معرفی سنسورها و سیستمهای الکترونیکی در دفاع الکترونیک

معرفی سنسورها و سیستمهای الکترونیکی در دفاع الکترونیک
​

[HR][/HR]

​

ایروسنتر ( Aerocenter.ir ) : هدف نهایی دفاع الکترونیک مینیمم کردن کارایی آن دسته از تسلیحات و ادوات نظامی است که در عملکرد آنها تجهیزات الکترونیک نقش حیاتی بازی می کنند.

برای دستیابی به این هدف دانش های زیر الزامی است:

1- دانش استراتژیک از ادوات الکترونیک دشمن. برای دستیابی به این دانش مانیتورینگ و مطالعه سیگنال هایی که از ادوات دشمن منتشر می شود ضروری است. به این تکنولوژی (SIGINT) Signal Intelligence اطلاق می شود.

2- دانش تاکتیکی از ادوات و تجهیزات دشمن. برای دستیابی به این دانش نیازمند کسب اطلاعات از نحوه موضع گیری نیرو ها و مواضع دشمن، امکانات دشمن در منطقه و غیره داریم. کسب چنین اطلاعاتی هم برای امور دفاعی ضروری است و هم جهت برنامه ریزی جهت حمله بسیار ضروری می باشد.

3- تولید و انتشار سیگنال های مقابله (ECM)(Electronic Countermeasures) با هدف کاهش هر چه بیشتر کارایی ادوات الکترونیک به کار رفته توسط دشمن. از جمله مهمترین این ادوات رادار های جستجو (Search Radar)، رادارهای تعقیب (Tracking)، سیستم های مادون قرمز، سیستم لیزری و ادوات مخابراتی دشمن است.

4- تولید و انتشار سیگنال ECCM (Electronic Counter Countermeasures) جهت مقابله با تداخل و اغتشاشاتی که توسط دشمن بر روی تجهیزات خودی صورت می گیرد. بکارگیری این دانش موجب ارتقا مجدد سطح کارایی تجهیزات و ادوات نظامی خودی می گردد و چنانکه از نام آن دریافت می شود جهت مقابله با تکنیکهای ECM دشمن مورد استفاده قرار می گیرد.
درنمودار ‌‌[ص 25 کتاب Neri] زیر تقسیم بندی روش ها و تکنیک های مختلف دفاع الکترونیک به تصویر کشیده شده است. در ادامه مختصری راجع به سیستم های دفاع الکترونیکی اصلی ای که در این ساختار می گنجد و مورد استفاده قرار می گیرد ذکر شده است. شایان ذکر است که یک سیستم دفاع الکترونیک در واقع مجموعه ای است از سیستم هایی که در ادامه توضیح داده می شود. به عنوان مثال سیستم هایی در حال حاضر موجود می باشد که عملکرد ECM و ESM را به صورت توأمان انجام می دهند.


Signal Intelligence (SIGINT):

وظیفه سیستم های SIGINT جمع آوری حداکثر اطلاعات موجود در خصوص تشعتعات الکترومغناطیس یک دشمن بالقوه می باشد. چنین سیستم هایی را می توان به دو دسته تقسیم بندی کرد:


الف ) ELINT(ٍElectronic Intelligence) که تشعشعات راداری دشمن را جمع آوری می کنند.
ب ) COMINT(Communication Intelligence) که اطلاعات مربوط به مکالمات و تبادل اطلاعات دشمن را جمع آوری می کنند.


واضح است که نقش چنین سیستم هایی در تشخیص و شناسایی یک دشمن بالقوه و یا تحریکات آن بسیار حیاتی است. ابتدا حجم قابل توجهی اطلاعات از محیط جمع آوری می گردد. این اطلاعات بایستی به یک پردازنده قوی و یا یک مرکز تحلیل بزرگ تحویل داده شود تا پس از انجام پردازش های زیاد با توجه به اطلاعاتی که از قبل به صورت طبقه بندی شده وجود دارد اطلاعات ارزشمندی سنتز شود. بدون وجود کتابخانه های طبقه بندی شده از منابع و اهداف از پیش نمونه برداری شده عملاً پردازش ها و حجم عملیات مورد نیاز برای تشخیص دشمن به صورت نمایی افزایش می یابد. ممکن است قسمتی از اطلاعات توسط انواع دیگری از سیستم ها یا به روش های دیگر تهیه شده و در اختیار سیستم مرکزی تحلیل و پردازش قرار گیرد.
نحوه ی عملکرد سیستم های COMINT مشابه سیستم هایELINT می باشند ولی وظیفه اصلی آنها تحلیل تشعشعات ناشی از سیستم های مخابراتی و تشخیص اطلاعات تبادل شده بین گره های مختلف شبکه های مخابراتی درگیر در منطقه می باشد.


ESM (Electronic Support Measures):

هدف اصلی این رده از سیستم ها فراهم آوردن امکان جلوگیری تاکتیکی از تحرک دشمن یا ادوات دشمن می باشد(Tactical Interception). ساده ترین و پرکاربردترین نمونه از این سیستم ها، سیستم های RWR (Radar Warning Receiver) هستند که با سیگنال های دریافتی از سوی یک هدف از پیش شناخته شده با نمونه های ذخیره شده از آن هدف را تشخیص می دهند. ترکیب سیستم های مختلف و انواع سنسور ها و تحلیل گرهای متفاوت باعث شده است تا امروزه با داشتن اطلاعات مناسبی از تشعشع کننده ها کمک شایانی جهت حمله به مواضع دشمن از طریق شناسایی و تشخیص مواضع دشمن باشند.
حسن RWR ها سادگی آنها می باشد زیرا مبنای نتیجه گیری اطلاعات تعداد نسبتاً کمی از پارامترها با دقت متوسط می باشد. قابلیت اطمینان بالا، وزن کم و هزینه نسبتاً پایین، از سایر مزایای چنین سیستم هایی می باشد.
غالبا ً RWR ها برای تشخیص یک تهدید قریب الوقوع و خطر حتمی بکار می روند. به عنوان مثال تشخیص یک رادار دشمن که بر روی سایت حفاظت شده قفل شده است. استفاده از RWR ها در هواپیماها و کشتی ها مرسوم است و خلبان یا کاپیتان کشتی را قادر می سازد تا در زمان مناسب عکس العمل مناسبی از خود نشان دهد. این عکس العمل می تواند یک مانور گریز باشد و یا ترکیبی از مانور و شلیک همزمان chaffو روش های jamming. در بخش ECM در خصوص روش chaff و تکنیک های مربوطه توضیح داده خواهد شد. در اینجا تنها به این نکته اشاره می شود که یک راه شلیک یک کارتریج اتفجاری شامل میلیون ها دیپل بسیار کوچک و سبک می باشد که یک اکو (echo) راداری بسیار قوی جهت مخفی کردن سایت مورد حفاظت ایجاد می نماید.
سیگنال های الکترومغناطیس دریافت شده توسط آنتن ها ی یک سیستم ESM عموماً ترکیبی از پالس های بسیار فشرده پهن باند و امواج پیوسته می باشد.
اطلاعاتی که در اختیار مرکز تحلیل و پردازش قرار می گیرد تا موقعیت اطراف را شبیه سازی کند غالباً در قالب فرکانس حامل (Carrier Frequency)، DOA(Direction Of Arrival) و TOA (Time Of Arrival) عرض پالس (PW) دامنه و مدولاسیون روی پالس ها و امواج پیوسته می باشد. پردازنده مرکزی سیستم ESM با دریافت چنین اطلاعاتی در طول زمان اطلاعات موقعیتی و وضعیتی تشعشع کننده های تولید کننده این اثرات را استخراج می کند. علی رغم تلاش ها و مطالعات فراوانی که در این زمینه صورت گرفته است همچنان تشخیص و استخراج اتوماتیک اطلاعات موقعیتی و وضعیتی یکی از مشکلات جنگ الکترونیک محسوب می شود.
هدف این گونه سیستم ها جلوگیری از تبادل اطلاعات دشمن است. این کار از طریق تشخیص محل استقرار فرستنده ها و سیستم های رله رادیویی و دکدینگ پیغام ها و علائم رد و بدل شده به صورت همزمان صورت می گیرد. آگاهی از مقاصد دشمن را می توان مهمترین اطلاعات جهت عکس العمل های مناسب و مقابله متناسب دانست. لذا چنین سیستم هایی نیز نقش عمده ای در جنگ های اخیر بازی کرده اند.

 

پاسخ : معرفی سنسورها و سیستمهای الکترونیکی در دفاع الکترونیک

Infra Red Warning:


موشک های هدایت شونده به وسیله مادون قرمز تقریباً سیگنال تشعشع نمی کنند زیرا قفل کردن بر روی تشعشعات مادون قرمز تولید شده توسط یک هدف برای هدایت آنها کافی است. این بدین معنی است که تهدید توسط یک موشک هدایت شونده به وسیله مادون قرمز توسط سیستم هایESM رادیویی قابل تشخیص نیست و اقدامات شایسته ای را متناسب با نوع تهدید می طلبد که در مباحث Infra Red Warningبه آنها پرداخته می شود.


Laser Warning Receivers:

در دهه گذشته استفاده از سلاح های هدایت شونده به وسیله لیزر رشد چشمگیری یافته است. خصوصاً در جنگ علیه اهداف زمینی از هوا جهت هدایت بمب ها و مو شک از لیزرها استفاده می شود. لیزرهای دی اکسیدکربن امکان هدایت موشک به سمت اهداف متحرک با سرعت بالا را نیز فراهم آورده اند. به وضوح اولین گام جهت دفاع شایسته در مقابل چنین تهدید هایی توانایی تشخیص وجود آنهاست و این وظیفه ای است که بر عهده LWR ها می باشد.


Electronic Counter Measures (ECM):

تا کنون تجهیزات ادوات و سیستم های شناسایی محیط اطراف سایت مورد حفاظت را مورد بررسی قرار دادیم یعنی گام های ابتدایی جهت مقابله با تهدید دشمن برداشته شده است. حال با یستی به سیستم های خنثی کننده این تهدیدها که توسط سیستم های اول تشخیص داده می شوند پرداخت.
هدف خنثی کردن تهدید دشمن پس از تشخیص آن از دو طریق قابل دستیابی است:


1- پنهان کردن سایت مورد حفاظت از دید سنسور های تهدید کننده
2- فریفتن سیستم تهدید کننده از طریق ایجاد اهداف جعلی یا مجازی


Chaff

همانطور که پیش از این نیز اشاره شد سیستم chaff تشکیل شده است از یک شلیک کننده که کارتریج هایی را پرتاب می کند. این کارتریج ها در فاصله مشخصی از سایت مورد حفاظت منفجر می شوند و تعداد بیشماری دیپل کوچک را در محیط پراکنده می سازند. ابر ناشی از این دیپل ها سیگنال های رادار دشمن را به عقب برمی گرداند و یا متفرق می سازد. پس از شلیک chaff رادارهای جستجوی دشمن ( Search Radar ) دشمن با تقریب خوبی از کار می افتند.


Stealth Technology

واضح است که بهترین راه جلوگیری از خطر جلوگیری از تشخیص توسط دشمن می باشد. از آنجا که سیگنال دریافتی توسط یک رادار مستقیما منتاسب با سطح مقطع راداری ( RCS ) هدف می باشد ، کاهش چشمگیر RCS همواره یکی از اهداف طراحان تجهیزات نظامی بوده است. با این هدف تکنولوژی Stealth (رادار گریز ) در سالهای اخیر پا به عرصه نهاده است که نتیجه مطالعات بنیادی بر روی مواد و ساختارهای هندسی مناسب جهت کاهش بازتاب راداری ( کاهش RCS) اجسام می باشد.


Noise Jammers

در یک Noise Jammer سیگنال های با فرکانس یکسان با رادار متناظر با آن jammer با توان مناسب تولید می شود. این سیگنال ها به صورت یک اغتشاش معادل با یک نویز حرارتی قوی در گیرنده رادار عمل می کنند. لذا سیگنال تولید شده توسط سایت مورد حفاظت در میان نویز پنهان شده و احتمال آشکارسازی توسط رادار به شدت پایین می آید.


Deception Jammers

اینگونه jammer ها که به نسبت از Noise Jammers پیچیدگی بیشتری دارند به گونه ای طراحی می شوند که اهداف جعلی و غلط را برای رادار تولید نمایند. در مورد رادار های جستجو این Jammer ها مانع از تشخیص سایت واقعی می شوند و در خصوص رادار های تعقیب ، تعقیب و قفل کردن متعاقب یک هدف جعلی به صورت ادامه دار ، مد نظر می باشد.


Decoys

انواع مختلفی از طعمه ها ( Decoys ) ممکن است مورد استفاده قرار گیرند. یک Decoy شیئی است که از سوی سایت مورد حفاظت پرتاب می شود و یک سری سیگنال جعلی ولی کافی برای تشخیص توسط رادارهای دشمن را تولید می نماید و رادار را متقاعد می کند که یک هدف وجود دارد. یک تقسیم بندی از انواع Decoy ها تفکیک آنها به نمونه های فعال و غیذ فعال می باشد. در نمونه های غیر فعال تنها ایجاد یک بازتاب بدون تقویت و یا جهت دهی آنها مد نظر می باشد( مثلا یک بازتابنده کروی) و در نمونه های فعال پس از دریافت سیگنال رادار ، تقویت و جهت دهی مناسب بر روی سیگنال صورت می پذیرد.


ECM-COM

هدف این دسته از سیستم ها تولید سیگنال نویز و یا تداخل جهت مختل کردن گیرنده های مخابراتی و در نتیجه غیر فعال کردن سیستم تبادل اطلاعات دشمن می باشد.


IRCM


در سیستمهای هوشمند، سیستمهای ورودی (سنسورها‌)‌ به منزله چشم و گوش سیستم هستند و از طریق آنها اطلاعات وارد سیستم میشود و روی آنها پردازش انجام میشود. از این رو برای یک سیستم هوشمند، حسگرها نقش حیاتی دارند. یکی از ابتدایی ترین روشهایی که برای شناسایی و جمع آوری اطلاعات مورد استفاده فرار گرفته است، استفاده از سنسورهای مادون قرمز و یا به طور کلی بهره گیری از روشهای الکترواپتیکی است. سنسورهای مادون قرمز به لحاظ سادگی عملکرد و در دسترس بودن پس از جنگ جهانی دوم گسترش زیادی پیدا کرده اند و از طرف دیگر روشهای خنثی کننده این سنسورها( IRCM) از قبیل ایجاد منابع نویز مادون قرمز و یا ایجاد یک سایه از هدف نیز در مقابل آنها گسترش پیدا کرد؛ به طوری که بسیاری از سیستمهای هوشمند کنونی، سنسورهای مادون قرمز و روشهای ضد حمله موشکهای هدایت شونده توسط این سنسورها را پیاده سازی کرده اند و کمتر سیستم دفاعی هوشمندی وجود دارد که از تجهیزات مادون قرمز برخوردار نباشد. در کنار سیستمهای مبتنی بر مادون قرمز سیستمهای لیزری نیز ظهور کردند.
در این بین، موشکهای هدایت شونده توسط لیزر و فاصله سنجهای لیزری به طور خاصی گسترش بیشتری یافتند. البته با ظهور پروسسورهای قوی سیستمهایی بر اساس پردازش تصویر نیز به وجود آمدند که جزء پیشرفته ترین و قویترین سلاحهای الکترواپتیکی میباشند. در عصر فعلی که بحث دید مصنوعی (بینایی ماشین) و ساخت ابزارهای دید شبیه چشم انسان و نیز تکنیکهای پردازش تصویر گسترش زیادی یافته اند ظهور سلاحهایی که خود میبینند و تصمیم میگیرند دور از انتظار نیست.


ECM-Lasers:

نحوه عملکرد و انواع این دسته از سیستم ها کاملا مشابه نمونه های راداری آنها می باشد . تنها فرق موجود هدفی است که بدان دلیل طراحی شده اند . این گونه سیستم ها جهت کاهش کارآیی ادوات مبتنی بر لیزر طراحی می شوند و عموما با کاهش دقت یک سیستم مسافت یاب لیزری سر و کار دارند.


Electronic Counter- Counter Measures (ECCM):

این دسته از تجهیزات معمولا با این هدف به سنسورهای سیستم های تسلیحاتی افزوده می شوند که کارآیی آنها را در وضعیت حضور سیگنال های تداخلی عمدی نظیر jammer ها افزایش دهند و به مقابله با سیستم های ECM دشمن بپردازند.