Μια αλυσίδα αισθητήρων θα μπορούσε να απαντήσει σε τέσσερις ερωτήσεις: Υπάρχει κάτι εκεί; (ανίχνευση), Πού είναι; (θέση: αζιμούθιο/αναζωογόνηση), Πόσο μακριά; (εύρος) και Πόσο γρήγορα κινείται; (ταχύτητα). Διαφορετικά μέρη του φάσματος απαντούν σε αυτές τις ερωτήσεις με διαφορετικούς τρόπους και με διαφορετική ακρίβεια. Τους αντιμετωπίζουμε από χαμηλή σε υψηλή συχνότητα.
3 Hz – 100 GHz: Ραντάρ
Το τμήμα της ραδιοσυχνότητας του φάσματος είναι ο τομέας του ραντάρ Και ασύρματη επικοινωνία. Το ραντάρ εκπέμπει ενεργά ενέργεια και ακούει την αντανάκλαση. Με αυτό μπορεί να είναι η μόνη οικογένεια αισθητήρων μεγάλη απόσταση, μέρα και νύχτα και σχεδόν κάθε καιρός ανίχνευση και άμεση μέτρηση της εμβέλειας και της ακτινικής ταχύτητας.
Μέσα σε αυτή την τεράστια περιοχή υπάρχουν σαφή μοτίβα:
| Υποπεριοχή | Τυπικές συχνότητες | Εφαρμογή |
|---|---|---|
| HF | 3 – 30 MHz | πάνω από το ραντάρ ορίζοντα (OTH), επικοινωνία μεγάλων αποστάσεων μέσω της ιονόσφαιρας |
| VHF / UHF | 30 MHz – 1 GHz | Ραντάρ έγκαιρης προειδοποίησης με πολύ ευρύ φάσμα? σχετικά καλό κατά της μυστικότητας |
| L- / S-ζώνη | 1 – 4 GHz | Εντοπισμός και ραντάρ εναέριας κυκλοφορίας μεγάλης εμβέλειας |
| Ζώνη C/X | 4 – 12 GHz | Πολυλειτουργικά ραντάρ και ραντάρ ελέγχου πυρκαγιάς: ακριβής στόχευση και εντοπισμός |
| Κου / Κα / mm κύμα | 12 – 100 GHz | Αναζητητές πυραύλων, αισθητήρες μικρής εμβέλειας, πολύ υψηλή ανάλυση |
Η επιλογή της συχνότητας είναι πάντα μια εξέταση. Ένα ραντάρ έγκαιρης προειδοποίησης επιλέγει μια χαμηλή συχνότητα: μεγάλη εμβέλεια, μεγάλη κεραία, χονδροειδή τοποθέτηση — Αρκετά για να το προειδοποιήσω. Ένα ραντάρ ελέγχου πυρκαγιάς επιλέγει μια υψηλή συχνότητα: μικρότερη κεραία, στενή δέσμη, η ακρίβεια επαρκής για να δημιουργήσει ένα όπλο — Αλλά λιγότερη εμβέλεια. Ραντάρ πλήρη λειτουργία της τεχνολογίας ραντάρ· Εφαρμογή της ακολουθίας πυρόσβεσης με χρήση του ΕΝΣ Τοποθετεί τους τύπους ραντάρ στην ακολουθία ελέγχου πυρός.
Επειδή το ραντάρ εκπέμπει ενεργά, προδίδει τον εαυτό του: ένας αντίπαλος με εξοπλισμό λήψης (ESM/RWR) ανιχνεύει το ραντάρ σε μεγαλύτερη απόσταση από ότι το ραντάρ μπορεί να το δει. Αυτό το θεμελιώδες μειονέκτημα των ενεργών αισθητήρων οδηγεί τον αγώνα μεταξύ ραντάρ, stealth και παρεμβολής.
300 GHz – 394 THz: Υπέρυθρες
Πάνω από τα ραδιοκύματα βρίσκεται υπέρυθρες Ακτινοβολία θερμότητας. Κάθε αντικείμενο θερμότερο από το απόλυτο μηδέν εκπέμπει IR (Θερμοκρασία) — μηχανές, εξατμίσεις, άνθρωποι, λάστιχα, θερμαινόμενα οχήματα. Οι αισθητήρες IR είναι παθητικήΔεν μεταδίδονται, αλλά συλλαμβάνουν την ακτινοβολία από το στόχο.
Αντοχή IR για ανίχνευση και τοποθέτηση:
- Μη ανιχνεύσιμο: Ένας παθητικός αισθητήρας δεν προδίδει τον εαυτό του. Ο στόχος δεν ξέρει ότι παρακολουθείται ή παρακολουθείται.
- Μέτρηση υψηλής ακρίβειας γωνίας: Λόγω του μικρού μήκους κύματος, μια μικρή οπτική μπορεί να εστιάσει τον στόχο. — Αρκετά καλός για να διεξάγει πύραυλο.
- Μέρα και νύχτα: Η αντίθεση θερμότητας είναι πάντοτε εκεί · το σκοτάδι και το περισσότερο καμουφλάζ δεν βοηθούν.
- Αναίσθητη σε παρεμβολές και απόκρυψη ραντάρ: ο σχεδιασμός απορρόφησης ραντάρ δεν μειώνει την υπογραφή IR.
Αλλά υπάρχουν θεμελιώδεις περιορισμοί:
- Χωρίς άμεση μέτρηση εύρους ή ταχύτητας: Η IR μετρά μόνο την κατεύθυνση (azimuth/elevation). Η απόσταση απαιτεί ένα δεύτερο μέσο, για παράδειγμα έναν ανιχνευτή λέιζερ.
- Ευαίσθητη: η βροχή, η ομίχλη, τα σύννεφα και η σκόνη απορροφούν την IR ισχυρή· Η εμβέλεια είναι πολύ μικρότερη από αυτή του ραντάρ.
Εφαρμογές: κάμερες θερμικής απεικόνισης (FLIR), κεφαλές αναζήτησης πυραύλων αέρος και εδάφους (συμπεριλαμβανομένων των MANPADS), IRST-συστήματα (InfraRed Search and Track) σε μαχητικά αεροπλάνα και πλοία, και αισθητήρες προειδοποίησης πυραύλων. Υπέρυθρες Πηγαίνει βαθύτερα στις υπέρυθρες.
394 THz – 789 THz: ορατό φως
Ο στενός ιμάντας που μπορεί να δει το ανθρώπινο μάτι — από κόκκινο (~394 THz / 760 nm) σε βιολετί (~789 THz / 380 nm) — παραμένει στρατιωτικά απαραίτητο. Οι αισθητήρες σε αυτή την περιοχή ονομάζονται Ηλεκτροοπτικοί αισθητήρες (EO): το ίδιο το μάτι, τις κάμερες ημέρας, τα περισκόπια, τους θεατές-στόχους και τους αγωγούς της τηλεόρασης επικεφαλής των όπλων.
Ιδιότητες
- Παθητική (χρησιμοποιείται φως περιβάλλοντος) και επομένως δεν είναι ανιχνεύσιμο.
- Υψηλότερη ποιότητα και δυνατότητα αναγνώρισης εικόνας: Η αναγνώριση ενός στόχου ("είναι ένα φορτηγό ή ένας εκτοξευτής?") γίνεται συχνά οπτικά. Ως εκ τούτου, πολλές διαδικασίες δέσμευσης τελειώνουν με ένα βήμα επαλήθευσης EO.
- Μόνο σε περίπτωση επαρκούς φωτός και ορατότητας: Η νύχτα, ο καπνός, η ομίχλη και το καμουφλάζ είναι αποτελεσματικά αντίμετρα. Ελαφριά όραση αμπάδες τεντώνουν τη χρηστική περιοχή ενισχύοντας το σπάνιο φως (αστέρια, φεγγάρι) χιλιάδες φορές.
- Χωρίς εύρος ή ταχύτητα: Όπως και η IR, το ορατό φως μετρά μόνο την κατεύθυνση· η απόσταση απαιτεί στερεοσκοπία, ένα χάρτη ή έναν ανιχνευτή λέιζερ.
Στους σύγχρονους πύργους αισθητήρων (στοχευτές λοβοί, διευθυντές πλοίων, κατευθυντές οχημάτων), η κάμερα EO, η κάμερα IR και το rangefinder λέιζερ συνδυάζονται σε ένα σταθεροποιημένο περίβλημα: Ο καθένας αντισταθμίζει τις αδυναμίες του άλλου.
Λέιζερ
Λέιζερ δεν είναι ξεχωριστό τμήμα του φάσματος αλλά ειδικό τρόπος να παράγει ακτινοβολία, συνήθως στην ορατή ή υπέρυθρη περιοχή. Το φως λέιζερ είναι μονοχρωματική (ένα μήκος κύματος), συνεκτικό (όλα τα κύματα σε φάση) και εξαιρετικά δεμένηΑυτό επιτρέπει πολλή ενέργεια να συγκεντρωθεί σε ένα μικρό σημείο σε μεγάλη απόσταση.
Στρατιωτικές αιτήσεις για ανίχνευση και τοποθέτηση:
- Αναπνευστήρας λέιζερ: μετρά την απόσταση σε ένα στόχο στα εκατοστά με ακρίβεια μέσα από τη διάρκεια ενός βραχύ παλμού λέιζερ — η ελλείπουσα μέτρηση εύρους για αισθητήρες EO/IR.
- Αναγνωριστής λέιζερ: "ζωγράφιση' σημαίνει στόχο με κωδικοποιημένους παλμούς λέιζερ πάνω στους οποίους συνδέονται βόμβες και πύραυλοι που καθοδηγούνται με λέιζερ.
- ΜΕΛΟΣ: παραλλαγή λέιζερ του ραντάρ για εξαιρετικά ακριβή τρισδιάστατη απεικόνιση και ανίχνευση εμποδίων.
- Επιπλέον: επικοινωνία με λέιζερ (δυσκολία στην ακρόαση), θαμπωτήρες κατά των οπτικών αισθητήρων και — αναδυόμενο — Τα λέιζερ υψηλής ενέργειας ως όπλο κατά των κηφήνων και των πυραύλων.
Η όπισθεν της στενής δέσμης: Ένα λέιζερ πρέπει να κατευθύνεται ακριβώς προς τον στόχο και πρέπει να απαιτεί σαφή οπτική γραμμή. Επιπλέον, οι στόχοι μπορούν να είναι Δέκτες προειδοποίησης λέιζερ ανιχνεύουν ότι ψεκάζονται. Λέιζερ και στρατιωτικές εφαρμογές αντιμετωπίζει το λέιζερ λεπτομερώς.