Swup (سوئیپ) به طور داخلی استفاده نمایید از سوئیپ در حالت azimoth استفاده نمایید.
سوئیچ های ARM برای فیلتر کلاترهای روی اسکوپ در بیم های پایین از ۱ تا شماره ۶ می باشد.
سوئیچ Reset برای کامپیوترها می باشد و بعد از Reset سوئیچ باید بیرون باشد.
در قسمتPPI هنگام خاموش / روشن کردن احتیاط کامل نمائید. و بی جهت کلیدها را دستکاری ننمایید.
به هیچ عنوان از کلید Full Auto استفاده ننمایید.
هنگامی که آنتن خاموش است oscop ها را حتماً خاموش نمائید.
در کابین ۴ ( گیرنده) در مورد خاموش / روشن کردن سیستم سوئیچ ها باید به ترتیب خاموش و روشن گردند. ( مثال اول فیلامان لامپ و بعد High power روشن شود.)
تهویه ی سیستم باید حتماً کار کند ( در غیر این صورت فرستنده آنا می سوزد چون High voltage است)
مقدار برق ورودی دقیق چک شود.
ترتیب روشن کردن کلیدها و خاموش کردن آن ها را فراموش نکنید.
به مقدار جریان فیلامان لامپ را بالا نبرید.
بدون جهت power لامپ را بالا نبرید.
به جریان بدنه ی (body carent) لامپ توجه نمائید.
Body corent بر اثر پرتاب الکترون هایی که متمرکز نمی شوند به وجود می آید.
زمانی که می خواهید از Transmiter دیگر استفده کنید حتماً High voltage کانال standby را خاموش نمایید. در صورت بالا بودنvoltage اگر خاموش نشود ترانس High voltage می ترکد.
هر ۱ ساعت یکبار وضعیت رادار را تست شود و به Qc گزارش شود.
وضعیت رادار را در وضعیت وقایع شیفت کاملاً به طور دقیق ثبت نمایید.
وضعیت تریگرهای شارژ و دشارژ را دقیقاً چک نمایید
در قسمت مدولاتور حداقل تعداد مدولاتور در حالت کار ۱۶ محدود باشد.
از کلیه ی trigger Ampfire های در حالت کار اطلاع داشته باشید که در صورت خراب شدن بلافاصله تغییر یا جایگزین شود.
اطمینان از فیوزهای ۳ فاز در منبع تغذیه ی High voltage را چک نمایید و در صورت سوختن تعویض شود.
مدولاتور IB carent ( جریان بدنه) نداشته باشند و در صورت داشتن عیب یابی شوند.
در صورت روشن شدن چراغ های قرمز بالای کابین فرستنده بلافاصله High voltage و trigger ها خاموش شوند سپس کلید ovor load فشار دهید.
همیشه قبل از انجام کار روی مدولاتور به وسیله ی shorting bar ( میله ای عصا مانند) کلیه ی مدولاتورها را خالی نمایید.
کلیه سیم ها و وایرهای داخل مدولاتور چک شود تا اتصال به بدنه نداشته باشد.
کلیه ی دایودها و مقاومت های peak inverce voltage چک شود.
مقدار آب مخزن هر روز ۲ بار چک شود.
اطمینان از کلیه ی شیلنگ های آب که نشتی نداشته باشد.
سلیکاژل پالس ترانس (رطوبت گیر پالس ترانس) چک شود تا رطوبت داخل آن نرود.
مقدار روغن پالس ترانس چک شود و کمبود آن جبران شود.