www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Vícepoziční radiolokátory

Bistatické radarové systémy

Obrázek 1: Bistatický systém dvou radarů: druhý radar přijímá signály z prvního radaru a odráží signály cíle.

Bistatické radarové systémy

V konvenčních radarových systémech pracují vysílač a přijímač na stejné anténě. Takové systémy se nazývají monostatické nebo jednoanténové. Na rozdíl od bistatických radarových systémů jsou přijímač a vysílač umístěny odděleně od sebe a mají samostatné antény. Může existovat více než jeden přijímač. Bistatické radarové systémy se také nazývají diverzitní nebo vícepolohové radarové systémy. Je zřejmé, že bistatický systém může být založen na monostatickém systému přidáním samostatně umístěného přijímače nebo může být založen na dvou (nebo více) monostatických radarech pracujících společně jako součást tohoto systému. Bistatický systém využívá elektromagnetickou energii rozptýlenou cílem v různých směrech, když je ozařován sondážními signály.

Vysílací a přijímací pozice bistatického radarového systému jsou obvykle daleko od sebe a mají značnou úhlovou vzdálenost vzhledem k oblasti zájmu. To umožňuje přijímat signály odražené od cílů, jejichž geometrie je sestavena tak, aby minimalizovala rozptyl ve směru opačném ke směru ozařování. Je dobře známo, že konstrukce takové geometrie je součástí technologie radarového maskování známé jako Stealth. Použití bistatického radaru proto umožňuje lepší detekci radarových cílů s nízkým kontrastem.

V praxi se tento typ radaru často používá v meteorologických radarech. Například technologie bistatického radaru se již několik let používá v Ústavu fyziky atmosféry Německého centra pro letectví a kosmonautiku (www.pa.op.dlr.de/poldirad/).

Bistatický radar má i vojenské využití. Tuto metodu využívají zejména raketové systémy země-vzduch (komplexy) s poloaktivním naváděním. V tomto případě je vysílač umístěn na zemi v naváděcí stanici střely a přijímač je namontován na střele a přijímá signál odražený od cíle. K tomuto typu protiletadlového systému patří například systém HAWK.

Přijímač bistatického systému lze synchronizovat s vysílací anténou pomocí signálu vysílaného vysílací anténou přes postranní laloky. Při příjmu echosignálu na hlavním laloku přijímací antény lze určit azimut cíle a z doby jeho zpoždění vůči vysílání sondážního signálu určit celkovou vzdálenost vysílač-cíl a cíl-přijímač. Takto získané údaje umožňují určit souřadnice cíle řešením triangulačního problému. Pokud bistatický systém využívá více přijímacích bodů, umožňuje zvýšit přesnost souřadnic cíle.

Kromě toho lze využít i Dopplerovo spektrum odražené od rotujících lopatek vrtulníku. Protože se všechny lopatky vrtulníků otáčejí přibližně stejnou rychlostí (o něco menší než rychlost zvuku na okrajích lopatek), je možné vrtulníky identifikovat a určit směr jejich letu.

Příklad bistatického radarového systému byl použit také v jedné z taktických epizod války v Kosovu. Myšlenkou bylo, aby se vysílací bod nacházel mimo zónu zásahu nepřátelské zbraně. Tyto limity mohou být určeny jak technickými vlastnostmi zbraně, tak politickými aspekty. Přijímacím prvkem systému byla v tomto případě radarová stanice pracující v pasivním režimu. Poskytoval formacím protivzdušné obrany průzkumné informace a zároveň nemohl být nepřítelem odhalen a zničen, protože pracoval bez vyzařování do vzdušných vln. Pro tuto myšlenku byly obzvláště vhodné radary v rozsahu metrových vln, jako například P-12 nebo P-18. V jejich operačním rozsahu nejsou opatření ke snížení radarové viditelnosti cílů příliš účinná vzhledem k tomu, že v tomto rozsahu je rozptyl elektromagnetických vln na cílech převážně rezonanční (Mieho rozptyl).

Bistatic VHF- radars

Obrázek 2: Příklad bistatického systému se dvěma radary VHF

Kromě toho, jak bylo uvedeno výše, použití bistatických radarů také snižuje účinnost dalšího aspektu technologie Stealth tím, že geometrie cíle je navržena tak, aby se hlavní odraz nacházel na boku letadla, a nikoli v přední polokouli, čímž se zvyšuje pravděpodobnost detekce tohoto bistatického cíle.

Optimální kombinací radarů pro výše uvedený příklad by byla kombinace radaru P-18 (který má relativně úzký 6° paprsek) a radaru P-12 s poněkud širším 10° paprskem. Radar P-18 je umístěn ve vzdálenosti asi 60 km od podporovaných protiletadlových jednotek a pracuje v normálním režimu sledování, tj. všude kolem s vysíláním sondážních signálů. Radar P-12 se nachází v blízkosti (ne více než 20 km) protiletadlových děl a pracuje v pasivním režimu, tj. s vypnutým vysílačem. Jeho anténa se neotáčí a je nasměrována do zájmového sektoru. Tím se eliminuje nutnost složitých výpočtů při určování cílů pro střílející jednotky. Těsně před odpálením rakety se naváděcí stanice přepne do aktivního režimu. To znamená, že pokud je odhalen, nepřítel má jen málo času na reakci.