RADARY OBSERWACJI POLA WALKI PRZEGLĄD AKTUALNIE STOSOWANYCH ROZWIĄZAŃ



Podobne dokumenty
WYBRANE ELEMENTY CYFROWEGO PRZETWARZANIA SYGNAŁÓW W RADARZE FMCW

PRZENOŚNY RADAR RWO-1

NOWE SYSTEMY ELEKTRONICZNE ARMII ROSYJSKIEJ

Badania charakterystyki wyrobu i metody badawcze. Kompatybilność elektromagnetyczna Odporność uzbrojenia na wyładowania elektrostatyczne.

PL B1. WOJSKOWY INSTYTUT TECHNICZNY UZBROJENIA, Zielonka, PL , MPSO XV Międzynarodowy Salon Przemysłu Obronnego

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI DETEKCYJNYCH RADARU PRACUJĄCEGO NA FALI CIĄGŁEJ

Innowacje wzmacniające system ochrony i bezpieczeństwa granic RP

Badane cechy i metody badawcze/pomiarowe

Zastosowanie zobrazowań SAR w ochronie środowiska. Wykład 2

dr hab. inż. P. Samczyński, prof. PW; pok. 453, tel. 5588, EIK

ZINTEGROWANA SIEĆ SENSORÓW JAKO ELEMENT WSPOMAGAJĄCY DZIAŁANIA PKW W OPERACJACH STABILIZACYJNYCH

Dynatel 2573E-iD, Dynatel 2573E Uniwersalny lokalizator podziemnej infrastruktury, uszkodzeń powłoki kabli i rur oraz znaczników EMS i EMS-iD

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY z dnia 6 sierpnia 2002 r. w sprawie urządzeń radiowych nadawczych lub nadawczoodbiorczych, które mogą być

TECHNOLOGIE LASEROWE

MSPO 2018: ŁĄCZNOŚĆ DLA POLSKICH F-16 I ROZPOZNANIE ELEKTRONICZNE ROHDE & SCHWARZ

PRZETWARZANIE CZASOWO-PRZESTRZENNE SYGNAŁÓW PROJEKT -2016

PODSTAWY TELEDETEKCJI

Teledetekcja w ochronie środowiska. Wykład 3

Budowa systemu Pilotowo-Dokującego (PNDS) dla zbiornikowców LNG oraz promów morskich

INSTYTUT TECHNICZNY WOJSK LOTNICZYCH Air Force Institute of Technology

System nagłośnieniowy "300M" dla wozu pogrzebowego z mikrofonem bezprzewodowym o zasięgu do 300m w terenie otwartym.

Politechnika Warszawska

BEZDOTYKOWY CZUJNIK ULTRADŹWIĘKOWY POŁOŻENIA LINIOWEGO

1. Wymagania funkcjonalne dla modułu pozycjonowania patroli zainstalowany moduł musi posiadać następującą funkcjonalność:

AKCJE POSZUKIWAWCZO - RATOWNICZE

Czujniki i urządzenia pomiarowe

Micro Geo-Information. Pozycjonowanie w budynkach Indoor positioning

Rozważania rozpoczniemy od fal elektromagnetycznych w próżni. Dla próżni równania Maxwella w tzw. postaci różniczkowej są następujące:

Samochodowe systemy kontrolno dyspozytorskie GPS

Uniwersalny modem radiowy UMR433-S2/UK

POLSKIE RADARY W POLSKICH RĘKACH

3GHz (opcja 6GHz) Cyfrowy Analizator Widma GA4063

Metryka radaru w bazie danych systemu rozpoznania elektronicznego

Visions become real. Kontrola temperatury i chłodzenia. Innowacyjne i niezawodne rozwiązanie

MONITORING PRZESTRZENI ELEKTROMAGNETYCZNEJ

CJAM 100 Miniaturowa radiostacja zagłuszająca

- Porównanie reflektometrów optycznych - IDEAL OTDR & Noyes M200 - Kolorowy wyświetlacz dotykowy

CHARAKTERYSTYKA RADARU NA FALĘ CIĄGŁĄ

Pomiary przepływu. Aparatura do pomiarów materiałów sypkich. sygnalizacja/detekcja przepływu pomiar prędkości pomiar przepływu masy

Zestaw DIGISYSTEM: Wykrywacz Leica DIGICAT 550i, Generator DIGITEX 100t, DIGITRACE 30 lub 50 + akcesoria

Mobilny system dowodzenia, obserwacji, rozpoznania i łączności

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

Buddy flight w Systemie FPV Pitlab

Extender KVM z portami VGA i PS/2

Uniwersalny modem radiowy UMR433-S1-Z/UK UMR433-S1/UK

SYMULACJA KOMPUTEROWA SYSTEMÓW

Zastosowanie ultradźwięków w technikach multimedialnych

SYSTEMY WALKI ELEKTRONICZNEJ

MODYFIKACJA ORAZ ZMIANA TERMINU SKŁADANIA I OTWARCIA OFERT

MULTITRONIC MT-4. CHARAKTERYSTYKA APARATU. Funkcje elektroterapii

Podstawy układów mechatronicznych w uzbrojeniu Basis of mechatronic systems in armament

Black Link HD MHz

Urządzenia Elektroniki Morskiej Systemy Elektroniki Morskiej

MSPO 2017: POLSKIE ZDOLNOŚCI RADIOLOKACYJNE

Nocne migracje ptaków i ich obserwacje za pomocą radaru ornitologicznego

Rodzina Minarc Evo Wysoka jakość spawania w każdej sytuacji

Radiolokacja. Wykład 4 Wykrywanie na dużych i małych odległościach Wymiary ech radarowych i możliwości ich korygowania

Nadajnik radiowy TA105

Aluminiowa kamera kolorowa 2,4 GHZ

UNIWERSALNY SYSTEM DO STRZELAŃ SYTUACYJNYCH typ USS- 1 6 z obrotnicami tarcz typu WP (WRÓG- PRZYJACIEL WP i WP-O) sterownikiem komputerowym i

DEFEKTOSKOP ULTRADŹWIĘKOWY ECHOGRAPH 1090

Broń przciwlotnicza wojsk lądowych. Zestawy rakietowe GROM. Artykuł pobrano ze strony eioba.pl

Radiolokacja. Wykład 4 Wykrywanie na dużych i małych odległościach Wymiary ech radarowych i możliwości ich korygowania

Escort 3146A - dane techniczne

Dynatel 2273M, 2273M-iD Lokalizatory tras kabli, rur, uszkodzeń, znaczników EMS/EMS-iD

Elementy zestawu: Kamera EDR-101 Moduł GPS Uchwyt do zamontowania Kabel zasilający Karta microsd Płyta z oprogramowaniem

Laboratoryjny multimetr cyfrowy Escort 3145A Dane techniczne

Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej L 166/33

ul. Królewska 1/7, Warszawa

GENERATOR SYGNAŁU Z LINIOWĄ MODULACJĄ CZĘSTOTLIWOŚCI NA PASMO K

MSPO 2018: LANCE DLA POLSKIEJ ARMII?

KOMISJA. (Tekst mający znaczenie dla EOG) (2008/432/WE) (7) Środki przewidziane w niniejszej decyzji są zgodne z opinią Komitetu ds.

System wykrywania obiektów (pieszych, rowerzystów, zwierząt oraz innych pojazdów) na drodze pojazdu. Wykonał: Michał Zawiślak

Przykładowe działania systemu R-CAD

Termowizyjne systemy obserwacyjne wyniki prac badawczych i rozwojowych w latach

ANALIZA PARAMETRÓW RADAROWEGO RÓWNANIA ZASIĘGU

PL B1. WOJSKOWY INSTYTUT MEDYCYNY LOTNICZEJ, Warszawa, PL BUP 23/13

wielosensorowy system do wykrywania i neutralizacji dronów

Wymiary: 90mm/60mm/25mm

Moduł diody świecącej (opcja) Sensor. akumulatorem. Z modułem. akumulatorem. Ustawianie zasięgu czujnika w zakresie Ø 1 8 m przy montażu sufi towym

RS PRO 1000 RS PRO 2000

PODSTAWY I ALGORYTMY PRZETWARZANIA SYGNAŁÓW PROGRAM WYKŁADÓW PROGRAM WYKŁADÓW PROGRAM WYKŁADÓW

Warszawa, dnia 6 marca 2014 r. Poz. 281

Czujnik ultradźwiękowy serii DBK 4+

PRZEGLĄD AKTUALNIE STOSOWANYCH ROZWIĄZAŃ W DZIEDZINIE RADIOLOKACJI DOPPLEROWSKIEJ

SAMOCHODOWY RADAR POWSZECHNEGO STOSOWANIA

NAPĘDY SERII 16LE. 1. Dane techniczne.

Nowoczesne kamery termowizyjne opracowane w PCO S. A. przeznaczone do systemów przeciwlotniczych i systemów kierowania ogniem

Alarmy audio. Moduł GPS pozwala na śledzenie lokalizacji. Wbudowana bateria back-up. Możliwość podłączenie monitora. Elementy zestawu: Kamera EDR-101

ZAŁĄCZNIK I DO SIWZ. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego

Bezprzewodowe systemy TV PAL ważny od: Ceny bez VAT

oznaczenie sprawy: CRZP/231/009/D/17, ZP/66/WETI/17 Załącznik nr 6 I-III do SIWZ Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia dla części I-III

Specyfikacja wymagań technicznych

Czujnik ultradźwiękowy serii DBK 4+

ZAKRES BADAŃ BEZPIECZEŃSTWO UŻYTKOWANIA I EMC CELAMED Centralne Laboratorium Aparatury Medycznej Aspel S.A.

XW432Be ZESTAW DO BRAM SKRZYDŁOWYCH

CENTRALA STERUJĄCA SMART CONTROL

Lampy wewnętrzne z czujnikiem wysokiej częstotliwości

Zapytania z dnia

Systemy i Sieci Radiowe

Transkrypt:

kpt. dr inż. Mariusz BODJAŃSKI Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia RADARY OBSERWACJI POLA WALKI PRZEGLĄD AKTUALNIE STOSOWANYCH ROZWIĄZAŃ W artykule przedstawiono przegląd aktualnego stanu wiedzy na temat radarów obserwacji pola walki. Przytoczono definicję radaru oraz podział na klasy według zastosowania, konstrukcji i funkcji. Uwzględniając rozwiązania techniczne przemysłu krajowego i zagranicznego, zaprezentowano przykłady radarów impulsowo-dopplerowskich oraz FMCW. 1. Wstęp Radar to słowo utworzone na początku lat czterdziestych XX wieku z pierwszych liter angielskiego terminu "Radio Detection And Ranging" (detekcja oraz wyznaczanie odległości za pomocą fal radiowych) [2]. Do detekcji obiektów wykorzystuje się zjawisko odbicia fal radiowych od wykrywanych obiektów (najczęściej w tym celu wykorzystuje się pasmo mikrofal). Jeżeli weźmie się pod uwagę zastosowania wojskowe i cywilne, to można wyróżnić między innymi następujące klasy radarów [6]: wykrywania i śledzenia w obronie przeciwlotniczej, wczesnego ostrzegania przed pociskami balistycznymi, kontroli ruch powietrznego, sterowania pociskami rakietowymi i naprowadzania, kierowania środkami walki, identyfikacji swój-obcy, nawigacji powietrznej i morskiej, kierowania podejściem do lądowania, wykrywania środków ogniowych, metrologiczne, pomiaru prędkości pojazdów przez policję drogową, obserwacji pola walki. Biorąc pod uwagę szczegóły konstrukcji oraz metody działania, radary można podzielić między innymi na: impulsowe, impulsowo dopplerowskie, z modulacją wewnątrz impulsową, z falą ciągłą CW (Continuous Wave), z modulowaną falą ciągłą FMCW (Frequency Modulation Continuous Wave). W dalszej części artykułu skupiono uwagę na radarach obserwacji pola walki wykorzystujących metodę impulsowo dopplerowską oraz FMCW. Zaprezentowano przegląd konstrukcji i rozwiązań dotyczących urządzeń ostrzegawczych, radarów obserwacji pola walki oraz metod estymacji parametrów wykrytych obiektów. 13

2. Radar impulsowo dopplerowski Do wyznaczenia odległości do celu, radar impulsowo-dopplerowski wykorzystuje pomiar czasu potrzebnego na przebycie impulsu fal radiowych drogi miedzy anteną radaru a celem. Dodatkowo wykorzystywane jest zjawisko przesunięcia dopplerowskiego wywołanego ruchem obiektów, od których następuje odbicie. W uproszczeniu można powiedzieć, że różnica częstotliwości między sygnałem nadawanym a odbieranym określa prędkość obserwowanych obiektów. Radary te charakteryzują się między innymi następującymi cechami: skomplikowana i zaawansowana technologicznie konstrukcja, duża moc impulsu sondującego, podatność na wykrycie przez przeciwnika, bezpośrednia informacja o prędkości obiektów, zdolność do tłumienia ech stałych, czyli wyróżniania tylko obiektów ruchomych. 3. Radar FMCW Metoda FMCW pozwala na wykrycie i oszacowanie odległości do obiektów znajdujących się w wiązce radaru. Polega ona na sondowaniu przestrzeni sygnałem z liniową modulacją częstotliwości. Sygnał echa jest następnie poddawany analizie spektralnej. Położenie prążków (przekraczających założony próg detekcji) na osi częstotliwości jest wprost proporcjonalne do odległości między anteną radaru a obserwowanymi obiektami przestrzennymi [1]. Radary te charakteryzują się między innymi następującymi cechami: prosta i nieskomplikowana konstrukcja, mała moc sygnału sondującego, mała podatność na wykrycie przez przeciwnika, do oceny prędkości celu należy zastosować metodę pośrednią polegającą na śledzeniu trasy i analizie przesunięć w odległości. 4. Radary obserwacji pola walki przegląd 4.1 MSTAR Przenośny taktyczny radar obserwacji pola walki AN/PPS-5C MSTAR [5] (produkowany przez Thorn EMI Electronics) jest samodzielnym, lekkim, zasilanym z baterii, naziemnym radarem, używanym do wykrywania i lokalizacji poruszających się celów. Pojedyncze i wielokrotne poruszające się cele mogą być wykrywane w wybranym obszarze, sięgającym 24 km. Wykrywanie dużych pojazdów jest możliwe na odległość do 15 km, małych pojazdów na odległość do 10 km i pojedynczych żołnierzy na odległość do 7 km. Wykrywanie jest możliwe w obszarze kątowym 355.8. Cztery wybrane częstotliwości umożliwiają pracę wielu urządzeń na danym obszarze (w odległości powyżej 200 metrów między nimi) bez wzajemnych zakłóceń. Radar umożliwia wskazywanie ruchomych celów MTI (Moving Target Indication), wykorzystując impulsową technikę Dopplera do wykrywania i lokalizacji ruchomych celów. Informacje radaru są zobrazowane na płaskim ekranie sterowanym klawiaturą i myszką. Pokazywane są dane alfanumeryczne lub mapy celów, zależnie od wybranego trybu pracy. Automatyczny test wewnętrzny BIT (Built In Test) pozwala użytkownikowi na lokalizację niesprawności w głównych zespołach. 14

Rysunek 1 Radar obserwacji pola walki AN/PPS-5C MSTAR zasięg wykrywania rozdzielczość wykrywania sektor wykrywania sektor śledzenia azymut środka skanowania szybkość skanowania: tryb wykrywania tryb śledzenia Podstawowe parametry radaru 40 m do 24 km 15 m 75 do 6325 tysięcznych 196 do 710 tysięcznych 0 do 6400 tysięcznych 320 tysięcznych/s 160 tysięcznych/s 4.2 SQUIRE SQUIRE [4] to cichy LPI (Low Probability of Intercept), lekki, przenośny radar obserwacji pola walki, produkowany przez firmę Signaal. Potrafi on wykryć pojedynczego człowieka w ruchu na dystansie do 10 km (maksymalny zasięg wynosi 48 km). Automatyczna klasyfikacja wykrytych celów pomaga operatorowi w rozpoznaniu własności obserwowanych obiektów. SQUIRE może być montowany na pojazdach oraz integrowany z innymi systemami dowodzenia i rozpoznania (system obserwacji optycznej, systemy teleinformatyczne i łączności, system kierowania ogniem). Radar może zostać wyposażony w odbiornik GPS oraz kompas. Metoda FMCW pozwala na osiągnięcie szeregu różnych korzyści. SQUIRE jest lekki i posiada niewielkie rozmiary. Bardzo niska moc nadajnika (maksymalnie 1 W) sprawia, że wykrycie stanowiska radaru przez przeciwnika jest bardzo trudne. 15

Rysunek 2 Radar obserwacji pola walki SQUIRE Podstawowe parametry radaru: częstotliwość pracy 10.1 10.4 GHz waga (bez baterii) 44 kg moc nadajnika 1 W temperatura pracy -31 C 49 C przetwarzanie sygnału kompresja impulsu: 42 db max FFT: 512 x 128 (odległość prędkość) CFAR: tak Interfejs wymiany danych RS232 prędkość skanowania na sekundę sektor obserwacji 7 360 (zakres napędu ±270 ) klasyfikacja celu automatyczna lub audio zasilanie 24 VDC (18-30 VDC), 80 W czas pracy 12 14 h (baterie ładowalne) 8 h (baterie jednorazowe) zasięg wykrywania człowiek: 10 km pojazd: 40 km dokładność odległość: 5 m azymut: 5 mils zasięg zdalnego sterowania 100 m (kabel dwużyłowy) 4.3 RPW-10 Radar RPW-10 [3] (produkowany przez Przemysłowy Instytut Telekomunikacji) jest przenośnym radarem obserwacji pola walki średniego zasięgu, przeznaczonym do wykrywania, lokalizowania i klasyfikowania różnego rodzaju ruchomych obiektów naziemnych lub nawodnych. Radar RPW - 10 jest zbudowany z przenośnych modułów, dzięki czemu możliwe jest jego szybkie rozwijanie w dowolnym terenie. System oparty jest na radarze o zmodulowanej częstotliwościowo fali ciągłej. Dzięki bardzo małej mocy 16

prawdopodobieństwo wykrycia radaru przez przeciwnika jest bardzo niskie. Możliwe jest wykorzystanie radaru do celów bezpieczeństwa wewnętrznego, np. do mobilnego nadzoru terenów przygranicznych bądź stref chronionych. Radar RPW-10 spełnia wysokie wymagania na wykrywanie małych obiektów i charakteryzuje się dużą dokładnością. Zastosowane dwuwymiarowe przetwarzanie FFT (Fast Fourier Transform) pozwala estymować prędkość radialną celu. Aktualnie prowadzone prace rozwojowe, które pozwolą wkrótce zaimplementować funkcję klasyfikacji dźwiękowej celu na podstawie analizy mikrodopplerowskiej. Rysunek 3 Radar obserwacji pola walki RPW-10 Podstawowe parametry radaru: częstotliwość pracy pasmo X moc nadajnika 1 mw do 1 W modulacja sygnału liniowa częstotliwościowa (FM) (dewiacja 900, 1000, 1100 Hz) zasięg instrumentalny 1.5; 3; 6; 12; 24 km zasięg wykrywania 5 km (pieszy); 10 km (pojazd); 17 km (czołg) napęd anteny w sektorze ± 90 szybkość przeszukiwania (14 /s; 7 /s; 0 /s) pozycjonowanie anteny 0 do 360 rozmiary komórki zasięgowej 3 m dla1.5 km; 48 m dla 24 km zakres prędkości radialnej celu 75 m/s rozróżnialność prędkości radialnej 1 m/s 17

przetwarzanie sygnału MTI zasilanie systemu 2-wymiarowe FFT zał/wył 24 V DC/100 W 4.4 SOWA Przenośny radar wykrywająco ostrzegawczy Sowa [6] został zaprojektowany i wykonany w Wojskowym Instytucie Technicznym Uzbrojenia w kooperacji z Rawarem. Przeznaczony jest do wykrywania i określania współrzędnych (odległość, azymut) obiektów ruchomych. Może być wykorzystywany przez służby graniczne, policyjne, oddziały specjalne lub inne jednostki jako jeden z elementów systemu dozorowania określonego obszaru lub urządzenie sygnalizujące pojawienie się ruchomych obiektów w nadzorowanym obszarze. Radar Sowa przystosowany jest do pracy w warunkach polowych w klimacie umiarkowanym. Jest kroploszczelny i pyłoszczelny. Zapewnia ciągłą, dookólną pracę z możliwością włączania i regulacji dwóch sektorów promieniowania mocy oraz pracę w trybie z zatrzymaną anteną. Wszystkie nastawy i regulacje są ustawiane zdalnie z wynośnego pulpitu (łączność radiowa pomiędzy radarem a pulpitem sterującym do 100 m). Menu funkcjonalne pulpitu wynośnego jest rozwijane interaktywnie w zależności od aktualnie wykonywanych operacji. Rysunek 4 Radar wykrywająco ostrzegawczy Sowa 18

zasięg wykrywania moc nadajnika częstotliwość pracy zakresy odległości wykrywania metoda przetwarzania sygnału czas pracy masa prędkość przeszukiwania temperatura pracy zasilanie Podstawowe parametry: do 2.4 km (opcjonalnie do 4 km) do 4 W pasmo K 300, 600, 1200 i 2400 m FMCW, 1024-punktowa FFT z jednego zestawu akumulatorów do 4 h z dodatkowymi akumulatorami do 8 h (w zależności od trybu pracy radaru i warunków klimatycznych) ok. 8 kg dla radaru zasadniczego z akumulatorem i wskaźnikiem wynośnym ok. 2 kg dla elementów dodatkowych (torba, akumulator dodatkowy) regulowana od 0 do 20 obr/min -30 C +50 C przy maksymalnej wilgotności względnej 95% z zewnętrznych źródeł: prądem stałym 10 30V lub zmiennym 230V 50Hz 5. Podsumowanie W obecności ograniczonej widoczności (noc, złe warunki atmosferyczne, zasłony dymne) radar umożliwia przedłużenie zasięgu obserwacji wzrokowej na współczesnym polu walki. Radar obserwacji pola walki jest przeznaczony do wykrywania ludzi, pojazdów oraz nisko lecących śmigłowców. Realizuje podobne zadania i funkcje jak radar obserwacji przestrzeni powietrznej. W porównaniu z innymi typami radarów wyróżniają go następujące własności: małe gabaryty i waga, niewielki zasięg (kilka kilometrów), powinien być przenoszony przez pojedynczego żołnierza, krótki czas przygotowania do pracy, prosta i nieskomplikowana obsługa. Literatura [1] Bodjański M., Szugajew L., Jarzemski J., Lewandowski Z.: Optymalizacja algorytmów obróbki informacji w radarze wykrywająco ostrzegawczym, Sprawozdanie ze statutowej pracy naukowo-badawczej, WITU, Zielonka 2006. [2] http://pl.wikipedia.org/wiki/radar [3] http://www.pit.edu.pl/index.php?p=oferta&id=13&idk=7 [4] https://peoiewswebinfo.monmouth.army.mil/portal_sites/iews_public/ RUS/sensorcat/PDF/SQUIRE-LPI-MSSC.pdf [5] Przenośny taktyczny radar pola walki AN/PPS-5C, Instrukcja użytkowania, System & Electronics Inc., 2001. [6] Szugajew L., Jarzemski J.: Przenośny radar wykrywająco ostrzegawczy RWO -1, Nowa Technika Wojskowa, NTW nr 6/2005. 19