واکاوی قابلیّت‌های برتر رادارهای فراپهن‌باند در آشکارسازی شناورهای تندروی کوچک

در رادارهای متداول با پهنای‌باند باریک، از یک سیگنال مدوله‌شده‌ی سینوسی با پهنای‌باند فرکانسی کوچک (کمتر از 10 درصد فرکانس حامل) برای آشکارسازی و مسافت‌یابیِ هدف‌ها استفاده می‌شود. از مزیّت‌های این نوع سیگنال، سهولت تولید شکل‌موجِ سینوسیِ خالص و قابلیّت انتخاب فرکانس است. امّا، چون نرخ اطلاعات ارسال‌شده در واحد زمان، بر اساس اَصل شانون با پهنای‌باند فرکانسی سیگنال متناسب است، بکارگیری سیگنالِ باندباریک nb ، قابلیّت اطلاعاتی سیستم‌های رادیویی را محدود می‌سازد. بدین دلیل، برای افزایش اطلاعات سیگنال بازگشتی از هدف، یا باید پهنای‌باند فرکانسی سیگنال را توسعه داد و یا زمان دریافت اطلاعات (مدت‌زمان مشاهده‌ی هدف) را افزایش داد. امّا، وقتی زمان مراقبت (مشاهده‌ی) هدف محدود است، راه‌حل دوّم نامیسّر می‌شود. ولی، با استفاده از تکنیک سیگنال فراپهن‌باند uwb می‌توان پهنای‌باند سیگنال را افزایش داد. البته، باید توجه داشت که پردازش سیگنال‌های uwb برای ردگیری راداری و مراقبت هدف در مقایسه با رادارهای باندباریک بسیار متفاوت و با پیچیدگی محاسباتی بیشتری است. در این مقاله‌ی پژوهشی، در ابتدا، تفاوت‌های رادار فراپهن‌باند با رادار باندباریک در شناسایی هدف‌ها بیان می‌گردد. سپس، به تفصیل مُبتنی بر تجزیه و تحلیلِ علمی تکنیک‌های پردازش سیگنال فراپهن‌باند، قابلیّت‌ها و محدودیت‌های این نوع رادار در مسافت‌یابی و آشکارسازی هدف‌ها، به ویژه هدف‌های متحرّک کوچک دریایی (شناورهای تندرو) بررسی و ارایه می‌گردد. بر اساس استدلال‌های مطرح‌شده نشان داده شده است که رادارهای فراپهن‌باند علی‌رغم قابلیّت‌های بیشتر، بسته به اندازه و سرعت شناورهای تندرو و شرایط دریا دارای محدودیت‌هایی می‌باشند که از آنها برای پنهان ماندن هدف از دید این رادارها می‌توان استفاده کرد.

Investigating the superior capabilities of ultra wideband radars to detect small high speed crafts

For conventional narrowband (NB) radars, a sinusoidal modulated signal with small frequency bandwidth (less than 10 percent of carrier frequency) is used for target detection and ranging. The merits of this type of signal are easy pure sinusoidal wave shape production and frequency selection capabilities. Since, based on Shannon principle, the information rate transmitted in time unit is proportional to signal frequency bandwidth, using narrowband signal limits the information capability of radio systems. For this reason, to increase signal information, we should extend signal frequency bandwidth or increase the target surveillance (observation) time. When, the target observation time is limited, the second solution is impossible. But, we can use an ultrawideband (UWB) signal for realizing the first solution. Of course, it is noticeable that UWB signal processing for target tracking is different from NB radars and has more numerical complexity. In this research paper, first, the target detection differences between UWB and NB radars are explained. Then, based on scientific analysis of UWB signal processing techniques, the detection and ranging capabilities and limitations of UWB radars for moving small targets, specially high speed crafts, is analyzed and presented. According to achieved results, it is shown that depending on size and speed of high speed crafts and sea circumstances, UWB radars have limitations which we can use them to stealth our targets from radar detection.